1 Forschungsfrage & Hypothese

Forschungsfrage: Wie haben sich die Unterschiede bei der Zahl der Absolvent:innen von Förderschulen in den deutschen Bundesländern über die letzten 20 Jahre entwickelt?

Nullhypothese: Die Unterschiede zwischen den Bundesländern verändern sich über die Zeit nicht. Hypothese: Die Unterschiede zwischen den Bundesländern werden im Verlauf der Zeit kleiner.

Datengrundlage: Statistisches Bundesamt - Statistik der allgemeinbildenden Schulen https://genesis.destatis.de/datenbank/online/statistic/21111/table/21111-0013

2 Vorbereitung

2.1 Packages laden

library(psych)
library(Hmisc)
library(vcd)
library(heplots)
library(pastecs)
library(car)
library(effsize)
library(scales)
library(tidyverse)

2.2 Tabelle einlesen

daten <- read.csv("C:/Users/Linda/OneDrive/Dokumente/Studium/ELMEB/Data Science/R Übungen/21111-0013.csv ",sep=";")

2.3 Daten bereinigen

  • obere & untere Zeilen abschneiden
  • Spalte 1 & 3 löschen
  • alle spalten mit weiblich löschen
  • Inhalte der ersten Zeile werden als neue Spaltennamen übernommen
  • erste drei Zeilen werden gelöscht
  • Spalte 1 & 2 benennen
  • Spalten mit Charakter in numerisch ändern
  • Daten werden ins long format gebracht
  • Variable Jahr wird als numerische Variabel gespeichert
daten <- daten %>%
  slice(6:104)

daten <- daten[, -c(1, 3)]

daten <- daten[, daten[3, ] != "weiblich"]

colnames(daten) <- daten[1, ]

daten <- daten[-c(1:3), ]

colnames(daten)[1:2] <- c("Bundesland", "Abschluss")

glimpse(daten)
## Rows: 96
## Columns: 29
## $ Bundesland <chr> "Baden-Württemberg", "Baden-Württemberg", "Baden-Württember…
## $ Abschluss  <chr> "Ohne Ersten Schulabschluss", "Erster Schulabschluss", "Mit…
## $ `1997/98`  <chr> "3916", "1082", "74", "-", "7", "5079", "4743", "700", "78"…
## $ `1998/99`  <chr> "4073", "1068", "81", "-", "10", "5232", "4850", "760", "64…
## $ `1999/00`  <chr> "4298", "993", "67", "-", "8", "5366", "5092", "660", "87",…
## $ `2000/01`  <chr> "4065", "980", "86", "-", "7", "5138", "5169", "640", "83",…
## $ `2001/02`  <chr> "4156", "958", "78", "-", "12", "5204", "5627", "656", "114…
## $ `2002/03`  <chr> "4339", "1082", "91", "-", "24", "5536", "5113", "770", "13…
## $ `2003/04`  <chr> "4406", "1084", "118", "-", "16", "5624", "5073", "783", "1…
## $ `2004/05`  <chr> "4284", "1124", "105", "-", "26", "5539", "5003", "715", "1…
## $ `2005/06`  <chr> "4488", "1117", "124", "-", "29", "5758", "4918", "689", "2…
## $ `2006/07`  <chr> "4382", "1043", "117", "-", "19", "5561", "4853", "683", "1…
## $ `2007/08`  <chr> "4335", "1047", "153", "-", "26", "5561", "4556", "694", "1…
## $ `2008/09`  <chr> "4276", "911", "130", "-", "11", "5328", "4405", "702", "18…
## $ `2009/10`  <chr> "3950", "797", "131", "-", "24", "4902", "4135", "634", "15…
## $ `2010/11`  <chr> "3817", "877", "146", "-", "19", "4859", "3869", "713", "15…
## $ `2011/12`  <chr> "3803", "801", "160", "-", "26", "4790", "3243", "1281", "2…
## $ `2012/13`  <chr> "3604", "752", "254", "-", "23", "4633", "3078", "1541", "1…
## $ `2013/14`  <chr> "3682", "717", "272", "-", "15", "4686", "2845", "1731", "2…
## $ `2014/15`  <chr> "3574", "751", "274", "-", "27", "4626", "2908", "1680", "2…
## $ `2015/16`  <chr> "3639", "739", "297", "-", "22", "4697", "2866", "1573", "2…
## $ `2016/17`  <chr> "3690", "707", "315", "-", "20", "4732", "2971", "1678", "2…
## $ `2017/18`  <chr> "3629", "719", "278", "-", "43", "4669", "3163", "1512", "2…
## $ `2018/19`  <chr> "3578", "673", "225", "-", "31", "4507", "2990", "1511", "1…
## $ `2019/20`  <chr> "3639", "713", "244", "-", "31", "4627", "2961", "1167", "2…
## $ `2020/21`  <chr> "3692", "667", "296", "-", "9", "4664", "3040", "1292", "23…
## $ `2021/22`  <chr> "3771", "665", "236", "-", "21", "4693", "3097", "1232", "2…
## $ `2022/23`  <chr> "3758", "729", "268", "-", "25", "4780", "3069", "1209", "2…
## $ `2023/24`  <chr> "3800", "647", "293", "-", "7", "4747", "3212", "1331", "29…
daten <- daten %>%
  mutate(across(3:29, as.numeric))

daten_long <- daten %>%
  pivot_longer(
    cols = starts_with("19") | starts_with("20"),
    names_to = "jahr",
    values_to = "wert"
  )

daten_long <- daten_long %>%
  mutate(across(3, ~ as.numeric(sub("/.*", "", .))))

