TIMSS 2023

TIMSS steht für Trends in International Mathematics and Science Study und ist eine internationale Kompetenzerhebung der unabhängigen Forschungsgemeinschaft IEA (International Association for the Evaluation of Educational Achievement). Das Hauptziel von TIMSS ist es, den Status quo der Mathematik- und Naturwissenschaftskompetenz von Schülerinnen und Schülern auf der 4. und 8. Schulstufe international zu erfassen sowie die Rahmenbedingungen des Erwerbs dieser Kompetenzen zu untersuchen. Die Studie findet in einem Vier-Jahres-Rhythmus statt, wobei Österreich seit 1995 alternativ auf der 4. oder 8. Schulstufe teilnimmt. In Österreich wurde TIMSS 2023 computerbasiert auf der 8. Schulstufe durchgeführt.

TIMSS ist ein zentraler Bestandteil des österreichischen Bildungsmonitorings, welches mit den vorliegenden Daten zur Mathematik- und Naturwissenschaftskompetenz die Ergebnisse aus anderen international vergleichenden Studien wie PISA, ICILS oder PIAAC ergänzt. Auf Grundlage der Ergebnisse können gezielt schulpolitische Entscheidungen sowie Beurteilungen der Effektivität des jeweiligen Bildungssystems getroffen werden.

An TIMSS 2023 (8. Schulstufe) nahmen weltweit 44 Länder, darunter 13 EU-Länder teil. International wurden knapp 300.000 Schülerinnen und Schüler getestet. In Österreich nahmen 4.639 Schülerinnen und Schüler auf der 8. Schulstufe (Mittelschulen, allgemeinbildende höhere Schulen, sonstige allgemeinbildende Schulen) an TIMSS 2023 teil.

In Österreich wurde die Studie vom Institut des Bundes für Qualitätssicherung im österreichischen Schulwesen (IQS) im Auftrag des Bundesministeriums für Bildung, Wissenschaft und Forschung (BMBWF) durchgeführt. Die Resultate der Studie mit Fokus auf den Kompetenzen der Schülerinnen und Schüler in Österreich sind im Ergebnisbericht zu TIMSS 2023 zusammengefasst.

Österreich im internationalen Vergleich

Mit den im vorliegenden Bericht dargestellten Ergebnissen wird eine Bestandsaufnahme der Mathematik- und Naturwissenschaftskompetenzen von Schülerinnen und Schülern in Österreich auf der 8. Schulstufe im internationalen Vergleich ermöglicht. Darüber hinaus liefert die Studie Einblicke in Kontextmerkmale von Schülerinnen und Schülern, die gemeinsam mit den erfassten Kompetenzen analysiert werden und so Aspekte wie Chancen- und Geschlechtergerechtigkeit, motivationale Merkmale oder Unterrichtsthemen vertiefend beleuchten. Die (Selbst-)Einschätzung von Schülerinnen und Schülern, Lehrkräften und Schulleitungen bietet weitere wertvolle Einblicke in Bezug auf Mathematik und Naturwissenschaft in Schule und Unterricht.

Mathematikkompetenz im internationalen Vergleich

Bei TIMSS 2023 (8. Schulstufe, etwa 14-Jährige) erreichen Österreichs Schülerinnen und Schüler in Mathematik 512 Punkte und damit 9 Punkte mehr als der EU-Schnitt (503). Diese Differenz ist zwar statistisch signifikant, die Grenze zur praktischen Bedeutsamkeit wird aber knapp nicht erreicht (bei TIMSS 2023 ab 10 Punkten, siehe Kapitel 2 im Ergebnisbericht). Von den 42 Vergleichsländern bei TIMSS 2023 zeigen sieben Länder praktisch bedeutsam höhere und 27 Länder niedrigere Kompetenzen in Mathematik als Österreich. Für den Trendvergleich von TIMSS 2019 auf 2023 (jeweils 8. Schulstufe) können 35 Länder in Betracht gezogen werden. Dabei zeigt sich, dass sich vier Länder verbessern konnten, während 13 Länder einen Kompetenzrückgang über den Betrachtungszeitraum von vier Jahren verzeichnen.

