Didaktik der Physik Frühjahrstagung - virtuell 2021 - PhyDid

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Didaktik der Physik Frühjahrstagung - virtuell 2021 - PhyDid
Didaktik der Physik
                                                                      Frühjahrstagung – virtuell 2021

             Digitale Medien in der naturwissenschaftlichen Lehrkräftebildung
                                 - Integriert statt zusätzlich -
                                           Lisa Stinken-Rösner

                      Leuphana Universität Lüneburg, Didaktik der Naturwissenschaften
                                    lisa.stinken-roesner@leuphana.de

      Kurzfassung

      Eine erfolgreiche Implementation digitaler Medien im naturwissenschaftlichen Unterricht kann nur
      gelingen, wenn geeignete universitäre und berufsbegleitende Qualifizierungsangebote entwickelt
      werden, in denen (zukünftigen) Lehrkräften der sinnvolle Einsatz digitaler Medien im Fachunter-
      richt vermittelt wird. Eine besondere Rolle fällt dabei den Fachdidaktiken zu, da sowohl das An-
      gebot an als auch die Einsatzmöglichkeiten von digitalen Medien je nach Unterrichtsfach stark va-
      riieren. Im Rahmen des Projektes ‚FoLe – Digital‘ wird eine systematische Verankerung digitaler
      Medien in die naturwissenschaftliche Lehrkräftebildung an der Leuphana Universität Lüneburg
      angestrebt. Hierzu werden digitale Medien nicht als zusätzliches Themenfeld ergänzt, sondern ent-
      lang naturwissenschaftsdidaktischer Schwerpunkte in die existierenden Module des 4. und 5. Se-
      mesters integriert. Begleitend werden die TPACK-Wissensdomänen sowie Verhaltensabsichten
      bzgl. des Einsatzes digitaler Medien im naturwissenschaftlichen Unterricht erhoben. Die erste Ko-
      horte besteht aus 58 Studierenden, 21 davon nahmen an der freiwilligen Begleitstudie teil. Die Er-
      hebung ergab, dass im Laufe des Projektes eine positive Entwicklung der Verhaltensabsichten so-
      wie eine (hoch) signifikante Zunahme der TPACK-Wissensdomänen stattfand. Zudem unterstüt-
      zen die bisherigen Daten ein transformatives Verständnis des TPACK-Modells.

1. Von PCK zu TPACK                                       sinnstiftend im naturwissenschaftlichen Unterricht
Die fortschreitende Digitalisierung des Unterrichtes      einzusetzen, benötigen Lehrkräfte sowohl spezifi-
stellt sowohl Lernende als auch Lehrende vor neue         sche professionelle Kompetenzen als auch positive
Herausforderungen. Lehrkräfte benötigen spezifi-          Verhaltensabsichten gegenüber dem Einsatz digita-
sche professionelle Kompetenzen, um digitale Me-          ler Medien.
dien sinnstiftend in den naturwissenschaftlichen          Eine besondere Rolle bei der Förderung der profes-
Unterricht zu integrieren. Zur theoretischen Be-          sionellen Kompetenzen von angehenden Lehrkräften
schreibung dieser Kompetenzen haben Mishra und            spielen im Rahmen der universitären Ausbildung die
Koehler (2006), ausgehend von dem PCK-Modell              jeweiligen Fachdidaktiken. Insbesondere für die
(Shulman, 1986), das TPACK-Modell entwickelt.             naturwissenschaftlichen Fächer existieren teilweise
Das TPACK-Modell beschreibt den Zusammenhang              sehr spezifische digitale Angebote, die nicht im
zwischen den drei Wissensdomänen Content Know-            Rahmen von allgemeinpädagogischen oder fachwis-
ledge (CK), Pedagogical Konwledge (PK) und                senschaftlichen Veranstaltungen behandelt werden
Technological Knowledge (TK) mit den aus den              (können). Es ist somit die explizite Aufgabe der
Schnittmengen resultierenden Hybriden erster Ord-         Naturwissenschaftsdidaktiken sich dieser Verant-
nung (PCK, TCK und TPK) sowie TPACK als Hyb-              wortung anzunehmen und angehende Lehrkräfte
rid zweiter Ordnung (Mishra & Koehler, 2006). Das         bezüglich des Einsatzes digitaler Medien im Fachun-
TPACK-Modell wird unter anderem zur Beschrei-             terricht zu professionalisieren. Neben der Förderung
bung der Kompetenzen von (angehenden) Lehrkräf-           des fachdidaktischen Wissens (PCK), muss auch
ten genutzt (Koehler & Mishra, 2009). Jedoch exis-        TPACK systematisch im Rahmen der fachdidakti-
tieren widersprüchliche empirische Ergebnisse be-         schen Ausbildung gefördert werden. Ein Beispiel
züglich der faktoriellen Struktur der einzelnen           hierfür stellt das Projekt ‚FoLe – Digital‘ dar, wel-
TPACK-Dimensionen, ihrer Beziehungen zueinan-             ches 2020 an der Leuphana Universität Lüneburg
der (Archambault & Barnett, 2010) sowie des Zu-           initiiert wurde.
sammenhanges mit dem eigentlichen Handeln von
Lehrkräften in der Praxis (Valtonen et al., 2018).        2. Das Projekt ‚FoLe – Digital‘
Daran anknüpfend sollte TPACK vielmehr als mög-           Ziel des von der Joachim Herz Stiftung auf zwei
licher Prädiktor für die Verhaltensabsichten von          Jahre geförderten Projektes ‚FoLe – Digital‘ (For-
Lehrkräften verstanden werden. Um digitale Medien         schendes Lernen mit digitalen Medien) ist die sys-

