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Sitzungsübersicht
Sitzung
D9‒S18: Computer- und informationsbezogene Kompetenzen von Schülerinnen und Schülern im zweiten internationalen Vergleich und Kompetenzen im Bereich ‚Computational Thinking‘ - Befunde der IEA-Studie ICILS 2018 – Teil 1
Zeit:
Donnerstag, 26.03.2020:
9:00 - 10:45

Ort: S18

Präsentationen

Computer- und informationsbezogene Kompetenzen von Schülerinnen und Schülern im zweiten internationalen Vergleich und Kompetenzen im Bereich ‚Computational Thinking‘ - Befunde der IEA-Studie ICILS 2018 – Teil 1

Chair(s): Birgit Eickelmann (Universität Paderborn, Institut für Erziehungswissenschaft), Wilfried Bos (TU Dortmund, Institut für Schulentwicklungsforschung), Julia Gerick (Universität Hamburg, Fakultät für Erziehungswissenschaft), Amelie Labusch (Universität Paderborn, Institut für Erziehungswissenschaft)

DiskutantIn(nen): Johannes Naumann (Bergische Universität Wuppertal)

Ein sicherer und reflektierter Umgang mit Informations- und Kommunikationstechnologien erscheint im Hinblick auf die vielfältigen Anforderungen in den verschiedenen Lebens- und Arbeitsbereichen in einer digitalen Wissensgesellschaft inzwischen unverzichtbar (Senkbeil, Eickelmann et al., 2019). Vor diesem Hintergrund und im Zuge der rasanten Entwicklungen von Digitalisierungsprozessen ergeben sich in Deutschland und weltweit neue Herausforderungen für die Entwicklung von Schulsystemen sowie für eine zeitgemäße Gestaltung von Schule und Unterricht. Die empirische Bildungsforschung kann die mit den gesellschaftlichen Veränderungen notwendigen und zukunftsrelevanten Kompetenzen in den Blick nehmen und neben wissenschaftlich-analytischem Wissen durch theoretisch fundierte empirische Forschung Steuerungswissen für anstehende Entwicklungsprozesse im Bildungsbereich bereitstellen (Eickelmann, 2018). An dieser Stelle setzt die international vergleichende Schulleistungsstudie ICILS (International Computer and Information Literacy Study) an. Die ICILS-2018-Studie (Eickelmann, Bos et al., 2019; Fraillon, Ainley, Schulz, Friedman et al., 2019) fokussiert dabei nach ICILS 2013 (Bos et al., 2014) zum zweiten Mal auf die computer- und informationsbezogenen Kompetenzen von Achtklässlerinnen und Achtklässlern im internationalen Vergleich. Den dynamischen Entwicklungen der letzten Jahre Rechnung tragend, wird zudem im Rahmen eines internationalen Zusatzmoduls der Studie der Kompetenzbereich ‚Computational Thinking‘ erstmalig ergänzt (Eickelmann, Vahrenhold et al., 2019). Beide Kompetenzbereiche werden mit dem hier eingereichten Symposium aufgegriffen und dabei jeweils Ergebnisse vor dem Hintergrund der Tagungsschwerpunkte ‚Bildung gestalten‘, ‚Partizipation erreichen‘ und ‚Digitalisierung nutzen‘ präsentiert und diskutiert. Dabei sei darauf hingewiesen, dass es mit der ICILS-2018-Studie – ausgehend von der zweiten international vergleichenden Testung der Kompetenzen der Achtklässlerinnen und Achtklässler sowie der erneuten Erhebung von voraussetzungs- und prozessbezogenen Rahmenbedingungen des Kompetenzerwerbs entlang des theoretischen Rahmenmodells der Studie (Fraillon, Ainley, Schulz, Duckworth et al., 2019) – erstmals möglich ist, Vergleiche zwischen den Ergebnissen zweier Messzeitpunkte (Haupterhebung ICILS 2018 und Haupterhebung ICILS 2013), die einen fünfjährigen Zeitraum abbilden, herzustellen. Die Datengrundlage für die Analysen in beiden Teilen des hier eingereichten Symposiums bilden damit neben den repräsentativen Schülerkompetenzdaten aus beiden Studienzyklen im Bereich der computer- und informationsbezogenen Kompetenzen der Achtklässlerinnen und Achtklässler in den 14 an der Studie ICILS 2018 beteiligten Bildungssystemen die Kompetenzen im Bereich ‚Computational Thinking‘. Zudem gehen die nationalen und internationalen Fragebogendaten von Schülerinnen und Schülern, Lehrkräften, Schulleitungen und schulischen IT-Koordinatorinnen und IT-Koordinatoren in die Analysen ein.

