Binationales Doktoratsprogramm der PH Luzern und der PH Heidelberg

Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE), Philosophieren mit Kindern, Frühkindliche Bildung

Das geplante Forschungsprojekt NaᵩNo untersucht zunächst, wie Lehrpersonen des Zyklus 1 Normen und Werte im Unterricht zu Nachhaltigkeit konzeptualisieren und wie sich 4-8-jährige Schüler:innen an Aushandlungsprozessen beteiligen. Es ermittelt auf dieser Basis die Effekte des Philosophierens mit Kindern zu Nachhaltigkeit auf den Umgang mit Normen und Werten im Unterricht und die Überzeugungen der Lehrpersonen zu BNE und Nachhaltiger Entwicklung.

Genderkompetenz von Lehrpersonen, gendersensibler Physikunterricht

Lehrpersonen sollten Aspekte, die einen gendergerechten Unterricht fördern beziehungsweise behindern, sogenannte genderrelevante Aspekte, im Unterricht wahrnehmen und auf Grundlage ihres Wissens korrekt interpretieren und darauf aufbauend, angemessen Handeln. Diese situationsbezogenen Fähigkeiten werden als wichtiger Bestandteil der Genderkompetenz von Lehrpersonen angesehen. Das vorliegende Dissertationsprojekt untersucht diese situationsbezogenen Fähigkeiten von angehenden Lehrpersonen der Sekundarstufe I im Kontext eines gendersensiblen Physikunterrichts sowie den Zusammenhang mit deren Dispositionen wie das Interesse an gendersensiblen Lehren- und Lernen und den impliziten und expliziten Geschlechterstereotypen. Zu diesem Zweck wurde ein Fragebogen und ein Impliziter Assoziationstest (IAT) eingesetzt und vier Textvignetten mit 16 kritischen gender-relevanten Aspekten entwickelt, durch externe Expert*innen (N=6) validiert und in einer Pilotstudie mit angehenden Lehrpersonen (N=43) eingesetzt. Die Hauptstudie findet mit angehenden Lehrpersonen (n>400) an fünf Pädagogischen Hochschulen in der Schweiz statt und soll einen Einblick über die Genderkompetenz von angehenden Lehrpersonen geben.

F1: Über welche situationsbezogenen Fähigkeiten verfügen angehende Lehrpersonen im Kontext eines gendersensiblen Physikunterrichts?

F2: Inwieweit beeinflussen implizite und explizite Geschlechterstereotype die situationsbezogenen Fähigkeiten angehender Lehrpersonen im Kontext eines gendersensiblen Physikunterrichts?

F3: Welche Variablen tragen zur Erklärung der situationsbezogenen Fähigkeiten angehender Lehrpersonen im Kontext eines gendersensiblen Physikunterrichts bei?

Prof. Dr. Dorothee Brovelli, PH Luzern
Prof. Dr. Nicolas Robin, PH St. Gallen
Prof. Dr. Markus Rehm, PH Heidelberg

BNE, transformativer Lernprozess, Planspiel, Emotionen

Fragen der Nachhaltigkeit sind von Komplexität und Kontroversität geprägt: Unterricht im Sinne einer emanzipatorischen Bildung für nachhaltige Entwicklung soll Schüler*innen an den Umgang mit solchen Fragen heranführen, indem sie in Unterrichtsarrangements systemisches Denken und das Erkunden von ethischen Dilemmata ins Zentrum stellen.

Die geplante Studie geht der Frage nach, wie in einem solchen Unterrichtsarrangement die Professionskompetenz der Lehrperson, die Unterrichtsqualität, der Lernerfolg, sowie die emotionale Involviertheit im Umgang mit komplexen und kontroversen Fragen bei Schüler*innen zusammenhängen. Ziel ist, entscheidende Faktoren und Wechselwirkungen des Lehrens und Lernens im Kontext einer Bildung für nachhaltige Entwicklung zu identifizieren. Als Unterrichtsarrangement wird ein Planspiel verwendet, um den Schüler*innen der Primarstufe (Zyklus 2) ein Probehandeln in einem komplexen und kontroversen System zu ermöglichen, welches emotionale Involviertheit anregt und so die Möglichkeit zu einem transformativen Lernprozess eröffnet. Die Intervention sieht zwei Planspielvarianten vor, eine unterkomplexe, bei der eine Auflösung der erwarteten kognitiven Dissonanz leichtfällt und eine komplexe, bei der eine Auflösung der Dissonanz anspruchsvoll sein wird.

F1: Welche Zusammenhänge gibt es zwischen der fachdidaktischen Qualität der Unterrichtsphasen Briefing, Gaming, Debriefing eines Planspiels und der emotionalen Involviertheit sowie dem Lernertrag der Schüler*innen? 

F2: Welchen Einfluss hat die Lernsituation mit unterschiedlich hoher Komplexität und Kontroversität des Planspiels auf emotionale Involviertheit sowie Lernertrag der Schüler*innen?

F3: Welche Zusammenhänge gibt es zwischen den Persönlichkeitsvariablen der Schüler*innen, ihrer emotionalen Involviertheit und dem Lernertrag?

Professionelle Wahrnehmung, Reflexion, Mixed-Methods-Ansätze, Eyetracking, Frühpädagogik

Der professionellen Wahrnehmung sowie der professionellen Reflexion pädagogischen Handelns werden im Rahmen der Qualifizierung von pädagogischen Fachkräften grosse Bedeutung beigemessen. Während das Konzept der professionellen Wahrnehmung empirisch umfassend untersucht wurde, ist es bisher nicht gelungen, das Konstrukt von professioneller Reflexion einheitlich zu definieren. Auch wenn Reflexion als kognitiver Informationsverarbeitungsprozess verstanden werden kann, der dem Prozess der wissensbasierten Interpretation pädagogischer Situationen ähnelt, stellt sich die Frage, in welchem Zusammenhang die professionelle Wahrnehmung und professionelle Reflexion stehen. Hieran setzt das vorliegende Dissertationsvorhaben an und untersucht auf Grundlage von kognitiven Modellen der Informationsverarbeitung das Zusammenspiel von professioneller Wahrnehmung und professioneller Reflexion im frühpädagogischen Kontext.

F1: Inwiefern ergeben sich reflexionsbezogene Unterschiede vor dem Hintergrund verschiedener Wissensbestände bei der Einschätzung von Bildungsgelegenheiten?

F2: Worauf richten frühpädagogische Fachkräfte ihre Aufmerksamkeit, wenn sie eine Bildungsgelegenheit im Elementarbereich betrachten und diese reflektieren?

F3: Wie wirken sich unterschiedliche Instruktionen der Aufmerksamkeitsfokussierung auf den Wahrnehmungs- und Reflexionsprozess von Bildungsgelegenheiten aus?

Prof. Dr. Hendrik Lohse-Bossenz, PH Heidelberg
Prof. Dr. Dorothee Brovelli, PH Luzern

frühe naturwissenschaftliche Bildung, naturwissenschaftliche Denk- und Arbeitsweisen

Bildung in nachhaltiger Entwicklung (BNE), Transferwirkung, Handlungsorientierung, Citizen Science

Bei den Lernangeboten von GLOBE wird der Aspekt «to Benefit Environment», also die Handlungsorientierung, vermehrt in die Angebote einbezogen, um einen Impact im Hinblick auf eine «lebenswerte Welt für alle» abzuleiten. Schule darf jedoch weder gesinnungsbildend (vgl. Beutelsbacherkonsens) noch parteipolitisch sein. Das bedeutet, dass den Schülerinnen und Schülern nachhaltiges Handeln nicht verordnet werden darf, sondern dass sie im Rahmen des Unterrichts lediglich aufgrund der eigenen Forschungsarbeit bzw. von recherchierten Fakten mögliche Handlungsoptionen ableiten und im Idealfall umsetzen können.

Das Forschungsprojekt «GLOBE-Lernmaterial mit Transferwirkung» wird als Design Based Research-Ansatz umgesetzt. Ziel ist es, einerseits einen bildungspraktischen Nutzen zu erzielen, indem konkrete Lernangebote von GLOBE hinsichtlich Transferwirkung zu Handlungskompetenz weiterentwickelt werden. Andererseits sollen forschungsbasierte Erkenntnisse gewonnen werden, die bei der Entwicklung weiterer Lernangebote zu einer hohen Transferwirkung führen.

