Vertiefende Analysen und Befunde für Nordrhein-Westfalen im internationalen Vergleich - Birgit Eickelmann Amelie Labusch Kerstin Drossel Mario ...
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Vertiefende Analysen Birgit Eickelmann Amelie Labusch und Befunde für Kerstin Drossel Nordrhein-Westfalen im Mario Vennemann internationalen Vergleich (Hrsg.) #NRW
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Birgit Eickelmann, Amelie Labusch, Kerstin Drossel, Mario Vennemann (Hrsg.) ICILS 2018 #NRW Vertiefende Analysen und Befunde für Nordrhein-Westfalen im internationalen Vergleich Waxmann 2020 Münster · New York © Waxmann Verlag GmbH | nur für den privaten Gebrauch
Bibliografische Informationen der Deutschen Nationalbibliothek Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.dnb.de abrufbar. Print-ISBN 978-3-8309-4060-9 E-Book-ISBN 978-3-8309-9060-4 © Waxmann Verlag GmbH, 2020 Steinfurter Straße 555, 48159 Münster www.waxmann.com info@waxmann.com Umschlaggestaltung: Inna Ponomareva, Münster Satz: Roger Stoddart, Münster Druck: Elanders GmbH, Waiblingen Gedruckt auf alterungsbeständigem Papier, säurefrei gemäß ISO 9706 Printed in Germany Alle Rechte vorbehalten. Nachdruck, auch auszugsweise, verboten. Kein Teil dieses Werkes darf ohne schriftliche Genehmigung des Verlages in irgendeiner Form reproduziert oder unter Verwendung elektronischer Systeme verarbeitet, vervielfältigt oder verbreitet werden. © Waxmann Verlag GmbH | nur für den privaten Gebrauch
Inhalt Kapitel I Anlage der Studie ICILS 2018-NRW ..............................................................................9 Birgit Eickelmann, Amelie Labusch, Kerstin Drossel und Mario Vennemann Kapitel II Schulische IT-Ausstattung und Wahrnehmung der IT-Ausstattungsqualität .........................................................................................23 Amelie Labusch, Birgit Eickelmann und Kerstin Drossel Kapitel III Schulischer IT-Support: Sichtweisen und Zuständigkeiten ........................................39 Birgit Eickelmann, Kerstin Drossel und Amelie Labusch Kapitel IV Konzeptionelle Verankerung digitaler Medien in schulisches Lernen und Lehren ......................................................................................................55 Melanie Heldt, Amelie Labusch, Birgit Eickelmann und Sonja Port Kapitel V Rolle des schulischen Ganztags für das Lernen mit digitalen Medien........................67 Birgit Eickelmann, Melanie Heldt und Sonja Port Kapitel VI Sichtweisen von Lehrkräften zum Lernen und Lehren mit digitalen Medien..............75 Jan Niemann, Birgit Eickelmann und Kerstin Drossel Kapitel VII Selbsteingeschätzte Kompetenzen von Lehrkräften zum schulischen Einsatz digitaler Medien .............................................................................................85 Kerstin Drossel, Ramona Lorenz, Amelie Labusch und Birgit Eickelmann Kapitel VIII Lehrerausbildung zum Lernen und Lehren mit digitalen Medien ..............................101 Kerstin Drossel, Birgit Eickelmann, Amelie Labusch und Jan Niemann © Waxmann Verlag GmbH | nur für den privaten Gebrauch
6 Inhalt Kapitel IX Lehrerfortbildung zum Lernen und Lehren mit digitalen Medien ..............................111 Birgit Eickelmann, Kerstin Drossel und Jan Niemann Kapitel X Die Perspektive der Schulleitung auf Prioritäten zum Lernen und Lehren mit digitalen Medien ......................................................................................123 Birgit Eickelmann, Kerstin Drossel und Julia Gerick Kapitel XI Der Informatikunterricht aus Sicht schulischer Akteurinnen und Akteure – Analysen und Perspektiven ...............................................................137 Jan Vahrenhold, Mario Vennemann, Amelie Labusch und Birgit Eickelmann Kapitel XII Lehrkräftekooperation im Kontext des Lernens und Lehrens mit digitalen Medien ..................................................................................................155 Kerstin Drossel und Birgit Eickelmann Kapitel XIII Die Nutzung digitaler Medien aus der Perspektive der Lehrkräfte ...........................167 Kerstin Drossel, Birgit Eickelmann, Jan Niemann und Mario Vennemann Kapitel XIV Die Nutzung digitaler Medien aus der Perspektive der Schülerinnen und Schüler ................................................................................................................179 Mario Vennemann, Amelie Labusch und Birgit Eickelmann Kapitel XV Computer- und informationsbezogene Kompetenzen von Schülerinnen und Schülern im internationalen Vergleich .........................................189 Birgit Eickelmann, Kerstin Drossel, Amelie Labusch, Mario Vennemann und Gianna Casamassima Kapitel XVI Kompetenzen im Bereich ‚Computational Thinking‘ von Schülerinnen und Schülern im internationalen Vergleich................................................................201 Amelie Labusch, Birgit Eickelmann, Jan Vahrenhold und Mario Vennemann © Waxmann Verlag GmbH | nur für den privaten Gebrauch
Inhalt 7 Kapitel XVII Computer- und informationsbezogene Kompetenzen von Mädchen und Jungen .....215 Julia Gerick, Birgit Eickelmann und Amelie Labusch Kapitel XVIII Kompetenzen im Bereich ‚Computational Thinking‘ von Mädchen und Jungen .......227 Amelie Labusch, Birgit Eickelmann, Julia Gerick und Kerstin Drossel Kapitel XIX Sozial- und migrationsbedingte Disparitäten in den computer- und informationsbezogenen Kompetenzen von Schülerinnen und Schülern ...................235 Mario Vennemann, Kerstin Drossel und Birgit Eickelmann Kapitel XX Sozial- und migrationsbedingte Disparitäten im Bereich ‚Computational Thinking‘ von Schülerinnen und Schülern ........................................249 Amelie Labusch, Mario Vennemann und Birgit Eickelmann Kapitel XXI Wünsche zur schulischen Nutzung digitaler Medien, digitalisierungsbezogene Berufswahlneigung und Sichtweisen von Schülerinnen und Schülern auf die Relevanz digitaler Medien für die Gesellschaft .........................................................................................................259 Birgit Eickelmann, Kerstin Drossel, Amelie Labusch und Melanie Heldt Kapitel XXII Digitalisierungsbezogene Berufswahlneigung und Sichtweisen von Mädchen und Jungen auf die Relevanz digitaler Medien für die Gesellschaft ........271 Amelie Labusch, Birgit Eickelmann, Kerstin Drossel und Mario Vennemann Abbildungsverzeichnis ...............................................................................................279 Tabellenverzeichnis....................................................................................................287 © Waxmann Verlag GmbH | nur für den privaten Gebrauch