Teilbereiche in Mathematik

Der Kompetenzbereich Mathematik deckt bei TIMSS die Inhaltsbereiche Zahlen, Algebra, Geometrie und Maße sowie Daten und Wahrscheinlichkeit ab. Im Vergleich mit den teilnehmenden EU-Ländern liegt Österreich in den Inhaltsbereichen Algebra und Geometrie über dem EU-Schnitt und erzielt in Algebra den höchsten Mittelwert aller EU-Länder.

Im Inhaltsbereich Daten und Wahrscheinlichkeit weisen die Schülerinnen und Schüler in Österreich eine relative Schwäche auf, d. h., sie liegen in diesem Inhaltsbereich praktisch bedeutsam unter dem österreichischem Gesamtmittelwert in Mathematik. In diesen Inhaltsbereichen werden laut internationalen Framework zu TIMSS 2023 Themen der Statistik und Stochastik getestet. Bisher war im österreichischen Lehrplan der Sekundarstufe I nur die Statistik vertreten. Durch die Überarbeitungen des Lehrplans im Rahmen des Pädagogik-Pakets wird in den neuen Lehrplänen, die ab dem Schuljahr 2023/24 sukzessive eingeführt werden, auch Stochastik auf der Sekundarstufe I gelehrt.

Verteilung nach Kompetenzstufen – Mathematik

Bei TIMSS 2023 erreichen 5 % der Jugendlichen in Österreich die höchste Kompetenzstufe (Stufe 4). Auf der 4. Schulstufe waren es bei TIMSS 2019 9 % der Schülerinnen und Schüler, die sich auf Kompetenzstufe 4 befanden. Ein ähnliches Bild zeigte sich bei den Bildungsstandardüberprüfungen (BIST-Ü): Während auf der 4. Schulstufe im Jahr 2013 12 % die Bildungsstandards übertrafen, waren es auf der 8. Schulstufe im Jahr 2017 6 % der Schülerinnen und Schüler.

Auf der 8. Schulstufe verfügen 29 % der Schülerinnen und Schüler in TIMSS 2023 über geringe Mathematikkompetenzen (Kompetenzstufe 1 oder darunter); auf der 4. Schulstufe waren es 16 % bei TIMSS 2019. In den nationalen BIST-Ü sind die Ergebnisse der 8. Schulstufe im Jahr 2017 ebenfalls schlechter ausgefallen als die der 4. Schulstufe im Jahr 2013. Während auf der 4. Schulstufe 23 % die Bildungsstandards nicht oder nur teilweise erreicht haben (Kompetenzstufe 1 oder darunter), waren es auf der 8. Schulstufe 42 % der Schülerinnen und Schüler.

Naturwissenschaftskompetenz im internationalen Vergleich

Österreichs Schülerinnen und Schüler erreichen bei TIMSS 2023 in Naturwissenschaft 512 Punkte und damit um 6 Punkte mehr als der EU-Schnitt (506). In zwölf der 42 Vergleichsländer zeigen sich praktisch bedeutsam höhere Naturwissenschaftskompetenzen als in Österreich, in 25 Ländern niedrigere. Von den 35 Ländern, die an beiden Erhebungen auf der 8. Schulstufe teilgenommen haben, konnten sich vier Länder verbessern, während 15 Länder einen Kompetenzrückgang über die vier Jahre verzeichnen.

Teilbereiche in Naturwissenschaft

In Naturwissenschaft werden bei TIMSS Aufgaben aus den Bereichen Biologie, Physik, Chemie und Geografie getestet. In Bezug auf den Gesamtmittelwert in Naturwissenschaft weisen die Schülerinnen und Schüler in Österreich in den Inhaltsbereichen Physik und Geografie eine relative Stärke auf.

Verteilung nach Kompetenzstufen – Naturwissenschaft

In Naturwissenschaft erreichen 8 % der Achtklässlerinnen und Achtklässler in Österreich die höchste Kompetenzstufe 4; bei TIMSS 2019 auf der 4. Schulstufe waren es 7 % der Schülerinnen und Schüler. Auf oder unter Kompetenzstufe 1 befinden sich bei TIMSS 2023 insgesamt 32 % der Jugendlichen in Österreich; bei TIMSS 2019 waren es 25 % der Viertklässlerinnen und Viertklässler.

