Das Physikwissen österreichischer Maturantinnen
Eine Analyse der Ergebnisse der TIMS-Studie aus geschlechtsspezifischer Perspektive
Helga Stadler


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Kapitel 2

Fachdidaktische Analyse der österreichischen SchülererInnenergebnisse bei TIMSS Pop 3 – Betrachtung der Ergebnisse in geschlechtsspezifischer Hinsicht

2. 1. Einleitung
2. 2. Internationale Ergebnisse – ein Überblick
2. 3. Österreichische Ergebnisse
2. 3.1. Naturwissenschaften – Allgemeinwissen
2. 3.2. Physik – Fachwissen
2.4. Erklärungsansätze
2. 5. Schlussfolgerungen und Konsequenzen
2. 6. Naturwissenschaftlicher Unterricht für Mädchen und Buben -
Fachdidaktische Anregungen für einen geschlechtssensiblen Unterricht


2. 1. Einleitung

Eine erste internationale Analyse der Ergebnisse von TIMSS hat ergeben, dass Mädchen bei diesen Tests in allen Ländern (mit einer Ausnahme) schlechter abgeschnitten haben. Aus österreichischer Sicht führt das Ergebnis zu einer Reihe von Fragestellungen:


2. 2. Internationale Ergebnisse – ein Überblick

International betrachtet erzielen Schüler beim TIMSS-Test bessere Ergebnisse als Schülerinnen. Die Unterschiede sind in der Population III am stärksten ausgeprägt und in den einzelnen Ländern unterschiedlich, aber immer statistisch signifikant (ausgenommen Südafrika). Im internationalen Vergleich zählt Österreich zwar zu jenen Ländern, in denen der Anteil jener Mädchen, die im letzten Jahr ihrer Schulzeit Physikunterricht haben besonders hoch ist, zugleich aber auch zu jenen Ländern, in denen die Unterschiede in den Testleistungen zwischen Mädchen und Buben besonders ausgeprägt sind. Insgesamt lässt sich sagen, dass die Unterschiede in der Physik besonders hoch sind, weniger signifikant im Allgemeinwissen. Österreich zählt zu jenen Länder, in denen der Unterschied zwischen den Geschlechtern in allen Wissensbereichen (ausgenommen Allgemeinwissen – Biologie) signifikant hoch ist. Das Problem der Unterschiede zwischen den Geschlechtern tritt auch in der Physik stärker zutage als in der Mathematik.


2. 3. Österreichische Ergebnisse


2. 3.1. Naturwissenschaften – Allgemeinwissen


Vorbemerkung

Die Analysen beruhen auf den Ergebnissen, die in G.Haider: Population 3 – Österreich – Bericht an das BMUK 1996 veröffentlicht sind, sowie auf eigenen Berechnungen von Prozent – Korrekt – Mittelwerten aus Tabellen, in denen die Prozent-Korrekt-Werte für einzelne Items angegeben sind. Der Leistungsvergleich wird ausschließlich mit Mitteln der deskriptiven Statistik durchgeführt.


Gesamtergebnis

Die Prozent-Korrekt-Werte (=Prozentsatz der richtigen Lösungen) der Mädchen liegen in allen Schulsparten deutlich unter denen der Burschen. Über alle Schulsparten und Aufgaben hinweg beträgt die Differenz zwischen den Geschlechtern 9 %, am geringsten ist sie mit 7% in der AHS, am deutlichsten mit 14% in der BMS. Der Leistungsmittelwert beträgt bei den Burschen 554, bei den Mädchen 501. Differenziert man nach Inhalten, dann zeigt sich, dass bei jenen Aufgaben, die eher biologisch orientiert sind, in praktisch allen Schulsparten Mädchen und Buben gleich gut abschneiden. Signifikante Differenzen ergeben sich dagegen in der Physik und den Erdwissenschaften.


Aufgliederung nach Schulsparten

Höhere Leistungen der Buben finden sich in allen Schultypen, wobei, wie die Tabelle zeigt, der Unterschied zwischen den Geschlechtern in der BMS am größten ist. Die Mädchen erreichen dort weniger als 80% des Burschenergebnisses; am geringsten ist der Unterschied in der AHS, wo die Mädchen praktisch 90% der Burschenergebnisse erzielen.

