Pisa Ergebnisse 2003 im nationalen und internationalen Vergleich
Inhalt
- Mathematische Kompetenz
- Ergebnisse zu Mathematik
- Kompetenzstufen naturwissenschaftlicher Grundbildung
Mathematische Kompetenz im nationalen und internationalen Vergleich 2003
PISA testet Aspekte mathematischer Kompetenz, die als zentral für die mathematische Bildung Fünfzehnjähriger gelten. Die Aufgaben umfassen realitätsbezogene und innermathematische Problemstellungen, die übergreifenden mathematischen Ideen zugeordnet werden und damit auch wichtige Voraussetzungen für eine weiterführende Auseinandersetzung mit mathematischen Fragen erfassen.
Die Abbildung oben konzentriert sich auf die Gesamtskala für die mathematische Kompetenz. Eine Aufschlüsselung der Ergebnisse nach den bei PISA 2003 unterschiedenen mathematischen Teilgebieten werden wir im ausführlichen Berichtsband vornehmen.
Wie die Abbildung oben in Erinnerung ruft, erstreckt sich bei PISA 2003 das internationale Spektrum mathematischer Kompetenz auf einen Bereich von 385 Punkten (Mexiko) bis 544 Punkten (Finnland). Der Kennwert für Deutschland liegt beim internationalen Vergleich mit 503 Punkten im Durchschnittsbereich der OECD-Staaten.
Ordnet man die sechzehn Länder der Bundesrepublik Deutschland in die internationale Vergleichsliste ein, dann reicht das Leistungsspektrum von 471 Punkten (Bremen) bis 533 Punkten (Bayern). Diese Spannweite von 62 Punkten entspricht etwa dem Abstand zwischen den Ländern bei PISA 2000 (64 Punkte). Der Unterschied ist nach wie vor beträchtlich; in Zeiteinheiten umgerechnet entspricht er etwa 1,5 Schuljahren. Bei PISA 2003 sind somit erhebliche Unterschiede in der durchschnittlichen mathematischen Kompetenz der Fünfzehnjährigen in den einzelnen Ländern zu beobachten.
Die Abbildung oben lässt weiterhin erkennen, dass bei PISA 2003 die Durchschnittswerte mathematischer Kompetenz von vier Ländern über dem OECD-Durchschnitt liegen, nämlich von Bayern (533 Punkte), Sachsen (523 Punkte), Baden-Württemberg (512 Punkte) und Thüringen (510 Punkte). Werte oberhalb des OECD-Mittelwerts erreichten bei PISA 2000 nur zwei Länder (Bayern und Baden-Württemberg). Bei PISA 2003 zeichnen sich aber auch zwischen den überdurchschnittlich gut abschneidenden Ländern nennenswerte Abstände in den Mittelwerten ab. Zur internationalen Spitzengruppe aufgeschlossen hat Bayern mit 533 Punkten. Der Abstand zu Finnland beträgt nur mehr 11 Punkte; die Leistungen der Schülerinnen und Schüler aus Bayern sind denen japanischer oder kanadischer Schülerinnen und Schüler unmittelbar vergleichbar.
Im internationalen Durchschnittsbereich (nicht signifikant verschieden vom OECD-Mittelwert) liegen die Kennwerte für mathematische Kompetenz von acht Ländern, nämlich von Sachsen-Anhalt (502 Punkte), dem Saarland (498 Punkte), Hessen (497 Punkte), Schleswig-Holstein (497 Punkte), Niedersachsen (494 Punkte), Mecklenburg-Vorpommern (493 Punkte), Rheinland-Pfalz (493 Punkte) und Brandenburg (492 Punkte).
Betrachtet man die Mittelwerte der Länder der Bundesrepublik Deutschland, die in diesem Durchschnittsfeld liegen, dann lässt sich eine beträchtliche Distanz zur internationalen Spitzengruppe, darunter Bayern, erkennen. Allerdings: Bei PISA 2000 konnten nur zwei Länder dem internationalen Durchschnittsbereich zugeordnet werden, nämlich die Länder Sachsen und Thüringen, die bei PISA 2003 nun über dem OECD-Durchschnitt platziert sind.