Chancen- und Geschlechtergerechtigkeit

Geschlecht

Bei TIMSS 2023 zeigen sich in Österreich keine praktisch bedeutsamen Geschlechterunterschiede in Mathematik und Naturwissenschaft auf der Sekundarstufe I – dasselbe Ergebnis zeigt sich im internationalen Durchschnitt. Im Schnitt der teilnehmenden EU-Länder verfügen die Burschen in Mathematik über höhere Kompetenzen als die Mädchen, während in Naturwissenschaft keine praktisch bedeutsamen geschlechtsspezifischen Unterschiede bestehen. Insgesamt weist Österreich am Ende der Sekundarstufe I ein hohes Maß an Geschlechtergerechtigkeit auf, bei einem im EU-Vergleich durchschnittlichen Kompetenzniveau.

Sozialer Hintergrund

Wie in allen teilnehmenden Ländern zeigen auch in Österreich Schülerinnen und Schüler mit niedrigem Sozialstatus geringere Kompetenzen als jene mit hohem Sozialstatus. In Mathematik erreichen die Jugendlichen mit hohem Status um 88 Punkte und in Naturwissenschaft um 112 Punkte mehr als jene mit niedrigem Sozialstatus. Damit sind die sozialen Disparitäten in Österreich in Mathematik kleiner als im EU-Schnitt und in Naturwissenschaft ähnlich dem EU-Schnitt.

Migrationshintergrund

In Österreich hat ein Viertel der Achtklässlerinnen und Achtklässler Migrationshintergrund, was zu den höchsten Anteilen in den teilnehmenden TIMSS-Ländern zählt. Schülerinnen und Schüler mit Migrationshintergrund erreichen in Österreich in Mathematik 38 Punkte und in Naturwissenschaft 57 Punkte weniger als jene ohne Migrationshintergrund. Diese Kompetenzunterschiede sind praktisch bedeutsam und gehören zu den größten im internationalen und EU-Vergleich. Selbst unter Kontrolle des Sozialstatus bleibt Österreich eines der Länder mit den größten Kompetenzrückständen von Schülerinnen und Schülern mit Migrationshintergrund.

Die Ergebnisse aus TIMSS 2023 bestätigen erneut die seit dem Jahr 2000 beobachteten Trends bisheriger internationaler Erhebungen: In Österreich haben Schülerinnen und Schüler mit Migrationshintergrund im Vergleich zu anderen Ländern erhebliche Kompetenznachteile. Diese Nachteile sind in der Volksschule in Mathematik sowie bei den digitalen Kompetenzen auf der Sekundarstufe I am geringsten und entsprechen dem EU-Durchschnitt. In anderen Fächern wie Lesen und Naturwissenschaft sowie auf der Sekundarstufe II sind die Nachteile jedoch größer als im EU-Schnitt.

Unterschiede nach Schulart

Im österreichischen Schulsystem muss im Alter von etwa 10 Jahren eine wichtige Bildungswegentscheidung getroffen werden. Die Schülerinnen und Schüler können entweder eine Mittelschule (MS) oder eine allgemeinbildende höhere Schule (AHS) besuchen.

Bereits die Ergebnisse der nationalen BIST-Ü und der Studie ICILS 2023 zeigen, dass Schülerinnen und Schüler in MS in den Fächern Englisch, Mathematik, Deutsch und in digitalen Kompetenzen niedrigere Leistungen erzielen als jene in AHS. Auch TIMSS 2023 bestätigt, dass Schülerinnen und Schüler in MS über niedrigere Kompetenzen in Mathematik und Naturwissenschaft verfügen als Jugendliche in AHS. Der Unterschied zwischen den Schularten beträgt 62 Punkte in Mathematik und 68 Punkte in Naturwissenschaft.

Die Kompetenznachteile der Schülerinnen und Schüler in MS im Vergleich zu jenen in AHS sind unter anderem in der Struktur des österreichischen Schulsystems begründet. So sind im Rahmen der Schulwahlentscheidung nach der Volksschule die Leistungen der Schülerinnen und Schüler entscheidend für den Besuch einer AHS. Somit unterscheiden sich die Schülerinnen und Schüler bereits zu Beginn der Sekundarstufe I in ihren Kompetenzen, wie etwa Schreiner (2010) für die Mathematik- und Naturwissenschaftskompetenz zeigen konnte.

