Vorwort des Präsidenten der Kultusministerkonferenz 11

1 PISA 2006: Wichtige Ergebnisse im Überblick 13
Manfred Prenzel

1.1 Die Anlage der Studie: Einige Daten 14
1.2 Schwerpunktgebiet Naturwissenschaften: Wie kompetent sind die Schülerinnen und Schüler in Deutschland im internationalen Vergleich? 15
1.3 Wie sehr interessieren sich die hochkompetenten Jugendlichen für die Naturwissenschaften? 17
1.4 Welchen Beruf übe ich mit 30 Jahren aus? Der Stellenwert von Schülermerkmalen wie Selbstkonzept und Motivation 18
1.5 Unterricht in den Naturwissenschaften: Lernzeiten und Unterrichtsmuster 20
1.6 Lerngelegenheiten für die Naturwissenschaften auf Schulebene 21
1.7 Naturwissenschaften im Elternhaus 23
1.8 Lesekompetenz im internationalen Vergleich 24
1.9 Mathematische Kompetenz im internationalen Vergleich 24
1.10 Computervertrautheit und Computernutzung 25
1.11 Soziale Herkunft und Kompetenz 26
1.12 Migration und Kompetenz 28
1.13 Gesamtschau und Ausblick 29

2 PISA 2006 - Eine Einführung in die Studie 31
Manfred Prenzel, Claus H. Carstensen, Andreas Frey, Barbara Drechsel und Silke Rönnebeck

2.1 Das Anliegen von PISA 32
2.2 Der theoretische Hintergrund 35
2.2.1 Literacy und Grundbildung in PISA 36
2.2.2 Die Kompetenzbereiche in PISA: Naturwissenschaften, Lesen und Mathematik 38
2.2.3 Hintergrundmerkmale 40
2.3 Erweiterungen von PISA 2006 in Deutschland 4l
2.4 Anlage der Untersuchung 42
2.4.1 Population und Stichprobe 42
2.4.2 Testentwicklung und Testdesign 47
2.4.3 Qualitätssicherung 50
2.4.4 Skalierung und Auswertung 51
2.5 Ergebnisdarstellung 52
2.6 Interpretation der Befunde 55
2.7 PISA— Ein kooperatives Unternehmen 56
Literatur 58

3 Die naturwissenschaftliche Kompetenz der Schülerinnen und Schüler in Deutschland 61

3.1 Naturwissenschaftliche Kompetenz im internationalen Vergleich 63
Manfred Prenzel, Katrin Schöps, Silke Rönnebeck, Martin Senkbeil, Oliver Walter, Claus H. Carstensen und Marcus Hammann

3.1.1 Die Rahmenkonzeption für den Naturwissenschaftstest 2006 65
3.1.2 Der Naturwissenschaftstest 71
3.1.3 Die Ergebnisse des Naturwissenschaftstests im internationalen Vergleich 80
3.1.4 Die drei naturwissenschaftlichen Teilkompetenzen im internationalen Vergleich 89
3.1.5 Naturwissenschaftliche Kompetenz in Deutschland: Vertiefende Analysen 95
3.1.6 Die Veränderung der naturwissenschaftlichen Kompetenz in Deutschland von PISA 2000 bis PISA 2006 98
3.1.7 Zusammenfassung und Diskussion 100
Literatur 102

3.2 Interesse an den Naturwissenschaften 107
Manfred Prenzel, Kerstin Schütte und Oliver Walter

3.2.1 Interesse an den Naturwissenschaften: Ein Blick in die Theorie 108
3.2.2 Erfassung von Interesse an den Naturwissenschaften 110
3.2.3 Ergebnisse 111
3.2.4 Zusammenfassung und Diskussion 122
Literatur 123

3.3 Schülermerkmale, naturwissenschaftliche Kompetenz und Berufserwartung 125
Kerstin Schütte, Anne C. Frenzel, Renne Asseburg und Reinhard Pekrun