Erklärvideos, Lehrpersonenkompetenzen, Professionelle Wahrnehmung, Merkmale der Lernunterstützung

Die naturwissenschaftsdidaktische Forschung zeigt, dass die professionelle Wahrnehmung lernförderlicher und lernhinderlicher Aspekte von Lernsituationen wichtiger Bestandteil der Lehrpersonenkompetenz ist. Weiter konnten für Lernsituationen Qualitätsmerkmale identifiziert werden, mit denen sich die Lernwirksamkeit nachweislich verbessern lässt. Nun sind Lehrpersonen gerade in den Naturwissenschaften zunehmend mit immer zahlreicheren frei verfügbaren digitalen Lernmedien von heterogener Qualität konfrontiert. Das Forschungsvorhaben greift diese Entwicklung auf, indem zunächst Erklärvideos als etablierte Vertreter digitaler Lernmedien bezüglich ihrer fachdidaktischen Qualität charakterisiert werden. Diese Videos dienen dann als Stimulus in einem Instrument zur Erfassung der professionellen Wahrnehmung von Merkmalen der kognitiven und affektiven Lernunterstützung durch Lehrpersonen. Für die professionelle Wahrnehmung dispositionale Komponenten werden parallel zur professionellen Wahrnehmung erhoben. Die Erhebungsergebnisse werden schliesslich zu einem Modell von Facetten professionellen Wissens innerhalb des Wissensbereichs TPACK zusammengeführt. Die gewonnen Erkenntnisse sollen einen evidenzbasierten Beitrag zur Weiterentwicklung der Naturwissenschaftslehrpersonenbildung im Kontext der digitalen Transformation leisten.

F1: Finden sich in ausgewählten populären naturwissenschaftlichen Erklärvideos die fachdidaktischen Prinzipien des Naturwissenschaftsunterrichts wieder?

F2: Können (angehende) Lehrpersonen in Erklärvideos die (fehlende) Umsetzung fachdidaktischer Prinzipien des Naturwissenschaftsunterrichts wahrnehmen?

F3: Wie selektieren (angehende) Lehrpersonen Erklärvideos, um einen Kompetenzzuwachs bei Lernenden in einem definierten Bereich zu erwirken (a), und wie gehen sie mit in den Erklärvideos fehlenden Umsetzungen fachdidaktischer Prinzipien des Naturwissenschaftsunterrichts (Defizite) um (b)?

F4: Welche Voraussetzungen und Lerngelegenheiten der Studienteilnehmenden weisen einen Zusammenhang mit der für die Erklärvideo-Auswahl notwendigen Fähigkeit zur professionellen Wahrnehmung auf?

F5: Was ist die Struktur von Kompetenzfacetten, die für den lernwirksamen Einsatz von Erklärvideos zu naturwissenschaftlichen Themen nötig sind?

Prof. Dr. Dorothee Brovelli, PH Luzern
Prof. Dr. Markus Wilhelm, PH Luzern
Prof. Dr. Markus Rehm, PH Heidelberg

Im vorliegenden Dissertationsprojekt soll ausgehend vom aktuellen Forschungsstand der übergeordneten Frage nachgegangen werden, welche professionellen (Wahrnehmungs-) Kompetenzen angehende Lehrpersonen im Umgang mit Lernendenvorstellungen zu komplexen Aspekten globaler Belange besitzen und wie diese valide erhoben/ gemessen werden können. Das Dissertationsvorhaben soll damit zunächst einen Beitrag zur theoretischen Weiterentwicklung bestehender Modelle und Konzepte im Bereich der professionellen Unterrichtswahrnehmung und der professionellen Kompetenzen von Lehrpersonen im Hinblick auf komplexe Aspekte globaler Belange leisten. Darauf basierend soll ein Testinstrument (Vignettentest) entwickelt und validiert werden, mit welchem Aspekte des professionellen Umgangs (gemessen als knowledge-based reasoning) mit Lernendenvorstellungen zu komplexen Aspekten globaler Belange erhoben werden können. Dabei sollen auch die Unterschiede hinsichtlich des professionellen Umgangs mit Lernendenvorstellungen zu komplexen Aspekten globaler Belange zwischen verschiedenen Personengruppen innerhalb der angehenden Lehrpersonen (z.B. nach Fächern, Beliefs, etc.) erhoben und analysiert werden. Folglich soll aufgezeigt werden, wo und welche Unterschiede im Rahmen des knowledge-based reasoning auftreten. Bei der Auswertung der Vignettentests werden qualitative und quantitative Analysemethoden eingesetzt (mixed methods). Die Ergebnisse sollen neben einem theoretischen Beitrag zur Weiterentwicklung von bestehenden Modellen und Theorien im Hinblick auf komplexe Aspekte globaler Belange auch einen Beitrag zur Weiterentwicklung der Lehrpersonenbildung leisten.

Lehrpersonenkompetenzen, Augmented-Reality-Applikationen

Augmented Reality (AR), auf Deutsch erweiterte Realität, reichert mithilfe von Smartphones, Tablets oder AR-Brillen die reale Welt mit digitalen Objekten und Informationen an. Diese neuartige Visualisierung kann Lernende dabei unterstützen, komplexe Zusammenhänge, Modelle und Strukturen zu verstehen. Dazu braucht es aber nicht nur schulgerechte Augmented-Reality-Applikationen, sondern auch Lehrpersonen, welche diese im Unterricht lernförderlich einsetzen können. Die geplante Studie soll dazu notwendige Lehrpersonenkompetenzen für den Unterricht in MINT-Fächern (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik) auf der Sekundarstufe 1 erfassen und analysieren. Sechs AR-Applikationen zu drei verschiedenen MINT-Themen werden zunächst von Expertinnen und Experten und anschliessend von (angehenden) Lehrpersonen eingeschätzt. Bewertet wird die Fähigkeit der (angehenden) Lehrpersonen Potenziale und Herausforderungen der AR-Apps zu erkennen, zu reflektieren und die AR-Apps lernförderlich im Unterricht einzusetzen. Bei der Auswertung werden auch Lehrpersonenmerkmale, wie beispielsweise ihre Einstellungen oder Lerngelegenheiten, berücksichtigt.

F1: Inwieweit widerspiegeln Augmented-Reality-Applikationen forschungsbasierte Prinzipien des Unterrichts in MINT-Fächern?

F2: Können (angehende) Lehrpersonen Verletzungen dieser Prinzipien in Augmented-Reality-Applikationen mit MINT-Themen wahrnehmen?

F3: Wie selektieren (angehende) Lehrpersonen Augmented-Reality-Applikationen (a) und welche Implementierungsideen haben sie für ihren Unterricht (b)?

F4: Welche individuellen Voraussetzungen und Lerngelegenheiten hängen mit der professionellen Wahrnehmung von (angehenden) Lehrpersonen für die Wahl und Nutzung von Augmented-Reality-Applikationen zur Unterstützung von Lehr- und Lernprozessen zusammen?

F5: Wie sieht die Struktur der Lehrpersonenkognition, die für den lernwirksamen Einsatz von Augmented-Reality-Applikationen mit MINT-Themen nötig ist, aus?

Prof. Dr. Dorothee Brovelli, PH Luzern
Prof. Dr. Markus Vogel, PH Heidelberg
Prof. Dr. Markus Wilhelm, PH Luzern

Das Dissertationsprojekt «Augmented Reality für den Unterricht in den MINT-Fächern am Beispiel elektrischer Stromkreis» zielt darauf ab, Gelingensbedingungen und Wirkungen des Einsatzes von AR-Apps auf der Volksschulstufe (Primarstufe, Sekundarstufe I) zu ermitteln und diese Erkenntnisse für die (Weiter-)Entwicklung von AR-Apps und dazugehörigen Lernmaterialien zu nutzen. Inhaltlich fokussiert das Projekt auf die Förderung des Modelldenkens beim elektrischen Stromkreis, weil insbesondere bei dieser Thematik ein Desiderat für Verständnisförderung besteht. Hierfür wird eine Lernumgebung mit AR-Apps zum Thema elektrischer Stromkreis entwickelt, die im ausserschulischen Lernort Energiewelt CKW in Rathausen bei Schulklassen der Primar- und Sekundarstufe I eingesetzt und erforscht wird. Für die Untersuchung ist ein mehrstufiges Vorgehen geplant, das die Möglichkeiten bestehender Lernsettings (ausserschulische Lernorte und Schulunterricht) für komplementäre Erkenntnisse mittels unterschiedlicher Forschungsmethoden nutzt (Mixed-Methods-Design) sowie Weiterentwicklungen für die untersuchten AR-Apps und die dazugehörigen Lernmaterialien ermöglicht. Die Entwicklungsforschung nach dem Design-Based-Research-Ansatz sieht eine Fragebogenstudie sowie eine Videostudie zum Einsatz der AR-Apps zu Stromkreisen in der Energiewelt CKW vor.