Unterhalb des OECD-Mittelfeldes liegen 2003 die mathematischen Testleistungen der Länder Berlin (488 Punkte), Nordrhein-Westfalen (486 Punkte), Hamburg (481 Punkte) und Bremen (471 Punkte). Bei PISA 2000 waren Berlin und Hamburg aufgrund der unzureichenden Testbeteiligung von der Berichterstattung ausgeschlossen worden.
Die Einordnung der Länder in den internationalen Vergleich lässt gegenüber PISA 2000 insgesamt eine deutlich bessere Positionierung erkennen. Bei PISA 2003 liegen 12 Länder der Bundesrepublik Deutschland innerhalb oder oberhalb des OECD-Durchschnittsbereichs. Nur mehr vier Länder werden unterhalb des OECD-Durchschnitts eingeordnet – bei PISA 2000 waren in diesem Feld zehn von vierzehn Ländern vertreten.
Betrachtet man in der Abbildung die Breite der Perzentilbänder für die Länder der Bundesrepublik Deutschland, dann zeichnen sich fast durchgängig relativ große Streuungen ab. Bemerkenswerte Unterschiede zwischen einzelnen Ländern findet man nur in wenigen Fällen (z.B. Saarland vs. Hessen oder Rheinland-Pfalz vs. Branenburg). Die Abbildung lässt auch erkennen, dass die für Deutschland insgesamt charakteristische asymmetrische, nach links verschobene Verteilung sich bei den einzelnen Ländern widerspiegelt. Diese Verteilung zeigt für die unteren Leistungsgruppen (Perzentile 5, 10 und 25) an, dass deren mathematische Kompetenz im internationalen Vergleich relativ schwach ausgeprägt ist. Genauere Informationen über die Leistungen verschiedener Teilgruppen wird das PISA-Konsortium Deutschland im ausführlichen Bericht im November bereitstellen. Dort werden wir die Verteilungen auf die Stufen mathematischer Kompetenz für die einzelnen Länder präsentieren und national wie international vergleichen.
Die Kopplung von sozialer Herkunft und mathematischer Kompetenz im Ländervergleich
PISA erhebt nicht nur die Testleistungen in Kompetenzbereichen, denen eine Schlüsselstellung für die individuelle und gesellschaftliche Zukunft zugesprochen wird. Über Schul- und Schülerfragebogen werden eine Fülle weiterer Merkmale erhoben, die als Hintergrundbedingungen für die Kompetenzentwicklung verstanden werden können. Besondere Aufmerksamkeit fanden bisher die Befunde über Zusammenhänge zwischen Merkmalen der sozialen Herkunft und der Kompetenz. Diese Zusammenhänge werden als Indikator dafür genommen, inwieweit in den verschiedenen Staaten junge Menschen – unabhängig von ihrer sozialen Herkunft – ein hohes Kompetenzniveau entwickeln können. Entsprechende Kennzahlen für Zusammenhänge zwischen Kompetenz und Merkmalen der sozialen Herkunft werden damit gewissermaßen als Ergebnis des Bildungssystems betrachtet. PISA 2003 hat aus den Maßzahlen für unterschiedliche Merkmale der sozialen Herkunft einen Index berechnet, den Index of Economic, Social and Cultural Status (ESCS). Da dieser Index in der Berichterstattung der OECD eine prominente Stellung erlangt hat, konzentrieren wir uns in diesem Vor¬bericht auf diesen Kennwert.
Unter den Aspekten der Ausschöpfung von Bildungsressourcen und der Gewährleistung gerechter Bildungschancen berechnet die OECD, inwieweit der ESCS mit der mathematischen Kompetenz zusammenhängt („kovariiert“). Dieser Zusammenhang wird durch den Anteil der durch den ESCS aufgeklärten Varianz in der mathematischen Kompetenz ausgedrückt (R2).
