Auswertung und Ergebnis für Sachsen Prof. Dr. Manfred Prenzel PISA 2006: Auswertung und Ergebnis für Sachsen Dresden, 24. Januar 2009

Einleitung Das „Programme for International Student Assessment“ (PISA) ist eine Vergleichsstudie der OECD PISA wird in Deutschland im Auftrag der KMK durchgeführt An PISA 2006 nahmen ca. 400.000 zufällig ausgewählte fünfzehnjährige Jugendliche aus 57 Staaten teil. Hauptfragestellung: Wie gut sind fünfzehnjährige Jugendliche auf die Anforderungen der Wissensgesellschaft vorbereitet? PISA bietet Möglichkeiten für nationale Zusatzstudien

Anlage des Ländervergleichs

Die nationalen Erweiterungen von PISA PISA 2006 besteht in Deutschland aus drei Teilstudien. (a) „PISA-I" (PISA-International) mit 225 Schulen und je 25 Fünfzehnjährigen (b) „Normierungsstudie Bildungsstandards Mathematik“ mit 225 Schulen und je zwei kompletten 9. Klassen) (c) „PISA-E" (Erweiterungsstudie): Vergleich zwischen den Ländern der Bundesrepublik mit den internationalen Verfahren und OECD-Regeln (mit 1509 Schulen und je 25 Schülerinnen und Schülern)

Schulen der PISA-E-Stichprobe nach Ländern und Schulart

Ausschluss von Verzerrungen Design, Erhebungen und Auswertungen folgten den internationalen Regeln Für den Ländervergleich wurden ca. 40 000 Fünfzehnjährige aus 1509 Schulen getestet Die Testbeteiligung lag zwischen 86 und 96 Prozent und erfüllte in allen Ländern die internationalen Kriterien (Sachsen: 95 Prozent) Die Fragebogenbeteiligung lag zwischen 76 und 95 Prozent (Sachsen 89 Prozent) Die Noten der Schülerinnen und Schüler, die am Test teilnahmen vs. nicht teilnahmen, unterschieden sich nicht Die Testmotivation lag auf dem gleich hohen Niveau wie bei PISA 2003

Naturwissenschaftliche Kompetenz im Ländervergleich

Konzeption des Naturwissenschaftstests von PISA 2006

Naturwissenschaft-liche Kompetenz im internationalen Vergleich Zum Vergleich: PISA 2003: 502 Punkte, Rang 15, im OECD-Durchschnitt PISA 2000: 487 Punkte, Rang 20 unter OECD-Durchschnitt

Perzentilbänder für die naturwissen-schaftliche Kompetenz

Naturwissen-schaftliche Kompetenz in den Ländern Land M SD Sachsen 541 95 Bayern 533 100 Thüringen 530 97 Baden-Württemberg 523 Sachsen-Anhalt 518 101 Rheinland-Pfalz 516 103 Deutschland Mecklenburg-Vorpommern 515 Brandenburg 514 102 Saarland 512 Schleswig-Holstein 510 Berlin 508 111 Hessen 507 104 Niedersachsen 506 Nordrhein-Westfalen 503 OECD 500 Hamburg 497 110 Bremen 485 Naturwissen-schaftliche Kompetenz in den Ländern

Prozentuale Anteile unter oder auf Kompetenzstufe I bzw Prozentuale Anteile unter oder auf Kompetenzstufe I bzw. auf Kompetenzstufe V und VI

Naturwissenschaftliche Kompetenz von Mädchen und Jungen

Naturwissenschaftliche Kompetenz an Gymnasien

Naturwissenschaftliche Kompetenz und Gymnasialbeteiligung

Fazit Naturwissenschaften In diesem Bereich zeigt sich bei PISA 2006 für die Länder eine deutliche Verbesserung im Vergleich zu PISA 2000 und PISA 2003 13 Länder (darunter Sachsen) liegen signifikant über dem OECD-Mittelwert, zwei im Durchschnittsbereich Sachsen, Bayern und Thüringen haben zur internationalen Spitze aufgeschlossen Die Leistungsabstände zwischen den Ländern sind dennoch beträchtlich (umgerechnet bis zu zwei Schuljahren) – das gilt auch für die Gymnasien