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Kapitel I Anlage der Studie ICILS 2018-NRW Birgit Eickelmann, Amelie Labusch, Kerstin Drossel und Mario Vennemann 1. Einleitung Die Studie ICILS 2018 (International Computer and Information Literacy Study) wurde nach ICILS 2013 zum zweiten Mal im internationalen Vergleich durchge- führt, um den gesellschaftlichen Transformationen und der damit einhergehenden Relevanz für den Schulbereich Rechnung tragend die computer- und informationsbe- zogenen Kompetenzen von Achtklässlerinnen und Achtklässlern sowie die schulischen Rahmenbedingungen des Kompetenzerwerbs zu erfassen und die Ergebnisse internatio- nal vergleichend einzuordnen (Eickelmann, Bos & Labusch, 2019). Beide Studienzyklen wurden international von der IEA (International Association for the Evaluation of Educational Achievement) und auf nationaler Ebene von den NRCs (National Research Coordinators) der jeweiligen Teilnehmerländer koordiniert (Eickelmann, Bos, Gerick et al., 2019; Eickelmann, Massek & Labusch, 2019; Fraillon, Ainley, Schulz, Friedman & Duckworth, 2019; Fraillon, Ainley, Schulz, Friedman & Gebhardt, 2014). Zudem rea- lisierte die IEA mit ICILS 2018 erstmals ein Zusatzmodul für den Kompetenzbereich ‚Computational Thinking‘, an dem sich sowohl Nordrhein-Westfalen als auch Deutsch- land sowie weitere ICILS-2018-Teilnehmer beteiligten. Während Deutschland an beiden Studienzyklen der Studie ICILS 2018 mit ei- ner repräsentativen bundesländerübergreifenden Stichprobe teilgenommen hat, nahm Nordrhein-Westfalen erstmals zusätzlich mit einer bundeslandspezifischen Stichproben- erweiterung (Oversampling) teil (Eickelmann, Massek et al., 2019). Die Stichproben- erweiterung ermöglicht, eigene Ergebnisse für Nordrhein-Westfalen im Rahmen der bundeslandspezifischen Studie ICILS 2018-NRW vorzulegen. So können die Ergebnisse für Nordrhein-Westfalen sowohl mit den bundeslandübergreifenden Ergebnissen Deutschlands als auch mit den Ergebnissen anderer Staaten bzw. Bildungssysteme, die an der ICILS-2018-Studie teilgenommen haben, verglichen werden. Die Teilnahme und Durchführung der Studie ICILS 2018-NRW (Laufzeit 2017 bis 2020) und so- mit die Beteiligung des Bundeslandes Nordrhein-Westfalen an der international ver- gleichenden Studie ICILS 2018 wurde vom Ministerium für Schule und Bildung des Landes Nordrhein-Westfalen (MSB NRW) gefördert. Die wissenschaftliche Leitung © Waxmann Verlag GmbH | nur für den privaten Gebrauch
10 Eickelmann, Labusch, Drossel und Vennemann in Nordrhein-Westfalen oblag – wie auch der Studie ICILS 2018 in Deutschland – Prof. Dr. Birgit Eickelmann (Universität Paderborn). Die Leitung des internationalen Forschungszentrums hatte ACER (Australian Council for Educational Research) inne. Nordrhein-Westfalen nahm als sogenannter Benchmark-Teilnehmer mit einer reprä- sentativen Schul-, Schüler- und Lehrerstichprobe an ICILS 2018 teil und beteiligte sich auch mit dem Zusatzmodul zum neuen Kompetenzbereich ‚Computational Thinking‘. Somit können für Nordrhein-Westfalen sowohl die computer- und informationsbezo- genen Kompetenzen als auch die Kompetenzen im Bereich ‚Computational Thinking‘ von Achtklässlerinnen und Achtklässlern im internationalen Vergleich betrachtet werden (vgl. Abschnitt 4 in diesem Kapitel). Darüber hinaus konnten in Nordrhein-Westfalen – wie auch in allen weiteren ICILS-2018-Teilnehmerländern – durch zusätzlich einge- setzte Hintergrundfragebögen für Schülerinnen und Schüler, Lehrkräfte, Schulleitungen und IT-Koordinatorinnen und IT-Koordinatoren sowie durch einen Kontextfragebogen Rahmenbedingungen des Kompetenzerwerbs sowie bildungssystembezogene Informa- tionen zum Zeitpunkt der Datenerhebung der Studie, die in Nordrhein-Westfalen – wie auch in Deutschland sowie in allen anderen an der Studie beteiligten Länder bzw. Bildungssysteme der Nordhalbkugel – im Frühjahr und Frühsommer 2018 stattfand, er- fasst werden (vgl. Abschnitt 4 in diesem Kapitel; Eickelmann, Massek et al., 2019). 2. Theoretisches Rahmenmodell der Studie ICILS 2018-NRW Die beiden in der Studie ICILS 2018 betrachteten Kompetenzbereiche sowie die mit- tels Hintergrundfragebögen erhobenen Voraussetzungen und Prozesse des Kompe- tenzerwerbs sind im theoretischen Rahmenmodell der Studie ICILS 2018 (vgl. Abbildung 1.1) verortet, das die Grundlage für die Entwicklung der Instrumentierung der Studie bildete (Eickelmann, Bos, Gerick et al., 2019; Fraillon, Ainley, Schulz, Duckworth & Friedman, 2019). In Abbildung 1.1 ist das theoretische Rahmenmodell, das sich in vier verschiedene Ebenen (levels) aufgliedert (Eickelmann, Bos, Gerick et al., 2019), dargestellt. Die vier Ebenen umfassen: • die Ebene des gesellschaftlichen Kontextes, • die Schul- und Unterrichtsebene, • die Ebene des familiären und außerschulischen Hintergrundes sowie • die Ebene der Schülerinnen und Schüler. Die Zielperspektive in dem theoretischen Modell der Studie bilden als Leistungs- ergebnisse (outcomes) der Schülerinnen und Schüler einerseits die computer- und in- formationsbezogenen Kompetenzen sowie andererseits die im Zusatzmodul erhobenen Kompetenzen im Bereich ‚Computational Thinking‘. Ihr Erwerb, so die dem Modell zu- grunde liegende Annahme, wird aus einem Zusammenspiel von Voraussetzungen (an- tecedents) und Prozessen (processes) beeinflusst. Von einem direkten Zusammenhang zwischen Voraussetzungen und Kompetenzen kann in der Anwendung des Modells je- doch nicht ausgegangen werden (Eickelmann, Bos, Gerick et al., 2019). Allerdings © Waxmann Verlag GmbH | nur für den privaten Gebrauch
