Komponenten und Auswirkungen der Qualität mathematischer Bildung in frühkindlichen Bildungs- und Betreuungseinrichtungen

Abstract

Komponenten der Qualität spielen eine besondere Rolle, um die mathematischen Bildungspotenziale der Regelversorgung frühkindlicher institutioneller Bildung und Betreuung (FIBB) zu erklären. In etablierten Modellen wird eine Unterteilung der Komponenten nach drei Dimensionen vorgenommen: Struktur-, Orientierungs- und Prozessqualität, welche sich weiter in globale und bereichsspezifische Prozessqualität aufgliedert. Im Promotionsvorhaben wird sich in drei Teilprojekten (TP) theoretisch und empirisch mit den Komponenten und Auswirkungen der Qualität mathematischer Bildung in der FIBB in Europa insbesondere Deutschland auseinandergesetzt. Ziel ist zum einen zur Weiterentwicklung von Qualitätsmodellen und -forschung anzuregen zum anderen den Erkenntnisgewinn aufzuzeigen, der aus einem Bündeln der Evidenz unterschiedlicher Studien mit methodisch-statistischer Vielfalt resultieren kann. Das TP1 aggregiert mit einer Längsschnittmehrebenenmetaanalyse die Evidenz zur Auswirkung der Prozessqualität aus 17 Längsschnittstudien und neun Ländern Europas für 2 887 Einrichtungen und 16 461 Kinder. Es resultierten persistente Effekte globaler und bereichsspezifischer Prozessqualität (ES = .11 und .10, Cohens d = .22 und .20) für Bildungsergebnisse in Mathematik und Sprache/Literacy. Mixed-Effects-Moderatoranalysen zeigen, dass die Effekte bereichsspezifisch ausfallen. Zudem erklären das gewählte Prozessmaß und das statistisch-analytische Vorgehen variierende Befunde. Im TP2 wird der Ansatz der Bildungseffektivität für die FIBB in Deutschland diskutiert, um den mathematischen Bildungsoutput von Einrichtungen zu beurteilen. Ferner werden Ergebnisse verschiedener Random-Intercepts-Modelle zur mathematischen Effektivität der 97 deutschen Einrichtungen der Studie BiKS-3-10 vorgestellt, welche auf der Leistung der 554 Kinder im K-ABC Rechnen basieren. Es ergaben sich keine Effektivitätsunterschiede in fairen Vergleichen, welche die Kompetenzen zu einem früheren Messzeitpunk oder entwicklungsrelevante Merkmale der Kinder berücksichtigten. Obschon das kindliche Kompetenzniveau in den Einrichtungen von Beginn bis zum Ende des Betreuungszeitraums voneinander abwich, scheinen sich die Unterschiede durch eine andere soziokulturelle Zusammensetzung in den Einrichtungen zu erklären. Die Gegenüberstellung von Pro- und Kontraargumenten spricht für einen komplementären Einsatz von Analysen zur Prozessqualität und Effektivität in der FIBB, auch weil die Befunde beider Ansätze in BiKS voneinander abwichen. Qualitätskomponenten, die sich auf die Fachkräfte beziehen, stehen aktuell im Fokus von Debatten, sind jedoch unscharf konzeptualisiert und unterforscht. Das TP3 zeigt daher exemplarisch auf, wie fachkraftbezogene Komponenten der Struktur- und Orientierungsqualität ausdifferenziert und erforscht werden können. In explorativen Analysen einer Fragebogenerhebung wurden Schwächen in der mathematikspezifischen Strukturqualität der untersuchten 29 deutschen Regeleinrichtungen aufgedeckt, weil die 221 deutschen Fachkräften nur von wenig besuchten Aus- und Fortbildungsangeboten in Mathematik berichteten. Mehrheitlich scheinen die formalen Erfahrungen mit Mathematik auf Schulerfahrungen begrenzt, die Fachkräfte weder als besonders positiv noch negativ erinnerten. Ein positives Bild ergab sich für fachkraftbezogene Orientierungskomponenten mit durchschnittlich relativ hoher Ausprägung der mathematischen Selbstwirksamkeit und Wertorientierung der Fachkräfte. Eine Ausnahme bildete das vergleichsweise niedrige mathematische Selbstkonzept. Die Regressionsanalysen zu den Zusammenhängen zwischen Struktur- und Orientierungskomponenten zeigten, dass die Orientierungen (v. a. das Selbstkonzept) mit positiven und negativen Schulerfahrungen zusammenhingen. Zusätzlich zeigte sich ein Zusammenhang zwischen Selbstwirksamkeit und einem höheren Abschluss sowie mehr besuchten Ausbildungsangeboten in Mathematik. Eine längere Berufserfahrung stand in positiver Beziehung zur Selbstwirksamkeit und Wertorientierung der Fachkräfte. In der Zusammenschau betont die Diskussion, dass in Zukunft Kompetenz- und Prozessmaße der Mathematik zu ergänzen und ökonomische Fragebogenmaße der Prozessqualität zu entwickeln sind. Zudem wird auf das Erkenntnispotenzial weiterer Effektivitätsanalysen mit verbesserten Studiendesigns und vergleichender Analysen zur Qualität und Effektivität FIBB in anderen Entwicklungsbereichen hingewiesen. Viele ungeklärte Fragen werfen die Rolle der materiell-räumlichen Umgebung für die Bildungsqualität und die Wirkweise von Struktur- und Orientierungskomponenten auf. Generell besteht großer Forschungsbedarf zu den fachkraftbezogenen Komponenten für die FIBB-Regelversorgung in Anbetracht der abweichenden Befunde aus Fachkräftetrainings- und initiativen sowie für US- Fachkräfte. Die Evidenzbündelung ermöglichte es nur teilweise Limitierungen einzelner Studien zu überwinden, wobei zukünftig aufgrund der wachsenden Verfügbarkeit von Daten und elaborierteren Verfahren komplexere Fragestellungen untersucht werden können. Die Befunde implizieren, dass bildungspolitische Maßnahmen und Investitionen zur Steigerung der Prozessqualität beispielsweise eine intensivierte Professionalisierung der Fachkräfte in Mathematik das Bildungspotenzial FIBB maximieren können. Als Steuerungsparameter für die flächendeckende Implementation mathematischer Bildung außerhalb von Programmen und Offensiven bzw. Initiativen wird ein kontinuierliches Monitoring der Prozessqualität (mit interaktionsfokussierten Beobachtungsverfahren) sowie ggfs. des Bildungsoutputs diskutiert. Zudem gilt es die soziokulturelle Durchmischung in FIBB voranzutreiben und pädagogische Konzepte für den Umgang mit Diversität zu erarbeitet.

