PISA 2003: Physik, Bio, Mathe & Chemie – Lernen wir das nie?! PISA 2003 untersuchte 250000 15 jährige SchülerInnen aus 41 Staaten, dahingehend, ob sie ihre Kompetenzen flexibel und situationsgerecht, d.h. in alltags, ausbildungs- und berufsbezogene Anforderungen nutzen können. Kompetenzen in den Naturwissenschaften untersuchte Fächer: Biologie, Chemie, Physik 7 typisch naturwissenschaftliche kognitive Prozesse in den untersuchten Fächern: Umgang mit Graphiken Mentale Modelle Konvergentes Denken (genau eine richtige Lösung) Divergentes Denken (mehrere Lösungsvorschläge) Sachverhalte verbalisieren Umgang mit Zahlen Bewerten (wichtig sind Argumente, nicht Entscheidung allein) Ziel des nationalen Naturwissenschaftstests ist es, 7 Teilkompetenzen zu erfassen und empirisch zu prüfen, ob sie fachspezifische oder fachübergreifende Bedeutung haben. Ergebnisse: keine empirische Evidenz für fachspezifische Teilkompetenzen entscheidend für Kompetenzunterschiede sind kognitive Anforderungen Besonders schwer für SchülerInnen ist es, mentale Modelle zu verwenden und analytische, konvergente Denkprozesse durch zuführen wenn sie besser im konvergenten Denken waren, konnten sie auch besser mit graphisch repräsentierten Informationen und Formeln umgehen große Diskrepanz zwischen Hauptschule und Realschule Mathematische Kompetenz Aufbau Aufteilung in sog. Übergreifende Ideen und Kompetenzcluster differenziert 4 übergreifende Ideen zur Beschreibung mathematischer Inhalte: Quantität, Veränderung und Beziehungen ,Raum und Form, Unsicherheit unterschiedliche Kompetenzausprägungen auf 3 Kompetenzcluster verteilt insgesamt 84 Aufgaben, auf 4 Inhaltsbereiche und 3 Cluster verteilt Ergebnisse auf Gesamtskala deutliche Leistungsstreuung in allen Ländern Deutschland ohne signifikanten Unterschied zum Durchschnitt hat dritthöchste Streuung besonders unterer Leistungsbereich ist problematisch; besten 5% der SchülerInnen sind nicht so gut, wie die besten 5% der Länder, die über den Durchschnitt liegen Anteil der Risikogruppe höher als in allen anderen west- und nordeuropäischen Staaten Anteil der Spitzengruppe liegt im OECD-Durchschnitt Ergebnisse in den Inhaltsbereichen Deutschland deutlich über Durchschnitt im Bereich Quantität im Bereich „Veränderungen und Beziehungen“ und „ Raum und Form“ im Durchschnitt, breite Streuung mit Problemen im unteren Kompetenzbereich unterscheidet sich im Bereich Unsicherheit nicht vom Durchschnitt; aber hier geringe Streuung Deutschland hat keine homogenen Kompetenzwerte spiegelt curriculare und unterrichtliche Schwerpunktsetzungen wider (liegen bei Algebra und Arithmetik, weniger bei Stochastik und Geometrie) Schülermerkmale Abbildung (aus PISA-Konsortium Deutschland (2004). PISA 2003, S. 129): Ladungsmuster von 6 Teilkompetenzen auf 2 Hauptkomponenten Vertrautheit mit dem Computer Stellenwert der Schule für den Erwerb computerbezogener Kenntnisse regelmäßige Nutzung des Computers in der Schule auf internationaler Ebene seit PISA 2000 geringfügig zugenommen, aber in D noch am wenigsten eingesetzt in 1/3 der Länder primäre Vermittlungsinstanz = Schule (in D: nur 10%) Selbsteingeschätzte Kompetenz im Umgang mit Software in Abhängigkeit von der primären Vermittlungsinstanz (Schule, Freunde, Familie & selbst beigebracht) Autodidakten am kompetentesten und oft am wenigsten als Vermittlungsinstanz Schule angegeben (vs. Unerfahrene besonders häufig) in der Schule vermittelte Computerfertigkeiten nicht ausreichend, um Vorsprünge von Schülern auszugleichen, die ihre Kenntnisse außerschulisch erwerben Tabelle (aus PISA-Konsortium Deutschland (2004). PISA 2003, S. 179): Schüleranteile und Skalenwerte für Merkmale der Computervertrautheit im internationalen Vergleich Kompetenzen von Jungen und Mädchen Internationaler Vergleich  Unterschiede zwischen Mädchen und Jungen in den Naturwissenschaften und beim Problemlösen minimal, in Mathematik klein (Leistungsvorteil der Jungen) und im Lesen mittelgroß (Lesevorsprung der Mädchen in allen untersuchten Ländern) Mathematik vs. Problemlösen wenn Geschlechterunterschiede beim Problemlösen vorhanden: Mädchen besser als Jungen trotz kognitiver Anforderungen wie bei Mathematik  Effekt der Einkleidung der Aufgaben, kein Unterschied in den Voraussetzungen Jungen gelingt es besser ihr Leistungspotential in Mathematik auszuschöpfen Wenig kompetente und kompetenzstarke Jungen und Mädchen Gegenüberstellung von Mädchen und Jungen im oberen und unteren Kompetenzbereich für die Basiskompetenzen (Mathematik, Naturwissenschaften, Lesen und Problemlösen) Ergebnisse: deutlichster Unterschied Mädchen & Jungen in den beiden Extremgruppen Lesen und Naturwissenschaften Unterschiede in Mathematik und Problemlösen schwächer ausgeprägt Abbildung (aus PISA-Konsortium Deutschland (2004). PISA 2003, S. 209): Schülermerkmale im Fach Mathematik in Deutschland FAZIT Ergebnisse haben sich nicht verschlechtert leichte Verbesserung in Naturwissenschaften Gute Ergebnisse bei Problemlösekompetenz deuten auf kognitives Potenzial, dass unzureichend im Unterricht ausgeschöpft wird fast 25% der Jugendlichen gehören zur Risikogruppe