Anlage der Studie ICILS 2018-NRW 11 Abbildung 1.1: Theoretisches Rahmenmodell der Studie ICILS 2018 (Eickelmann, Bos, Gerick et al., 2019, S. 46) Voraussetzungen Prozesse Leistungs- ergebnisse Merkmale des Prozessmerkmale des Bildungssystems Bildungssystems • Struktur des Bildungssystems • Strategien zur Implementation • Curricula und (Kern-) von digitalen Medien in Schule Lehrpläne und Unterricht • Kommunikationsinfrastruktur • Zielsetzungen im Kontext der • Struktur der Lehreraus- und Implementation und schulischen Ebene des -fortbildung Nutzung digitaler Medien gesellschaftlichen • Anbindung und Zugang zum • Konzepte zu digitalisierungsbe- Kontextes Internet zogenen Professionalisierungs- maßnahmen • Entwicklung und Bereitstellung von digitalen Lerninhalten Schulmerkmale Prozesse in Schule • Verankerung von digitalen und Unterricht Medien im Schulprogramm/ • Prioritäten und Zielsetzungen Medienkonzept des schulischen Medienein- • schulische(s) IT-Ausstattungs- satzes konzept und IT-Ausstattung • Schulleitungshandeln • Einstellungen und Haltungen • Einsatz digitaler Medien zum computer- und der schulischen Akteurinnen und Akteure Lernen und Lehren informations- • Wissens- und Kompetenzer- • Kompetenzen und Erfahrun- werb über und mit digitale(n) bezogene Schul- und gen der Lehrpersonen Medien Kompetenzen • technischer und pädagogi- Unterrichtsebene scher IT-Support • digitalisierungsbezogene Kooperationen • Maßnahmen zur Förderung und digitaler Kompetenzen • digitalisierungsbezogene Pro- fessionalisierung schulischer Kompetenzen im Akteurinnen und Akteure • Schul- und Lernkultur Bereich ‚Computational Familiäre und außer- Familiäre und außer- Thinking‘ schulische Hintergrund- schulische Prozesse merkmale • Umgang mit digitalen Ebene des • Ausstattung mit digitalen Medien familiären und des Medien • Wissens- und Kompe- tenzerwerb über und mit außerschulischen • Zugang zu digitalen Medien digitale(n) Medien • soziale Herkunft Hintergrundes • Zuwanderungshintergrund • Familiensprache Individuelle Merkmale Individuelle Prozesse • Alter • Selbstwirksamkeit im Um- Ebene der • Geschlecht gang mit digitalen Medien • Bildungsaspiration • Einschätzungen der Schülerinnen eigenen Fähigkeiten und Schüler • Einstellungen und Verhal- tensweisen in Bezug auf digitale Medien IEA: International Computer and Information Literacy Study 2018 © ICILS 2018 können die Voraussetzungen als „prägende und begrenzende Faktoren“ (Eickelmann, Bos, Gerick & Kahnert, 2014, S. 47) auf die Prozesse und somit auch auf die Lern- prozesse der Schülerinnen und Schüler wirken. Zudem kann davon ausgegangen wer- den, dass die Prozesse im wechselseitigen Verhältnis mit den Leistungsergebnissen ste- hen und diese sowohl beeinflussen als auch rückwirkend von ihnen beeinflusst werden. Die im vorliegenden Band ausführlicher untersuchten Bereiche lassen sich im theo- retischen Rahmenmodell der Studie ICILS 2018 verorten. Dieses bildet somit die Grundlage für die im Folgenden berichteten Ergebnisse der Studie ICILS 2018-NRW. © Waxmann Verlag GmbH | nur für den privaten Gebrauch
12 Eickelmann, Labusch, Drossel und Vennemann Im Kern lassen sich damit die inhaltlich differenzierten Kapitel den drei Bereichen des theoretischen Modells – Voraussetzungen, Prozesse und Leistungsergebnisse – zuordnen. Auf der Schul- und Unterrichtsebene lassen sich unterschiedliche Voraussetzungen (linker Teil von Abbildung 1.1) finden, von denen mit dem theoretischen Ansatz der Studie davon ausgegangen wird, dass sich diese auf die Lernprozesse der Schülerin- nen und Schüler auswirken können. So bildet beispielsweise die schulische IT-Aus- stattung und die damit einhergehende Wahrnehmung der IT-Ausstattungsqualität (vgl. Kapitel II in diesem Buch) eine wichtige Voraussetzung für den Erwerb compu- ter- und informationsbezogener Kompetenzen, die für eine gelingende Integration di- gitaler Medien in Schule und Unterricht um Aspekte des technischen und des päda- gogischen IT-Supports (vgl. Kapitel III in diesem Buch) zu ergänzen ist (Eickelmann, Gerick, Labusch & Vennemann, 2019; Gerick, Schaumburg, Kahnert & Eickelmann, 2014). Weitere wichtige Schulmerkmale stellen die konzeptionelle Verankerung digita- ler Medien für das Lernen und Lehren in Schulen (vgl. Kapitel IV in diesem Buch) so- wie die Rolle des schulischen Ganztags für das Lernen mit digitalen Medien und den Kompetenzerwerb computer- und informationsbezogener Kompetenzen (vgl. Kapitel V in diesem Buch) dar. Eine weitere Voraussetzung auf Schul- und Unterrichtsebene bil- den die Einstellungen und Haltungen der schulischen Akteurinnen und Akteure, insbe- sondere die Sichtweisen von Lehrkräften zum Lernen und Lehren mit digitalen Medien (vgl. Kapitel VI in diesem Buch). In diesem Zusammenhang spielen auch Kompetenzen und Erfahrungen der Lehrkräfte (vgl. Kapitel VII in diesem Buch) als Voraussetzungen für den Kompetenzerwerb der Schülerinnen und Schüler eine zentrale Rolle. Prozesse in Schule und Unterricht, die auf den Kompetenzerwerb der Schülerinnen und Schüler wirken können, umfassen beispielsweise die digitalisierungsbezoge- ne Professionalisierung schulischer Akteurinnen und Akteure in Form von digi- talisierungsbezogener Lehrerausbildung (vgl. Kapitel VIII in diesem Buch) so- wie Lehrerfortbildung (vgl. Kapitel IX in diesem Buch). Als relevante Prozesse in Schule und Unterricht gelten auch die Prioritäten und Zielsetzungen des schulischen Medieneinsatzes aus Perspektive der Schulleitung (vgl. Kapitel X in diesem Buch) und der Informatikunterricht aus Sicht der Schulleitung und der Lehrkräfte (vgl. Kapitel XI in diesem Buch). Auch digitalisierungsbezogene Kooperationen, insbesondere die Lehrkräftekooperation (vgl. Kapitel XII in diesem Buch), können im Rahmenmodell als Prozess in Schule und Unterricht verortet werden. Ein zentrales Prozessmerkmal stellt auch der Einsatz digitaler Medien zum Lernen und Lehren – die Nutzung digita- ler Medien aus der Perspektive der Lehrkräfte (vgl. Kapitel XIII in diesem Buch) sowie der Schülerinnen und Schüler (vgl. Kapitel XIV in diesem Buch) – dar. Im dritten und rechten Teil der Abbildung 1.1 sind die Leistungsergebnisse darge- stellt, darunter computer- und informationsbezogene Kompetenzen (vgl. Kapitel XV in diesem Buch) und Kompetenzen im Bereich ‚Computational Thinking‘ (vgl. Kapitel XVI in diesem Buch) von Schülerinnen und Schülern. In dem Zusammen- hang werden Ergebnisse zu den beiden Kompetenzbereichen differenziert nach dem Geschlecht (vgl. Kapitel XVII und Kapitel XVIII in diesem Buch) sowie nach © Waxmann Verlag GmbH | nur für den privaten Gebrauch