Bei der Bildungswegentscheidung spielen auch sozioökonomische Faktoren eine Rolle, wie etwa die Bildung und der Beruf der Eltern oder regionale Gegebenheiten. Dies zeigt sich in den bei TIMSS 2023 untersuchten Kontextmerkmalen. In AHS haben beispielsweise 52 % der Schülerinnen und Schüler Eltern mit einem tertiären Bildungsabschluss, das sind mehr als doppelt so viele wie in MS. Zudem haben Schülerinnen und Schüler in AHS im Durchschnitt einen höheren Sozialstatus. Diese Unterschiede in den Kontextmerkmalen erklären allerdings nur einen Teil der Kompetenzunterschiede: Unter Kontrolle des Sozialstatus verringert sich der Kompetenznachteil der Schülerinnen und Schüler in MS auf jeweils 43 Punkte in Mathematik und Naturwissenschaft. Damit bleiben die Kompetenzen der Schülerinnen und Schüler in MS auch nach Berücksichtigung des Sozialstatus bedeutsam niedriger als die der Jugendlichen in AHS.

Motivationale Merkmale

Das mathematische Selbstkonzept von Österreichs Schülerinnen und Schülern liegt über dem EU-Schnitt. Wie in allen teilnehmenden EU-Ländern fallen auch in Österreich die geschlechtsspezifischen Unterschiede zugunsten der Burschen aus und entsprechen dem EU-Schnitt. Im Vergleich dazu ist die Freude an Mathematik in Österreich geringer als im EU-Durchschnitt. Die geschlechtsspezifischen Unterschiede sind ähnlich dem EU-Schnitt und fallen wiederum zugunsten der Burschen aus.

Die naturwissenschaftlichen Selbstkonzepte der Jugendlichen in Österreich liegen in allen vier naturwissenschaftlichen Fächern im oder über dem EU-Schnitt. Die geschlechtsspezifischen Unterschiede in den Fächern Geografie, Physik, Chemie fallen in Österreich zugunsten der Burschen aus und entsprechen dem EU-Schnitt. In Biologie hingegen sind die Mädchen überzeugter von ihren Fähigkeiten als die Burschen. Der Geschlechterunterschied ist hier größer als im EU-Schnitt.

Im Gegensatz dazu berichten die Jugendlichen in Österreich in allen vier naturwissenschaftlichen Fächern von weniger Freude als im EU-Schnitt. Die geschlechtsspezifischen Unterschiede fallen wie bereits beim Selbstkonzept, in Geografie, Physik und Chemie zugunsten der Burschen aus und unterscheiden sich nicht vom EU-Schnitt. In Biologie berichten hingegen die Mädchen von mehr Freude und der Geschlechterunterschied ist größer als im EU-Schnitt.

Ein wünschenswertes Ziel im Sinne von Chancengerechtigkeit ist es, hohe Ausprägungen motivationaler Merkmale bei geringen Geschlechterunterschieden zu erreichen. In Österreich zeigt sich weder in Mathematik noch in den naturwissenschaftlichen Fächern ein solches Muster bei der Freude am Fach oder beim fachbezogenen Selbstkonzept.

Ressourcen und Unterrichtspraktiken

Ressourcen

Laut Angaben der Schulleitungen sind Österreichs Schülerinnen und Schüler bei den meisten Ressourcen weniger stark beeinträchtigt als im EU- und INT-Schnitt. In Österreich führen insbesondere fehlende Lehr- und Lernmaterialien sowie unzureichende Infrastruktur zu Unterrichtsbeeinträchtigungen. Insgesamt gibt es signifikante Unterschiede zwischen AHS und MS, wobei MS-Schülerinnen und -Schüler stärker von Ressourcenmängeln betroffen sind.

Österreichs Schülerinnen und Schüler sind laut Angaben der Schulleitungen im Naturwissenschaftsunterricht häufiger von einem Mangel an Lehrkräften, die sich auf das jeweilige Fach spezialisiert haben, beeinträchtigt (50 %) als im Mathematikunterricht (27 %).