Quality components play a key role in explaining the educational impact of regular provision of centre-based Early Childhood Education and Care (ECEC). The components fall into three main categories: structural, orientation, and process quality, which is further subdivided into global and domain-specific. Three studies (TP for Teilprojekte) comprising this dissertation theoretically and empirically examine the quality components and impact of math education in centre-based ECEC in Europe, and especially in Germany. The studies aim, firstly, at providing incentive for the development of quality concepts and related research, and, secondly, at demonstrating the importance and capabilities of a mixed methodological-statistical approach for pooling evidence from multiple studies in reaching meaningful scientific insights. The first study (TP1) is a longitudinal multilevel meta-analysis, combining evidence on the developmental impact of process quality from 17 longitudinal studies and nine European countries for 2,887 ECEC centres and 16,461 children. The results show persistent effects of global and domain-specific process quality (ES = .11 and .10, Cohen’s d = .22 and .20) on children’s outcomes in mathematics and language/literacy. Mixed-effects moderator analyses show that the effects differ by the outcome domain, and choice of process measure and statistical-analytical approach. In the second study (TP2) the approach of educational efficacy is discussed to evaluate the mathematical output of ECEC centres in Germany. Random intercept models analysed the mathematical effectiveness of 97 German centres of the BiKS-3-10 study based on the assessment of 554 children with the K-ABC subscale arithmetics. No differences in effectiveness emerged in fair comparisons, which took into account the children’s previous math competences or developmentally relevant characteristics. Though the centres differed in children’s level of mathematical competences from the beginning to the end of the childcare phase, this is probably linked to the divergent socio-cultural compositions of the centres. Comparing the pros and cons and the divergent results for process quality and effectiveness in BiKS points to a complementary use of quality and effectiveness analyses in ECEC. Quality components relating to the educators are currently in the centre of quality debates, but are imprecisely conceptualized and understudied. The third study (TP3) provides an example of how structural and orientation quality components relating to the educators can be further differentiated and investigated. An exploratory analysis of a questionnaire survey revealed weaknesses in math-specific structural quality of the examined 29 German centres, as the 221 studied educators reported a low number of math courses attended in their vocational and further training. Thus, for the majority of educators, formal experience with mathematics was restricted to school experience, which they recalled as neither particularly positive nor negative. A positive picture emerged for orientation quality components with relatively high mean levels of mathematical self-efficacy and value orientation. An exception was the comparably low mathematical self- concept of the educators. The regression analyses of the interrelations between structural and orientation components showed that orientations (self- concept in particular) were related to positive and negative school experiences. Additionally, a relationship emerged between educators’ self- efficacy and a higher degree and more math courses in vocational training. Job experience was positively related to self-efficacy and value orientation. The discussion summarizes the findings to emphasize the need for augmentation of competency and process measures in mathematics, and for development of economic questionnaire measures of process quality. It also outlines the potential of further efficacy analyses with improved study designs, and comparative analyses of quality and effectiveness of ECEC in other developmental areas. The role of the material-spatial environment for the quality of education and the effects of structural and orientation components raise many open questions. More research is also needed into the math-specific components relating to educators in regular provision in the light of the divergent findings for US teachers and from evaluations of professional trainings and initiatives. Pooling evidence allowed only partially to overcome limitations of individual studies, whereby the growing availability of data and more elaborate procedures open way to the investigation of more complex questions. The findings imply that policy measures and investments to improve process quality, e.g., strengthening the mathematical professionalization of educators, are able to maximize the educational impact of ECEC. A target parameter for a nationwide implementation of mathematical education, outside of programs and initiatives, is identified in the continuous monitoring of process quality with interaction-focused observation methods, as well as, if applicable, of the educational output. Furthermore, it is also necessary to promote the socio-cultural mix in centre-based ECEC and to develop educational concepts for pedagogical work with diversity.