2.4 Filter, dass nur Abschlüsse insgesamt angezeigt werden

daten_plot <- daten_long %>%
  filter(Abschluss == "Insgesamt")

3 Deskriptive Statistik

daten_plot %>%
  group_by(Bundesland) %>%
  summarise(
    Mittelwert = mean(wert),
    SD = sd(wert),
    Minimum = min(wert),
    Maximum = max(wert)
  )
## # A tibble: 16 × 5
##    Bundesland             Mittelwert     SD Minimum Maximum
##    <chr>                       <dbl>  <dbl>   <dbl>   <dbl>
##  1 Baden-Württemberg           5020.  389.     4507    5758
##  2 Bayern                      5199.  583.     4373    6397
##  3 Berlin                      1104.  314.      703    1748
##  4 Brandenburg                 1414.  477.      912    2183
##  5 Bremen                       223.  123.       37     370
##  6 Hamburg                      711.  191.      434     954
##  7 Hessen                      2500.  446.     1892    3365
##  8 Mecklenburg-Vorpommern      1335.  366.      751    1986
##  9 Niedersachsen               3963.  928.     2292    5317
## 10 Nordrhein-Westfalen         9184  1257.     7257   11650
## 11 Rheinland-Pfalz             2035.  258.     1641    2552
## 12 Saarland                     476.   71.5     360     636
## 13 Sachsen                     2521.  726.     1862    3795
## 14 Sachsen-Anhalt              1898.  702.     1113    2960
## 15 Schleswig-Holstein          1102.  392.      528    1728
## 16 Thüringen                   1429.  649.      686    2509

Sichtbar, dass Bundesländer mit vielen Einwohnern auch einen höheren Mittelwert bei den Abschlüssen haben.

3.1 Entwicklung über die Jahre nach Bundesland

ggplot(daten_plot, aes(x = jahr, y = wert, color = Bundesland)) +
  geom_line(linewidth = 1) +
  geom_point(size = 1.5) +
  labs(
    title = "Entwicklung insgesamt nach Bundesland",
    x = "Jahr",
    y = "Anzahl"
  ) +
  theme_minimal()

3.2 Spannweite

spannweite <- daten_plot %>%
  group_by(jahr) %>%
  summarise(
    Spannweite = max(wert) - min(wert)
  )

spannweite
## # A tibble: 27 × 2
##     jahr Spannweite
##    <dbl>      <dbl>
##  1  1997       8502
##  2  1998       8891
##  3  1999       8518
##  4  2000       8605
##  5  2001       8839
##  6  2002       9209
##  7  2003      10157
##  8  2004      10544
##  9  2005      10648
## 10  2006      11323
## # ℹ 17 more rows

Um zu untersuchen, ob die Unterschiede zwischen den Bundesländern im Laufe der Zeit kleiner werden, wurde für jedes Jahr die Spannweite berechnet. Die Spannweite zeigt den Abstand zwischen dem höchsten und dem niedrigsten Wert der Absolvent:innenzahlen eines Jahres. Dadurch lässt sich erkennen, ob die Unterschiede zwischen den Bundesländern größer oder kleiner werden.

3.3 Streuung der Stansardabweichungen über die Jahre

streuung <- daten_plot %>%
  group_by(jahr) %>%
  summarise(
    SD = sd(wert)
  )

streuung <- streuung %>%
  filter(!is.na(SD))
  
ggplot(streuung,
         aes(x = jahr,
             y = SD)) +
  geom_line() +
  geom_point() +
  scale_y_continuous(limits = c(0, NA))

Bis zum Jahr 2006 steigt die Standardabweichung, bedeutet die Unterschiede zwischen den Bundesländern werden größer. Nach 2006 werden die Unterschiede zwischen den Bundesländern weniger. Ab 2019 steigt die Standardabweichung sie wieder leicht. Eine mögliche Erklärung hierfür könnten die unterschiedlichen Auswirkungen der COVID-19-Pandemie ab dem Jahr 2020 sein. Der Anstieg ist jedoch geringer als der Rückgang seit 2006, deshalb lässt sich über den gesamten Betrachtungszeitraum weiterhin eine abnehmende Streuung und damit eine Verringerung der absoluten Unterschiede zwischen den Bundesländern feststellen.

4 Ergebnis

Die Hypothese wird durch die Entwicklung der Standardabweichung teilweise bestätigt. Denn der Verlauf ist nicht durchgehend fallend (Anstieg bis 2006 und wieder ab 2019).

5 Limitation

Eine Einschränkung ist, dass ausschließlich absolute Zahlen der Absolvent:innen betrachtet wurden. Dadurch können die Ergebnisse auch durch die unterschiedliche Größe der Bundesländer beeinflusst werden. Größere Bundesländer haben aufgrund höherer Schüler:innenzahlen erwartungsgemäß auch höhere Absolvent:innenzahlen, ohne dass das automatisch auf größere Unterschiede im Bildungssystem hinweist. Eine Betrachtung relativer Werte, beispielsweise der Anteil der Förderschulabsolvent:innen an allen Schulabgänger:innen, wäre daher aussagekräftiger gewesen.

Außerdem wurde die Entwicklung der Unterschiede zwischen den Bundesländern anhand der Standardabweichung und der Spannweite pro Jahr untersucht. Die Kennzahlen zeigen die Streuung der Werte, erklären jedoch nicht, welche Faktoren für Veränderungen verantwortlich sind.