Der erste Teil des Symposiums geht mit drei Perspektiven zunächst (Beitrag 1, Eickelmann, Bos, Gerick, Labusch & Goldhammer) auf die ICILS-2018-Ergebnisse des internationalen Vergleiches der computer- und informationsbezogenen Kompetenzen von Achtklässlerinnen und Achtklässlern für Deutschland im internationalen Vergleich ein. Dabei werden Vergleiche zu den Ergebnissen aus ICILS 2013 hergestellt und die neuen Ergebnisse zu den Kompetenzständen im Bereich der computer- und informationsbezogenen Kompetenzen der Schülerinnen und Schüler vertiefend in Deutschland differenziert nach Schulformen betrachtet. Der zweite Beitrag (Gerick, Eickelmann, Vennemann & Labusch) untersucht unter dem Aspekt der Gestaltung von schulischer Bildung mit Mehrebenenpfadmodellen die Bedeutung schulischer Voraussetzungen und Prozesse für den Erwerb von computer- und informationsbezogenen Kompetenzen. Der dritte Beitrag (Senkbeil, Schwippert, Drossel & Vennemann) untersucht im Schwerpunkt anhand eines mehrdimensionalen Modells des Digital Divide (van Deursen & van Dijk, 2015) mithilfe eines Strukturgleichungsmodells soziale Disparitäten in den computer- und informationsbezogen Kompetenzen von Schülerinnen und Schülern sowie im Zugang und deren Nutzung digitaler Medien.

 

Beiträge des Symposiums

 

Computer- und informationsbezogene Kompetenzen von Schülerinnen und Schülern im zweiten internationalen Vergleich

Birgit Eickelmann1, Wilfried Bos2, Julia Gerick3, Amelie Labusch1, Frank Goldhammer4
1Universität Paderborn, Institut für Erziehungswissenschaft, 2TU Dortmund, Institut für Schulentwicklungsforschung, 3Universität Hamburg, Fakultät für Erziehungswissenschaft, 4Goethe-Universität Frankfurt am Main, DIPF Leibniz-Institut für Bildungsforschung und Bildungsinformation

Die Fertigkeit, über digitale Medien vermittelte Informationen zu verstehen, zu nutzen und zu kommunizieren, nimmt aufgrund der fortschreitenden Digitalisierung sowohl in der Schule, in der Ausbildung, im Beruf sowie bei der Bewältigung alltäglicher Herausforderungen in einer von der digitalen Transformation geprägten Welt eine zentrale Rolle ein (u.a. Aktionsrat Bildung, 2018; Binkley et al., 2012; Sparks et al., 2016). Daher stellen sogenannte ‚digitale‘ Kompetenzen Schlüsselkompetenzen dar, die in einer mediatisierten Gesellschaft für eine selbstbestimmte, reflektierte und verantwortliche Teilhabe am gesellschaftlichen, politischen und beruflichen Leben unerlässlich erscheinen (Eickelmann, 2017; Ferrari, 2013; van Laar et al., 2017). Eine Reihe von Studien und Analysen verdeutlichen nicht nur ihre Relevanz für das schulische und lebenslange Lernen, sondern auch die zunehmende Bedeutung ‚digitaler‘ Kompetenzen als vierte Kulturtechnik für eine erfolgreiche Teilhabe an der Gesellschaft (Aktionsrat Bildung, 2018; Eickelmann, 2010). Neben der Wahrnehmung eines allgemeinen zeitgemäßen Erziehungs- und Bildungsauftrages von Schule wird auch unter Berücksichtigung des Aspektes von Chancengleichheit und Teilhabe zunehmend deutlich, dass ‚digitale‘ Kompetenzen mittlerweile in nahezu allen Berufen erforderlich sind und daher bereits seit Längerem eine bedeutsame Komponente von Beschäftigungsfähigkeit darstellen (Autor et al., 2003; Dickerson & Green, 2004). Vor diesem Hintergrund stellt sich die Frage, über welche ‚digitalen‘ Kompetenzen – in der Studie ICILS (International Computer and Information Literacy Study) computer- und informationsbezogene Kompetenzen –, die in ICILS 2018 über ein aus vier Teilen bestehendes Kompetenzkonstrukt theoretisch beschrieben werden (vgl. Senkbeil, Eickelmann et al., 2019), Schülerinnen und Schüler in Deutschland verfügen und wie sich diese Kompetenzen im internationalen Vergleich darstellen. Die Grundlage zur Beantwortung dieser Fragestellung bildet, wie auch für alle weiteren Teile des hier eingereichten Symposiums, die Datengrundlage der IEA-Studie ICILS 2018 (Eickelmann, Bos et al., 2019; Fraillon, Ainley, Schulz, Friedman et al., 2019). Mit der Studie ICILS 2018 werden zum zweiten Mal nach ICILS 2013 international vergleichend die computer- und informationsbezogenen Kompetenzen von Achtklässlerinnen und Achtklässlern (Ninternational = 46.561; Nnational = 3.655) über computerbasierte Tests in einer Live-Softwareumgebung in repräsentativen Stichproben in allen an der Studie teilnehmenden Ländern gemessen.