Schülervorstellungen, Perspektivenübernahme und Transfer, Umgang mit Komplexität, Umsetzung von Nachhaltigkeitsanliegen, Ko-konstruktives Lernsetting

Im Zentrum des vorliegenden Dissertationsprojekts stehen im Zusammenhang mit einer Bildung für Lebensführung im Fach «Wirtschaft – Arbeit – Haushalt» die Vorstellungen von Schüler:innen zu Unternehmen der Wirtschaft. Es wird untersucht, welche Präkonzepte die Lernenden mitbringen und wie sich diese im ko-konstruktiven Lernsetting verändern. In der Intervention wird eine Lernumgebung eingesetzt, in welcher die Schüler*innen in 3-er Gruppen einen Sägereibetrieb übernehmen. Diesen müssen sie durch gemeinsame Aushandlungsprozesse nachhaltig führen und entsprechend die Wechselwirkungen ökonomischer, ökologischer und sozialer Faktoren berücksichtigen. Sie werden dabei mit komplexen Entscheidungen konfrontiert, deren Ergebnisse es zu antizipieren und abzuwägen gilt. Von Forschungsinteresse ist die Fähigkeit der Schülerinnen und Schüler zum vernetzten Denken und wie sich diese entlang der Intervention entwickelt. Dabei wird der Reflexion innerhalb der Gruppe eine entscheidende Rolle zugetragen, um Denk- und Verstehensprozesse zu initiieren. Dadurch sollen die in der Unternehmenssicht erworbenen Kompetenzen auch in der alltäglichen Sicht als Konsument:innen genutzt werden können und zum Gelingen eines fachlichen Transfers beitragen.

F1: Welche Vorstellungen bringen Jugendliche zu Unternehmen der Wirtschaft mit?

F2: Gelingt es den Schüler*innen, die fachlichen Zusammenhänge in der Unternehmensperspektive und die damit verbundenen Anforderungen in der Umsetzung von Nachhaltigkeitsanliegen zu erkennen?

F3: Wie verläuft der ko-konstruktive Lernprozess der Schüler*innen?

F4: Wie begründen die Lernenden die Ergebnisse ihres Unternehmens am Markt?

F5: Welche Unterschiede zeigen sich zwischen Prä- und Postkonzepten der Schüler*innen? 

F6: Welcher Lernzuwachs zeigt sich im Bezug auf das systemische Denken?

F7: Können die Lernenden die in der Simulation entwickelten Kompetenzen aus der Unternehmenssicht auf die Konsumentensicht transferieren?

F8: Welche Wirkungszusammenhänge bestehen zwischen Vorstellungen, fachlichem Lernzuwachs, Reflexionsfähigkeit, Ko-konstruktion und Transfer?

Prof. Dr. Angela Häussler, PH Heidelberg
Prof. Dr. Markus Wilhelm, PH Luzern

Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE), Planspiel, Adaptives Feedback

Handlungsentscheidungen sollen mit Hilfe eines Planspiels als Erhebungsinstrument erfasst werden. In einer Studie im Prä-Post-Design sollen SuS sich in die Entscheidungsebene eines fiktiven Chemiekonzerns versetzen. Dabei werden die SuS mit unterschiedlichen situativen Abwägungsentscheidungen zwischen Ökonomie, Ökologie und sozialer Verträglichkeit konfrontiert. Der fachinhaltliche Schwerpunkt ist fokussiert auf chemische Prozesse.

F1a: Wie lassen sich ausgewählte theoretische Modelle zur NE im Sinne von BNE beim zur Anwendung kommenden Planspiel in statistische Modelle überführen?

F1b: Wie kann der Charakter eines Planspiels in die Modellauswertung einbezogen werden?

F2: Welche dieser explorativen bzw. konfirmatorischen Modelle, insbesondere Latent-Change-Modelle, sind empirisch dazu geeignet, die Daten aus der Studie im Prä-Post-Design zu beschreiben, mit dem Ziel einen Prä-Post-Paralleltest zu erstellen?

F3a: Welche Unterschiede bei den Handlungsentscheidungen können beim Abgleich von Prä und Post mit Hilfe der gefundenen statistischen Modelle festgestellt werden?

F3b: Welchen Einfluss kann die Gabe adaptiven Feedbacks, basierend auf zuvor getroffenen Handlungsentscheidungen, auf Entscheidungen nehmen, gemessen an den ausgewählten Modellen?

F4: Wie sehr divergieren «Haltung» und «Handlungen» der Spielenden?

F5: Wie viel aussercurriculares Fachwissen kann bei den Probanden nach der Durchführung des Planspiels über ausgewählte chemische Prozesse nachgewiesen werden?

Prof. Dr. Markus Rehm, PH Heidelberg
Prof. Dr. Markus Wilhelm, PH Luzern

Diagnostik, Informationsverarbeitung, Lernendenvorstellungen, Interventionsstudie, CK und PCK

Die Fähigkeit von Lehrkräften, Lernendenvorstellungen als Lernvoraussetzungen von Schülerinnen und Schülern im Chemieunterricht zu diagnostizieren und ihren Einfluss auf den Unterrichtserfolg einschätzen zu können, trägt im hohen Mass zur Qualität eines adaptiven Unterrichts bei. Es besteht Einigkeit, dass vor allem das fachdidaktische Wissen (PCK), aber auch das chemische Fachwissen (CK) einer Lehrkraft einen wichtigen Einfluss auf die Qualität des diagnostischen Urteils haben. Ungeklärt ist allerdings, ob und an welchen Stellen die Wissensbereiche im Prozess der Genese eines diagnostischen Urteils wirksam werden. Wir gehen entsprechend des DiaCoM-Rahmenmodells (Loibl et al., 2020) davon aus, dass die Genese eines diagnostischen Urteils zu Lernendenvorstellungen durch einen Informationsverarbeitungsprozess (ein Hinweisreiz führt zu einer Relevanzeinschätzung und diese führt zum diagnostischen Urteil) durch spezifisches Wissen (CK und PCK) beeinflusst wird: Es wird untersucht, ob die Wissensdomänen CK und PCK die Informationsverarbeitung beeinflussen und inwiefern sich die Informationsverarbeitung verändert, wenn diese Wissensdomänen durch Interventionen gezielt manipuliert werden. Mithilfe der Argumentation der Lehramtsstudierenden sollen Rückschlüsse auf deren Informationsverarbeitung gezogen werden. Erwartet werden Hinweise auf die Art und Weise der Integration der Wissensbereiche CK und PCK in den Informationsverarbeitungsprozess.

F1: Wie beeinflussen Personencharakteristika angehender Lehrkräfte deren diagnostische Urteile beim Umgang mit Lernendenvorstellungen und die damit verbundene Gestaltung von Lernsituationen im Chemieunterricht?

F2: Beeinflusst eine gezielte Manipulation des Professionswissens das diagnostische Urteil von angehenden Lehrkräften? 

F3: Welche Wissensbereiche nutzen angehende Lehrkräfte beim Diagnostizieren von Lernendenvorstellungen?

Prof. Dr. Markus Rehm, PH Heidelberg
JProf. Dr. Hendrik Lohse-Bossenz , PH Heidelberg

Messung von Unterrichtsqualität, experimentelles Handeln, professionelle Kompetenz

Das Dissertationsvorhaben ist Teil eines Forschungsprojekts, das vom Schweizerischen Nationalfonds (SNF) finanziert wird. Der Fokus des Dissertationsvorhabens liegt auf der Unterrichtsdurchführung. Bezüge zur Planung wie Reflexion sind durch die Einbettung im Projekt jedoch unverzichtbar.

Ziel des Projekts PURPUR ist, die fachdidaktische Qualität der Planung, des Unterrichts und der Reflexion sowie deren Zusammenhänge zu analysieren und sie mit der professionellen Kompetenz der Studierenden in Beziehung zu setzen. Aus den Forschungsergebnissen sollen zentrale Rückschlüsse für die Weiterentwicklung der Lehrpersonenausbildung der beteiligten Hochschulen (PH Luzern, PH Zürich, PH Nordwestschweiz) gezogen werden.