Anlage der Studie ICILS 2018-NRW 13 dem sozialen Hintergrund, dem Zuwanderungshintergrund und der Familiensprache (vgl. Kapitel XIX und Kapitel XX in diesem Buch) berichtet. Auf der Ebene der Schülerinnen und Schüler können vertiefend als Prozessfaktoren deren Einstellungen und Verhaltensweisen in Bezug auf digitale Medien genannt werden. In diesem Zusammenhang werden die Wünsche von Schülerinnen und Schülern zum Lernen mit digitalen Medien in der Schule, ihre digitalisierungsbezo- gene Berufswahlneigung und ihre Sichtweisen auf die Relevanz digitaler Medien für die Gesellschaft (vgl. Kapitel XXI in diesem Buch) – auch differenziert nach dem Geschlecht (vgl. Kapitel XXII in diesem Buch) – untersucht. 3. Beschreibung der getesteten Kompetenzkonstrukte Mit der Studie ICILS 2018 wurden zum zweiten Mal nach ICILS 2013 die computer- und informationsbezogenen Kompetenzen von Achtklässlerinnen und Achtklässlern der teilnehmenden Bildungssysteme erfasst. Im Rahmen eines internationalen Zusatzmoduls zur Studie, an dem die ICILS-2018-Teilnehmer teilhaben konnten, wurden erstmals die Kompetenzen der Achtklässlerinnen und Achtklässler im Bereich ‚Computational Thinking‘ untersucht. Da sich Nordrhein-Westfalen an beiden Teilen der Studie ICILS 2018 beteiligt hat (Eickelmann, Massek et al., 2019), werden die beiden der Schülertestungen zugrundeliegenden theoretischen Kompetenzkonstrukte im Folgenden zunächst inhaltlich beschrieben (vgl. auch Eickelmann, Bos, Gerick et al., 2019; Fraillon, Ainley, Schulz, Duckworth et al., 2019). Dabei ergibt sich für Nordrhein- Westfalen der besondere Bezug, dass die im Rahmen von ICILS 2018 als fächer- übergreifend angelegten computer- und informationsbezogenen Kompetenzen hohe Affinität zu den verschiedenen Teilbereichen des Medienkompetenzrahmens NRW aufweisen (Eickelmann, Massek et al., 2019). Der Kompetenzbereich ‚Computational Thinking‘ bezieht sich im Kern auf den Umgang mit und die Reflexion von Modellierung und algorithmischen Strukturen (Eickelmann, 2017, 2019). Damit weist er über die sechste Säule des Medienkompetenzrahmens NRW, ‚Problemlösen und Modellieren‘, ebenfalls inhaltliche Affinität zu den aktuellen Entwicklungen und Zielperspektiven schulischer Arbeit in Nordrhein-Westfalen auf. Das Konstrukt der computer- und informationsbezogenen Kompetenzen Im Rahmen der Studie ICILS 2018 werden die computer- und informationsbezoge- nen Kompetenzen definiert als „individuelle Fähigkeiten einer Person […], die es ihr erlauben, digitale Medien zum Recherchieren, Gestalten und Kommunizieren von Informationen zu nutzen und diese zu bewerten, um am Leben im häuslichen Umfeld, in der Schule, am Arbeitsplatz und in der Gesellschaft erfolgreich teilzuhaben“ (Eickelmann, Bos, Gerick et al., 2019, S. 44). Das Konstrukt der computer- und informationsbezogenen Kompetenzen umfasst vier Teilbereiche (strands) mit jeweils zwei dazugehörigen Aspekten (aspects) (Eickelmann, Massek et al., 2019; Senkbeil et al., 2019): © Waxmann Verlag GmbH | nur für den privaten Gebrauch
14 Eickelmann, Labusch, Drossel und Vennemann Teilbereich I: Über Wissen zur Nutzung von Computern verfügen I.1 Grundlagen der Computernutzung kennen und verstehen I.2 Grundlegende Konventionen der Computernutzung kennen, verstehen und anwenden Teilbereich II: Informationen sammeln und organisieren II.1 Auf Informationen zugreifen und Informationen bewerten II.2 Informationen verarbeiten und organisieren Teilbereich III: Informationen erzeugen III.1 Informationen umwandeln III.2 Informationen erzeugen Teilbereich IV: Digitale Kommunikation IV.1 Informationen austauschen IV.2 Informationen verantwortungsvoll und sicher nutzen Das Konstrukt der Kompetenzen im Bereich ‚Computational Thinking‘ Die im Rahmen des Zusatzmoduls zur Studie ICILS 2018 gemessenen Kompetenzen im Bereich ‚Computational Thinking‘ „bezieh[en] sich auf die Fähigkeit einer Person, Aspekte realweltlicher Probleme zu identifizieren, die für eine [informatische] Modellierung geeignet sind, algorithmische Lösungen für diese (Teil-)Probleme zu be- werten und selbst so zu entwickeln, dass diese Lösungen mit einem Computer operatio- nalisiert werden können“ (Eickelmann, Bos, Gerick et al., 2019, S. 45). Das Kompetenzkonstrukt im Bereich ‚Computational Thinking‘ umfasst im Ansatz der Studie ICILS 2018 zwei Teilbereiche (strands) und zwei bzw. drei zugehörige Aspekte (aspects) (Eickelmann, Massek et al., 2019; Senkbeil et al., 2019): Teilbereich I: Probleme konzeptualisieren I.1 Über Wissen und Verständnis von digitalen Systemen verfügen I.2 Probleme formulieren und analysieren I.3 Relevante Daten erheben und repräsentieren Teilbereich II: Lösungen operationalisieren II.1 Lösungen planen und bewerten II.2 Algorithmen, Programme und Schnittstellen entwickeln © Waxmann Verlag GmbH | nur für den privaten Gebrauch
Anlage der Studie ICILS 2018-NRW 15 4. Die eingesetzten computerbasierten Schülertests und Hintergrundfragebögen Auf Grundlage des theoretischen Rahmenmodells der Studie (vgl. Abschnitt 2 in die- sem Kapitel) und den beiden in der Studie betrachteten Kompetenzkonstrukten (vgl. Abschnitt 3 in diesem Kapitel) wurden im Rahmen der Datenerhebung der Studie im Frühjahr und Frühsommer 2018 computerbasierte Kompetenztests zur Erfassung der computer- und informationsbezogenen Kompetenzen und der Kompetenzen im Bereich ‚Computational Thinking‘ sowie Hintergrundfragebögen zur Erfassung der Rahmen- bedingungen des Kompetenzerwerbs eingesetzt. Dazu wurden die zuvor entwickel- ten und in einem Feldtest erprobten Tests und Fragebögen von einer internationalen Expertinnen- und Expertengruppe in englischer Sprache konzipiert und in den an der Studie beteiligten Staaten bzw. Bildungssystemen in die jeweiligen Unterrichtssprachen übersetzt. Erfassung der computer- und informationsbezogenen Kompetenzen Der zur Erfassung der computer- und informationsbezogenen Kompetenzen in ei- ner Live-Software-Umgebung eingesetzte computerbasierte Kompetenztest für die Achtklässlerinnen und Achtklässler besteht aus fünf Modulen, für die jeweils eine Bearbeitungszeit von 30 Minuten angesetzt war. Nach einem vollständig ausbalancierten Multi-Matrix-Design hat jede Schülerin bzw. jeder Schüler zwei der fünf zufällig aus- gewählten Testmodule bearbeitet. Die Testmodule zu den computer- und informations- bezogenen Kompetenzen beziehen sich inhaltlich auf die Themen (1) Musikwettbewerb (Band Competition), (2) Atmung (Breathing), (3) Schulausflug (School Trip), (4) Brett- spiele (Board Games) und (5) Recycling (Recycling) (vgl. ausführlich in Eickelmann, Bos, Gerick et al., 2019; Eickelmann, Massek et al., 2019). Erfassung der Kompetenzen im Bereich ‚Computational Thinking‘ Für den Bereich ‚Computational Thinking‘ wurden zwei je 25-minütige computerba- sierte Testmodule entwickelt und in allen an dem Zusatzmodul teilnehmenden Staaten sowie von dem Benchmark-Teilnehmer Nordrhein-Westfalen eingesetzt. Die Testmodule im Bereich ‚Computational Thinking‘ umfassen inhaltlich die Themen (1) Selbst- fahrender Bus (Automated Bus) und (2) Landwirtschaftliche Flugdrohne (Farmdrone) (Eickelmann, Bos, Gerick et al., 2019; Eickelmann, Vahrenhold & Labusch, 2019). Jede Schülerin bzw. jeder Schüler bearbeitete demzufolge beide Testmodule im Bereich ‚Computational Thinking‘. Hintergrundfragebögen Im Rahmen der Studie ICILS 2018-NRW wurden, wie in allen an der Studie teil- nehmenden Staaten bzw. Bildungssystemen, neben den vorbeschriebenen Schüler- tests Hintergrundfragebögen eingesetzt. Diese richteten sich an die getesteten Acht- klässlerinnen und Achtklässler, an die Lehrkräfte, die in der achten Jahrgangsstufe © Waxmann Verlag GmbH | nur für den privaten Gebrauch
