Investigating CDMs: Blending theory with practicality

Abstract

Im Zusammenhang mit immer stärkerer Ergebnisorientierung der Bildungspolitik werden die Anforderungen nach detaillierten Informationen über Schülerleistungen größer. Zunächst wird in der Arbeit beschrieben warum und in welcher Form die statistische Modellklasse der kognitiv diagnostischen Modelle (Cognitive diagnosis models; CDMs) diese Forderung erfüllen kann. Nach der Einordnung in den bildungswissenschaftlichen Kontext werden die methodisch-statistischen Grundlagen beschrieben und die Modelle mit artverwandten statistischen Modellklassen verglichen. Grob umrissen werden mit CDMs Schülerleistungen auf Kompetenzniveau gemessen. Dazu wird eine allgemeine Fähigkeit (z.B. Mathematik) durch Fachexperten in mehrere Grundfähigkeiten (Kompetenzen) aufgegliedert (z.B. Zahlen, Funktionen, Geometrie, Statistik) und anhand dieser Grundfähigkeiten die Schülerleistungen bewertet. In das statistische CDM gehen nicht nur Vorstellungen über die Anzahl und Art dieser Grundfähigkeiten ein, sondern es können auch Informationen über Zusammenhänge zwischen den Fähigkeiten mit modelliert werden (z.B. Grundfähigkeit A ist eine Voraussetzung für Grundfähigkeit B). In einem nächsten Schritt wird in der Dissertation das eigen entwickelte R Paket CDM vorgestellt. Dieses ermöglicht die unproblematische Schätzung von CDMs bei großen Datensätzen (z.B. 80000 Schüler und 8 Skills) und enthält gleichzeitig einige eigenentwickelte weiterführende Methoden wie z.B. einen multiple group Ansatz. Mit Hilfe der vorgestellten Software werden Anwendungsmöglichkeiten von CDMs praxisnah erläutert: Die Beispiele kommen zum einen aus dem Gebiet der Mathematik (hier wurden die Daten der Bildungsstandardstestung in Mathematik auf der 8ten Schulstufe in Österreich ausgewertet) und zum anderen aus dem Gebiet Lesen (hier ist eine Ergänzungsstudie zu IGLU die Datengrundlage). In den Beispielen werden weiterführende methodische Ansätze wie unter anderem multiple-group Modelle oder hierarchische Modellierungsansätze für Kompetenzmodelle eingeführt. Dabei wird jeweils der Mehrwert für die Praxis erläutert.