Der vorliegende Beitrag stellt als Auftaktbeitrag für das Symposium zunächst die Anlage der Studie ICILS 2018 dar und beantwortet daran anknüpfend die vorgenannte Forschungsfrage hinsichtlich der Ergebnisse des internationalen Vergleiches auf der Grundlage von IRT-Skalierungen (Bond & Fox, 2007; Eickelmann et al., 2014). Zudem wird die Verteilung der Schülerinnen und Schüler auf die Kompetenzstufen der computer- und informationsbezogenen Kompetenzen betrachtet. Der Vergleich der mittleren Kompetenzstände in den computer- und informationsbezogenen Kompetenzen zwischen 2013 und 2018, der aufgrund der methodischen Anlage der Studie für alle Länder, die an beiden Studienzyklen teilgenommen haben, möglich ist, wird für Deutschland international vergleichend dargestellt und eingeordnet. Aufgrund der Besonderheiten der Stichprobenziehung in Deutschland sind zudem Vergleiche zwischen den Kompetenzständen von Schülerinnen und Schülern unterschiedlicher Schulformen möglich, die ebenfalls präsentiert werden und mögliche Impulse für die Gestaltung von Bildung unter den Bedingungen der Digitalisierung liefern.

Im Ergebnis zeigt sich, dass sich die mittleren computer- und informationsbezogenen Kompetenzen der Achtklässlerinnen und Achtklässler in Deutschland mit 518 Punkten nicht signifikant von den mittleren Kompetenzen in ICILS 2013 (523 Punkte) unterscheiden. Sie liegen signifikant über dem internationalen Mittelwert (496 Punkte) und dem Mittelwert der Vergleichsgruppe EU (509 Punkte). Der Anteil der Achtklässlerinnen und Achtklässler in Deutschland auf der höchsten Kompetenzstufe V ist mit nur 1.9 Prozent sehr gering (2013: 1.5%). Etwa ein Drittel (33.2%) der Schülerinnen und Schüler in Deutschland lässt sich auf den unteren beiden Kompetenzstufen verorten und verfügt damit lediglich über rudimentäre und basale computer- und informationsbezogene Kompetenzen (2013: 29.2%). Gymnasiastinnen und Gymnasiasten in Deutschland (568 Punkte) erreichen um gerundet 75 Punkte signifikant höhere mittlere computer- und informationsbezogenen Kompetenzen als Schülerinnen und Schüler anderer Schulformen der Sekundarstufe I (493 Punkte).

 

Schulische Voraussetzungen und Prozesse zur Gestaltung von Lern- und Lehrprozessen mit digitalen Medien im internationalen Vergleich

Julia Gerick1, Birgit Eickelmann2, Mario Vennemann2, Amelie Labusch2
1Universität Hamburg, Fakultät für Erziehungswissenschaft, 2Universität Paderborn, Institut für Erziehungswissenschaft