Prozent korrekt
wm
AHS
6269
BHS
6474
BMS
5468
BS
4554


Aufgliederung nach Stoffgebieten

Deutlich wird die Asymmetrie zwischen den Geschlechtern in den Stoffgebieten: Während Mädchen und Burschen in der Biologie etwa gleiche Leistungen erbringen, schneiden sie in allen anderen Gebieten, d.s. Erdwissenschaften, Physik und Umweltwissenschaften deutlich schlechter ab. In den zuletzt genannten Bereichen ergibt sich ein relativ ausgewogenes Bild. Die Mädchen erreichen in Physik und den Erdwissenschaften jeweils nur 76% der Burschenergebnisse. In der Biologie zeigen sich nur wenig Unterschiede in den Leistungen und die Streuung innerhalb der einzelnen Aufgaben ist mit plus / minus 13% relativ gering. In der Physik dagegen wurde keine einzige Aufgabe von den Mädchen besser gelöst als von den Burschen, bei den Erdwissenschaften eine einzige Aufgabe. Die Geschlechterdifferenz im Prozentanteil der korrekten Antworten zu den Items aus dem Bereich Physik bewegt sich zwischen zehn und zwanzig Prozent. Ähnliche Ergebnisse wie in der Physik zeigen sich in den wenigen Aufgaben zu den Umweltwissenschaften und bei den technisch-handwerklichen Aufgaben, wobei in zwei Fällen die Geschlechterdifferenz im Prozentanteil der korrekten Antworten höher als 30% ist. Da diese beiden Gebiete nur mit jeweils drei Items vertreten sind wurden sie in den nachfolgenden tabellarischen Übersichten nicht mehr berücksichtigt.

Prozent korrekt
wm
Biologie
67 67
Physik
4660
Erdwissenschaften
4559


Aufgliederung nach Schulsparten und Stoffgebieten

In allen Schulsparten schneiden die Burschen und Mädchen insgesamt betrachtet in Physik und den Erdwissenschaften deutlich schlechter ab als in der Biologie. Während sich in der Biologie auch was die einzelnen Schulsparten betrifft, eine auffallend gleichmäßige Verteilung ergibt, sehen wir in der Physik und den Erdwissenschaften große Unterschiede zwischen den Geschlechtern. Der Unterschied zugunsten der Burschen im Stoffgebiet Physik ist am größten in der BS, in der AHS relativ am geringsten.

Prozent korrekt Biologie Physik Erdwissenschaft
wm
wm
wm
AHS
7474
5566
5472
BHS
7575
5874
6273
BMS
6875
7463
4670
BS
6161
3650
3346

Innerhalb der einzelnen Items zum Stoffgebiet Biologie gibt es kaum signifikante Unterschiede zwischen den Geschlechtern. In Physik finden sich in der AHS vier Items, wo der Anteil der Mädchen mit richtigen Antworten nur etwa zwei Drittel des Bubenanteils ausmacht (D02, B06, D04, A01), in der BHS ist dies bei drei Items der Fall (B01, B05, A01), bei zwei Beispielen ist der Bubenanteil mehr als doppelt so groß (B06, B09). Ähnliche Beispiele finden sich auch in der BMS und der BS. In den Erdwissenschaften fällt das Beispiel B11 in diese Gruppe, bei den technisch-handwerklichen Items die Aufgabe Ö06. Die Hypothese (vgl. top 1), dass Mädchen benachteiligt sind, wenn Wissen oder Kenntnisse abgefragt werden, die vermutlich nicht im schulischen Kontext erworben wurden, scheint damit teilweise bestätigt zu sein (B6, B11, Ö6), doch muss nach weiteren Gründen für die erheblichen Leistungsdifferenzen gesucht werden. Analoge Überlegungen gelten auch für die Ergebnisse der Burschen. Es fällt auf, dass die Buben überall dort schlechter abschneiden, wo ein Bezug zum eigenen Körper hergestellt wird. Allerdings sind die Unterschiede bei weitem nicht so groß wie in der Physik oder den Erdwissenschaften.


Aufgliederung nach Leistungsbereichen

Nur bei den ersten drei der in der Tabelle genannten Kategorien ist die Anzahl der Items groß genug, dass zumindest Tendenzen abzulesen sind. In allen Kategorien schneiden die Burschen besser ab als die Mädchen. Differenziert man nach Biologie und Physik so ergeben sich deutliche Unterschiede zugunsten der Mädchen in der Biologie und zugunsten der Burschen in Physik. Die Größenordnung der Unterschiede in den allen drei Kategorien entspricht den festgestellten Leistungsunterschieden und gibt damit keinerlei Hinweise auf eine Interpretation dieser Leistungsdifferenzen.

Prozent korrekt
wm
Simple information (10 items)
6474
Complex information (7 items)
4755
Applying scientific principles to develop (7 items)
5062

Die übrigen Kategorien, wie Applying scientific principles to solve etc. sind nur durch jeweils ein Item vertreten und wurden daher in die Tabelle nicht aufgenommen.

J. Baumert übersetzt die Kategorien mit:

Weitere Kategorien werden von ihm nicht erwähnt.