16 Eickelmann, Labusch, Drossel und Vennemann unterrichten, der für die Studie gezogenen repräsentativen Schulauswahl, an die Schul- leitungen sowie an die IT-Koordinatorinnen und IT-Koordinatoren der ICILS-2018- Schulen. Zur zielgerichteten Erfassung zentraler Aussagen der Lehrpersonen wurden die Lehrkräfte in Teilen der Befragung gebeten, ihre Antworten auf eine Referenzklasse zu beziehen. Damit war im Rahmen der Studie diejenige Klasse in der achten Jahrgangsstufe gemeint, die die Lehrkraft am letzten Dienstag vor der Befragung regu- lär unterrichtet hat. Falls die Lehrperson an besagtem Dienstag keine achte Klasse un- terrichtet hat, wurde sie gebeten, sich auf diejenige achte Klasse zu beziehen, die sie nach diesem Dienstag zuerst unterrichtet hat (Eickelmann, Bos, Gerick et al., 2019). Über diese Fragebögen hinaus war von den nationalen Studienzentren zudem ein so- genannter Kontextfragebogen auszufüllen, der grundsätzliche Informationen zum Stand der Digitalisierung im Schulbereich und allgemeine Rahmendaten des Bildungssystems zur Verfügung stellen sollte. Zu ergänzen ist, dass die internationalen, in die deutsche Sprache übersetzten Frage- bögen sowohl um national relevante Aspekte für Nordrhein-Westfalen und Deutsch- land – sogenannte nationale Ergänzungen (Eickelmann, Bos, Gerick et al., 2019) – als auch in Nordrhein-Westfalen um NRW-spezifische Inhalte (Eickelmann, Massek et al., 2019) ergänzt wurden. Die Entwicklung der NRW-spezifischen Inhalte erfolg- te mit Unterstützung von Expertinnen und Experten der einschlägigen Referate des Ministeriums für Schule und Bildung des Landes Nordrhein-Westfalen (MSB NRW) sowie der Medienberatung NRW und durch das Forschungszentrum an der Universität Paderborn. Zudem wurden nach Sichtung der NRW-spezifischen Ergänzungen Rück- meldungen von Vertreterinnen und Vertretern des LVR (Landschaftsverband Rheinland) und des LWL (Landschaftsverband Westfalen-Lippe) zur Verfügung gestellt und bei der Finalisierung der in Nordrhein-Westfalen eingesetzten Fragebögen berücksichtigt (Eickelmann, Massek et al., 2019). Für den Bereich ‚Computational Thinking‘ sowie für den Bereich ‚Informatik bzw. Informatikunterricht‘ wurde zusätzlich die Expertise von Prof. Dr. Jan Vahrenhold (Westfälische Wilhelms-Universität Münster) hinzugezo- gen, der auch als Mitglied des nationalen ICILS-2018-Konsortiums die Durchführung der Studie in Deutschland unterstützte. Vor der Datenerhebung wurden gemäß dem üblichen Vorgehen in Schulleistungs- studien alle Fragebögen zunächst in enger Kooperation mit der IEA Hamburg für die datenschutzrechtliche und schulfachliche Prüfung vorbereitet und allen 16 Bundes- ländern in Deutschland zur Einzelprüfung zur Verfügung gestellt. In allen Bundes- ländern konnten identische Versionen der internationalen und nationalen Instrumente administriert werden. In Nordrhein-Westfalen wurden im gleichen Verfahren zusätz- lich die NRW-spezifischen Inhalte datenschutzrechtlich und schulfachlich geprüft (Eickelmann, Massek et al., 2019). © Waxmann Verlag GmbH | nur für den privaten Gebrauch
Anlage der Studie ICILS 2018-NRW 17 5. Datenerhebung und Stichprobe Datenerhebung Im Vorfeld der Haupterhebung der Studie erfolgte im Frühjahr und Frühsommer des Jahres 2017 zunächst in den ICILS-2018-Teilnehmerländern ein internationaler Feldtest. Im Frühjahr und Frühsommer des Jahres 2018 erfolgte schließlich die Haupterhebung in den ICILS-2018-Teilnehmerländern der nördlichen Halbkugel. In Nordrhein- Westfalen betrug der Testzeitraum insgesamt drei Monate (April bis Juni 2018). In den ICILS-2018-Teilnehmerländern der südlichen Halbkugel erfolgte die Haupterhebung im Herbst 2018. Die Feldarbeit der Haupterhebung wurde in Nordrhein-Westfalen, wie für Deutschland insgesamt, auch im Sinne der Gewährleistung der Anonymität der beteilig- ten Schulen durch die IEA Hamburg durchgeführt und von dem Forschungszentrum der Studie an der Universität Paderborn verantwortet. Stichproben und Zielpopulation Als Zielpopulation der Studie ICILS 2018 galten Schülerinnen und Schülern, die sich im achten Schulbesuchsjahr befinden, sowie Lehrpersonen, die in der achten Jahr- gangsstufe unterrichten, aus allen 14 ICILS-2018-Teilnehmerländer, darunter ne- ben Nordrhein-Westfalen mit Moskau als Teil der Russischen Föderation ein weiterer Benchmark-Teilnehmer (Eickelmann, Bos, Gerick et al., 2019). Nordrhein-Westfalen beteiligte sich mit einer repräsentativen Stichprobe von 1.991 Achtklässlerinnen und Achtklässlern und 1.468 Lehrkräften an der Studie. Insgesamt liegen Daten von 110 Schulen in Nordrhein-Westfalen vor (Eickelmann, Massek et al., 2019). Aufgrund des Stichprobendesigns in Nordrhein-Westfalen (und Deutschland) ist es möglich, Ergebnisse differenziert nach der besuchten Schulform zu berichten, wobei zwischen Gymnasien und anderen Schulformen der Sekundarstufe I mit nicht ausschließlich gym- nasialem Bildungsgang unterschieden werden kann (Eickelmann, Bos, Gerick et al., 2019). In Nordrhein-Westfalen war nach § 3 (4) des Schulgesetzes NRW (verpflichtende Teilnahme an Vergleichsuntersuchungen als Maßnahme zur Qualitätsentwicklung und Qualitätssicherung) die Teilnahme an ICILS 2018 und damit an ICILS 2018-NRW verpflichtend geregelt. Mit einem Rücklauf von 91.0 Prozent auf Schülerebene sowie 91.1 Prozent auf der Ebene der Lehrkräfte (beides gewichtet) ergab sich für Nordrhein- Westfalen eine Schul- und Schülergesamtteilnahmequote von 88.6 Prozent (gewichtet) und eine kombinierte Schul- und Lehrergesamtteilnahmequote von 87.2 Prozent (ge- wichtet) (Fraillon, Ainley, Schulz, Friedman et al., 2019). Damit erfüllte Nordrhein- Westfalen als Teilnehmer der Studie die hohen internationalen Vorgaben (sampling re- quirements) der IEA (Fraillon, Ainley, Schulz, Friedman et al., 2019). © Waxmann Verlag GmbH | nur für den privaten Gebrauch