Die Studierenden (N = 70) werden im Rahmen von Ausbildungspraktika beim Planen, Durchführen und Reflektieren von Unterricht begleitet. Die Studierenden erhalten den Auftrag zwei Doppellektionen in zwei verschiedenen Fachkontexten (Biologie, Physik) zu planen und zu unterrichten, wobei jeweils mit standardisiertem Experimentiermaterial an den identischen Lernzielen im Bereich des experimentellen Handelns gearbeitet werden soll. Der Unterricht wird videografiert (140 Videos). Zusätzlich werden Variablen zur professionellen Kompetenz der Studierenden erhoben.

Von den Jugendlichen (N = 1400) der jeweiligen Klassen werden Videoaufnahmen gemacht. Nebst den Videoaufnahmen werden die Leistungen der Schülerinnen und Schüler mit einem Prä- und Posttest erfasst.

F1: Welchen Einfluss haben Aspekte der professionellen Kompetenz auf die fachdidaktische Unterrichtsqualität?

F2: Welche Lerneffekte zeigen angehende Lehrpersonen bei der Unterrichtsdurchführung in zwei verschiedenen Fachkontexten beziehungsweise zwei verschiedenen Testzeitpunkten hinsichtlich der fachdidaktischen Qualität?

F3: Welche Zusammenhänge existieren zwischen dem Unterricht und den Leistungen der Schülerinnen und Schüler?

Prof. Dr. Markus Wilhelm, PH Luzern
JProf. Dr. Hendrik Lohse-Bossenz, PH Heidelberg

BNE, transformativer Lernprozess, Planspiel, PCK

Fragen der Nachhaltigkeit sind von Komplexität und Kontroversität geprägt: Unterricht im Sinne einer emanzipatorischen Bildung für nachhaltige Entwicklung soll Schüler*innen an den Umgang mit solchen Fragen heranführen, indem sie in Unterrichtsarrangements systemisches Denken und das Erkunden von ethischen Dilemmata ins Zentrum stellen.

Die geplante Studie geht der Frage nach, wie in einem solchen Unterrichtsarrangement die

Professionskompetenz der Lehrperson, die Unterrichtsqualität sowie der Lernerfolg im Umgang mit komplexen und kontroversen Fragen bei Schüler*innen zusammenhängen. Ziel ist, entscheidende Faktoren und Wechselwirkungen des Lehrens und Lernens im Kontext einer Bildung für nachhaltige Entwicklung zu identifizieren. Als Unterrichtsarrangement wird ein Planspiel verwendet, um den Schüler*innen der Primarstufe (Zyklus 2) ein Probehandeln in einem komplexen und kontroversen System zu ermöglichen, welches emotionale Involviertheit anregt und so die Möglichkeit zu einem transformativen Lernprozess eröffnet. Die Intervention sieht zwei Planspielvarianten vor, eine unterkomplexe, bei der eine Auflösung der erwarteten kognitiven Dissonanz leichtfällt und eine komplexe, bei der eine Auflösung der Dissonanz anspruchsvoll sein wird.

F1: Welche Zusammenhänge gibt es zwischen der Professionskompetenz der LP und der fachdidaktischen Qualität der drei Unterrichtsphasen Briefing, Gaming, Debriefing einer Planspiels? 

F2: Welche Zusammenhänge gibt es zwischen der fachdidaktischen Qualität der Unterrichtsphasen Briefing, Gaming, Debriefing eines Planspiels und der emotionalen Involviertheit sowie dem Lernertrag der Schüler*innen?

F3: Welchen Einfluss hat die Lernsituation mit unterschiedlich hoher Komplexität und Kontroversität des Planspiels auf emotionale Involviertheit sowie Lernertrag der Schüler*innen?

Prof. Dr. Markus Wilhelm, PH Luzern
Prof. Dr. Markus Rehm, PH Heidelberg

Digitale Medien im Geschichtsunterricht, Holocaust Education, (epistemologische) Überzeugungen 

Das Dissertationsprojekt untersucht die Nutzung digitaler Medien im Geschichtsunterricht auf der Sekundarstufe I. Die explorative Studie fokussiert die Perspektive der Lehrenden, insbesondere im Umgang mit der Geschichts-App «Fliehen vor dem Holocaust».  

Die Studie ist durch ein multimodales Forschungsdesign charakterisiert und kombiniert quantitative und qualitative Erhebungs- und Auswertungsmethoden. Hierzu werden Lehrer*innen mittels geschlossenen und halboffenen Fragen die von ihnen erwarteten und erfahrenen Chancen und Herausforderungen beim Einsatz digitaler Medien im Geschichtsunterricht erhoben. Damit wird u.a. die Frage geklärt, welche Faktoren die Integration von digitalen Medien im fachspezifischen Unterricht beeinflussen.

Im zweiten Teil wird mittels Unterrichtsbeobachtung und Lehrer*innen-Interviews die Praxis des digitalen Geschichtsunterrichts exemplarisch anhand der App «Fliehen vor dem Holocaust» dokumentiert und analysiert. Dieser «zirkuläre Prozess» der Wissensentwicklung «von Forschung, Theorie und Praxis» ermöglicht eine dichte Beschreibung des Feldes und eine Triangulation der Daten.

F1: Welche digitalen Medien setzen Lehrkräfte heute in ihrem Geschichtsunterricht ein?

F2: Wie nutzen Lehrpersonen heute digitale Medien im fachspezifischen Geschichtsunterricht?

F3: Welche Faktoren beeinflussen die Integration von digitalen Medien im Geschichtsunterricht? 

F4: Welche Potenziale und Risiken umfassen digitale Medien aus Sicht der Lehrperson? 

F5: Wie führen die Lehrenden die Lernenden zur App «Fliehen vor dem Holocaust» hin und wieder weg (was passiert vor- und nach der Anwendung mit der App; wie wird sie kontextualisiert)? 

F6: Wie und mit welchem Ziel setzen die Lehrenden die App als digitales Werkzeug im Unterricht ein? 

F7: Wie bewerten und schätzen die Lehrpersonen die didaktischen Perspektiven der App (u.a. bezüglich Personifizierung, Narrativität, Imagination, Vergegenwärtigung, Differenzierung) sowie den historischen Lernzuwachs für die Schüler*innen und die Haltung der Lehrperson ein? 

F8: Wie arbeiten die Lehrenden mit den «Zeitzeugnissen» der Schüler*innen? 

F9: Inwiefern beeinflussen die Lehrer*innen-Einschätzungen den Geschichtsunterricht mit digitalen Medien? 

F10: Welche Massnahmen scheinen aus Sicht der Lehrer*innen notwendig, um die Möglichkeiten des digitalen Wandels im Geschichtsunterricht besser nutzen zu können? 

Prof. Dr. Bettina Degner, PH Heidelberg
Prof. Dr. Peter Gautschi, PH Luzern

MINT Förderung, gendersensibler Unterricht

Im Projekt «MINT-Lernangebote aus der Medizin – MINTizin» soll das Potenzial medizinischer Themen für die MINT-Förderung auf der Volksschulstufe genutzt werden, mit einem Fokus auf technischen Elementen und der Digitalisierung. Dazu entwickelt die PH Luzern in Zusammenarbeit mit der Universität Luzern und der Hochschule Luzern Lernangebote, welche die Bedeutung von MINT-Kompetenzen für die moderne Medizin und Medizintechnik erfahrbar machen.

Diagnostik Lernendenvorstellungen, Umgang mit Komplexität, interdisziplinärer Unterricht, motivationale Orientierungen

Zahlreiche Studien belegen den Mehrwert des Einbezugs von Lernendenvorstellungen in der Planung und Durchführung von schulischem Unterricht. Diese Erkenntnis wurde ebenfalls hinsichtlich einzelner Themenbereiche globaler Natur (z.B. Klimawandel oder Rechtsextremismus) exemplarisch untersucht und bestätigt. Dabei fehlen aber von einzelnen Themen losgelöste Untersuchungen im interdisziplinären Bereich solcher Belange. Deshalb soll im Rahmen des Forschungsvorhabens der Umgang mit Lernendenvorstellungen im Bereich transversal-globaler Belange in verschiedenen Fächern untersucht werden. Dies geschieht anhand einer explorativ-qualitativen Erhebung bzw. Analyse, welche zeigen soll, ob und wie praktizierende Lehrpersonen der Sekundarstufe I in den entsprechenden Gesellschafts- und Naturwissenschaftsfächern Lernendenvorstellungen zu globalen Belangen interdisziplinär diagnostizieren und wie sie dabei ihre methodischen und inhaltlichen Entscheidungen auf der Grundlage ihrer Motivation begründen. Die Daten werden anhand von Planungs- bzw. Reflexionsgesprächen und Unterrichtsbeobachtungen erhoben. Das Ziel dabei ist es, mittels qualitativer Inhaltsanalyse Diagnosestrategien erfassen und kategorisieren zu können, um anschliessend eine Typologisierung der Begründung des Umgangs mit Lernendenvorstellungen im entsprechenden Bereich anzustreben. 