Aufgliederung nach Leistungsbereichen und Schulsparten

Prozent korrekt Simple information Complex information Applying scientific principles to develop
wm
wm
wm
AHS
7481
5962
5970
BHS
7683
5670
6475
BMS
6577
4862
5268
BS
5666
4046
4052

In der summenhaften Darstellung ergeben sich bzgl. der einzelnen Kategorien aufgeschlüsselt nach Schulsparten kaum nennenswerte Unterschiede. Schließt man für die Kategorie complex information die Biologiebeispiele C21 und D03 aus, so ergeben sich deutlichere Unterschiede zwischen Burschen und Mädchen zugunsten der Burschen. Analysiert man die Ergebnisse einzelner Items, dann finden sich die Kategorien "komplexe Information" oder "Problemlösen" oder "Anwenden physikalischer Prinzipien" besonders häufig unter jenen Beispielen, bei denen Mädchen besonders schlecht abschneiden. Dies könnte ein Hinweis darauf sein, dass diese Kategorien durchaus eine Rolle spielen, wenn auch andere Faktoren hinzutreten, d.h. wenn insbesondere Motive für eine Auseinandersetzung mit komplexen Beispielen fehlen (z.B. weil der Kontext keine Bedeutung für die betreffenden Schülerinnen hat) oder auch nur einfache Informationen fehlen, die für die Bearbeitung der Aufgabe nötig sind.


Zusammenfassende Betrachtung

Im Bereich Allgemeinwissen ist eine differenziertere Betrachtung erforderlich. Zwar schneiden die Mädchen in allen Schulsparten schlechter ab als die Burschen, doch scheint in diesem Zusammenhang das Unterrichtsangebot an der jeweiligen Schule der für die Höhe der Differenz ausschlaggebender Faktor zu sein. Um diese Hypothese zu bestätigen, wäre eine Aufsplittung der Daten auf die einzelnen Schultypen nötig. Eine derartige Aufschlüsselung wurde für im Bereich Allgemeinwissen in der vorliegenden Analyse nicht vorgenommen. Eine derartige Aufsplittung erscheint deshalb nötig, weil die Unterschiede in der Dotierung mit Wochenstunden und in den Curricula in den einzelnen Schultypen sehr groß sind. Derartige Unterschiede finden sich bereits innerhalb der einzelnen Schultypen der AHS, werden aber besonders deutlich in der BHS und der BMS. Wie wir aus den Schulstatistiken wissen, besuchen Mädchen eher Schultypen mit einem geringen Angebot an naturwissenschaftlich-technischen Fächern. Das bedeutet, dass die Mehrzahl der in dieser Studie befragten Mädchen seit der vierten Klasse der Unterstufe oder Hauptschule in diesen Fächern praktisch keinen Unterricht mehr hat. Die vorliegende Studie ist ein Indiz dafür, dass das in der Unterstufe oder Hauptschule erworbene Wissen weitgehend vergessen wird und dass dies vor allem bei den Mädchen der Fall ist. Wie wir aus anderen Studien wissen, ist es üblicherweise so, dass Mädchen mit physikalischen oder technisch-handwerklichen Bereichen weder in ihrer peer-group noch in ihren beruflichen oder privaten Tätigkeiten in Berührung kommen. Zusammen mit dem sehr reduzierten naturwissenschaftlichen Unterricht in diesen Bereichen ergeben sich mögliche Erklärungsansätze für die großen Unterschiede in den Leistungen der Buben und Mädchen. Ein weiteres Indiz für diese Hypothese ist, dass die Mädchen z.B. über gute Kenntnisse in der Ernährungslehre verfügen. In diesem Bereich haben umgekehrt die Buben Defizite, da für sie in diesem Zusammenhang dieselben Bedingungen gelten wie für die Mädchen im technisch-naturwissenschaftlichen Bereich.


2.3.2. Physik – Fachwissen


Vorbemerkung

Die Analysen beruhen auf den Ergebnissen, die in G.Haider: Population 3 – Österreich – Bericht an das BMUK 1996 veröffentlicht sind, auf einer von H.Kühnelt durchgeführten Aufsplittung der Prozent-Korrekt-Werte nach Schultypen und auf eigenen Berechnungen von Prozent- Korrekt–Mittelwerten aus Tabellen, in denen die Prozent-Korrekt-Werte für einzelne Items angegeben sind. Der Leistungsvergleich wird ausschließlich mit Mitteln der deskriptiven Statistik durchgeführt.


Gesamtergebnis

Die Mädchen schneiden im Bereich Fachwissen – Physik erheblich schlechter ab als die Burschen. Dies zeigt sich sowohl, wenn die Anteile an korrekten Lösungen verglichen werden als auch, wenn die geschätzten Fähigkeitsscores betrachtet werden. Der Prozent-Korrekt-Wert der Mädchen beträgt 27%, jener der Burschen 40%. Der durchschnittliche Leistungsfähigkeitswert beträgt bei den Mädchen 408, bei den Burschen 479.

Über alle Schulsparten hinweg wurden von insgesamt 65 Aufgaben nur sieben von den Mädchen besser gelöst als von den Burschen, die Differenz zwischen den Geschlechtern liegt bei diesen Aufgaben immer unter 10%. Bei mehr als der Hälfte der Aufgaben ist die Differenz zwischen den Geschlechtern zugunsten der Burschen größer als 10%, bei etwa einem Viertel der Aufgaben größer als 30%.


