Inhaltsverzeichnis

1.  Einleitung  3

2.  The Third International Mathematics and Science Study  3

3.  Aufbau von TIMSS/III  5

3.  1 Grundbildungstest  5

3.  2 Fachleistungstests  6

3.  3 Testpopulation  8

4.  Testaufgaben von TIMSS/III  9

4.  1 Schwierigkeitsgrad  10

4.  2 Kompetenzstufen  10

4.  2. 1 Grundbildungstest  10

4.  2. 2 Fachleistungstests  13

5.  Ergebnisse von TIMSS/III  16

5.  1 Internationale Ergebnisse  17

5.  2 Nationale Ergebnisse  18

6.  TIMSS unter dem Gesichtspunkt Globalisierung  19

7.  Resümee  20

8.  Literaturverzeichnis  22

9.  Anhang  23

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1. Einleitung

Die vorliegende Hausarbeit mit dem Gegenstand der internationalen Schulleistungsmessung TIMSS basiert auf dem in dem Hauptseminar Globalisierung und Migration a ls Herausforderung für Bildungspolitik und Schulpraxis gehaltenen Referat. Ähnlich wie beim mündlich Vorgetragenen wird auch das Folgende anfänglich einen allgemeinen Überblick über die Dritte Internationale Mathematik- und Naturwissenschaftsstudie geben, um die Tragweite und das Facettenreichtum der TIMS-Studie klar zu machen.

Da eine umfassende Bearbeitung des Themas den Rahmen der Hausarbeit allerdings sprengen würde, beschränke ich mich im Anschluss auf die TIMS-Teilstudie drei, die Oberstufen-Schüler t estete. Hier soll zuerst der Aufbau des Tests sowie die Auswahl der geprüften Schüler beschrieben werden, bevor anhand von beispielhaften Testaufgaben die Bewertungskriterien erläutert werden. Das Herausstellen der wichtigsten Ergebnisse international als auch innerhalb der Grenzen Deutschlands runden den reinen Themenblock zu TIMSS/III ab. Von mir herangezogene Tabellen und Abbildungen werden sich dabei mit dem entsprechenden Verweis im Anhang befinden, damit der Lesefluss nicht unnötig unterbrochen wird.

Um letztlich die Brücke zum besuchten Seminar zu schlagen und dem gewählten Titel der Arbeit gerecht zu werden, betrachte ich in einem weiteren Punkt The Third International Mathematics and Science Study in ihrer Ganzheit unter dem Gesichtspunkt der Global isierung. Das folgende Resümee, bei dem diese Zeilen und die TIMS-Studie nochmals reflektiert werden sollen, setzt den Schlusspunkt dieser Hausarbeit.

2. The Third International Mathematics and Science Study

The Third International Mathematics and Science Study, abgekürzt TIMSS, setzt eine mittlerweile über 40-jährige Tradition international vergleichender Schulleistungsstudien fort, die in weltweiten Forschungskooperationen durchgeführt werden. Der Träger von TIMSS, die International Association for the Evaluation of Educational Achievement (IEA), führt schon seit 1959 Schulleistungsstudien durch. Die beiden internationalen Mathematikstudien der IEA (First and Second Inter-

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national Mathematics Study; FIMS bzw. SIMS) wurden 1964 und 1980 bis 1982 durchgeführt, die erste und zweite Naturwissenschaftsstudie (First and Second International Science Study; FISS bzw. SISS) 1970/71 beziehungsweise 1983/84.

