Im Folgenden jeweils vier TIMSS-Aufgaben aus Mathematik und Naturwissenschaften, die Lösungen finden Sie auf der letzten Seite.
Mathematik Aufgabe 1
"Das Quadrat wurde in 7 Stücke geschnitten. Schreibe ein X in die 2 Dreiecke, die dieselbe Größe und dieselbe Form haben."
Inhaltliche Subdomäne: Geometrische Formen und Maße
Kognitive Subdomäne: Wissen
Die SchülerInnen müssen bei dieser Aufgabe mit offenem Antwortformat jene zwei Dreiecke in der Abbildung markieren, welche dieselbe Größe und Form aufweisen. Für die richtige Lösung erhalten sie einen Punkt.
Mathematik Aufgabe 2
"Andi will herausfinden, wie schwer seine Katze ist. Er stellt sich selbst auf die Waage und sieht, dass die Waage 57 kg anzeigt. Dann stellt er sich gemeinsam mit seiner Katze auf die Waage. Die Waage zeigt 62 kg an.
Wie schwer ist die Katze?"
Inhaltliche Subdomäne: Zahlen
Kognitive Subdomäne: Anwenden
Die Textaufgabe repräsentiert eine alltägliche Problemstellung. Für die richtige Lösung müssen die SchülerInnen zwei 2-stellige Zahlen subtrahieren und ihre Antwort selbst notieren (offenes Antwortformat).
Mathematik Aufgabe 3
"Dieses Bild zeigt den Punktestand von 4 Fahrern bei einem Autorennen. Montoya liegt in Führung. Alonso liegt an dritter Stelle. Zeichne einen Balken in das Bild, der zeigt, wie viele Punkte Alonso hat."
Inhaltliche Subdomäne: Darstellen von Daten
Kognitive Subdomäne: Begründen
Es handelt sich wieder um eine Aufgabe, bei der die SchülerIinnen ihre Antwort selbst konstruieren müssen (offenes Antwortformat). Die Anforderung dieser Aufgabe besteht
darin, die im Text formulierten Daten zu interpretieren, um dann die grafische Darstellung der Ergebnisse eines Autorennens zu vervollständigen.
Mathematik Aufgabe 4
"Stefan verwendet immer dieselbe Regel, um von der Zahl im Dreieck auf die Zahl im Quadrat zu kommen. Wie lautet diese Regel?"
Inhaltliche Subdomäne: Zahlen
Kognitive Subdomäne: Begründen
Die Domäne "Zahlen" involviert unter anderem die Fähigkeit, Zahlenmuster zu untersuchen und die Regel, die aus der Beziehung zwischen den Zahlen hervorgeht, herauszufinden oder anzuwenden. In diesem Fall geht es um eine lineare Beziehung zwischen Zahlenpaaren.
Naturwissenschaft Aufgabe 1
"Welches dieser Tiere lebt am ehesten in der Wüste?"
Inhaltliche Subdomäne: Biologie
Kognitive Subdomäne: Wissen
Bei dieser Multiple-Choice-Aufgabe müssen die SchülerInnen aus den vorgegebenen vier Tier-Abbildungen jenes Tier auswählen, das am ehesten in der Wüste lebt. Um zur
richtigen Lösung (für die sie einen Punkt erhalten) zu gelangen, müssen sie ihr Wissen über die Lebensbedingungen in der Wüste und die Lebensweise dieser Tiere verknüpfen.
Naturwissenschaft Aufgabe 2
"Karl und Anna hatten beide je einen Sonnenblumenkern von derselben Pflanze. Sie nahmen zwei gleiche Töpfe und gaben Blumenerde hinein. Dann pflanzten sie in jeden Topf einen Kern. Karl hat sich bei ihm zu Hause um einen Topf gekümmert, und Anna hat sich bei ihr zu Hause um den
anderen Topf gekümmert. Nach einiger Zeit vergleichen sie die Pflanzen. Sie sehen, dass es einen großen Unterschied in ihrem Wachstum gibt, wie du in den folgenden Bildern sehen kannst.