Aufgliederung nach Schulsparten

In beiden Schulsparten schneiden die männlichen Schüler deutlich besser ab als die Mädchen. Vom Leistungsniveau der Burschen aus betrachtet liegen die Mädchen der AHS in ihrem Leistungsniveau etwa 17% unter jenem ihrer Mitschüler, die Mädchen der BHS etwa 44% darunter.

Prozent korrekt
wm
AHS
2935
BHS
2443

Nicht berücksichtigt wird in der obigen Übersicht, dass im österreichischen Schulsystem AHS und insbesondere BHS unterschiedlichste Schultypen beinhalten. Diese Schultypen unterscheiden sich nicht nur in Hinblick auf das Fächerangebot sondern auch in ihrem Mädchenanteil.

Vergleicht man die Prozent-Korrekt-Werte innerhalb von Schultypen, bei denen Mädchen und Buben nach demselben Lehrplan in Physik unterrichtet werden, so ändert sich das Leistungsbild vor allem in der BHS. Die Leistungen der Mädchen im Gymnasium und an der HAK liegen im Mittel nur etwas mehr als ein Zehntel unter jener der männlichen Gymnasial- und HAK-Maturanten.

Prozent korrekt
wm
Gymnasium
2731
HAK
2427

Eine weitere Aufschlüsselungen der Daten nach Schultypen mit vergleichbaren Curricula ergibt derart niedrige Probandenzahlen, dass keine statistisch sinnvollen Aussagen mehr möglich sind.


Aufgliederung nach Stoffgebieten

Auch hier zeigt sich, dass die Mädchen in allen Stoffgebieten schwächere Leistungen erbringen. Am deutlichsten sind die Unterschiede in der Wärmelehre, gefolgt von Mechanik und Elektrizitätslehre. Geringer sind sie in der Wellenlehre und in der Modernen Physik, wo die Mädchen etwa drei Viertel der Leistungen der Burschen erzielen.

Prozent korrekt
wm
Mechanik
2030
Elektrizität und Magnetismus
2030
Wärme
2844
Wellenlehre
3145
Moderne Physik
2939

(Moderne Physik: Teilchenphysik, Quantenmechanik, Astrophysik, Relativitätstheorie)


Aufgliederung nach Schulsparten und Stoffgebieten

In allen Gebieten sind die Leistungsdifferenzen zwischen Burschen und Mädchen in der BHS deutlich größer als in der AHS. In der BHS erreichen die Mädchen in allen Bereichen nur etwa zwischen 50% und 60% der Leistungen der Burschen, am größten sind hier die Unterschiede in der Elektrizitätslehre, relativ am geringsten in der Modernen Physik.

In der AHS sind die Unterschiede wesentlich geringer: am größten sind sie in der Wärmelehre, wo die Mädchen nur 74% der Leistungen der Burschen erreichen, am geringsten in der Kategorie Elektrizitätslehre – Magnetismus und in der Modernen Physik, wo sich die Leistungen der Mädchen kaum von jener der Burschen unterscheidet.

 

Prozent korrekt Mechanik E –Lehre Wärme Wellen Mod. Ph
wm
wm
wm
wm
wm
AHS
2126
2325
3142
3644
3336
BHS
2034
1835
2747
2746
2642


Aufgliederung nach Leistungsbereichen (Kompetenzniveaus)

Vorauszuschicken ist, dass bei genauerer Betrachtung der jeweiligen Items keine eindeutige Zuordnung zu den einzelnen Kategorien erfolgen kann. Die nachfolgende Übersicht wurde daher zwar der Vollständigkeit halber angeführt, ihre Aussagekraft ist allerdings nur mit Vorbehalten zu bewerten. Der Kategorie "Designing investigations" wurden nur drei Items zugezählt, sie wird an dieser Stelle nur der Vollständigkeit halber angeführt. Der relative Unterschied zwischen Burschen und Mädchen ist am größten in der Kategorie "Applying scientific principles to develop explanations", doch ist in allen Fällen die Streuung zwischen den einzelnen Items so groß, dass in diesem Zusammenhang keine relevanten Aussagen gemacht werden können.

Prozent korrekt
wm
Simple information
4057
Complex information
3038
Applying scientific principles to develop explanations
2237
Applying scientific principles to solve quantitative problems
2133
Interpreting data
2133
Designing investigations
1938


Aufgliederung nach Leistungsbereichen und Schulsparten

In der BHS ist in allen Leistungsbereichen die Differenz zwischen den Mädchen und Burschenleistungen größer als in der AHS. In der AHS ist das Leistungsverhältnis zwischen den Geschlechtern nur in der Kategorie 3 bemerkenswert, in der Kategorie 2 besteht nur ein geringfügiger Unterschied. Auch in der BHS sind die relativen Unterschiede in der Kategorie 2 am geringsten, besonders deutlich aber in den Kategorien 3, 4 und 5. In beiden Schulsparten schneiden die Mädchen bei Kategorie 3 am schwächsten ab, am besten bei Kategorie 2. Ein Zusammenhang mit mathematischen Routinen (Kategorien 4 und 5) bewirkt in der AHS, dass Leistungsdifferenzen geringer ausfallen, in der BHS ist dies nicht der Fall.