F1: Welche Methoden zur Diagnose von Lernendenvorstellungen zu globalen Belangen setzen Lehrpersonen ein?

F2: Wie begründen Lehrpersonen ihre beabsichtigten und angewendeten methodischen Entscheidungen?

F3: Welchen Stellenwert messen Lehrpersonen der Erhebung von Vorstellungen bei und wie begründen sie diesen?

Prof. Dr. Stefanie Rinaldi, PH Luzern
Prof. Dr. Markus Rehm, PH Heidelberg
JProf. Dr. Hendrik Lohse-Bossenz, PH Heidelberg

Authentizität, ausserschulische Lernorte, Lernleistung, Umwelteinstellungen

Authentizität im naturwissenschaftlichen Unterricht ist ein mehrdimensionales Konstrukt und bietet daher eine ganze Reihe von Möglichkeiten, um authentische Erfahrungen im naturwissenschaftlichen Unterricht zu ermöglichen. Eine davon ist der Besuch von ausserschulischen Lernangeboten (z. B. ein Wald oder ein See, Museen, Forschungsinstitute usw.). Eine weitere Möglichkeit, ist der Einsatz von authentischen Geräten, wie sie von Wissenschaftler*innen verwendet werden. Authentische, kontextbezogene Lernumgebungen können u.a. die Motivation und das Interesse der Schüler*innen an den Naturwissenschaften zu steigern. Des Weiteren wurden einige positive Auswirkungen auf die Leistungen berichtet. Das Forschungsvorhaben untersucht die folgenden Bereiche und Aspekte von Authentizität im naturwissenschaftlichen Lernen: 1. Authentische Aspekte des Bezugs zur «echten Welt» an einem ausserschulischen Lernort, 2. Aspekte der disziplinären Authentizität mit dem Einsatz von Hightech-Geräten. Hierfür wurde eine Intervention in einem zwei mal zwei Design durchgeführt und mittels Fragebogen ausgewertet. Dadurch sollen mögliche Effekte authentischer Lernangebote auf die Lernleistung und die Umwelteinstellung der Jugendlichen aufgezeigt werden. Ausserdem wurden weitere Variablen wie Interesse, Selbstkonzept, Bedürfnis nach kognitiver Geschlossenheit und Neugierde erhoben, um weitere Einflussfaktoren auf Lernleistung und Umwelteinstellung zu ermitteln.

F1: Welche Effekte haben unterschiedliche Aspekte von Authentizität auf die Lernleistung im Thema erneuerbare Energien auf Jugendliche der Sekundarstufe I?   

F2: Welche Effekte haben unterschiedliche Aspekte von Authentizität auf die Umwelteinstellung Jugendlicher der Sekundarstufe I? 

F3: Welche weiteren Faktoren beeinflussen die Lernleistung der Lernenden zum Thema erneuerbare Energie in unterschiedlich authentisch gestalteten Lernumgebungen? 

F4: Welche weiteren Faktoren beeinflussen die Umwelteinstellung der Lernenden zum Thema erneuerbare Energie in unterschiedlich authentisch gestalteten Lernumgebungen? 

F5: Welche Möglichkeiten bietet der Einsatz eines Planspiels zum Thema erneuerbare Energie hinsichtlich Bildung für nachhaltige Entwicklung auf der Sekundarstufe I? 

Prof. Dr. Markus Wilhelm, PH Luzern
Prof. Dr. Markus Rehm, PH Heidelberg
Prof. Dr. Nicolas Robin , PH St. Gallen

Bildung in Nachhaltiger Entwicklung (BNE), Kunstunterricht, künstlerisch-ästhetische Forschung

Das geplante Dissertationsvorhaben untersucht die Korrelation zwischen Bildung in Nachhaltiger Entwicklung und schulische Kunstpädagogik und nimmt dabei die Multiperspektivität in den Blick. Multiperspektivität ist der Umgang mit unterschiedlichen und gleichzeitig vorhandenen Perspektiven in pädagogischen Settings (Duncker et. al., 2005; Buschkühle, 2004, 2007). Die Multiperspektivität ist ein zentraler Pfeiler, der sich sowohl in Bildung in Nachhaltiger Entwicklung als auch in den schulisch kunstpädagogischen Konzepten der «ästhetischen Forschung» von Helga Kämpf-Jansen (2012) und der «künstlerischen Bildung», die von Carl-Peter Buschkühle, Joachim Kettel und Mario Urlaß (z.B. Buschkühle, 2007, 2009, 2017; Kettel, 2001, 2009; Urlaß, 2014, 2020) geprägt ist, zeigt. Hierzu wird im Fach Kunst der Sekundarstufe I in der Schweiz ein Lehr-Lernsetting entwickelt, das methodisch erprobt und evaluiert wird. Das Lehr-Lernsetting beinhaltet beispielhaft das Erkunden des «In-der-Welt-seins und Zukünfte zu gestalten». Auf der forschungsmethodischen Ebene orientiert sich das Dissertationsvorhaben an einer explorativen Einzelfallstudie, die phänomenologisch vorgeht. Dabei wird das Phänomen der Multiperspektivität in den Blick genommen und in Zusammenhang mit der Bildung in Nachhaltiger Entwicklung und dem Kunstunterricht gebracht, um weiterführend zu untersuchen, wie BNE und der Kunstunterricht zusammen gedacht, gestärkt und für die Unterrichtspraxis anschlussfähig gemacht werden können.

F1: Wie und wann zeigt sich Multiperspektivität im Kunstunterricht auf der Sekundarstufe I und welche Möglichkeiten eröffnen sich, um Bildung in Nachhaltiger Entwicklung zu kontextualisieren?

Prof. Dr. Stefanie Rinaldi, PH Luzern
Prof. Mario Urlass, PH Heidelberg
Prof. Dr. Markus Rehm, PH Heidelberg
Prof. Dr. Gila Kolb, PH Schwyz

Mit dieser publikationsbasierten Dissertation sollen Erkenntnisse aus der eigenen Forschung zum Schrifterwerb im Primarschulalter dargestellt und in Beziehung zum Stand der Handschriftforschung diskutiert werden. Die Verortung der Handschrift als eine Grundfertigkeit des Schreibens bringt es mit sich, dass sich die Ansprüche an eine heutige Schulausgangsschrift und an ihre Didaktik verändert haben. Vor diesem Hintergrund wird den Fragen nachgegangen, welcher Handschrifttypus den Erwerb einer persönlichen, geläufigen und leserlichen Handschrift am besten unterstützt und wie die Forschungserkenntnisse in der didaktischen Unterstützung der Schreibentwicklung umgesetzt werden können. Daraus resultieren Überlegungen, welche Kompetenzen Lehrpersonen hinsichtlich der Schriftdidaktik in Aus- und Weiterbildung erwerben sollen. Neben lerntheoretisch fundiertem Know-how sind dazu vor allem auch Kompetenzen im Bereich der Beurteilung und Förderung gefragt, um angesichts der heterogenen Voraussetzungen und individuellen Lernverläufe der Kinder erfolgreich unterrichten zu können. Im Sinne inklusiver Bildung werden Forschungserkenntnisse über Beeinträchtigungen im Bereich des Schrifterwerbs aufgegriffen und schliesslich hinsichtlich ihrer Bedeutung für einen differenzierenden Unterricht diskutiert.

Prof. Dr. Werner Wicki, PH Luzern
Prof. Dr. Birgit Mesch, PH Heidelberg

Das Dissertationsvorhaben befasst sich mit der Gestaltung der Spiel- und Lernbegleitung bei vier- bis achtjährigen Kindern in der Basisstufe und untersucht diesbezügliche lehrpersonenbezogenen Voraussetzungen (Berufsbezogene Überzeugungen zum Spielen und Lernen sowie zur Heterogenität und allgemeines psychologisch-pädagogisches Wissen). In der geplanten Forschungsarbeit wird untersucht, wie oft und wie lange Kinder in einer Spiel- und Lernumgebung durch Lehrpersonen begleitet werden und welche Qualität diese Begleitung aufweist. Zudem soll untersucht werden, von welchen Voraussetzungen lehrpersonenseitig eine qualitätsvolle Spiel- und Lernbegleitung abhängt. 