Was könnte Karl bei der Pflege seiner Pflanze anders gemacht haben als Anna bei ihrer? Schreibe eine Möglichkeit auf."
Inhaltliche Subdomäne: Biologie
Kognitive Subdomäne: Begründen
Im Kontext eines kleinen Experiments hinsichtlich des Wachstums von Pflanzen besteht die Aufgabe der SchülerInnen darin, eine Bedingung zu beschreiben, die dazu geführt hat, dass eine Pflanze besser wächst als die andere.
Naturwissenschaft Aufgabe 3
"Wie das Bild unten zeigt, werden Bohnen mit Hilfe von Butter auf einem Lineal aus Metall befestigt. Das Lineal wird an einem Ende erhitzt. In welcher Reihenfolge werden die
Bohnen herunterfallen?
a) 1, 2, 3, 4, 5
b) 5, 4, 3, 2, 1
c) 1, 3, 5, 4, 2
d) Alle gleichzeitig
Inhaltliche Subdomäne: Physik
Kognitive Subdomäne: Begründen
Die dritte Beispielaufgabe bezieht sich auf die Leitung von Wärme. Zur richtigen Beantwortung dieser Multiple- Choice-Aufgabe müssen die SchülerInnen erkennen, dass die Wärme von einem Ende zum anderen weitergeleitet wird, wenn ein Ende des Metalllineals erhitzt wird.
Naturwissenschaft Aufgabe 4
"Susi hat drei unterschiedlich große Eiswürfel. Sie gibt jedenEiswürfel in einen von drei gleichen Bechern. In den Bechern ist gleich viel Wasser. Du siehst das im folgenden Bild."
Was passiert mit den Eiswürfeln, wenn man sie in das Wasser gibt?
a) Würfel 1, 2 und 3 werden versinken.
b) Würfel 1, 2 und 3 werden schwimmen.
c) Würfel 1 wird schwimmen, und Würfel 2 und 3 werden versinken.
d) Würfel 1 und 2 werden schwimmen, und Würfel 3 wird versinken."
Inhaltliche Subdomäne: Physik
Kognitive Subdomäne: Anwenden
Diese Multiple-Choice-Aufgabe besteht aus einer Abbildung mit drei identen Wasserbechern und drei Eiswürfeln verschiedener Größe. Die Frage ist, was mit diesen Eiswürfeln im Wasser passiert. Obwohl von den Schülerinnen und Schülern noch nicht erwartet wird, dass sie das Konzept der
Dichte bereits beherrschen, sollten sie laut Rahmenkonzept in der vierten Schulstufe zumindest bereits wissen, dass das Schwimmen oder Sinken eines Objekts nicht von dessen
Größe abhängig ist.
>>> Lösungen
Lösungen:
Mathematik Aufgabe 1: Das untere und das rechte Dreieck.
Mathematik Aufgabe 2: Die richtige Lösung ist 5 kg.
Mathematik Aufgabe 3: Die Schüler/innen erhalten den Punkt für die richtige Lösung, wenn sie einen Balken einzeichnen, der etwas länger ist als jener von Schumacher (über 85 Punkte), aber kürzer als jener von Räikkönen (weniger als 87 Punkte) ist.
Mathematik Aufgabe 4: Für die richtige Lösung und die volle Punktezahl (1 Punkt) müssen die
SchülerInnen selbstständig eine zweistufige Regel formulieren, die zeigt, wie man aus der ersten Zahl die zweite ableiten kann (die Zahl im Dreieck verdoppeln und die Zahl eins addieren).
Naturwissenschaft Aufgabe 1: Die richtige Lösung ist Antwort C (Eidechse).
Naturwissenschaft Aufgabe 2: Die richtige Antwort kann sich entweder darauf beziehen, dass Karl seine Pflanze besser gegossen hat und/odersie in der Sonne gestanden ist. Oder die SchülerInnen verweisen darauf, dass ein Düngemittel oder Ähnliches verwendet
wurde.
Naturwissenschaft Aufgabe 3: Die richtige Lösung ist Antwort A.
Naturwissenschaft Aufgabe 4: Die richtige Lösung ist Antwortalternative B. (red/derStandard.at, 9. Dezember 2008)