Wie der internationale Vergleich zeigt, werden im OECD-Durchschnitt 16,8 Prozent der Varianz in der mathematischen Kompetenz durch den ESCS aufgeklärt. Der entsprechende Varianzanteil beträgt in Deutschland 22,8 Prozent. Nur in zwei weiteren OECD-Staaten (Ungarn und Belgien) fällt dieser Varianzanteil noch größer aus. Für Deutschland wird damit eine im internationalen Vergleich relativ straffe Kopplung zwischen sozialer Herkunft und (mathematischer) Kompetenz berichtet.
In Darstellungen der OECD werden diese Anteile der aufgeklärten Varianz zusammen betrachtet mit der Höhe des Kompetenzniveaus, das in den OECD-Staaten erzielt wird. Entsprechende Abbildungen berichteten für Deutschland bei PISA 2000 eine ungünstige Kombination: Das Kompetenzniveau war im internationalen Vergleich unterdurchschnittlich, der Zusammenhang zwischen sozialer Herkunft und Kompetenz überdurchschnittlich stark ausgeprägt. Bei PISA 2003 stellt sich das Bild für Deutschland insofern etwas günstiger dar, als nun das Niveau der mathematischen Kompetenz ziemlich genau auf dem OECD-Mittelwert liegt.
Der Vorbericht zu den Ergebnissen des Ländervergleichs beschränkt sich auf die Darstellung dieser Zusammenhänge. Sie lassen eine erste Einschätzung darüber zu, wie stark der Zusammenhang zwischen Merkmalen der sozialen Herkunft und dem Kompetenzniveau in den einzelnen Ländern ausgeprägt ist (vgl. Abbildung unten). Diese Ergebnisse wiederum zeigen an, inwieweit Bildungspotentiale in den Ländern ausgeschöpft werden und es gelingt, gerechte Bildungschancen zu realisieren.
Wie die Abbildung 9 erkennen lässt, unterscheiden sich die Anteile der Varianz in der mathematischen Kompetenz, die durch den ESCS aufgeklärt werden, beträchtlich zwischen den Ländern der Bundesrepublik Deutschland. Relativ schwache Zusammenhänge (in der Größenordnung 14 bis 15 Prozent der aufgeklärten Varianz) zwischen Merkmalen der sozialen Herkunft und der Kompetenz werden somit in Brandenburg, Bayern, Thüringen und Sachsen beobachtet. Relativ starke Zusammenhänge (in der Größenordnung von 23 bis 26 Prozent) sind dagegen in Baden-Württemberg, Mecklenburg-Vorpommern, Nordrhein-Westfalen und Bremen festzustellen. Diese Befunde zeigen erhebliche Unterschiede zwischen den Ländern im Hinblick auf den Zusammenhang zwischen der sozialen Herkunft und der mathematischen Kompetenz.
Bei der Darstellungsform, die von der OECD gewählt wird, werden vier Quadranten gebildet, die unterschiedliche Konstellationen erfassen. Als relativ günstig wird dabei die Kombination von einem hohen Kompetenzniveau bei niedriger Kopplung mit sozialer Herkunft bezeichnet (zum Beispiel in Bayern, Sachsen, Thüringen), als relativ ungünstig eine Kombination von niedrigem Kompetenzniveau mit enger Kopplung (z. B. in Hamburg, Nordrhein-Westfalen, Bremen).
Um die internationale Einordnung der Befunde zu erleichtern, wurde in die Abbildung unten zusätzlich eine kleine Auswahl von OECD-Staaten eingefügt. Die Abbildung lässt dabei klar erkennen, dass sich die Konstellation „soziale Herkunft und Kompetenz“ auch im internationalen Vergleich sehr unterschiedlich für die Länder der Bundesrepublik darstellt. Länder wie Bayern, Sachsen und Thüringen erscheinen auch im internationalen Vergleich in einer Nachbarschaft von OECD-Staaten, die vielfach als Benchmark erklärt wurden. Auf der anderen Seite wird ersichtlich, dass in einer ganzen Reihe von Ländern das Bild reproduziert wird, das für Deutschland generell im internationalen Vergleich beobachtet wurde.