Eine entscheidende Neuerung der TIMS-Studie liegt nun darin, dass „die Mathematik- und Naturwissenschaftleistungen von Schlüsseljahrgängen in der Grundschule und den Sekundarstufen I und II zum ersten Mal gleichzeitig untersucht“ (Baumert, J., Lehmann, R., u. a.: TIMSS -Mathematisch-naturwissenschaftlicher Unterricht im internationalen Vergleich. Opladen, 1997, S. 33) werden, wobei Deutschland sich nicht an der Untersuchung der Primarstufe beteiligt hat. Des Weiteren liefert TIMSS, dessen Datenerhebung 1995/96 stattfand, 15 Jahre nach der letzten IEA-Studie wieder verlässliche Daten zu den Leistungen von mehr als einer halben Millionen Schüler aus rund 15000 Schulen in 46 teilnehmenden Ländern (vgl. www.timss.mpg.de, 12.03.03). Neben den europäischen Industrieländern über Japan, Australien und die USA haben auch Schwellenländer wie Argentinien und die Philippinen an der TIMS-Studie teilgenommen. 1

Über diese mehrdimensionale Leistungsstudie hinaus gehören zu der Dritten Internationalen Mathem atik- und Naturwissenschaftsstudie auch eine Analyse von Lehrplänen und Schulbüchern sowie die Erfassung des tatsächlich unterrichteten Stoffs. Ebenfalls wurden Schulleiter zur Schulorganisation und Schulkultur sowie Fachlehrer zu ihrem Unterricht und der allgemeinen Berufstätigkeit befragt. Eine weitere Komponente der TIMS-Studie ist ein Drei-Länder-Vergleich zwischen Japan, den USA und Deutschland, in dem auch mittels Videoaufnahmen der mathematisch-naturwissenschaftliche Unterricht vor dem Kontext der Schule, Elternhaus und Jugendkultur untersucht wurde (vgl. Baumert, J., Lehmann, R., u. a., 1997, S. 35).

In Deutschland wurde TIMSS von einer Projektgruppe darüber hinaus für TIMSS-Deutschland genutzt, wodurch der internationale Untersuchungsplan erheblich übertroffen wurde. So untersuchte man im Ge- ¹ Daskomplette Verzeichnis der Länder, die an TIMSS teilnahmen, befindet sich im Anhang (A 1).

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gensatz zu den international angelegten Que rschnittsstudien die 7. und

8. Jahrgangsstufe in der Bundesrepublik im Längsschnitt, um eventuelle Leistungsfortschritte erkennen zu können. Auch wurde der Motivation von Schülern im mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterricht und deren Bedeutung für den Wissenserwerb erhöhte Aufmerksamkeit geschenkt. Des Weiteren diente eine Bereitstellung von nationalen Grunddaten der gesonderten Betrachtung beispielsweise des Bildungswesens in den neuen Bundesländern (vgl. Baumert, J., Lehmann, R., u. a., 1997, S. 36.).

Somit liefert TIMSS nicht nur eine Grundlage, die Leistungsfähigkeit des deutschen Schulsystems im Bereich der Mathematik und Naturwissenschaften international zu vergleichen, die aufgrund der zunehmenden Technologisierung immer größere Bedeutung gewinnen, sondern auch das föderale Bildungssystem Deutschlands wird qualitativ geprüft. Besonders die weitverbreitete Verbindung einer soliden Ausbildung der nachwachsenden Generationen in Mathematik und Naturwissenschaften mit der zukünftigen technologischen und ökonomischen Wettbewerbsfähigkeit des jeweiligen Landes hat der TIMS-Studie international ein breites Echo beschert.

3. Aufbau von TIMSS/III

Die TIMS-Studie ist in der Teilpopulation drei, für die Vergleichsdaten aus 24 Ländern vorliegen ² , in drei untereinander verzahnte Tests aufgeteilt. Zum einen wurde die mathematisch-naturwissenschaftliche Grundbildung entsprechender Schüler, die im Folgenden noch näher beschrieben werden, getestet, zum anderen wurden sie sowohl zur voruniversitären Mathematik als a uch Physik befragt.

3. 1 Grundbildungstest

Mathematische und naturwissenschaftliche Kompetenzen sind seit der Durchsetzung der allgemeinen Schulpflicht genauso wie das Beherrschen der Muttersprache in Wort und Schrift grundlegende Kulturwerk-

² Diekomplette Auflistung der Teilnehmerstaaten aufgeteilt nach der Teilnahme an den drei Einzeltests befindet sich im Anhang (A 2).