Für die Entwicklung von Schule im Kontext der Digitalisierung kommt insbesondere den schulischen Prozessen, die auf Einzelschulebene die zentralen Rahmenbedingungen des Lernens und Lehrens für alle schulischen Akteurinnen und Akteure bilden, eine besondere Rolle zu (Breiter et al., 2010; Gerick, Eickelmann & Rolff, 2017; Halverson, 2018; Schiefner-Rohs, 2016). Zusammen mit den spezifischen schulischen Voraussetzungen, wie etwa der IT-Ausstattung oder dem technischen und pädagogischen IT-Support, zeichnen sich schulische Prozesse durch eine weitgehende Gestaltbarkeit durch die schulischen Akteurinnen und Akteure aus. Schulische Prozesse bieten damit den Handlungsspielraum für Einzelschulen, der jedoch in unterschiedlichem Maß genutzt wird (Lorenz & Endberg, 2017). Wie auch die im Rahmen der Studie ICILS 2018 betrachteten vielfältigen schulischen Voraussetzungen (vgl. Eickelmann, Gerick et al., 2019), können sich schulische Prozesse sowohl hemmend als auch förderlich auf digitalisierungsbezogene Schulentwicklungsprozesse auswirken. Das Zusammenwirken von schulischen Voraussetzungen und Prozessen bestimmt somit schließlich maßgeblich darüber, wie in Schulen das Lernen und Lehren in der digitalen Welt gestaltet wird und damit auch, ob bzw. in welchem Maße Schülerinnen und Schülern der Erwerb computer- und informationsbezogener Kompetenzen ermöglicht werden kann (Gerick, Eickelmann & Labusch, 2019). Dieses Zusammenwirken von Voraussetzungen, Prozessen und dem Lernerfolg der Schülerinnen und Schüler ist daher im theoretischen Rahmenmodell der Studie ICILS 2018 systematisiert abgebildet.

Im Rahmen dieses Beitrages wird vor diesem Hintergrund den folgenden Fragen nachgegangen: (1) Wie lassen sich Voraussetzungsmerkmale (u.a. schulische IT-Ausstattung und -Support) und Prozessmerkmale (u.a. schulische Prioritätensetzungen und Bildungsziele, digitalisierungsbezogene Professionalisierungsmaßnahmen) auf Schulebene in Deutschland im internationalen Vergleich beschreiben? (2) In welchem Zusammenhang stehen die Prozessfaktoren sowie die schulischen Voraussetzungsmerkmale mit den computer- und informationsbezogenen Kompetenzen von Schülerinnen und Schülern der achten Jahrgangsstufe in Deutschland? Die erste Fragestellung wird auf Grundlage der internationalen ICILS-2018-Datenbasis von mehr als 46.000 Schülerinnen und Schülern und mehr als 26.000 Lehrpersonen bearbeitet und mittels deskriptiver Analysen beantwortet. Vertiefend wird im Rahmen der zweiten Fragestellung für Deutschland mittels Mehrebenenregressionsmodell auf der Grundlage von Daten auf Schul- und Schülerebene mit der Software Mplus 7 das Zusammenspiel der genannten schulischen Voraussetzungs- und Prozessmerkmale betrachtet. Hierzu wird untersucht, ob und in welcher Weise sich Zusammenhänge der schulischen Lern- und Lehrbedingungen mit den computer- und informationsbezogenen Kompetenzen der Schülerinnen und Schüler identifizieren lassen. Die Ergebnisse zeigen, dass über alle Schulen in Deutschland gemittelt unter Kontrolle der Schulform keine der betrachteten schulischen Voraussetzungs- und Prozessmerkmale in einem signifikanten Zusammenhang mit den mittleren computer- und informationsbezogenen Kompetenzen einer Schule stehen. Die Befunde werden vor dem Hintergrund des Forschungsstandes und hinsichtlich weiterführender Implikationen und Entwicklungsbedarfe für die Gestaltung von schulischer Bildung sowie die Nutzung der Potenziale der Digitalisierung diskutiert.

 

Herkunftsbedingte Unterschiede in den computer- und informationsbezogenen Kompetenzen von Schülerinnen und Schülern in ICILS 2018. Zentrale Befunde und Prüfung eines mehrdimensionalen Modells

Martin Senkbeil1, Knut Schwippert2, Kerstin Drossel3, Mario Vennemann3
1Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik, 2Universität Hamburg, Fakultät für Erziehungswissenschaft, 3Universität Paderborn, Institut für Erziehungswissenschaft

Theoretischer Hintergrund

Im Rahmen der ersten beiden Zyklen der ICIL-Studie (2013, 2018) ergaben sich für Deutschland und zahlreiche andere ICILS-2013-Teilnehmerländer substanzielle herkunftsbedingte Unterschiede in den computer- und informationsbezogenen Kompetenzen (Computer and Information Literacy, CIL) von Schülerinnen und Schülern der achten Jahrgangsstufe (Senkbeil, Drossel et al., 2019). Beispielsweise ist der Anteil der Achtklässlerinnen und Achtklässler, der nur über basale und rudimentäre Kompetenzen im Umgang mit digitalen Medien verfügen, aus Familien mit niedrigem kulturellen Kapital mit 43.1% anteilig mehr als doppelt so hoch wie der entsprechende Anteil an Achtklässlerinnen und Achtklässlern aus Familien mit hohem kulturellen Kapital (18.8%). Vor dem Hintergrund einer zunehmenden Digitalisierung aller Lebensbereiche lassen die in ICILS 2018 ermittelten Befunde befürchten, dass substanzielle Anteile der Heranwachsenden aufgrund ihrer sozialen Herkunft von den Chancen der Digitalisierung ausgeschlossen werden (Eickelmann & Drossel, 2017).