Lesekompetenz

Perzentilbänder der Lesekompetenz im internationalen Vergleich * Perzentilbänder der Lesekompetenz im internationalen Vergleich (OECD M=492) * aufgrund des Signifikanztests nicht signifikant vom OECD-M verschieden

Lesekompetenz in den Ländern Land M SD Sachsen 512 103 Bayern 511 108 Thüringen 500 110 Baden-Württemberg* 112 Rheinland-Pfalz 499 Saarland 497 104 Deutschland 495 Hessen 492 117 OECD 99 Nordrhein-Westfalen 490 115 Berlin 488 121 Sachsen-Anhalt 487 116 Brandenburg 486 123 Schleswig-Holstein 485 Niedersachsen 484 Mecklenburg-Vorpommern 480 Hamburg 476 124 Bremen 474 Lesekompetenz in den Ländern

Prozentuale Anteile auf bzw Prozentuale Anteile auf bzw. unter Stufe I und auf Stufe V der Lesekompetenz

Lesekompetenz von Mädchen und Jungen

Mittelwertvergleiche für die Lesekompetenz von PISA 2000 bis PISA 2006

Lesekompetenz an den Gymnasien

Lesekompetenz an Gymnasien von PISA 2000 bis PISA 2006

Fazit Lesen Vier Länder (darunter Sachsen) liegen über dem OECD- Mittel, sieben Länder im OECD-Durchschnittsbereich und fünf Länder darunter Die Unterschiede zwischen den Ländern sind nach wie vor beträchtlich und die Streuungen der Lesekompetenz sind in allen Ländern bemerkenswert hoch In zehn Ländern liegt mehr als ein Fünftel der Jugendlichen auf oder unter der ersten Kompetenzstufe Nach wie vor sind die Mädchen den Jungen im Lesen in allen Ländern deutlich überlegen Zwischen PISA 2000 und PISA 2006 ist die Lese- kompetenz in keinem Land signifikant schlechter geworden. In fünf Ländern zeigt sich ein statistisch bedeutsamer Zuwachs über die Zeit

Mathematische Kompetenz

Mathematische Kompetenz im internationalen Vergleich (OECD: M=498)

Mathematische Kompetenz in den Ländern Land M SD Sachsen 523 91 Bayern 522 97 Baden-Württemberg 516 99 Thüringen 509 96 Deutschland 504 Mecklenburg-Vorpommern 500 94 Brandenburg 103 Rheinland-Pfalz 98 Hessen 104 Sachsen-Anhalt 499 Saarland 498 OECD 92 Schleswig-Holstein 497 Berlin 495 106 Nordrhein-Westfalen 493 Niedersachsen 489 Hamburg 488 108 Bremen 478 100 Mathematische Kompetenz in den Ländern

Prozentuale Anteile unter oder auf Kompetenzstufe I beziehungsweise auf Kompetenzstufe VI

Mathematische Kompetenz von Mädchen und Jungen

Mathematische Kompetenz an den Gymnasien

Mathematische Kompetenz an Gymnasien von PISA 2003 zu PISA 2006 Die Ergebnisse wurden auf einen Mittlelwert von 0 für PISA 2000 und eine Standardabweichung von 1 über alle Erhebungszeitpunkte transformiert.

Fazit Mathematik Die mathematische Kompetenz unterscheidet sich in neun Ländern nicht signifikant vom OECD-Durchschnitt; vier Länder (darunter Sachsen) liegen über und drei unter dem OECD-Mittel Die Streuung der mathematischen Kompetenz ist im internationalen Vergleich auffallend stark und besonders hoch in Hamburg, Berlin, Bremen, Hessen und Brandenburg; relativ niedrig dagegen in Sachsen In zwölf Ländern liegt mindestens ein Fünftel der Jugendlichen auf oder unter der ersten Kompetenzstufe (in drei Ländern sogar mehr als ein Viertel)