Die Ergebnisse der Studie sollen für die Aus- und Weiterbildung von Lehrpersonen genutzt werden, um das Lernpotenzial von Spiel- und Lernumgebungen aufzuzeigen, sowie die Rolle der Lehrperson klar zu umschreiben.

Prof. Dr. Alois Buholzer, PH Luzern
JProf. Dr. Hendirk Lohse-Bossenz, PH Heidelberg

Versuchsanleitungen für den Physikunterricht auf der Sek I

Das Dissertationsprojekt geht der Frage nach, welchen Einfluss der Präsentationsmodus von Versuchsanleitungen in Verbindung mit dem Cognitive Load und der Selbstwirksamkeit auf die Lernleistung der Lernenden nimmt. Die Befragung wurde bei 820 Schüler*innen im Alter von 12 bis 16 Jahren durchgeführt. Dafür wurde ein 90-minütiger Workshop zum Thema Optik, bei dem die Lernenden bereits ein gewisses Vorwissen mitbringen, und zum Thema Infrarotstrahlung, was noch nicht im Unterricht behandelt wurde, entwickelt, in dem die Schüler*innen entweder mit einer Bild-Text-Anleitung, mit einer Bild-Instruktions-Anleitung oder mit einer Video-Anleitung sechs verschiedene Versuche selbständig in der Gruppe erarbeiten. Die Anleitungsvarianten unterscheiden sich lediglich im Präsentationsmodus.

Die Resultate der Untersuchung sollen darauf hinweisen, wie eine Versuchsanleitung aufgebaut sein muss, damit Lernende mit unterschiedlich hoher Selbstwirksamkeitserwartung selbständig und erfolgreich einfache Versuche durchführen können. Die Datenauswertung lässt darauf schliessen, dass Schüler*innen mit niedriger Selbstwirksamkeitserwartung beim Experimentieren bessere Lernfortschritte zeigen, wenn sie mit Video-Anleitungen arbeiten. Bild-Text-Anleitungen sind insbesondere für Lernende mit hoher Selbstwirksamkeitserwartung geeignet. Bei einer durchschnittlichen Selbstwirksamkeitserwartung scheinen alle drei Anleitungsvarianten zum gleichen Leistungsresultat zu führen.

F1: Welcher Präsentationsmodus eignet sich für eine Anleitung am besten, damit eine Schülerin / ein Schüler selbständig und erfolgreich einen einfachen Versuch durchführen kann?

F2: Kann mit der gemessenen Selbstwirksamkeitserwartung eines Lernenden auf eine geeignete Anleitungsvariante rückgeschlossen werden?

F3: Mit welcher Anleitungsvariante können die Lernenden die extrinsische kognitive Belastung möglichst niedrig halten?

Prof. Dr. Dorothee Brovelli, PH Luzern
Prof. Dr. Markus Wilhelm, PH Luzern

Naturwissenschaftsdidaktisch wird über verschiedene Ansätze versucht, ein angemessenes Wissenschaftsverständnis für den Unterricht zu modellieren. Weitgehend etabliert hat sich ein Minimalkonsens, der das Wesen der Naturwissenschaften über zentrale Facetten expliziert. Allchin kritisiert, dass in einem solchen Minimalkonsens Wechselwirkungen zwischen elementarisierten Facetten als auch zu naturwissenschaftlichen Denk- und Arbeitsweisen verloren gingen und legt eigene Konzepte vor (z.B. Nature of Whole Science). Zur Klärung des Konflikts wurde im Projekt ein Vignettentest entwickelt, der in unterschiedlichen Vignetten Minimalkonsens- und Whole-Science-Ansätze abbildet. Die Prüfung mit einer Studierendenstichprobe (N > 200) durch Strukturgleichungsmodelle versucht Hinweise zu geben, ob Minimalkonsens und Whole-Science wirklich weitgehend unterschiedliche Konstrukte sind bzw. ob die Zusammenhänge wissenschaftlicher Erkenntnis bei der Elementarisierung in Einzelfacetten verloren geht. Daraus ergeben sich sowohl Erkenntnisse zum Konstrukt von NOS für künftige Forschung als auch Hinweise zur Vermittlung von NOS in Schule und Hochschule.

Prof. Dr. Markus Rehm, PH Heidelberg
Prof. Dr. Markus Wilhelm, PH Luzern

In zahlreichen Untersuchungen konnten die positiven Effekte des Philosophierens mit Kindern belegt werden. Das Philosophieren in den Fächern wurde bisher kaum untersucht. Der Einbezug der Vorstellungen der Schülerinnen und Schüler sowie der ko-konstruktive Charakter solcher Gespräche lassen vermuten, dass diese lernwirksam sind. Im naturwissenschaftlichen Unterricht bietet das Philosophieren die Möglichkeit, das Verständnis von nature of science durch eine gemeinsame Reflexion zu fördern. Das vorliegende Dissertationsprojekt verfolgt deshalb das Ziel, den Einfluss des Philosophierens im naturwissenschaftlichen Unterricht am Beispiel der Evolution zu untersuchen.

Prof. Dr. Markus Wilhelm
Prof. Dr. Markus Rehm
Prof. Dr. Dominik Helbling

Hochbegabung, Grundschulalter, Naturwissenschaften, Videostudie

Begabte zu fördern bedeutet ihre Motivation zu unterstützen. Hoch begabte Kinder benötigen Unterstützung, um ihr tatsächliches Potenzial und ihre Persönlichkeit vollständig entfalten zu können. Dies steht mittlerweile sowohl bildungspolitisch als auch im wissenschaftlichen Diskurs ebenso ausser Frage, wie die Tatsache dass eine solche Unterstützung auch ausserhalb der Schule beispielsweise in Akademien stattfinden kann und soll.

Was aber genau ist es, das die hoch begabten Kinder in diesen Kontexten dazu bewegt, sich anhaltend mit einer Sache zu beschäftigen? Dieser Frage widmet sich das vorliegende Buch, indem es das basale Bedürfnis eines jeden Kindes nach Erkenntnisgewinn und Selbstständigkeitsentwicklung in den Fokus rückt. Es werden die Bedingungen auf Seiten der Lehrperson und der Lernumgebung beleuchtet, die dafür zuständig sind, das motivationale Verhalten hoch begabter Grundschulkinder zu unterstützen und aufrechtzuerhalten.

Ein genauer Blick richtet sich dabei auf die situativen Interaktionen von Lehrperson und Kind innerhalb der Auseinandersetzung mit naturwissenschaftlichen Phänomenen und Sachverhalten. Dieser Blick verdeutlicht letztlich, welche konkreten Verhaltensweisen seitens der Lehrperson und Ausgestaltungen der Lernumgebung es sind, die das hoch begabte Kind dabei unterstützen, sich dauerhaft mit einem Lerngegenstand auseinanderzusetzen.

Prof. Dr. Manuela Welzel-Breuer, PH Heidelberg
Prof. Dr. Dorothee Brovelli, PH Luzern

Schulbuchforschung, Fachdidaktik Naturwissenschaften

Schulbücher für die Naturwissenschaften besitzen eine hohe Relevanz für die Unterrichtsvorbereitung der Lehrkräfte und den Unterricht selbst. Weiter wird das Schulbuch als wichtige Unterstützung bei Bildungsreformen genannt. Bislang fehlen im deutschsprachigen Raum jedoch empirische Studien zur Erstellung oder Beurteilung kompetenzorientierter Schulbücher. Dies ist insbesondere für die Bildungsreform in der Schweiz gravierend, weil kompetenzorientierte Schulbücher in den Naturwissenschaften fehlen. Um diese «Forschungslücke» zu schmälern, werden in dieser Dissertation folgende Fragen untersucht: 

1. Welchen «Standards» soll ein kompetenzorientiertes Schulbuch der Naturwissenschaften für die Grundschule bzw. für die Sekundarschule genügen?
2. Welche unterschiedlichen Ansprüche an kompetenzorientierte Schulbücher bestehen zwischen Grund- und Sekundarschullehrkräften auf der einen Seite und Didaktikdozierenden der Naturwissenschaften auf der anderen Seite? 
3. Wie hängen die Variablen «Einstellung zur Kompetenzorientierung», «die Eigenständigkeit förderndes Lehr-/Lernverständnis», «Profession» und die Kontrollvariablen «Alter» und «Geschlecht» mit unterschiedlichen «kompetenzorientierten Schulbuchaspekten» zusammen?