Unterrichtspraktiken

In Österreich stimmen 8 von 10 Jugendlichen der Aussage "Meine Lehrerin/mein Lehrer erklärt ein Thema noch einmal, wenn wir es nicht verstanden haben" voll oder eher zu; in Naturwissenschaft sind es rund 7 von 10 Schülerinnen und Schülern. Besonders auffällig ist in Naturwissenschaft, dass Schülerinnen und Schüler in MS Aussagen zur Unterrichtsgestaltung (z. B. Verständlichkeit von Erklärungen der Lehrperson, Klarmachen von Unterrichtszielen oder Feedback geben) häufiger voll zustimmen als Schülerinnen und Schüler in AHS. Sowohl in Mathematik als auch in Naturwissenschaft stimmen weniger Schülerinnen und Schüler der Aussage "Meine Lehrerin/mein Lehrer macht klar, was wir in jeder Stunde lernen sollen" voll zu als im EU-Schnitt. TALIS 2018 zeigt, dass die Lehrkräfte in Österreich die Transparenz der Lehr- und Unterrichtsziele ebenfalls niedriger bewerten als der EU-Durchschnitt.

Verbesserungspotenzial gibt es bei der Feedbackkultur in Österreichs Schulen. In AHS sind es beinahe die Hälfte der Schülerinnen und Schüler (46 %), die der Aussage "Meine Lehrerin/mein Lehrer gibt mir hilfreiches Feedback zu meiner Arbeit" für den Naturwissenschaftsunterricht gar/eher nicht zustimmen.

Umweltbildung und Nachhaltigkeit

Seit TIMSS 2019 werden umweltrelevante Aufgaben aus dem Bereich Naturwissenschaft zum Subbereich Umweltbildung zusammengefasst und zusätzlich ausgewertet. Zwischen Burschen und Mädchen zeigt sich in Österreich bei TIMSS 2023 kein praktisch bedeutsamer Kompetenzunterschied in Umweltbildung. Im Schulartenvergleich zeigt sich ein Unterschied zugunsten der Schülerinnen und Schüler in AHS. Im Vergleich zum österreichischen Gesamtmittelwert in Naturwissenschaft (512 Punkte) erreichen die Achtklässlerinnen und Achtklässler in Umweltbildung um 11 Punkte weniger.

Mehr als 90 % der Jugendlichen in Österreich geben an, zumindest manchmal Dinge wie Sackerl oder Flaschen wiederzuverwenden; 61 % der Schülerinnen und Schüler versuchen dies sogar jeden Tag oder (fast) jeden Tag. Beinahe die Hälfte der Jugendlichen in Österreich versucht, ähnlich dem EU-Schnitt, (fast) jeden Tag weniger Ressourcen, wie Wasser oder Strom, zu verbrauchen.

Im Vergleich zum EU- und INT-Schnitt stimmen signifikant weniger Schülerinnen und Schüler in Österreich Aussagen wie "Den Klimawandel angehen, sollte eine hohe Priorität haben", "Ich bin gerne in der Natur" oder "Es macht mir Spaß herauszufinden, welche Arten von Pflanzen und Tieren in meiner Umgebung leben" eher oder voll zu.

Darüber hinaus informieren sich Österreichs Schülerinnen und Schüler im Vergleich zum EU- und INT-Schnitt weniger häufig über Umweltprobleme und sprechen seltener darüber. Etwa die Hälfte der Schülerinnen und Schüler in Österreich führt Projekte zu Umweltthemen durch, was im internationalen Vergleich wenig ist. Etwa 48 % nehmen an Umweltschutzaktivitäten teil, wobei es Unterschiede zwischen AHS (36 %) und MS (55 %) gibt. Insgesamt zeigt sich, dass Österreichs Schülerinnen und Schüler weniger häufig an Umweltprojekten und -aktivitäten teilnehmen als ihre internationalen und europäischen Altersgenossinnen und -genossen.

In Österreich legen die meisten Schulen laut Schulleitungen großen Wert auf Nachhaltigkeit. Bildungseinrichtungen mit hohem Umweltengagement werden mit dem österreichischen Umweltzeichen ausgezeichnet. Rund die Hälfte der Schülerinnen und Schüler wird von Lehrpersonen unterrichtet, die laut eigenen Angaben Fortbildung zum Thema "Umweltschutz und Nachhaltigkeit" benötigen, aber nur 28 % haben in den letzten zwei Jahren an einer solchen Fortbildung teilgenommen.

Weiterführende Informationen

• Ergebnisbericht und Materialien zu TIMSS 2023 
• Häufig gestellte Fragen zu TIMSS
• International Study Center (ISC)
• IEA TIMSS