Der Blick in die Länder

Verzögerte Schullaufbahnen (insgesamt, nach Land) PISA 2000 PISA 2006 Prozent Baden-Württemberg 28,1 26,4 Bayern 29,8 34,0 Berlin* (29,6) 29,9 Brandenburg 21,5 20,5 Bremen 42,3 28,8 Hamburg* (33,0) 28,7 Hessen 33,0 32,1 Mecklenburg-Vorpommern 30,8 31,3 Niedersachsen 34,8 28,4 Nordrhein-Westfalen 32,9 28,0 Rheinland-Pfalz 30,0 27,8 Saarland 30,9 21,8 Sachsen 24,4 24,8 Sachsen-Anhalt 26,9 28,2 Schleswig-Holstein 44,7 38,3 Thüringen 22,9 20,9 Verzögerte Schullaufbahnen (insgesamt, nach Land)

Sachsen

Perzentilbänder der naturwissenschaftlichen Kompetenz in Sachsen

Perzentilbänder der Lesekompetenz in Sachsen

Perzentilbänder der Mathematikkompetenz in Sachsen

Trends von PISA 2000 bis PISA 2006 in Sachsen

Naturwissenschaftlicher Unterricht im Ländervergleich

Lernzeit in den Naturwissenschaften

Unterrichtszeit und naturwissenschaftliche Kompetenz

Unterrichtsmuster Globale Aktivitäten Kognitiv fokussierte Aktivitäten Traditioneller Unterricht

Unterrichtsmuster in Sachsen und Ergebnisse im Naturwissenschaftstest und in der Interessenbefragung Globale Aktivitäten (9 %) Kognitiv fokussierte Aktivitäten (56 %) Traditioneller Unterricht (35 %) Konstante b Wissen 511 +47 +41 Interesse 502 +14 -3

Fazit naturwissenschaftlicher Unterricht Ausmaß der Unterrichtszeit ist in allen Ländern ähnlich. In Sachsen, Sachsen-Anhalt und Thüringen ist der Anteil von Schülerinnen und Schülern, die viel Unterrichtszeit berichten, etwas höher. Deutlicher Zusammenhang zwischen der zur Verfügung stehenden Unterrichtszeit und der Kompetenz von Schülerinnen und Schülern in allen deutschen Ländern. Unterrichtsschwerpunkte liegen in Deutschland auf dem interaktiven Lehren und Lernen sowie auf dem Experimentieren.

Soziale Herkunft und Kompetenzerwerb

Verteilung des sozioökonomischen Status (HISEI) in den Ländern

Soziale Gradienten der naturwissenschaftlichen Kompetenz in den Ländern (HISEI)

Vergleich der sozialen Gradienten der Lesekompetenz zwischen PISA 2000 und 2006

Relative Chancen des Gymnasialbesuches in PISA 2006 Akademiker Facharbeiter

Fazit: Kopplung soziale Herkunft Der Zusammenhang zwischen Herkunft und naturwissen- schaftlicher Kompetenz ist am schwächsten in Sachsen und Niedersachsen; am stärksten in Hamburg und Berlin Soziale Disparitäten der Lesekompetenz haben sich seit 2000 insgesamt in Deutschland abgeschwächt. Die Abnahme ist in Niedersachsen und Nordrhein-Westfalen statistisch signifikant, in acht weiteren Ländern tendenziell. Für Brandenburg wurde ein bedeutsamer Anstieg des sozialen Gradienten zwischen 2000 und 2006 festgestellt Bei den relativen Chancen des Gymnasialbesuch zeichnet sich für viele Länder eine tendenzielle Abnahme der sozialen Disparitäten zwischen 2000 und 2006 ab. Statistisch bedeutsam sind diese Abnahmen in Bayern und Rheinland-Pfalz

Der Bildungserfolg von Jugendlichen mit Migrationshintergrund in den deutschen Ländern

Anteile der Gruppen mit unterschiedlichem Migrationsstatus in den Ländern

Mittlere Lesekompetenzen der Jugendlichen mit unterschiedlichem Migrationsstatus in den Ländern