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zeuge eines jeden Menschen, die bedeutsam für das Verstehen der natürlichen und sozialen Umwelt sowie für das selbstständige Handeln in Beruf und Alltag sind. Diese sogenannte kulturelle Literalität beschränkt sich dabei nicht auf die reine Kenntnis und Nutzung von Begriffen und Verfahren, sondern erfordert ein Verständnis von theoretischen Konzepten und darüber hinaus einen kritischen Umgang mit mathematischnaturwissenschaftlichen Modellen. Mit dem Grundbildungstest sollte also die Personenfähigkeit der Schüler getestet werden, inwiefern das Wissen der Person eine Teilnahme am sozialen, kulturellen und ökonomischen Leben in der Gesellschaft zulässt (vgl. Bos, W., Baumert, J.: Möglichkeiten, Grenzen und Perspektiven internationaler Bildungsforschung: das Beispiel TIMSS/III. in: Politik und Zeitgeschichte. B 35-36/99, S. 4.).

Dabei wurde - im Gegensatz zu den Fachleistungstests - keine Lehrplangültigkeit der 76 ausgewählten Aufgaben vorgeschrieben. Dennoch basierten alle Aufgaben, die verwendet wurden, auf zentralen Unterrichtsstoffen der Sekundarstufe I, wobei sie aber nach Möglichkeit in neue anwendungsorientierte Alltagssituationen eingebettet wurden (vgl. ebd.). Damit stellt der Grundbildungstest einen Kompromiss zwischen einer „Lehrplanbindung einerseits und Orientierung am praktischen All-tagshandeln andererseits“ (www.timss.mgp.de, 12.03.03) dar. Es wurde geprüft, wie weit die Schüler die zentralen Konzepte des mathematischnaturwissenschaftlichen Unterrichts der Mittelstufe verstanden haben und diese in alltäglichen Kontexten neu anwenden können.

3. 2 Fachleistungstests

Das Testkonzept sowohl für die voruniversitäre Mathematik als auch die voruniversitäre Physik zielt dagegen nicht auf die alltagsweltliche Einbettung, die Anwendung von außerschulischen Kontexten oder das Lösen von Problemen, wo die Mathematik beziehungsweise die Naturwissenschaften nur als Hilfsmittel benutzt werden, ab, sondern beachtet ausschließlich die fachlichen Kompetenzen. Im Kontrast zu den Grundleistungstest stehen also „die fachlichen Konzepte und Operationen selbst im Vordergrund“ (Baumert, J. u. a.: Testaufgaben zu TIMSS/III. Berlin, 1999, S. 12). Geprüft wird somit nicht wie bei der zuvor be-

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schriebenen Überprüfung der kulturellen Literalität grundlegende Bildung der Mathematik und Naturwissenschaft. Vielmehr werden die Schüler auf ihre Tiefe und Breite im Hinblick auf die Lerninhalte undziele der Sekundarstufe II getestet (vgl. Baumert, J., Bos, W., Lehmann, R.: Mathematische und physikalische Kompetenzen am Ende der gymnasialen Oberstufe. Opladen, 2000, S. 57). Um diese fachspezifischen Lerninhalte der Sekundarstufe II in den Fachleistungstest möglichst genau abzubilden und damit die Schüler unterrichtsnah zu testen, wurde bei der Überprüfung der vo runiversitären Mathematik und Physik anders als bei den m athematischnaturwissenschaftlichen Grundbildungstest eine curriculare Validität angestrebt. Umfangreiche internationale Curriculumanalysen führten schnell zu der Erkenntnis, dass „für die voruniversitäre Mathematik und Physik ein internationales Kerncurriculum zugrunde gelegt werden kann“ (Bos, W., Baumert, J. in: Politik und Zeitgeschichte. B 35-36/99, S. 4/5.).