PISA-Konsortium Deutschland, 14.07.2005
Lesekompetenz im nationalen und internationalen Vergleich 2003
Die Lesekompetenz war das Schwerpunktgebiet bei PISA 2000. Aus dem umfangreichen Aufgabenpool wurde bei PISA 2003 eine Teilmenge von Aufgaben eingesetzt, die ausreicht, um die Tests beider Zeitpunkte zuverlässig aufeinander beziehen zu können. Bei den Tests werden zentrale Aspekte der Lesekompetenz („Informationen entnehmen“, „Texte interpretieren“, „Inhalt und Form reflektieren“) an einer Vielfalt von (kontinuierlichen und nicht-kontinuierlichen) Textsorten erhoben.
Wie bereits im internationalen Bericht dargelegt wurde, dient im Bereich Lesen der bei PISA 2000 normierte Mittelwert als Bezugspunkt für die Normierung des Lesetests bei PISA 2003. Diese Berechnung ergibt für PISA 2003 einen internationalen Mittelwert von 494 Punkten, der somit sechs Punkte unter dem ursprünglichen Mittelwert (500 Punkte) bei PISA 2000 liegt. Entsprechend verändert sich auf internationaler Ebene der Bezugspunkt auch für die Einordnung der Lesekompetenz der sechzehn Länder.
Die Abbildung ordnet die Mittelwerte für die Lesekompetenz der sechzehn Länder in das internationale Feld ein. Im Bereich Lesen finden wir eine internationale Leistungsbreite von 143 Punkten, die sich von Mexiko (400 Punkte) bis Finnland (543 Punkte) erstreckt. Auf nationaler Ebene beträgt der maximale Abstand zwischen den Ländern 51 Punkte, aufgespannt zwischen Bremen (467 Punkte) und Bayern (518 Punkte). Auch dieser Punktabstand entspricht einem Kompetenzvorsprung, der – in Schulzeit umgerechnet – mehr als ein Jahr betragen dürfte. Bei PISA2000 betrug dieser Abstand 62 Punkte.
Im Kompetenzbereich Lesen liegen die Mittelwerte von drei Ländern signifikant über dem internationalen Durchschnitt (bei PISA 2000 nur ein Land). Neben Bayern (518 Punkte) erreichen Baden-Württemberg (507 Punkte) und Sachsen (504 Punkte) entsprechende überdurchschnittliche Werte. Allerdings stellt sich das Bild für den oberen Leistungsbereich der Lesekompetenz etwas anders dar als für die mathematische Kompetenz. So erreicht Finnland einen Mittelwert, der 25 Punkte über Bayern und 39 Punkte über Sachsen liegt.
Im Bereich der Lesekompetenz können vier Länder dem OECD-Durchschnitt zugeordnet werden, nämlich Thüringen (494 Punkte), Schleswig-Holstein (488 Punkte), Rheinland-Pfalz (485 Punkte) und Hessen (484 Punkte). Bei der Erhebung 2000 lagen im internationalen Durchschnittsbereich nur die Länder Baden-Württemberg und Sachsen, die nun bei PISA 2003 signifikant über dem OECD-Mittelwert platziert sind.
Neun Länder in Deutschland erreichen ein Niveau der Lesekompetenz, das unter dem OECD-Durchschnitt bleibt. Aufgrund des Standardfehlers weist der Signifikanztest für das Saarland (485 Punkte) einen statistisch bedeutsamen Unterschied zum OECD-Mittelwert für die Lesekompetenz aus. Neben dem Saarland bleiben die Länder Sachsen-Anhalt (482 Punkte), Niedersachsen (481 Punkte), Berlin (481 Punkte), Nordrhein-Westfalen (480 Punkte), Hamburg (478 Punkte), Brandenburg (478 Punkte), Mecklenburg-Vorpommern (473 Punkte) und Bremen (467 Punkte) in der Lesekompetenz unter dem OECD-Durchschnitt. Bei PISA 2000 waren die Mittelwerte für Hamburg und Berlin aufgrund der ungenügenden Testbeteiligung nicht berichtet worden.
