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Mathematikunterricht und Schülerleistung in der Sekundarstufe: Zur Validität von Schülerbefragungen in Schulleistungsstudien

Student learning in secondary school mathematics classrooms: On the validity of student reports in international large-scale studies

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Zusammenfassung

Daten internationaler Schulleistungsstudien werden immer häufiger für Analysen des Unterrichtsgeschehens (auch im Mathematikunterricht) genutzt. Diese Daten erlauben allerdings in der Regel nur begrenzte Interpretationen der Wirksamkeit von Unterricht. Entsprechend untersucht dieser Beitrag, wie groß bei der Nutzung von Daten aus solchen Studien die Gefahr ist, die Bedeutung einzelner Unterrichtsmerkmale zu überschätzen. Zwei Erweiterungen der PISA 2012 Studie in Deutschland – zum einen die Erhebung ganzer Klassenverbände und zum anderen eine follow-up Studie ein Jahr später – wurden genutzt um die Bedeutung von acht Merkmalen der Qualität, der Aktivitäten und der Inhalte des Mathematikunterrichts zu untersuchen. In latenten Mehrebenenstrukturgleichungsmodellen (sog. doubly-latent Modelle) werden querschnittliche Zusammenhänge der Unterrichtsmerkmale mit der Schülerleistung (unter Kontrolle des Schülerhintergrunds und der Rahmenbedingungen der Klasse) gegen längsschnittliche Zusammenhänge unter Kontrolle der Vorleistung verglichen. Die Analysen zeigen, dass querschnittliche Analysen die Stärke der Bedeutung einzelner Unterrichtsmerkmale überschätzen, dass jedoch drei der vier querschnittlich bedeutsam mit Schülerleistung assoziierten Merkmale auch im Längsschnitt noch die Schülerleistung vorhersagen. Dies unterstützt die Bedeutung früherer, ausschließlich querschnittlicher Analysen unter der Voraussetzung einer adäquaten Modellierung der zu Grunde liegenden Daten.

Abstract

Public availability, high data quality, and sample characteristics make data from international large-scale assessments (ILSA) attractive for secondary analyses, and more and more researcher use them to analyze teaching and learning in students’ classrooms. However, for several reasons ILSA data is limited in its scope, and conclusions on educational effectiveness are restricted. This study specifically intends to evaluate the potential danger of overestimating the effectiveness of indicators of teaching and learning based on ILSA data. We take advantage of two extensions to the German sample for the Programme for International Student Assessment (PISA) 2012 study: The sample was enhanced a) by adding students from entire 9th grade classrooms and b) by a repeated measurement, re-testing all participants one year later in 10th grade. This study analyzed eight indicators of students’ reports on teaching and learning in their mathematics classrooms. Regression analyses in multi-level structural equation models (doubly-latent models) compared results of cross-sectional analyses (controlling for individual background and classroom level characteristics) with a longitudinal extension (controlling for prior achievement). Results only partially confirm common practice to use ILSA data to study educational effectiveness of classroom level processes. Cross-sectional analyses overestimate effectiveness results, but three out of four indicators that are cross-sectionally related to student achievement are also related to students’ achievement development in grade 10. Assuming that previous studies modeled and interpreted the data correctly, the importance of their results in debates on educational effectiveness is thus underlined.

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Notes

  1. Da der designbedingte Stichprobenausfall zufällig, „completely at random“ ist, kann von einer unverzerrten Schätzung ausgegangen werden. Eine parallele Analyse aller Fälle der Substichprobe unter Nutzung des Full Information Maximum Likelihood Schätzers in Mplus führt zu parallelen Ergebnismustern.

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Förderung

Diese Arbeit wurde unterstützt durch das Zentrum für Internationale Bildungsvergleichsstudien (ZIB), das College for Interdisciplinary Educational Research (CIDER) und das Center for Educational Measurement der Universität Oslo (CEMO).

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Authors and Affiliations

  1. Abteilung Bildungsqualität und Evaluation, Deutsches Institut für Internationale Pädagogische Forschung (DIPF), Schloßstraße 29, 60486, Frankfurt, Deutschland

    Susanne Kuger & Eckhard Klieme

  2. Leibniz Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik, Kiel, Deutschland

    Oliver Lüdtke

  3. TUM School of Education, München, Deutschland

    Anja Schiepe-Tiska & Kristina Reiss

Authors
  1. Susanne Kuger
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  2. Eckhard Klieme
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  3. Oliver Lüdtke
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  4. Anja Schiepe-Tiska
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  5. Kristina Reiss
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Corresponding author

Correspondence to Susanne Kuger.

Appendix

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1.1 Befragungsinstrumente

 

Tab. 7 Konstruktive Unterstützung
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Tab. 8 Potenzial zur kognitiven Aktivierung
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Tab. 9 Regelklarheit und formale Struktur
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Tab. 10 Aufgabentypen im Unterricht
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Tab. 11 Unterrichtsaktivitäten und -formen
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Kuger, S., Klieme, E., Lüdtke, O. et al. Mathematikunterricht und Schülerleistung in der Sekundarstufe: Zur Validität von Schülerbefragungen in Schulleistungsstudien. Z Erziehungswiss 20 (Suppl 2), 61–98 (2017). https://doi.org/10.1007/s11618-017-0750-6

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