Zur Beschreibung und Erklärung sozialer Disparitäten in den computer- und informationsbezogenen Kompetenzen kann auf das mehrdimensionale Modell des digital divide von van Dijk (2005) zurückgegriffen werden (siehe auch van Deursen & van Dijk, 2015). Unter digital divide werden gemäß diesem Modell Unterschiede zwischen verschiedenen Bevölkerungsgruppen (z.B. in Abhängigkeit von sozialer Herkunft, Geschlecht oder Alter) in folgenden vier Dimensionen verstanden: (1) Zugang zu digitalen Medien, (2) Motivationen und Einstellungen gegenüber digitalen Medien, (3) Häufigkeit und Diversität der Nutzung digitaler Medien und (4) ‚digitale‘ Kompetenzen bzw. computer- und informationsbezogene Kompetenzen.

Das Modell kann als Wirkmodell der Aneignung digitaler Medien verstanden werden (van Deursen & van Dijk, 2015), das zusätzliche Kenntnis über den Prozess liefert, wie Personen außerhalb von Schule oder Beruf CIL erwerben. Konkret wird angenommen, dass ein möglichst umfassender Zugang zu digitalen Medien sowie instrumentelle Nutzungsmotive (z.B. zum Lernen, zur Informationsgewinnung) und entsprechende Nutzungsweisen begünstigen und diese wiederum den Erwerb von CIL unterstützen. Umgekehrt sollten sich hedonistische und sozial-interaktive Nutzungsmotive und Nutzungsweisen (z.B. zur Selbstdarstellung, zum sozialen Austausch) eher negativ auf den Erwerb von CIL auswirken (Senkbeil & Ihme, 2017).

Fragestellung und Methode

Zur Prüfung dieses Modells wurden zusätzlich zu den im nationalen Berichtsband aufgeführten Befunden vertiefende Analysen anhand der in Deutschland erhobenen ICILS 2018-Stichprobe (N = 3.655) durchgeführt. Hierbei wurden anhand von Mediationsmodellen folgende Fragestellungen geprüft: (1) Beeinflusst die soziale Herkunft den Zugang zu digitalen Medien sowie ICT-bezogene Motivationen und Handlungen? und (2) In welchem Umfang werden sozial bedingte Disparitäten in der CIL durch Unterschiede im Zugang zu digitalen Medien sowie in ICT-bezogenen Nutzungsmotiven und Aktivitäten vermittelt? Als Indikator für die soziale Herkunft wurde ein Index gebildet, der den sozioökonomischen Status, das elterliche Bildungsniveau und das kulturelle Kapital in der Familie berücksichtigt. Alle Analysen wurden mit Mplus 7 durchgeführt.

Ergebnisse

Die Ergebnisse weisen auf eine akzeptable Passung zwischen Daten und Modell hin (RMSEA = .075, SRMR = .070). Durch das Modell können 24 Prozent der interindividuellen Unterschiede in der CIL aufgeklärt werden. Obwohl sich direkte wie indirekte Effekte der sozialen Herkunft auf die instrumentelle (total: ß = .14, p < .01) bzw. sozial-interaktive Nutzung digitaler Medien (total: ß = -.18, p < .01) zeigen, mediieren die Modellvariablen den Zusammenhang zwischen sozialer Herkunft und CIL nur in geringem Umfang. Das heißt, nur ein geringer Teil des totalen Effekts der sozialen Herkunft auf CIL (ß = .46, p < .01) wird über die ICT-bezogenen Variablen des digital divide-Modells vermittelt (ß = .05, p < .01). Einzig für eine instrumentelle (ß = .01, p < .01) bzw. eine sozial-interaktive Nutzung digitaler Medien (ß = .02, p < .01) ergeben sich in etwa nennenswerte indirekte Effekte. Die Ergebnisse deuten an, dass weitere Variablen wie familiale Prozessmerkmale (z.B. elterliche Unterstützung beim Erwerb von CIL) stärker als bisher in den Blick zu nehmen sind, um soziale Disparitäten in der CIL besser zu verstehen.