18 Eickelmann, Labusch, Drossel und Vennemann 6. Datenaufbereitung und Datenanalyse Im Rahmen der Datenaufbereitung und Datenanalyse wurden vor dem Hintergrund der internationalen Vergleichbarkeit Maßnahmen zur Gewichtung und Schätzung von Stichproben- und Messfehlern sowie zur Analyse von Vergleichen der Ergebnisse zwi- schen den ICILS-2018-Teilnehmerländern durchgeführt. Gewichtung der Daten und Schätzung von Stichproben- und Messfehlern Um aus stichprobenbasierten Untersuchungen korrekte Rückschlüsse auf die Grund- gesamtheit ziehen zu können, musste sichergestellt sein, dass die Stichproben im Ver- gleich zu den Grundgesamtheiten entweder nicht verzerrt waren oder diese Verzerrung methodisch angemessen berücksichtigt wird. Zu diesem Zweck wurden Stichproben- gewichte berechnet und im Rahmen der Datenanalysen systematisch beachtet (Eickel- mann, Bos, Gerick et al., 2019). Im Rahmen der Studie ICILS 2018, und damit auch für ICILS 2018-NRW, werden (1) das Schulgewicht, (2) das Schülergewicht und (3) das Lehrergewicht genutzt. Dieses Vorgehen machte es ebenfalls möglich, zur bes- seren Interpretierbarkeit die Angaben aus dem technischen und pädagogischen Teil des Schulfragebogens auf die Schülerpopulation zu gewichten. Da die Schülerstichprobe in Nordrhein-Westfalen repräsentativ ist (vgl. Abschnitt 5 in diesem Kapitel), können so anhand der Daten aus dem Schulfragebogen Ergebnisse für das gesamte nordrhein- westfälische Bildungssystem berichtet werden. Zudem flossen die Daten aus Nordrhein- Westfalen mit einer dem Bundesland entsprechenden Gewichtung in die Ergebnisse für Deutschland ein. Da das Erhebungsdesign der Studie ICILS 2018 als mehrfach geschichtete Klumpenstichprobe (Multi-stratified Cluster Sample) angelegt ist, wird zur Vermeidung einer systematischen Unterschätzung der Standardfehler (SE) einer Statistik (Gonzalez & Foy, 2000) das sogenannte Jackknife-Repeated-Replication-Verfahren (Johnson & Rust, 1992; Rust, 2014) eingesetzt. Mit diesem Verfahren wird für alle Analysen auf der Grundlage des ICILS-2018-NRW-Datensatzes – und damit auch der in diesem Buch vorgestellten Ergebnisse – der Standardfehler durch ein wiederholtes Schätzen (repea- ted replication) der Werte aus den üblicherweise gezogenen 75 Substichproben gene- riert (Eickelmann, Bos, Gerick et al., 2019). Methodisches Vorgehen zur Analyse von Vergleichen Die in diesem Buch berichteten Ergebnisse werden – wo möglich und sinnvoll – mit Bezug zu den jeweiligen Ergebnissen für Nordrhein-Westfalen im internationa- len Vergleich bzw. im Vergleich mit den Ergebnissen für Deutschland berichtet. So lassen sich die Ergebnisse für Nordrhein-Westfalen in Bezug zu den Ergebnissen für Deutschland insgesamt sowie mit Bezug zu einer europäischen und der internationa- len Vergleichsgruppe einordnen. Konkret werden zur Einordnung der Ergebnisse für Nordrhein-Westfalen die Ergebnisse für Deutschland, die internationalen Mittelwerte sowie die Mittelwerte der sogenannten Vergleichsgruppe EU, die aus den Ergebnissen derjenigen Teilnehmerländer gebildet werden, die Mitgliedsstaaten der Europäischen © Waxmann Verlag GmbH | nur für den privaten Gebrauch
Anlage der Studie ICILS 2018-NRW 19 Union sind, einbezogen. Unterschiede in den jeweiligen Mittelwerten bzw. den be- richteten prozentualen Anteilen zwischen Nordrhein-Westfalen, anderen ICILS-2018- Teilnehmerländern sowie zu den genannten Vergleichsgruppen wurden im Rahmen der Datenanalyse auf einem fünfprozentigen Signifikanzniveau mittels t-Tests zufallskritisch abgesichert (Eickelmann, Bos, Gerick et al., 2019; Eickelmann et al., 2014; Gonzalez, 2014). Zur statistischen Bestimmung des Standardfehlers der Differenz zwischen Nordrhein-Westfalen und dem internationalen Mittelwert sowie der Vergleichsgruppe EU wurde berücksichtigt, dass die Schülerinnen und Schüler in Nordrhein-Westfalen in- direkt in diese Vergleichsgruppe miteingehen, da die Stichprobe Nordrhein-Westfalens – entsprechend gewichtet – als Teil in die Stichprobe Deutschlands einfließt, welche wiederum zur Berechnung der Werte für die Vergleichsgruppe EU sowie des interna- tionalen Mittelwertes beiträgt. Zu diesem Zweck wurde gemäß den Vorgaben des in- ternationalen Studienzentrums für die Signifikanzprüfung ein gewichteter Anteil von 22.5 Prozent zur Bestimmung eines Netto-Standardfehlers der Differenz herausgerech- net (Eickelmann, Massek et al., 2019; Fraillon, Ainley, Schulz, Friedman & Duckworth, 2020). In den nachfolgenden Kapiteln werden neben Ergebnissen in Bezug auf schulische Voraussetzungen für Nordrhein-Westfalen Ergebnisse zu schulischen Prozessen sowie zu den Kompetenzen der Schülerinnen und Schüler im Bereich der computer- und in- formationsbezogenen Kompetenzen sowie im Bereich ‚Computational Thinking‘ berich- tet. Zudem werden Daten der NRW-spezifischen Ergänzungen im vorliegenden Band aufbereitet und damit auch die Ergänzungen der Erhebungsinstrumente berücksich- tigt, die in der Studie ICILS 2018 mit Durchführung der Studie ICILS 2018-NRW aus- schließlich in Nordrhein-Westfalen zum Einsatz gekommen sind. Literatur Eickelmann, B. (2017). Computational Thinking als internationales Zusatzmodul zu ICILS 2018 – Konzeptionierung und Perspektiven für die empirische Bildungsforschung. Tertium Comparationis. Journal für International und Interkulturell Vergleichende Erziehungswissenschaft, 23(1), 47–61. Eickelmann, B. (2019). Measuring secondary school students’ competence in computational thinking in ICILS 2018 – Challenges, concepts and potential implications for school sys- tems around the world. In S.C. Kong & H. Abelson (Hrsg.), Computational Thinking Education (S. 53–64). Singapore: Springer. Eickelmann, B., Bos, W., Gerick, J., Goldhammer, F., Schaumburg, H., Schwippert, K., Senkbeil, M. & Vahrenhold, J. (2019). Anlage, Forschungsdesign und Durchführung der Studie ICILS 2018. In B. Eickelmann, W. Bos, J. Gerick, F. Goldhammer, H. Schaum- burg, K. Schwippert, M. Senkbeil & J. Vahrenhold (Hrsg.), ICILS 2018 #Deutschland – Computer- und informationsbezogene Kompetenzen von Schülerinnen und Schülern im zweiten internationalen Vergleich und Kompetenzen im Bereich Computational Thinking (S. 33–77). Münster: Waxmann. Eickelmann, B., Bos, W., Gerick, J. & Kahnert, J. (2014). Anlage, Durchführung und Instrumentierung von ICILS 2013. In W. Bos, B. Eickelmann, J. Gerick, F. Goldhammer, © Waxmann Verlag GmbH | nur für den privaten Gebrauch