Bei der Lesekompetenz sind für die Länder der Bundesrepublik Deutschland an den Perzentilbändern relativ große Streubreiten festzustellen. Besonders ausgeprägt sind die Leistungsunterschiede in Ländern wie Hamburg und Bremen, geringer in Bayern und Rheinland-Pfalz. Insgesamt zeichnet sich auch beim Lesen eine Asymmetrie der Perzentilbänder ab, die Schwächen im unteren Leistungsbereich dokumentiert. Genaue Befunde über die Verteilung nach Kompetenzstufen wird der ausführliche Bericht vorstellen.
Veränderungen in der Lesekompetenz
Beim internationalen Vergleich der Lesekompetenz in PISA 2000 und PISA 2003 war für die OECD insgesamt eine Abnahme von durchschnittlich sechs Punkten verzeichnet worden. Nur ein Staat konnte seine Leseleistung in den PISA-Tests signifikant verbessern, nämlich Polen um 18 Punkte. Allerdings gab es auch in einigen Staaten beträchtliche Abnahmen der durchschnittlichen Lesekompetenz gegenüber PISA 2000 (bis zu 24 Punkten). Der Mittelwert für Deutschland hat sich bei PISA 2003 um 7 Punkte verbessert, der Unterschied zu PISA 2000 ist statistisch jedoch nicht signifikant. Damit bleibt zu fragen, inwieweit bei PISA 2003 über die Länder in Deutschland hinweg größere oder kleinere Veränderungen in der Lesekompetenz gegenüber den Leistungen bei PISA 2000 beobachtet werden können. Die Ergebnisse sind in Abbildung unten dargestellt.
Wie die Abbildung unten erkennen lässt, sind für fünf Länder der Bundesrepublik Deutschland signifikante Zuwächse in der Lesekompetenz zu verzeichnen. Die Größenordnung der signifikanten Zuwächse erstreckt sich von 12 Punkten (Thüringen) bis zu 27 Punkten (Sachsen-Anhalt). Neben Sachsen (13 Punkte) erzielen Brandenburg und Bremen (jeweils 19 Punkte) signifikante Zuwächse in der Lesekompetenz gegenüber der ersten Erhebungsrunde. Besondere Beachtung verdient der Befund, dass die drei Länder, die beim Ländervergleich in PISA 2000 am Ende lagen (Sachsen-Anhalt, Brandenburg und Bremen), beträchtliche Zuwächse in der Lesekompetenz erreichen.
Die Veränderungen in den Mittelwerten für die Lesekompetenz in den anderen Ländern sind statistisch nicht abzusichern. Dass die Unterschiede für eine ganze Anzahl von Ländern sehr klein sind, kann der Abbildung entnommen werden.
Insgesamt zeigt der Ländervergleich, dass es offensichtlich in einigen Ländern gelungen ist, die Lesekompetenz bedeutsam zu verbessern.
PISA-Konsortium Deutschland, 14.07.2005
Naturwissenschaftliche Kompetenz im nationalen und internationalen Vergleich 2003
Im Bereich der naturwissenschaftlichen Kompetenz untersucht PISA, inwieweit die Schülerinnen und Schüler naturwissenschaftliche Fragen erkennen, naturwissenschaftliches Wissen anwenden und aus Belegen Schlussfolgerungen ziehen können. Der Test zur naturwissenschaftlichen Kompetenz bei PISA 2003 beruht zu einem großen Teil auf den Aufgaben, die bereits bei PISA 2000 Verwendung fanden. Entsprechend wurde der Test 2003 an den Ergebnissen von PISA 2000 normiert. Da über alle Staaten in diesem Bereich keine nennenswerten Veränderungen zwischen den Testrunden zu verzeichnen sind, beträgt der Mittelwert für die naturwissenschaftliche Kompetenz bei PISA 2003 ebenfalls 500 Punkte.
Die Ergebnisse des Ländervergleichs für diesen Kompetenzbereich stellt die Abbildung oben vor. Die Mittelwerte für die naturwissenschaftliche Kompetenz erstrecken sich international über einen Bereich von 143 Punkten, wiederum von Mexiko (405 Punkte) bis Finnland (548 Punkte). Das Leistungsspektrum der Länder in Deutschland reicht bei PISA 2003 von Bremen (477 Punkte) bis Bayern (530 Punkte) und umspannt damit 53 Punkte. So stellen wir auch bei der naturwissenschaftlichen Kompetenz durchschnittliche Unterschiede zwischen den Ländern fest, die in Zeitabstände bis zu einem Schuljahr umgerechnet werden können. Der Punktabstand zwischen den Ländern betrug bei PISA 2000 maximal 47 Punkte.