Gesamtbild

Signifikant über dem OECD-Durchschnitt bei PISA 2006 Land Lesen Mathematik Naturwissenschaften Baden-Württemberg  Bayern Berlin Brandenburg Bremen Hamburg Hessen Mecklenburg-Vorpommern Niedersachsen Nordrhein-Westfalen Rheinland-Pfalz Saarland Sachsen Sachsen-Anhalt Schleswig-Holstein Thüringen

Signifikante Veränderungen von PISA 2000 zu PISA 2006 Land Lesen Mathematik Naturwissenschaften Baden-Württemberg + Bayern Berlin / Brandenburg Bremen Hamburg Hessen Mecklenburg-Vorpommern Niedersachsen Nordrhein-Westfalen Rheinland-Pfalz Saarland Sachsen Sachsen-Anhalt Schleswig-Holstein Thüringen

Gesamtbild Der Ländervergleich bei PISA 2006 zeigt nach wie vor sehr große Disparitäten zwischen den Ländern in Deutschland Fast alle Ländern konnten sich im Naturwissenschaftstest deutlich verbessern. Nur wenige Länder konnten sich in den Bereichen Lesen und Mathematik verbessern. Problematisch sind hier die großen Leistungsstreuungen und Anteile im Risikobereich Baden-Württemberg konnte sich von 2000 bis 2006 in der Mathematik verbessern Die sozialen Disparitäten des Kompetenzerwerbs und der Bildungsbeteiligung sind hoch, haben sich aber seit PISA 2000 in einigen Ländern tendenziell und in wenigen Ländern signifikant verringert

Weitere Informationen IPN – Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften Olshausenstrasse 62 24098 Kiel E-Mail: pisa2006@ipn.uni-kiel.de Web: http://pisa.ipn.uni-kiel.de Prenzel, M., Artelt, C., Baumert, J., Blum, W., Hammann, M., Klieme, E. & Pekrun, R. (Hrsg.), PISA 2006 in Deutschland. Die Kompetenzen der Jugendlichen im dritten Ländervergleich. Münster: Waxmann.

Naturwissen-schaften Schüleranteile auf den Kompetenzstufen I und darunter an den Schulen mit mehreren Bildungsgängen (in Prozent) Land Bildungs- Beteiligung Mathematik Lesen Naturwissen-schaften Mecklenburg-Vorpommern (54.6) 26.4 27.9 16.9 Rheinland-Pfalz (14.7) 30.7 26.3 21.3 Saarland (39.2) 26.9 23.1 19.2 Sachsen (61.2) 12.6 12.0 8.2 Sachsen-Anhalt (57.4) 25.0 25.3 15.9 Thüringen (53.7) 20.5 18.0 10.8

Naturwissen-schaften Schüleranteile auf den Kompetenzstufen I und darunter an den Hauptschulen (in Prozent) Land Bildungs- beteiligung Mathematik Lesen Naturwissen-schaften Baden-Württemberg (24.6) 47.0 53.4 41.9 Bayern (30.5) 35.3 36.9 28.0 Berlin (12.2) 70.6 73.2 65.3 Bremen (20.0) 73.1 73.5 66.5 Hamburg (9.5) 75.7 78.7 67.3 Hessen (15.2) 62.3 59.3 57.4 Niedersachsen (25.6) 53.8 50.4 37.8 Nordrhein-Westfalen (24.3) 54.2 52.8 43.7 Rheinland-Pfalz (17.5) 53.9 52.6 46.3 Schleswig-Holstein (26.7) 57.0 60.5 42.6

Naturwissen-schaften Schüleranteile auf den Kompetenzstufen I und darunter an Integrierten Gesamtschulen (in Prozent) Land Bildungs- Beteiligung Mathematik Lesen Naturwissen-schaften Berlin (27.7) 34.1 31.8 23.5 Brandenburg (44.5) 37.2 37.7 24.1 Bremen (18.5) 29.4 24.6 20.8 Hamburg (27.1) 32.8 24.8 Hessen (17.1) 23.4 22.5 16.8 Mecklenburg-Vorpommern (5.9) 17.4 22.8 15.3 Nordrhein-Westfalen (16.6) 28.6 22.3 22.2 Saarland (14.6) 25.8 23.1 19.0 Schleswig-Holstein (7.1) 14.3 12.6 9.0