20 Eickelmann, Labusch, Drossel und Vennemann H. Schaumburg, K. Schwippert, M. Senkbeil, R. Schulz-Zander & H. Wendt (Hrsg.), ICILS 2013 - Computer- und informationsbezogene Kompetenzen von Schülerinnen und Schülern in der 8. Jahrgangsstufe im internationalen Vergleich (S. 43–81). Münster: Waxmann. Eickelmann, B., Bos, W. & Labusch, A. (2019). Die Studie ICILS 2018 im Überblick – Zentrale Ergebnisse und Entwicklungsperspektiven. In B. Eickelmann, W. Bos, J. Gerick, F. Goldhammer, H. Schaumburg, K. Schwippert, M. Senkbeil & J. Vahrenhold (Hrsg.), ICILS 2018 #Deutschland – Computer- und informationsbezogene Kompetenzen von Schülerinnen und Schülern im zweiten internationalen Vergleich und Kompetenzen im Bereich Computational Thinking (S. 7–31). Münster: Waxmann. Eickelmann, B., Gerick, J., Labusch, A. & Vennemann, M. (2019). Schulische Voraussetzungen als Lern- und Lehrbedingungen in den ICILS-2018-Teilnehmerländern. In B. Eickelmann, W. Bos, J. Gerick, F. Goldhammer, H. Schaumburg, K. Schwippert, M. Senkbeil & J. Vahrenhold (Hrsg.), ICILS 2018 #Deutschland – Computer- und informationsbezogene Kompetenzen von Schülerinnen und Schülern im zweiten internationalen Vergleich und Kompetenzen im Bereich Computational Thinking (S. 137–171). Münster: Waxmann. Eickelmann, B., Massek, C. & Labusch, A. (2019). ICILS 2018 #Nordrhein-Westfalen. Erste Ergebnisse der Studie ICILS 2018 für Nordrhein-Westfalen im internationalen Vergleich. Münster: Waxmann. Eickelmann, B., Vahrenhold, J. & Labusch, A. (2019). Der Kompetenzbereich ‚Computational Thinking‘: erste Ergebnisse des Zusatzmoduls für Deutschland im internationa- len Vergleich. In B. Eickelmann, W. Bos, J. Gerick, F. Goldhammer, H. Schaumburg, K. Schwippert, M. Senkbeil & J. Vahrenhold (Hrsg.), ICILS 2018 #Deutschland – Computer- und informationsbezogene Kompetenzen von Schülerinnen und Schülern im zweiten internationalen Vergleich und Kompetenzen im Bereich Computational Thinking (S. 367–398). Münster: Waxmann. Fraillon, J., Ainley, J., Schulz, W., Duckworth, D. & Friedman, T. (2019). IEA International Computer and Information Literacy Study 2018: Assessment framework. Amsterdam: International Association for the Evaluation of Educational Achievement (IEA). Fraillon, J., Ainley, J., Schulz, W., Friedman, T. & Duckworth, D. (2019). Preparing for life in a digital world: IEA International Computer and Information Literacy Study 2018 inter- national report. Amsterdam: International Association for the Evaluation of Educational Achievement (IEA). Fraillon, J., Ainley, J., Schulz, W., Friedman, T. & Duckworth, D. (2020). IEA International Computer and Information Literacy Study 2018. Technical report. Amsterdam: IEA. Fraillon, J., Ainley, J., Schulz, W., Friedman, T. & Gebhardt, E. (2014). Preparing for life in a digital age. The IEA International Computer and Information Literacy Study internation- al report. Melbourne: Springer. Gerick, J., Schaumburg, H., Kahnert, J. & Eickelmann, B. (2014). Lehr- und Lernbedingungen des Erwerbs computer- und informationsbezogener Kompetenzen in den ICILS- Teilnehmerländern. In W. Bos, B. Eickelmann, J. Gerick, F. Goldhammer, H. Schaum- burg, K. Schwippert, M. Senkbeil, R. Schulz-Zander & H. Wendt (Hrsg.), ICILS 2013 – Computer- und informationsbezogene Kompetenzen von Schülerinnen und Schülern in der 8. Jahrgangsstufe im internationalen Vergleich (S. 147–196). Münster: Waxmann. Gonzalez, E.J. (2014). Calculating standard errors of sample statistics when using internation- al large-scale assessment data. In R. Strietholt, W. Bos, J.E. Gustafsson & M. Rosén (Hrsg.), Educational policy evaluation through international comparative assessments (S. 59–73). Münster: Waxmann. © Waxmann Verlag GmbH | nur für den privaten Gebrauch
Anlage der Studie ICILS 2018-NRW 21 Gonzalez, E.J. & Foy, P. (2000). Estimation of sampling variance. In M.O. Martin, K.D. Gregory & S.E. Stemler (Hrsg.), TIMSS 1999 technical report. IEA’s repeat of the Third International Mathematics and Science Study at the eighth grade (S. 203–222). Chestnut Hill, MA: Boston College. Johnson, E.G. & Rust, K.F. (1992). Population references and variance estimation for NAEP data. Journal of Educational Statistics, 17(2), 175–190. Rust, K. (2014). Sampling, weighting, and variance estimation in international large-scale as- sessment. In L. Rutkowski, M. von Davier & D. Rutkowski (Hrsg.), Handbook of inter- national large-scale assessment. Background, technical issues and methods of data anal- ysis (S. 117–153). London: Chapman & Hall/CRC Press. Senkbeil, M., Eickelmann, B., Vahrenhold, J., Goldhammer, F., Gerick, J. & Labusch, A. (2019). Das Konstrukt der computer- und informationsbezogenen Kompetenzen und das Konstrukt der Kompetenzen im Bereich ‚Computational Thinking‘ in ICILS 2018. In B. Eickelmann, W. Bos, J. Gerick, F. Goldhammer, H. Schaumburg, K. Schwippert, M. Senkbeil & J. Vahrenhold (Hrsg.), ICILS 2018 #Deutschland – Computer- und informa- tionsbezogene Kompetenzen von Schülerinnen und Schülern im zweiten internationalen Vergleich und Kompetenzen im Bereich Computational Thinking (S. 79–111). Münster: Waxmann. © Waxmann Verlag GmbH | nur für den privaten Gebrauch
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Kapitel II Schulische IT-Ausstattung und Wahrnehmung der IT-Ausstattungsqualität Amelie Labusch, Birgit Eickelmann und Kerstin Drossel 1. Einleitung Die schulische IT-Ausstattung spielt eine zentrale Rolle für die Nutzung digitaler Medien in schulischen Lern- und Lehrprozessen sowie für den Erwerb ‚digitaler‘ Kom- petenzen, wie sie im Rahmen der Studie mit den computer- und informationsbezogenen Kompetenzen und den Kompetenzen im Bereich ‚Computational Thinking‘ erfasst wer- den (Eickelmann, Gerick, Labusch & Vennemann, 2019; Gerick, Schaumburg, Kahnert & Eickelmann, 2014). Erste Ergebnisse der Studie ICILS 2018-NRW zur schulischen IT-Ausstattung in Nordrhein-Westfalen im nationalen und internationalen Vergleich sind bereits vorgelegt worden (Eickelmann, Massek & Labusch, 2019) und weisen auf deut- liche Entwicklungsperspektiven hin. Diese bereits vorgelegten Analysen und Ergebnisse werden im vorliegenden Kapitel vertieft und ergänzt. Die hier vorgestellten Ergebnisse beziehen sich auf die Situation zum Zeitpunkt der Datenerhebung der Studie ICILS 2018 und damit auf den Zeitraum Frühjahr und Frühsommer 2018. Alle nachfolgenden bundesländerübergreifenden Maßnahmen so- wie die bundeslandspezifischen Maßnahmen gehen daher nicht in die hier beschriebene Ausgangslage ein. Vielmehr bilden die Analysen zum einen den Status Quo im Frühjahr und Frühsommer 2018 in Bezug auf die IT-Ausstattungssituation in Schulen ab. Zum anderen bilden sie den Rahmen für alle weiteren in diesem Buch vorgelegten Analysen im Sinne der Beschreibung schulischer IT-Ausstattung als Voraussetzung für schuli- sche Prozesse im Kontext von Digitalisierungsprozessen. Im Einzelnen wird im vorlie- genden Kapitel die Verfügbarkeit von digitalen Medien und IT-Ressourcen in Schulen in Nordrhein-Westfalen für Schülerinnen und Schüler sowie für Lehrkräfte untersucht. Darüber hinaus wird berichtet, wie Lehrkräfte in Nordrhein-Westfalen die Qualität der IT-Ausstattung wahrnehmen. Zur Einordnung werden die Ergebnisse in den nationa- len und internationalen Kontext gesetzt. Zudem werden die Ergebnisse für Nordrhein- Westfalen vertiefend schulformspezifisch (Gymnasien und Schulen anderer Schulformen der Sekundarstufe I) berichtet. © Waxmann Verlag GmbH | nur für den privaten Gebrauch