Zur Beantwortung dieser Fragen wurde ein Mixed-Methods Design gewählt. In einem ersten Schritt diente eine qualitative Expertenbefragung der Entwicklung «vorläufiger Standards» für kompetenzorientierte Schulbücher. Die 40 Experten waren in der Lehrmittelerstellung, im Schuldienst oder in der Ausbildung von Lehrkräften für Naturwissenschaften tätig.

Die «vorläufigen Standards» wurden dreifach validiert und dienten der Item-Erstellung des quantitativen Fragebogens. Durch diesen Fragebogen wurden 126 kompetenzorientierte Schulbuchstandards nach ihrer Relevanz gewichtet. An der Befragung nahmen 178 Grundschullehrkräfte (4.–6. Jahrgangsstufe), 171 Sekundarschullehrkräfte (7.–9. Jahrgangsstufe) und 44 Didaktikdozierende der Naturwissenschaften (Gesamterhebung) aus der gesamten Deutschschweiz teil. Teststatistische Verfahren dienten der Auswertung.

Als Antwort auf die erste Fragestellung entstanden empirisch gewichtete «Standards» für kompetenzorientierte Schulbücher. Es sind 77 für die Grundschule und 74 für die Sekundarstufe I. Diese bilden zusammen mit allgemeinen Schulbuchkriterien das kompetenzorientierte Schulbuchraster (KOS). Es dient der Beurteilung kompetenzorientierter Schulbücher und unterstützt Autorinnen und Autoren bei dessen Erstellung. Die Ergebnisse zur zweiten Fragestellung zeigen auf, dass Didaktikdozierende fachdidaktische Schulbuchaspekte höher gewichten als beide Lehrpersonengruppen, während diese methodische Aspekte höher bewerten als Didaktikdozierende. Die dritte Frage kann folgendermassen beantwortet werden: Eine positive «Einstellung zur Kompetenzorientierung» hat eine hohe Gewichtung «kompetenzorientierter Schulbuchaspekte» zu Folge. Dabei gewichten Didaktikdozierende die «Einstellung zur Kompetenzorientierung» höher als Lehrkräfte. Zudem hat ein «die Eigenständigkeit förderndes Lehr-/ Lernverständnis» einen positiven Einfluss auf die «Einstellung zur Kompetenzorientierung». Weiter bewerten Frauen «Lehrpersoneninformationen und Literaturhinweise» sowie «Lehrpersonenunterlagen zum kompetenzorientierten Lehren» höher als Männer.

Aufgrund der Ergebnisse der zweiten und dritten Fragestellung wird es sich lohnen, bei der Schulbucherstellung und der Implementierung der Bildungsreform Lehrkräfte und Didaktikdozierende zu involvieren sowie weitere Perspektiven zu berücksichtigen. Dazu gehören das «Lehr-/Lernverständnis» und die «Einstellung zur Kompetenzorientierung».

F1a: Welchen «Standards» soll ein kompetenzorientiertes Schulbuch der Naturwissenschaften genügen… ...zur Unterstützung der Schülerinnen und Schüler beim kompetenzorientierten Lernen,                             ...zur Unterstützung der Lehrkräfte beim kompetenzorientierten Lehren,                                                     ...zum kompetenzorientierten Lernen?

F1b: Welchen «Standards» soll ein kompetenzorientiertes Schulbuch der Naturwissenschaften für die Grundschule (4.-6. Jahrgangsstufe) bzw. für die Sekundarschule (7.-9. Jahrgangsstufe) genügen?

F2: Welche Unterschiede bestehen zwischen Grund- und Sekundarschullehrkräften auf der einen Seite und Didaktikdozierenden auf der anderen Seite bezüglich der «zehn Top-Schulbuchstandards»?

F3: Welche unterschiedlichen Ansprüche an kompetenzorientierte Schulbücher bestehen zwischen Grund- und Sekundarschullehrkräften auf der einen Seite und Didaktikdozierenden auf der anderen Seite…       ...zur «Unterstützung der Schülerinnen und Schüler beim kompetenzorientierten Lernen»,                         ...zur «Unterstützung der Lehrkräfte beim kompetenzorientierten Lehren»,                                                  ...zum «kompetenzorientierten Lernen»?

F4: Welcher Zusammenhang besteht zwischen dem «die Eigenständigkeit fördernden Lehr-/ Lernverständnis» und der Unterrichtsstufe (Grund- und Sekundarschullehrkräfte)?

F5a: Welcher Zusammenhang besteht zwischen der «Einstellung zur Kompetenzorientierung» und der «Profession» (Grund- und Sekundarschullehrkräfte verglichen mit Didaktikdozierenden)?

F5b: Welcher Zusammenhang besteht zwischen dem «Zeitpunkt des Erstkontakts mit der Kompetenzorientierung» und der «Profession» (Grund- und Sekundarschullehrkräfte verglichen mit Didaktikdozierenden)?

F6: Wie hängen die Variablen «Einstellung zur Kompetenzorientierung», «die Eigenständigkeit förderndes Lehr-/Lernverständnis», «Profession» und die Kontrollvariablen «Alter» und «Geschlecht» mit unterschiedlichen «kompetenzorientierten Schulbuchaspekten» zusammen?

Prof. Dr. Markus Wilhelm, PH Luzern
Prof. Dr. Markus Rehm, PH Heidelberg

Transfer und Transferstrategien, kontextorientierter Physikunterricht

Moderne Transfertheorien gehen davon aus, dass beim Transfer Schüler*innen Strategien einsetzen und ihr Wissen mit Hilfe dieser Strategien in jeder Situation neu konstruieren. Mögliche Einflussfaktoren auf den Einsatz von Transferstrategien wie die Gestaltung des Unterrichts, das Interesse oder Fachwissen sollen bei einer Studie zum modernen Transfer miterhoben werden. In einer qualitativen Teilstudie wurde deshalb zuerst das Vorgehen und damit die Anwendung von Transferstrategien von Schüler*innen beim Lösen einer Physikaufgabe aus dem Themenbereich der Energie erfasst. Aus den Interview-Transkripten wurden für eine zweite Teilstudie Items für einen Fragebogen zur Erhebung des Einsatzes von Transferstrategien entwickelt. Dieser Fragebogen kam bei einer quantitativ ausgerichteten, zweiten Teilstudie zum Einsatz, wobei mögliche Einflussfaktoren auf den Einsatz von Transferstrategien miterhoben wurden. Es zeigte sich, dass die Wahrnehmung von kontextorientiertem Unterricht, das situationale Interesse und die Motivation der Schüler*innen einen (indirekten) Einfluss auf den Einsatz der Transferstrategien haben, wobei durch kontextorientierten Unterricht das Interesse und die Motivation, eine Transferaufgabe zu lösen, positiv beeinflusst werden kann.

F1: Welche Strategien wenden Schüler*innen beim Lösen einer Transferaufgabe in der Physik (Thema Energie) an und wie ist der Transferprozess strukturiert?

F2: Welche Faktoren lassen sich beim Messinstrument zur Erfassung von Transferstrategien unterscheiden? der Interventions- und der Kontrollgruppe über die Zeit signifikant? 

F3: Wie häufig werden die einzelnen Transferstrategien angewandt?

F4: Wie beeinflussen affektive Faktoren den Einsatz von Transferstrategien beim Lösen einer physikalischen Transferaufgabe?