Naturwissen-schaften Schüleranteile auf den Kompetenzstufen I und darunter an den Realschulen (in Prozent) Land Bildungs- Beteiligung Mathematik Lesen Naturwissen-schaften Baden-Württemberg (32.8) 3.4 5.1 2.9 Bayern (29.5) 2.1 0.9 Berlin (20.6) 23.8 16.0 Brandenburg (18.1) 14.7 16.3 7.6 Bremen (26.4) 21.9 16.8 17.4 Hamburg (14.3) 21.8 17.8 13.6 Hessen (27.3) 16.4 11.3 10.1 Niedersachsen (34.3) 10.9 8.5 5.9 Nordrhein-Westfalen (26.0) 9.0 Rheinland-Pfalz (23.8) 3.6 1.8 1.7 Schleswig-Holstein (32.1) 11.2 8.1 6.7

Mittlere naturwissenschaftliche Kompetenzen von Jugendlichen ohne Migrationshintergrund und Jugendlichen der drei Migrationsgruppen

Bildungsbeteiligung der Fünfzehnjährigen in Prozent (nach Land und Schulart)

Beteiligung an Test und Fragebogen (FB) nach Land und Schulart (in Prozent)

Hochrechnung der Kompetenzmittelwerte unter der Annahme vollständig selektiver Testbeteiligung * In der zweiten Spalte der Tabelle sind die beobachteten Teilnahmequoten in den Ländern dargestellt, in der dritten die beobachteten Kompetenzmittelwerte. Die vierte Spalte gibt den mittleren Kompetenzwert an, der sich ergeben würde, wenn alle Länder eine Teilnahmequote von 91.4 % gehabt UND selektiv die kompetenzschwächsten gezogenen Schülerinnen und Schüler nicht am Test teilgenommen hätten (91.4 % wurde gewählt, weil dieses die niedrigste Teilnahmequote unter den Ländern mit verpflichtender Testteilnahme ist). Die letzte Spalte stellt die Ergebnisse für eine Testbeteiligung von 85.6 % dar (die niedrigste Teilnahmequote über alle Länder). * (Bei den Hochrechnungen sind Sonderschüler nicht berücksichtigt. Beobachtete Werte sind deshalb erhöht)

Vergleich der Schulnoten (Mathematik) der gezogenen und der teilnehmenden Fünfzehnjährigen Vereinfachende wurde bei den Berechnungen ein metrisches Datenniveau angenommen.

Hochrechnung der naturwissenschaftlichen Kompetenz auf eine Teilnahmequote von 100 Prozent * Die zweite Spalte der Tabelle stellt die beobachtete Teilnahmequote dar, die dritte den beobachteten Kompetenzmittelwert. In der vierten Spalte sind die Ergebnisse einer Modellrechnung dargestellt. In dieser Modellrechnung wurden zunächst für die Nicht-Teilnehmer die Schulnoten in den Fächern Mathematik und Deutsch genutzt, um (auf der Basis der beobachteten Korrelationen zwischen Schulnoten und PISA-Testleistungen) deren Kompetenz in den PISA-Tests zu schätzen. In einer Hochrechnung wurden dann Kompetenzergebnisse errechnet, die bei einer Testteilnahme von 100 Prozent der gezogenen Jugendlichen zu erwarten gewesen wären. * (Bei den Hochrechnungen sind Sonderschüler nicht berücksichtigt. Beobachtete Werte sind deshalb erhöht)

Relative Chancen des Gymnasialbesuches in PISA 2000 und PISA 2006

Naturwissen-schaften Schüleranteile auf den Kompetenzstufen I und darunter an den Hauptschulen (in Prozent) Land Bildungs- beteiligung Mathematik Lesen Naturwissen-schaften Baden-Württemberg (24.6) 47.0 53.4 41.9 Bayern (30.5) 35.3 36.9 28.0 Berlin (12.2) 70.6 73.2 65.3 Bremen (20.0) 73.1 73.5 66.5 Hamburg (9.5) 75.7 78.7 67.3 Hessen (15.2) 62.3 59.3 57.4 Niedersachsen (25.6) 53.8 50.4 37.8 Nordrhein-Westfalen (24.3) 54.2 52.8 43.7 Rheinland-Pfalz (17.5) 53.9 52.6 46.3 Schleswig-Holstein (26.7) 57.0 60.5 42.6