Prozent korrekt 1 2 3 4 5 6
wm
wm
wm
wm
wm
wm
AHS
4452
3436
2535
2428
2326
2234
BHS
3861
2937
1938
2037
2039
1641
  1. Simple information
  2. Complex information
  3. Applying scientific principles to develop explanations
  4. Applying scientific principles to solve quantitative problems
  5. Interpreting data
  6. Designing investigations


Analyse der Ergebnisse zu einzelnen Items

Analysiert man die Ergebnisse einzelner Aufgaben, so ergibt sich ein sehr komplexes Bild. Die nachfolgende Auswahl beschränkt sich auf Beispielen, bei denen geschlechtsspezifische Unterschiede in die eine oder andere Richtung besonders ausgeprägt sind.

Aufgaben, bei denen Mädchen relativ zu den Leistungen der Burschen gut abschneiden:

Aufgaben, bei denen Burschen im Vergleich gut abschneiden


Zusammenfassende Betrachtung

Bemerkenswert sind die großen Unterschiede in den Testergebnissen zwischen Maturantinnen und Maturanten dann, wenn man Wissen und Kenntnisse der MaturantInnen bezogen auf die Gesamtbevölkerung im Auge hat.

Die großen Unterschiede innerhalb der Schulsparten sind in der Hauptsache durch die unterschiedlichen Schwerpunktsetzungen dieser Schulen und die sich daran orientierenden Curricula gegeben. Bei Schülerinnen und Schülern, die nach demselben Curriculum unterrichtet werden, sind die Leistungsunterschiede über alle Items gemittelt geringer. Die Mädchen liegen unter diesen Voraussetzungen in ihren Leistungen nur etwa 10% unter jener der Burschen. Große Unterschiede lassen sich dennoch auch hier ablesen, wenn man einzelne Items betrachtet. Um derartige Differenzen zu erklären, wären genauere Analysen nötig. Fallstudien, die es ermöglichen, Lernschwierigkeiten im Detail aufzuzeigen und geschlechtsspezifische Stärken und Schwächen der Schülerinnen und Schüler zu erkennen. Erst auf Grundlage derartiger Studien wäre es möglich, entsprechende Unterrichtsrichtlinien zu formulieren und geeignete Evaluationsformen zu entwickeln.

Die Wahlfreiheit der Mädchen und das Angebot an Schultypen führen dazu, dass Mädchen vermehrt Schulen besuchen, in denen der naturwissenschaftliche Unterricht, insbesondere der Physikunterricht nur einen sehr geringen Stellenwert hat. Dies führt dazu, dass Frauen im Bevölkerungsschnitt in diesen Gebieten vermutlich wenig gebildet sind. Dazu gibt es Studien u.a. in Deutschland. In Österreich fehlen derartige Untersuchungen. Die vorliegenden Untersuchungen zeigen, dass Bildungsunterschiede, die bereits in der Schule vorhanden sind, sich im Verlaufe des Lebens verstärken.


2.4. Erklärungsansätze

Wie lassen sich die erheblichen Differenzen in den Leistungen der Mädchen und Burschen erklären? Inwiefern bestätigen die Ergebnisse die in Top 1 aufgestellten Hypothesen?

Hypothese 1:
Bei Prüfungen und Tests über Faktenwissen, das über große Zeiträume reicht, sind Mädchen benachteiligt. (Das gilt auch für die Lösung von Problemen, die auf derartigen Kenntnissen aufbauen.)

Sowohl die Analyse der Gesamtergebnisse als auch die Analyse der Ergebnisse einzelner Items zeigen, dass Mädchen zwar vergleichsweise schwierige Aufgaben lösen können, wenn diese Aufgaben dem aktuellen Lehrstoff nahe kommen, bei Aufgaben, die mit Lehrstoff, der in der zeitlichen Distanz weiter zurückliegt, aber schlecht abschneiden. Mögliche Erklärungsansätze für das schlechtere Abschneiden bei weiter zurückliegenden Inhalten können sein, dass diese Inhalte relativ bald vergessen werden (weil sie in keinerlei Zusammenhang weder in noch außerhalb der Schule für die Mädchen von Bedeutung sind) und/oder dass im Unterrichtsverlauf kein für die Mädchen interessanter Kontext erkennbar war.

Hypothese 2:
Mädchen sind durch ein Aufgabenformat, das von dem in der Schuleüblicherweise verwendeten abweicht, benachteiligt.