Prof. Dr. Dorothee Brovelli, PH Luzern
Prof. Dr. Markus Rehm, PH Heidelberg

(natur-)wissenschaftliches Denken und Arbeiten in NMG fördern, Gendersensibilisierung in den Naturwissenschaften, kompetenzorientierte Aufgabenkultur im NMG-Unterricht

Der ab dem Jahr 2014 in den Deutschschweizer Kantonen zur Einführung freigegebene Lehrplan 21 verfolgt das Ziel, die Schule über kompetenzorientierten Unterricht zu reformieren. Die Implementierung des Lehrplan 21 in der Volkschule soll einerseits über neue Weiterbildungen der kantonalen Dienststellen für Bildung und den Pädagogischen Hochschulen und andererseits über neue kompetenzorientierte Unterrichtsmaterialien der Schulverlage erfolgen. Zumal die Umsetzung des Lehrplan 21 in der Volksschule noch im Gange ist, liegen schweizweit bisher kaum empirische Befunde über die Wirkung von kompetenzorientierten Lehrplan 21 kompatiblen Unterrichtsmaterialien und Weiterbildungen vor. Die Forschung hat sich noch unzureichend mit der Frage beschäftigt, unter welchen Bedingungen solche Professionalisierungsmassnahmen das Lehren und Lernen im naturwissenschaftlichen Sachunterricht an Schweizer Schulen kompetenzorientierter gestalten lassen. Die internationale Empirie zeigt allerdings, dass Fortbildungen für Lehrpersonen sowie auch Unterrichtsmaterialien das Potenzial besitzen, über qualitative Lerngelegenheiten das Lehren und Lernen zu verändern. Basierend auf dieser Grundlage soll mit dieser Entwicklungsforschung schweizweit erstmals die Wirkung von Professionalisierungsmassnahmen zur Förderung eines kompetenzorientierten naturwissenschaftlichen Sachunterrichts auf der Mittelstufe untersucht werden. Den Grundstein dieser Studie bildete ein im Sommer 2014 lanciertes Kooperationsprojekt zwischen dem Schulverlag plus Bern und dem Autor dieser Studie (Dozent an der Pädagogischen Hochschule Luzern) zur Erarbeitung einer qualitativen Lerngelegenheit in Form einer Unterrichtseinheit. Ziel der Kooperation war es, ein kompetenzförderndes Aufgabenset zum Themenbereich Stoffe und deren Eigenschaften zu entwickeln und zu erproben. Zusätzlich zur Unterrichtseinheit konzipierte der Autor dieser Studie ab Sommer 2015 eine Lerngelegenheit in Form einer Weiterbildung für Lehrpersonen der Mittelstufe. Diese Weiterbildung machte den kompetenzfördernden Unterricht im Sachunterricht mittels kompetenzfördernden Aufgabensets zum Gegenstand.

F1: Wie verändern die angelegten Professionalisierungsmassnahmen das Lehr-Lern-Verständnis der Lehrpersonen?

F2: Welche unterrichtspraktischen Veränderungen bringen die beiden Professionalisierungsmassnahmen in den naturwissenschaftlichen Sachunterricht?

F3: Wie beeinflusst eine LUKAS-Weiterbildung das Lernen und die Leistungsmotivation der Schülerinnen und Schüler im naturwissenschaftlichen Sachunterricht?

Prof. Dr. Markus Wilhelm, PH Luzern
Prof. Dr. Markus Rehm, PH Heidelberg

Historisches Erzählen, narrative Kompetenz, Schweizer Geschichte, Master-Narrative

Die Studie findet im Rahmen des internationalen Projektes «The Teaching of the History of One’s Own Country» statt. Sie widmet sich den Schüler*innen respektive der von ihnen am Ende ihrer schulischen Allgemeinbildung konstruierten historischen Erzählung zur Geschichte der Schweiz. Die Studie repliziert in Fragestellung und Design Untersuchungen aus dem australischen, schwedischen, anglo-amerikanischen und frankophonen Raum, z.B. von Vinterek Lantheaume und Létourneau. Die Schüler*innen wurden durch einem authentischen Schreibanlass zu einer aus ihrer Sicht relevanten Erzählung zur Geschichte der Schweiz animiert. Die Texte wurden digital in Einzelarbeit ohne Internetzugriff oder gedruckte Nachschlagewerke verfasst. Die schriftlichen Erzählungen werden mittels qualitativer Inhaltsanalyse computergestützt codiert und kategorisiert. Dabei werden inhaltliche Elemente wie Entitäten, aber auch formale Elemente im Zusammenhang mit einer historischen Erzählung nach Hans-Jürgen Pandel und bezüglich deren Funktion nach Jörn Rüsen analysiert. 

F1: Was erzählen Schülerinnen und Schüler zur Schweizer Geschichte? 

F2: Wie erzählen Sie die Geschichte der Schweiz?

F3: Wie lässt sich das Erzählte bewerten?

Prof. Dr. Manfred Seidenfuss, PH Heidelberg
Prof. Dr. Peter Gautschi, PH Luzern

MINT-Förderung, Lehr-Lern-Labor, Authentische Kontexte in Naturwissenschaften und Technik

Im Rahmen der vorliegenden Dissertationsarbeit Authentische Kontexte für MINT-Lernumgebungen wird das Potenzial von authentischen Kontexten im Bereich von Physik, Technik sowie Informatik zur Förderung affektiver Merkmale wie Interesse, Einstellungen und Fähigkeitsselbstkonzept auf der Ebene der Lehramtsstudierenden (Teilstudie I) und für Schüler*innen der Volksschule mit Schwerpunkt Sekundarstufe I (Teilstudie II) untersucht. In der zweiteiligen Interventionsstudie wurden physikalisch-technische bzw. informatisch-technische Forschungsprojekte einer Fachhochschule als authentische Lernkontexte im Setting des Lehr-Lern-Labors eingesetzt. Die empirische Prüfung der Interventionswirkung in der Teilstudie I erfolgt über ein quantitatives, quasi-experimentelles Setting mit Prä-Inter-Post-Design mit insgesamt N = 167 Lehramtsstudierenden und für die Teilstudie II über ein quantitatives Setting mit Prä-Post-Design mit insgesamt N = 1 156 Schüler*innen vom 5. bis 9. Schuljahr.

F1: Wie wirken sich die Einschätzungen der Kontextmerkmale Alltagsbezug, Besonderheit und Authentizität von Kontexten aus der physikalisch-technischen Forschung auf das situationale Interesse von Lehramtsstudierenden aus? Lassen sich Unterschiede zwischen den Kontexten identifizieren? 

F2: Beeinflusst das Erstellen und praktische Umsetzen einer Unterrichtsminiatur zu physikalisch-technischen Forschungsthemen das individuelle Interesse, die Einstellungen zu Naturwissenschaften und Technik und das physik-bezogene Fähigkeitsselbstkonzept bei Lehramtsstudierenden? Unterscheidet sich die Entwicklung der Interventions- und der Kontrollgruppe über die Zeit signifikant? 

F3: Welche Zusammenhänge lassen sich zwischen den erhobenen Konstrukten aus F2 feststellen? 

F4: Welche Einstellungen haben Schweizer Kinder und Jugendliche gegenüber naturwissenschaftlicher Technik? 

F5: Beeinflussen Kurzinterventionen die Einstellungen gegenüber naturwissenschaftlicher Technik bei Schweizer Kinder und Jugendlichen?

Prof. Dr. Dorothee Brovelli, PH Luzern
Prof. Dr. Markus Rehm, PH Heidelberg

MINT Lernaufgaben, Aufgabenqualität, Lernprozess, Aufgabenanalyse, Lebensweltbezug

Aufgaben können im schulischen Lernen als Dreh- und Angelpunkt betrachtet werden. Entsprechend steuern sie den Lehr-Lernprozess. Zum Kompetenzaufbau wird ein Set von aufeinander aufbauenden Aufgaben benötigt. Um die Qualität einer Aufgabe in deren Tiefenstruktur einschätzen zu können, wird in diesem Dissertationsprojekt ein mehrdimensionales Messinstrument entwickelt, validiert und angewendet. Dabei werden die Perspektiven von Fachdidaktikerinnen und Fachdidaktikern, Lehrpersonen und Lernenden in den Kategorien Kompetenzabbild, Lebensweltbezug, Lernendenvorstellung, Wissensart, Wissensaktivität, Repräsentationsform, Offenheit, Lernunterstützung und Lernweg mitberücksichtigt.

F1: Lässt sich ein Messinstrument zur Analyse und Kategorisierung von MINT Aufgaben entwickeln und validieren?

F2: Welche Merkmale, in Form von Subskalenwerte, weisen Aufgabetypen im Lernprozessmodell auf?

F3: Unterscheiden sich die Merkmale der Aufgabentypen empirisch?

F4: Unterscheiden sich die Beurteilungen der Lernenden und der Fachdidaktiker:innen bezüglich des Lebensweltbezuges in MINT-Aufgaben?

Prof. Dr. Markus Wilhelm, PH Luzern
Prof. Dr. Markus Rehm, PH Heidelberg