Naturwissen-schaften Schüleranteile auf den Kompetenzstufen I und darunter an den Schulen mit mehreren Bildungsgängen (in Prozent) Land Bildungs- Beteiligung Mathematik Lesen Naturwissen-schaften Mecklenburg-Vorpommern (54.6) 26.4 27.9 16.9 Rheinland-Pfalz (14.7) 30.7 26.3 21.3 Saarland (39.2) 26.9 23.1 19.2 Sachsen (61.2) 12.6 12.0 8.2 Sachsen-Anhalt (57.4) 25.0 25.3 15.9 Thüringen (53.7) 20.5 18.0 10.8

Naturwissen-schaften Schüleranteile auf den Kompetenzstufen I und darunter an den Realschulen (in Prozent) Land Bildungs- Beteiligung Mathematik Lesen Naturwissen-schaften Baden-Württemberg (32.8) 3.4 5.1 2.9 Bayern (29.5) 2.1 0.9 Berlin (20.6) 23.8 16.0 Brandenburg (18.1) 14.7 16.3 7.6 Bremen (26.4) 21.9 16.8 17.4 Hamburg (14.3) 21.8 17.8 13.6 Hessen (27.3) 16.4 11.3 10.1 Niedersachsen (34.3) 10.9 8.5 5.9 Nordrhein-Westfalen (26.0) 9.0 Rheinland-Pfalz (23.8) 3.6 1.8 1.7 Schleswig-Holstein (32.1) 11.2 8.1 6.7

Naturwissen-schaften Schüleranteile auf den Kompetenzstufen I und darunter an Integrierten Gesamtschulen (in Prozent) Land Bildungs- Beteiligung Mathematik Lesen Naturwissen-schaften Berlin (27.7) 34.1 31.8 23.5 Brandenburg (44.5) 37.2 37.7 24.1 Bremen (18.5) 29.4 24.6 20.8 Hamburg (27.1) 32.8 24.8 Hessen (17.1) 23.4 22.5 16.8 Mecklenburg-Vorpommern (5.9) 17.4 22.8 15.3 Nordrhein-Westfalen (16.6) 28.6 22.3 22.2 Saarland (14.6) 25.8 23.1 19.0 Schleswig-Holstein (7.1) 14.3 12.6 9.0

Durchschnittlicher sozioökonomischer Status der Familien nach Migrationsstatus in den Ländern a Aufgrund geringer Stichprobengröße wird die Zweite Generation in den östlichen Ländern nicht ausgewiesen.

Naturwissenschaftliche Kompetenz, adjustiert nach sozialer Herkunft und Migration

Interesse an den Naturwissenschaften

Beschreibung der Teilstichproben hochkompetenter Jugendlicher

Beschreibung der Teilstichproben hochkompetenter Jugendlicher

Verteilungen der hochkompetenten Jugendlichen auf Interessenquartile Das erste Quartil ist das untere Quartil der Interessenverteilung, das vierte Quartil das obere Quartil. Je höher die Ordnungszahl des Quartils ist, desto stärker die Ausprägung des Interesses an den Naturwissenschaften.

Verteilungen der hochkompetenten Jugendlichen auf Interessenquartile Das erste Quartil ist das untere Quartil der Interessenverteilung, das vierte Quartil das obere Quartil. Je höher die Ordnungszahl des Quartils ist, desto stärker die Ausprägung des Interesses an den Naturwissenschaften.

Naturwissenschaftsbezogene Schülermerkmale in Schleswig-Holstein

Merkmale der Computervertrautheit in Schleswig-Holstein

Verbreitung der drei Unterrichtsmuster

Merkmale der Computervertrautheit in Baden-Württemberg

Naturwissenschaftsbezogene Schülermerkmale in Baden-Württemberg