Nach Rücksprache mit Experten, die in Deutschland in allen Ländern bis auf die wegen des geringen Schüleraufkommens für eine Validitätsbeurteilung nicht maßgeblichen Stadtstaaten und das Saarland g emacht worden ist, liegen die Fragen im voruniversitären Mathematik-und Physiktest zu 90 Prozent innerhalb der vom Lehrplan behandelten Themengebiete. Da darüber hinaus von Land zu Land eine unterschiedliche Umsetzung der Richtlinien im Unterricht zu erwarten ist und dementsprechend eine Lehrplangültigkeit der Testaufgaben keine Unterrichtsvalidität garantiert, wurde auch diese durch Befragungen von Fachleitern an den untersuchten Schulen ermittelt. Demnach werden über 80 Prozent der gestellten Aufgaben ebenfalls als unterrichtsvalide angesehen (vgl. ebd. S. 5). Eine Rücksprache mit Hochschullehrern im Hinblick auf Anforderungen des Grundstudium wurden durchschnittlich 70 Prozent der Mathematikaufgaben und 56 Prozent der Physikaufgaben als studienrelevant eingeschätzt (vgl. www.timss.mgp.de, 12.03.03). Damit bleibt festzuhalten, dass die Aufgaben der TIMSS-Fachleistungstests sowohl den Lehrplan als auch die schulische Real ität und die Anforderungen verschiedener Studienfächer in beachtlichem

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Maße widerspiegeln und somit den Leistungsstand deutscher Abiturienten mit einer hohen Relevanz bemessen.

3. 3 Testpopulation

Um bei der untersuchten Testpopulation eine repräsentative Stichprobe zu erhalten, fand eine Zufallsauswahl statt, die des Weiteren zur besseren nationalen Vergleichbarkeit nachkorrigiert wurde. So wurden bei TIMSS/III in Deutschland letztlich 3928 Schüler der gymnasialen Oberstufe und 1417 Schüler in beruflichen Bildungsgängen an insgesamt 152 Schulen getestet (vgl. Bos, W., Baumert, J. in: Politik und Zeitgeschichte. B 35-36/99, S. 4.). Entspreche nde Ausbildungsjahrgänge an Waldorfschulen, Schwesternschulen, Kollegschulen, Schulen des Ge-sundheitswesens und Berufs- sowie Fachakademien wurden in die Untersuchung allerdings nicht mit aufgenommen. Dabei beinhaltete die Untersuchungspopulation für die TIMS-Teilstudie über mathematisch-naturwissenschaftliche Grundbildung „alle Personen, die sich zum Zeitpunkt der Erhebung im letzten Segment der Se-kundarstufe in vollzeitlicher Ausbildung befinden (Last Segment of Fulltime Secondary Education)“ (Baumert, J., Bos, W., Lehmann, R., 2000, S. 35). Für Deutschland umfasst dies alle Schüler, die erstmals die Se-kundarstufe II allgemeinbildender oder beruflicher Schulen in vollzeitlicher Ausbildung durchlaufen. Der darüber hinaus angegebene Ausschöpfungsgrad der Grundbildungsstudie, welcher durch den prozentualen Anteil der jeweiligen Untersuchungspopulation am einschlägigen nationalen Altersjahrgang angegeben wird, spielt bei der späteren Auswertung der Daten eine wichtige Rolle. Deutschland weist bei einem international gewünschten Ausschöpfungsgrad von 83, 6 Prozent der Untersuchungspopulation einen fast deckungsgleichen national definierten von 78, 4 Prozent auf (vgl. www.timss.mgp.de, 12.03.03). Die TIMSS-Leistungstests waren ausschließlich für „jene Schüler, die bis zum Ende ihrer Sekundarschulausbildung als Teil ihrer Qualifizierung für nachfolgende Hochschulstudien in Mathematik bzw. Physik unterrichtet wurden“ (Baumert, J. u. a., 1999, S. 12). Dies umfasst also für Deutschland gymnasiale Oberstufen-Schüler, die entsprechende Grund- und Leistungskurse besuchen. Auch hier wurde wieder ein für

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