Diese Hypothese wird durch die vorliegenden Ergebnisse nicht gestützt. Genauere Studien, die analysieren, wie Mädchen und Burschen an die Lösung der einzelnen Aufgaben herangehen, könnten besser als die vorliegenden Statistiken darüber Auskunft geben, inwiefern Zeitvorgaben und Aufgabenformat die Qualität der Ergebnisse beeinflussen und ob es hier Unterschiede zwischen den Geschlechtern gibt.

Hypothese 3:
Berücksichtigt man die Gesamtpopulation und die Mädchenanteile in dieser Population sind Mädchen durch mathematische Aufgaben benachteiligt, weil sie jene Schultypen, an denen derartige Probleme eingeübt werden, weniger oder nicht besuchen.

Diese Hypothese lässt sich kaum belegen, da Mädchen, die Schultypen mit wenig Mathematikunterricht besuchen auch nur wenig Physikunterricht haben. Grundsätzlich scheint sich zu zeigen, dass Aufgaben, die mathematisches Verständnis erfordern, für Mädchen kein größeres Hindernis darstellen als für Burschen. Betrachtet man die Besten einer Schülerpopulation so scheint sogar das Gegenteil der Fall zu sein. Voraussetzung ist natürlich, dass die Mädchen die zugrunde liegende Physik beherrschen.

Hypothese 4:
Mädchen sind benachteiligt, wenn die Lösung einer Aufgabe ein gutes räumliches Vorstellungsvermögen verlangt.

Das außergewöhnlich schlechte Abschneiden der Mädchen bei einzelnen Aufgaben, insbesondere die Probleme, die Mädchen bei der Erklärung der Sonnenfinsternis (Item B11) haben, scheinen diese Hypothese zu bestätigen. Betrachtet man die Aufgaben insgesamt, so lässt sich dieser Eindruck allerdings nicht bestätigen. Die Lernschwierigkeiten im Verständnis der Sonnenfinsternis (und ähnlicher Himmelserscheinungen) sind aus der Literatur bekannt. Die Erfassung der Unterschiede zwischen Mädchen und Burschen bei der Lösung derartiger Aufgaben würde eine eigene Untersuchung erforderlich machen. Insgesamt betrachtet wäre eine genauere Studie nötig, um Hypothese 4 zu prüfen.

Hypothese 5:
Mädchen sind benachteiligt, wenn es um Kontexte geht, die nicht im Sinne von Orientierungswissen für die Mädchen von Bedeutung sind.

Diese in der Literatur wohlbelegte Hypothese wurde durch die Ergebnisse bestätigt (vgl. auch Hypothese 1). Aufgaben werden dann von den Mädchen gut gelöst, wenn ein Bezug zum eigenen Leben hergestellt werden kann (vgl. Allgemeinwissen Biologie) oder wenn sie zu einem besseren Verständnis der Welt beitragen (Beispiele aus der Kernphysik). Der Kontext ist für Mädchen von größerer Bedeutung als für Burschen. Ein Kontext, der Sinn macht, ist nicht nur für die Motivation von Bedeutung, sondern auch für das Langzeitgedächtnis. Sinnvoller Kontext ermöglicht Kommunikation außerhalb der Schule und ermöglicht, vorhandenes Wissen zu vernetzen, Anwendungsbezüge herzustellen etc. Zu vermuten ist, dass nur wenige Beispiele aus dem TIMSS-Test einen Kontext-Bezug haben, den Mädchen als sinnvoll empfinden.

Hypothese 6:
Mädchen sind benachteiligt, wenn Wissen oder Kenntnisse verlangt werden, die nicht im schulischen Kontext erworben und/oder vertieft wurden.

Auch diese Hypothese wird durch die vorliegenden Analysen gestützt.

Zu untersuchen wäre auch ein weiterer Erklärungsansatz: Studien scheinen zu belegen, dass Mädchen an Aufgaben anders herangehen als Burschen. Mädchen neigen dazu, die Gesamtheit der Aufgabe genau erfassen zu wollen, dann erst Lösungswege zu überlegen und erst wenn die Lösung klar ist, das Ergebnis "öffentlich" zu formulieren. Voraussetzung dafür ist: einerseits, genügend Zeit zur Verfügung zu haben, andererseits eine klare Aufgabenstellung und eindeutige Formulierungen der Aufgaben unter Ausschließung von Missverständnissen. Wie Helmut Kühnelt in seinen Analysen zeigt und auch erste Studien aus Deutschland belegen, sind genau diese Voraussetzungen bei der TIMS-Studie vielfach nicht gegeben. Erste Fallstudien scheinen zu belegen, dass diese Faktoren dazu führen, dass Mädchen bei der Lösung der Aufgaben größere Schwierigkeiten als Burschen haben. Für weitere Evaluationen ist zu fordern, dass bei der Verfassung der Aufgaben mit größerer Sorgfalt vorgegangen wird.