3.3.1 Definition der schülerbezogenen Konstrukte 126
3.3.2 Beziehungen zwischen Schülermerkmalen und ihre Bedeutung für Berufswahlneigungen 128
3.3.3 Wechselwirkungen der Schülermerkmale mit naturwissenschaftlicher Kompetenz 129
3.3.4 Fragestellungen 130
3.3.5 Erfassung der Schülermerkmale 130
3.3.6 Ergebnisse 132
3.3.7 Zusammenfassung und Diskussion 143
Literatur 145

3.4 Unterricht in den Naturwissenschaften 147
Tina Seidel, Manfred Prenzel, Jörg Wittwer und Katharina Schwindt

3.4.1 Naturwissenschaftsunterricht im internationalen Vergleich 150
3.4.2 Unterricht, Kompetenzen und Interesse in den Naturwissenschaften 167
3.4.3 Diskussion 175
Literatur 177

3.5 Schulische Rahmenbedingungen und Lerngelegenheiten für die Naturwissenschaften 181
Martin Senkbeil, Barbara Drechsel und Katrin Schöps

3.5.1 Die Rahmenbedingungen des naturwissenschaftlichen Unterrichts im internationalen Vergleich 184
3.5.2 Schulische Maßnahmen zur Berufsorientierung und naturwissenschafts-bezogene Aktivitäten aus Sicht der Schulleitungen 188
3.5.3 Schulische Maßnahmen zur Berufsorientierung aus Sicht der Schülerinnen und Schüler 191
3.5.4 Zusammenfassung und Diskussion 197
Literatur 199

3.6 Naturwissenschaften im Elternhaus 203
Garsten Maurischat, Päivi Taskinen und Timo Ehmke

3.6.1 Naturwissenschaftsbezogene Merkmale im Elternhaus 204
3.6.2 Operationalisierung 206
3.6.3 Befunde zum internationalen Vergleich der naturwissenschaftsbezogenen Berufe der Eltern 208
3.6.4 Vorhersage der naturwissenschaftlichen Kompetenz und der naturwissenschaftsbezogenen Berufserwartung der Schülerinnen und Schüler in Deutschland 214
3.6.5 Zusammenfassung und Diskussion 220
Literatur 222

4 Lesekompetenz 225
Barbara Drechsel und Cordula Artelt

4.1 Lesekompetenz in PISA 226
4.2 Ergebnisse des internationalen Vergleichs 228
4.2.1 Ergebnisse der Erhebungsrunde PISA 2006 228
4.2.2 Die Veränderung der Lesekompetenz von PISA 2000 bis PISA 2006 235
4.3 Ergebnisse für Deutschland 238
4.3.1 Veränderungen der Lesekompetenz in Deutschland 239
4.3.2 Leseleistungen differenziert nach Schularten 240
4.3.3 Leseverhalten in Deutschland 243
4.4 Zusammenfassung und Diskussion 244
Literatur 246

5 Mathematische Kompetenz 249
Andreas Frey, Regine Asseburg, Claus H. Carstensen, Timo Ehmke und Werner Blum

5.1 Mathematische Kompetenz in PISA 250
5.2 Kompetenzstufen 251
5.3 Fragestellungen 252
5.4 Testkonzeption 254
5.4.1 Aufgaben 254
5.4.2 Skalierung und Kompetenzstufenbildung 255
5.4.3 Kennwerte257
5.5 Ergebnisse 258
5.5.1 Mathematische Kompetenz im internationalen Vergleich 258
5.5.2 Mathematische Kompetenz in Deutschland 266
5.6 Zusammenfassung und Diskussion 271
Literatur 274

6 Die Computervertrautheit von Jugendlichen und Wirkungen der Computernutzung auf den fachlichen Kompetenzerwerb 277
Martin Senkbeil und Jörg Wittiver