24 Labusch, Eickelmann und Drossel 2. Ergebnisse der Studie ICILS 2018-NRW zur schulischen IT-Ausstattung und zur Wahrnehmung der IT- Ausstattungsqualität Im vorliegenden Kapitel werden Ergebnisse zur schulischen IT-Ausstattung (Abschnitt 2.1) und der damit einhergehenden Wahrnehmung der IT-Ausstattungs- qualität (Abschnitt 2.2) berichtet. Diese Ergebnisse werden für Nordrhein-Westfalen zu Einordnung in den nationalen und internationalen Kontext gesetzt. Darüber hin- aus werden sie für Nordrhein-Westfalen schulformspezifisch betrachtet, das heißt, es wird untersucht, wie sich die schulische IT-Ausstattung und die Wahrnehmung der IT- Ausstattungsqualität an Gymnasien und Schulen anderer Schulformen der Sekundar- stufe I unterscheiden. 2.1 Schulische IT-Ausstattung Bereits mit der Berichtlegung erster Ergebnisse der Studie ICILS 2018-NRW (Eickel- mann, Massek et al., 2019) konnte im internationalen Vergleich der schulischen IT-Aus- stattung auf erhebliche Entwicklungsbedarfe für Nordrhein-Westfalen hingewiesen wer- den. Diese Befundlage bezog sowohl die mittlere schulische IT-Ausstattung als auch die Ausstattung der Lehrkräfte mit eigenen, tragbaren digitalen Endgeräten ein und zeigte vor allem auch Nachholbedarfe in der Ausstattung der Schülerinnen und Schüler bzw. der Schulen mit mobilen Endgeräten zum Lernen auf (Eickelmann & Labusch, 2020; Eickelmann, Massek et al., 2019). Anknüpfend an diese Ergebnisse wird im vorliegenden Kapitel die Verfügbarkeit von digitalen Medien und IT-Ressourcen in der Schule für die achte Jahrgangsstufe sowohl für Schülerinnen und Schüler als auch für Lehrkräfte aus der Perspektive der schulischen IT-Koordination untersucht. Unter der IT-Koordination wird in der Studie ICILS 2018 und damit in den nachfolgenden Analysen diejenige Person verstan- den, die den technischen Teil des Schulfragebogens der ICILS-2018-Studie ausgefüllt hat (zur ausführlichen Erläuterung vgl. Kapitel I in diesem Buch). Dabei werden die Angaben der IT-Koordination im Folgenden jeweils auf die Schülerstichprobe gewich- tet (Eickelmann, Bos et al., 2019), sodass anhand der Daten aus dem Fragebogen für die IT-Koordination Ergebnisse für das gesamte nordrhein-westfälische Bildungssystem berichtet werden können. Gleiches gilt auch für alle anderen teilnehmenden Bildungs- systeme, deren Schülerstichproben repräsentativ sind (vgl. Kapitel I in diesem Buch). In Tabelle 2.1 werden Ergebnisse zur Verfügbarkeit eines Zuganges zu einem WLAN in der Schule sowie eines schulischen Intranets mit Anwendungen und Arbeitsplätzen für die achte Jahrgangsstufe berichtet. Beide Aspekte bilden eine wichtige Grundlage für eine funktionierende IT-Infrastruktur und die Verwendung von IT-Ressourcen und Technologien, wie beispielsweise Lernmanagement-Systeme und internetbasierte Anwendungen für gemeinschaftliches Arbeiten, auf deren Verfügbarkeit in Tabelle 2.2 © Waxmann Verlag GmbH | nur für den privaten Gebrauch
Tabelle 2.1: Verfügbarkeit eines Zuganges zu einem WLAN und eines schulischen Intranets für die 8. Jahrgangsstufe in ICILS 2018 in Nordrhein- Westfalen im internationalen Vergleich (Angaben aus dem technischen Teil des Schulfragebogens, gewichtet auf die Schülerpopulation in Prozent) Zugang zu einem WLAN Schulisches Intranet mit Anwendungen und Arbeitsplätzen Für Lehrkräfte Nur für Nur für Nicht Für Lehrkräfte Nur für Nur für Nicht und Schüler/ Lehrkräfte Schüler/ verfügbar und Schüler/ Lehrkräfte Schüler/ verfügbar -innen -innen -innen -innen TeilnehmerA % (SE) % (SE) % (SE) % (SE) % (SE) % (SE) % (SE) % (SE) Chile 53.1 (4.9) 43.0 (4.9) 0.0 (0.0) 3.8 (1.5) 24.5 (5.5) 11.0 (4.0) 0.1 (0.1) 64.4 (5.1) 2 Dänemark 100.0 (0.0) 0.0 (0.0) 0.0 (0.0) 0.0 (0.0) 83.6 (3.5) 2.7 (1.4) 1.4 (1.0) 12.3 (3.1) Deutschland 26.2 (4.1) 42.2 (4.3) 0.0 (0.0) 31.6 (4.3) 72.6 (4.1) 10.5 (2.3) 0.5 (0.4) 16.4 (3.6) Finnland 91.4 (2.9) 7.3 (2.7) 0.0 (0.0) 1.3 (1.0) 40.1 (4.5) 32.7 (4.1) 0.0 (0.0) 27.2 (4.3) Frankreich 37.4 (5.2) 22.7 (3.9) 0.0 (0.0) 39.9 (4.8) 80.7 (3.5) 1.1 (1.1) 0.0 (0.0) 18.2 (3.4) Internat. Mittelwert 64.7 (1.2) 21.5 (1.0) 0.1 (0.1) 13.7 (0.9) 45.9 (1.2) 15.6 (0.9) 0.3 (0.2) 38.1 (1.2) 1 5 Italien 46.6 (4.4) 46.9 (4.3) 0.8 (0.8) 5.8 (2.1) 12.6 (2.9) 14.3 (3.2) 0.0 (0.0) 73.1 (4.0) 2 Kasachstan 58.8 (4.1) 24.8 (3.7) 0.6 (0.6) 15.8 (3.2) 47.7 (4.0) 18.6 (3.3) 0.8 (0.6) 32.9 (3.7) Luxemburg 86.9 (0.0) 11.1 (0.0) 0.0 (0.0) 2.0 (0.0) 59.9 (0.0) 22.5 (0.0) 0.0 (0.0) 17.6 (0.0) Moskau 83.1 (3.4) 16.3 (3.4) 0.0 (0.0) 0.6 (0.0) 42.7 (5.4) 30.2 (5.2) 0.0 (0.0) 27.1 (3.6) Nordrhein-Westfalen 18.7 (4.1) 56.2 (4.4) 0.0 (0.0) 25.1 (4.5) 67.1 (4.3) 10.5 (3.0) 2.1 (1.5) 20.3 (3.8) 2 Portugal 84.5 (2.7) 10.9 (2.5) 0.0 (0.0) 4.6 (1.7) 29.3 (3.6) 18.3 (3.2) 0.0 (0.0) 52.4 (3.7) Republik Korea 49.4 (4.6) 23.1 (3.4) 0.0 (0.0) 27.5 (3.9) 28.1 (4.2) 33.4 (4.3) 0.0 (0.0) 38.4 (4.2) Uruguay 76.8 (5.1) 4.7 (2.3) 0.0 (0.0) 18.6 (4.6) 26.2 (4.3) 6.6 (2.6) 1.1 (1.1) 66.2 (4.7) © Waxmann Verlag GmbH | nur für den privaten Gebrauch 4 USA 91.1 (2.0) 8.6 (2.0) 0.0 (0.0) 0.3 (0.3) 59.4 (3.3) 19.1 (3.0) 0.8 (0.6) 20.8 (2.7) VG EU 67.6 (1.3) 20.1 (1.2) 0.1 (0.1) 12.2 (1.0) 54.1 (1.3) 14.6 (1.0) 0.3 (0.2) 31.0 (1.3) Kursiv gesetzt sind die Benchmark-Teilnehmer. 1 Unterschreitung des Mindestdurchschnittsalters der Schülerinnen und Schüler von 13.5 Jahren. 2 Die Gesamtausschlussquote liegt über 5%. 4 Die Schüler- und Schulgesamtteilnahmequote liegt unter 75%. 5 Abweichender Erhebungszeitraum. A Differenzen zu 100% sind im Rundungsverfahren begründet. Schulische IT-Ausstattung und Wahrnehmung der IT-Ausstattungsqualität IEA: International Computer and Information Literacy Study 2018 © ICILS 2018 25
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