Auch die Hypothese, dass auch Buben durch den Schultyp (fehlende Mathematikkenntnisse, wenig Physikunterricht) benachteiligt sein können, wird bestätigt. Die Unterschiede zwischen den Maturanten des Gymnasiums und der HTL sind ein Indiz dafür. Inwiefern sich auch was den Kontext betrifft Benachteiligungen für die Burschen ergeben, wäre noch zu untersuchen. Das bessere Abschneiden der Burschen in allen Schultypen spricht allerdings dafür, dass derartige Einflüsse zwar in Einzelfällen eine Rolle spielen mögen, über größere Schülerpopulationen gerechnet aber eine wesentlich geringere Rolle spielen als dies bei den Mädchen der Fall ist.


2.5. Schlussfolgerungen und Konsequenzen

In den Naturwissenschaften, insbesondere in der Physik ist das in der Schule erworbene Wissen für Mädchen von größerer Bedeutung als für Buben. In diesem Zusammenhang ist darauf zu achten, dass

Da über die Gesamtbevölkerung gemittelt Mädchen weniger technisch-naturwissenschaftliche Ausbildung haben, ist besonders darauf zu achten, dass die in der Schule zu erlernenden Inhalte und zu erwerbenden Kenntnisse besonders sorgfältig ausgewählt werden. Die TIMS-Studie zeigt, dass den Mädchen noch stärker als den Burschen die Einsicht in Gesamtzusammenhänge fehlt und dass es sich bei jenen Kenntnissen, die die Mädchen aus dem Unterricht wissen, häufig um belanglose Details handelt. Ein derartiger Unterricht führt nicht nur dazu, dass den Schülerinnen elementare Kenntnisse fehlen, sondern auch dazu, dass sich die gesellschaftsbedingte Distanz der Mädchen zu den "hard sciences" weiter vergrößert.


2.6. Naturwissenschaftlicher Unterricht für Mädchen und Buben - Fachdidaktische Anregungen für einen geschlechtssensiblen Unterricht

Die Distanz der Frauen zu Naturwissenschaft und Technik ist vielfach belegt. Sie äußert sich überall dort, wo die Mädchen wählen können, in der Wahl des Schultyps, des Berufs, des Studiums. Was die Ursachen betrifft, gibt es dazu umfangreiche Forschungsarbeiten. Konzentriert man sich auf das Schulgeschehen, so scheint das fehlende Selbstbewusstsein der Mädchen gegenüber diesen Bereichen eine wesentliche Rolle zu spielen, verstärkt durch den Umstand, dass Mädchen bereits sehr früh Physik und Technik als männlich identifizieren, was wieder dazu führt, dass nur wenige Mädchen sich diesen Gebieten widmen. Es gibt eine Reihe von Empfehlungen und Maßnahmen, wie dieser Zirkel langfristig zu durchbrechen ist. Der Schule fällt dabei eine wichtige Rolle zu.

These 1:
Der Unterricht in der Schule hat im Zusammenhang beim Erwerb naturwissenschaftlicher Kenntnisse und Grundfertigkeiten für Mädchen eine höhere Bedeutung als für Burschen.

Die im Unterricht erworbenen Kenntnisse und Fähigkeiten sind für Mädchen und Burschen von Bedeutung. Die Ergebnisse der Analyse der TIMS-Studie führt zur Hypothese, dass im technisch-naturwissenschaftlichen Bereich bzw. in der Physik für Mädchen bzw. Frauen Wissen, Kenntnisse und Fertigkeiten, die in der Schule erworben wurden von besonders großer Bedeutung sind. Die Schule ist jene Einrichtung, der die Aufgabe zufällt, gesellschaftsbedingte Defizite auszugleichen – auch die sozialisationsbedingte Distanz der Frauen zu Physik und Technik, genauso wie umgekehrt z.B. kommunikative Defizite der Buben - und vorhandene Stärken und entdecken und zu fördern. Schule kann den Mädchen in diesen Bereichen neue Lebensfelder eröffnen, sei es im Berufsleben, im privaten Bereich oder als Staatsbürger.

These 2:
Mädchen stellen an die Qualität naturwissenschaftlichen Unterricht im physikalisch-technischen Bereich höhere Ansprüche als Buben.