6.1 Computererfahrung und computerbezogene Kenntnisse im internationalen Vergleich 278
6.1.1 Wie erfahren sind Fünfzehnjährige im Umgang mit Computer und Internet? 279
6.1.2 Für welche Zwecke und in welcher Weise wird der Computer von Jugendlichen genutzt? 281
6.1.3 Wie groß ist der Einfluss der schulischen Computernutzung auf die Computervertrautheit von Jugendlichen? 285
6.1.4 Wie verteilen sich die Computer-Nutzungstypen auf die OECD-Staaten? 287
6.2 Unterschiede in der Computervertrautheit zwischen Jungen und Mädchen 290
6.2.1 Geschlechtsspezifische Unterschiede in Computererfahrung, Nutzungshäufigkeit und Art der Computernutzung 290
6.2.2 Geschlechtsspezifische Unterschiede in Interesse, Selbstwirksamkeit und Computerwissen 291
6.3 Einfluss der Computernutzung auf den mathematischen Kompetenzerwerb 294
6.3.1 Wie kann der Einfluss der Computernutzung auf den fachbezogenen Kompetenzerwerb in methodisch und konzeptuell angemessener Weise erfasst werden? 295
6.3.2 Wie bedeutsam sind verschiedene Merkmale der Computernutzung für
den mathematischen Kompetenzerwerb? 297
6.4 Zusammenfassung und Diskussion 301
Literatur 304

7 Familiäre Lebensverhältnisse und Kompetenzerwerb 309

7.1 Soziale Herkunft und Kompetenzerwerb: Vergleiche zwischen PISA 2000, 2003 und 2006 309
Timo Ehmke und Jürgen Bäumen

7.1.1 Zur Erfassung der sozialen Herkunft im internationalen Vergleich311
7.1.2 Ergebnisse 315
7.1.3 Zusammenfassung und Diskussion 331
Literatur 333

7.2 Kompetenzen und bildungsrelevante Einstellungen von Jugendlichen mit Migrationshintergrund in Deutschland: Ein Vergleich mit ausgewählten OECD-Staaten 337
Oliver Walter und Päivi Taskinen

7.2.1 Migration und Bildungserfolg in der OECD 337
7.2.2 Erklärungsansätze für Disparitäten zwischen Jugendlichen ohne und Jugendlichen mit Migrationshintergrund zwischen und innerhalb von Staaten 339
7.2.3 Fragestellungen 344
7.2.4 Zur Situation von Jugendlichen mit Migrationshintergrund in Deutschland 345
7.2.5 Internationaler Vergleich 353
7.2.6 Diskussion 364
Literatur 365

8 Technische Grundlagen des dritten internationalen Vergleichs 367
Claus H. Carstensen, Andreas Frey, Oliver Walter und Steffen Knoll

8.1 Stichprobe 367
8.1.1 Stichprobenziehung 367
8.1.2 Realisierte Stichprobe 371
8.1.3 Gewichtung 371
8.2 Kompetenzmodellierung 372
8.2.1 Multi-Matrix-Design und IRT-Skalierung 372
8.2.2 Latente Korrelationen: Mehrdimensionale Modellierung 374
8.2.3 Latente Regression: Das Hintergrundmodell 375
8.3 Stichprobenfehler und Reliabilität 377
8.3.1 Die Berechnung von Stichprobenfehlern 378
8.3.2 Die Messgenauigkeit der Skalenwerte 378
8.4 Differenzierung von Kompetenzstufen 379
8.4.1 Kompetenzstufen und Lösungswahrscheinlichkeiten 380
8.4.2 Kompetenzstufen für Naturwissenschaften, Lesen und Mathematik 382
8.5 Skalierung von Veränderungen zwischen PISA 2000 und PISA 2006 in Deutschland 382
8.5.1 Methoden zur Verbindung von Kompetenzergebnissen mehrerer Erhebungsrunden 383
8.5.2 Das Equating-Verfahren für Naturwissenschaften und Mathematik 384
8.5.3 Modellkontrolle 385
8.6 Glossar 386
Literatur 389

Anhang
Anhang A 391
Anhang B 399
AnhangC 403
Anhang D 411
Abbildungsverzeichnis 417
Tabellenverzeichnis 419
Abkürzungsverzeichnis 423