Im Bereich der naturwissenschaftlichen Kompetenz können drei Länder oberhalb des OECD-Durchschnitts eingeordnet werden. Bayern erreicht einen Mittelwert von 530 Punkten, Sachsen einen Mittelwert von 522 Punkten und Baden-Württemberg einen Mittelwert von 513 Punkten. Bei PISA 2000 erzielte kein Land der Bundesrepublik Deutschland einen Mittelwert, der als signifikant über dem OECD-Durchschnitt hätte eingestuft werden können.
Neun Länder liegen 2003 im internationalen Durchschnittsbereich. Es handelt sich um die Länder Thüringen (508 Punkte), Saarland (504 Punkte), Sachsen-Anhalt (503 Punkte), Niedersachsen (498 Punkte), Schleswig-Holstein (497 Punkte), Rheinland-Pfalz (497 Punkte), Berlin (493 Punkte), Mecklenburg-Vorpommern (491 Punkte) sowie Hessen (489 Punkte). Bei PISA 2000 lagen insgesamt fünf Länder im Durch¬schnittsbereich der naturwissenschaftlichen Kompetenz. Von diesen Ländern sind nun drei signifikant über dem internationalen Mittelwert lokalisiert.
Unter dem OECD-Durchschnitt liegen die Länder Nordrhein-Westfalen (mit 489 Punkten, aufgrund des kleinen Standardfehlers), Hamburg (487 Punkte), Brandenburg (486 Punkte) und Bremen (477 Punkte). Im Bereich der naturwissenschaftlichen Kompetenz weisen wiederum die Perzentilbänder auf beträchtliche Leistungsstreuungen hin. Diese sind besonders stark ausgeprägt in Berlin, Nordrhein-Westfalen und Hamburg, eher geringer in Bayern und Brandenburg.
Veränderungen in der naturwissenschaftlichen Kompetenz
Bezugspunkt für den Vergleich der Testleistungen zur naturwissenschaftlichen Kompetenz ist die PISA-Erhebung im Jahr 2000. Für den Durchschnitt der OECD-Staaten konnte in diesem Kompetenzbereich keine Veränderung festgestellt werden; die Mittelwerte beider Zeitpunkte liegen bei 500 Punkten. Allerdings waren im internationalen Vergleich für eine Anzahl von Staaten signifikante Zuwächse zu verzeichnen. Den größten Zuwachs erreichte Griechenland mit 20 Punkten. Auch der für Deutschland errechnete Zuwachs von 15 Punkten konnte zufallskritisch als signifikant bestätigt werden. Andererseits gab es auf der internationalen Seite in einigen Staaten auch beträchtliche Abnahmen (bis zu 28 Punkten) in den Testleistungen für naturwissenschaftliche Kompetenz. Die Ergebnisse für die Veränderungen in den Ländern der Bundesrepublik Deutschland stellt die Abbildung unten vor.
Die Abbildung unten zeigt für alle Länder positive Veränderungen in den Mittelwerten für die naturwissenschaftliche Kompetenz gegenüber dem Test bei PISA 2000. In elf Ländern können die Zuwächse als statistisch signifikant bezeichnet werden. Den größten Zuwachs erreicht Sachsen-Anhalt mit 32 Punkten. Die signifikanten Veränderungen betragen ansonsten in Sachsen 23 Punkte, in Bayern und Niedersachsen jeweils 22 Punkte, im Saarland 19 Punkte, in Bremen und Brandenburg je 16 Punkte, in Thüringen und Mecklenburg-Vorpommern je 13 Punkte sowie in Nordrhein-Westfalen und Schleswig-Holstein jeweils 11 Punkte.
PISA-Konsortium Deutschland, 14.07.2005
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