Das schlechte Abschneiden der Buben und Mädchen bei der TIMS-Studie gibt uns – unabhängig von der berechtigten Kritik an der Studie selbst – Hinweise darauf, wo die Stärken und Schwächen unseres Schulsystems im mathematisch-naturwissenschaftlichen Bereich liegen. Das schlechte Abschneiden der Mädchen sowohl im Allgemeinwissen als auch im Fachwissen zeigt Asymmetrien im Bildungssystem auf. Wenn Allgemeinbildung tatsächlich als Bildung für "alle" gemeint ist, dann gilt es diese Asymmetrien aufzuspüren und nachzukorrigieren. Das schlechte Abschneiden der Mädchen und Buben weist aber auch auf Qualitätsmängel des mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterrichts hin. Die Leistungsunterschiede zwischen Mädchen und Buben, die in koedukativen Klassen nach demselben Lehrplan unterrichtet wurden, sind Indiz dafür, dass es Asymmetrien im Unterricht selbst gibt. Naturwissenschaftlicher Unterricht im mathematisch-physikalischen Bereich ist so angelegt, dass er eher den Interessen und Stärken der Buben entspricht, diese dadurch zugleich fördert aber auch den Blick einengt. Betrachtet man nun auch die individuellen Bandbreiten an Interessen und Begabungen, so wird deutlich, dass die Qualität naturwissenschaftlichen Unterrichts am Unterrichtserfolg bei Mädchen und Buben zu messen ist.

Unterrichtserfolg wird nachfolgend unter zwei Dimensionen betrachtet: den Interessen einerseits und dem engen Wissensprofil, wie es in der TIMS-Studie abgefragt wird andererseits. Interesse ist eine der Voraussetzungen für die Bereitschaft zu lernen, insbesondere für die Bereitschaft auch nach der Schulzeit sich einem Wissensgebiet zu widmen. Das in der Schule erworbene Grundwissen ist eine der Voraussetzungen, dass dieses Lernen auch Erfolg hat. Gerade Mädchen haben im naturwissenschaftlich-technischen Bereich ein sehr gering ausgeprägtes Selbstbewusstsein. Lernerfolge, das Gefühl etwas verstanden zu haben, das Gelernte anwenden zu können, als Expertin an Gesprächen teilnehmen zu können, heben das Selbstbewusstsein der Mädchen und fördern damit wieder Interesse und Bereitschaft, sich mit diesen Bereichen auseinanderzusetzen.

Einer Äußerung von Wagenschein zufolge, ist Unterricht, der Mädchen anspricht, auch für Buben geeignet und interessant, das Umgekehrte, meint Wagenschein, gelte nicht. Diese Aussage lässt sich auch so interpretieren, dass Mädchen höhere Ansprüche an die Qualität von Unterricht stellen, was Inhalte, Methodik und Didaktik betrifft. "Mädchengerechter" Unterricht spricht nicht nur jene Bubengruppen an, die wenig an Technik interessiert sind, sondern trägt auch dazu bei, dass sich für an Technik und Physik interessierte Buben das Spektrum der Betrachtungsweisen erweitert. In diesem Sinne sind die Buben in den folgenden Überlegungen immer mitgedacht, auch dann wenn nur von Mädchen die Rede ist.


Richtlinien für eine Unterrichtsgestaltung, die den Stärken und Interessen der Mädchen und Burschen entspricht.

Die Unterrichtsforschung hat eine Reihe von Faktoren gefunden, die dazu beitragen, das Selbstbewusstsein der Mädchen gegenüber Physik und Technik zu erhöhen und ihr Interesse positiv zu beeinflussen. Dazu zählen:


Prüfungskultur, Evaluation und Selbstevaluation

Das geringe Selbstbewusstsein der Mädchen im Fach Physik kann nicht dadurch aufgelöst werden, dass die Noten angehoben werden. Nicht die Noten sind der zentrale Ansatz, sondern die tatsächlich erbrachten Leistungen, das Wissen darüber, lebensbedeutsame Zusammenhänge erkannt und verstanden zu haben. Evaluation muss den Mädchen Gelegenheit geben, Leistungen zu erbringen und diese Leistungen sichtbar werden zu lassen. Eine Reihe von Studien zu alternativen Beurteilungsformen zeigen, dass Stärken der Mädchen in alternativen Beurteilungsmethoden zum Tragen kommen und sie dann durchaus ebenso gute Leistungen erbringen wie die Burschen (vgl. Labudde, NiU Physik, Heft 49):

In diesem Zusammenhang wäre es wichtig, Erfahrungen mit alternativen Beurteilungsformen, wie sie auch in Österreich an einigen Schulen bereits durchaus üblich sind, in Hinblick auf ihren Stellenwert für geschlechtssensiblen Unterricht zu dokumentieren.

Bei der Bearbeitung von Tests haben in Deutschland durchgeführte Fallstudien gezeigt, dass Mädchen und Burschen die Testfragen in unterschiedlicher Weise bearbeiten. So schreibt V.Hagemeister in seinem Artikel "Was wurde bei TIMSS erhoben":

Die Mädchen sind jedoch häufiger als die Jungen an Ungenauigkeiten in der Aufgabenstellung hängen geblieben und die Mädchen waren weniger bereit, Halbwissen einzubringen, um Aufgaben zu lösen.


Aus den bisherigen Überlegungen und Analysen ergeben sich für externe Testverfahren folgende Richtlinien:

ZUM KAPITEL 1

ZUM KAPITEL 3