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Didaktik der Physik Frühjahrstagung - virtuell 2021 - PhyDid
Stinken-Rösner

tematische Integration digitaler Medien in die na-       wartungen. Mögliche Gründe dafür wurden bereits
turwissenschaftliche Lehramtsausbildung an der           von Vogelsang et al. (2019) diskutiert.
Leuphana Universität Lüneburg. Um eine optimale          Die Entwicklung und Analyse des eingesetzten
Verknüpfung zwischen fachdidaktischen Inhalten           TPACK-Instrumentes werden in den folgenden
und Einsatzmöglichkeiten digitaler Medien im Fa-         Abschnitten 4.1 bis 4.3 detailliert erläutert.
chunterricht zu erzielen, werden digitale Medien im
                                                         4.1. TPACK-Instrument
Rahmen bereits bestehender fachdidaktischer Modu-
le entlang naturwissenschaftsdidaktischer Schwer-        Im Rahmen der Entwicklung des TPACK-
punkte thematisiert. Für einen detaillierten Über-       Instrumentes wurden in einem ersten Schritt ver-
blick über das Design des Projektes sei an dieser        schiedene deutsch- und englischsprachige Testin-
Stelle auf Stinken-Rösner (2021) verwiesen.              strumente gesichtet und analysiert. Kriterien stellten
                                                         die Erfassung aller TPACK-Dimensionen, eine an-
3. Begleitforschung                                      nähernd gleiche, möglichst geringe Anzahl an Items
Zu drei Zeitpunkten (Prä-, Re-, Post-Design) werden      pro TPACK-Dimension (die Bearbeitungszeit des
die professionellen Kompetenzen der Teilneh-             Fragebogens sollte aufgrund der Rahmenbedingun-
mer*innen bezogen auf den Einsatz digitaler Medien       gen maximal 15 Minuten betragen) sowie eine mög-
im naturwissenschaftlichen Unterricht (TPACK;            lichst hohe Skalenreliabilitäten dar. Lediglich das
Mishra & Koehler, 2006) sowie ihre Verhaltensab-         englischsprachige TPACK-Instrument von Chai et
sichten (ToPB; Ajzen, 1991) erhoben und entlang          al. (2013) erfüllte alle vorgegebenen Kriterien.
folgender Fragestellung analysiert:                      In einem zweiten Schritt wurden die Originalitems
Welche Kompetenzentwicklung lässt sich hinsicht-         übersetzt und für den naturwissenschaftlichen Unter-
lich des Einsatzes von digitalen Medien im naturwis-     richt adaptiert. Eine anschließende Sichtung durch
senschaftlichen Fachunterricht der Primar- und           zwei Expert*innen führte zur Konsensfindung be-
Sekundarstufe bei Lehramtsstudierenden im Rahmen         züglich individueller Formulierungen. Die Güte des
des Lehrprojektes feststellen?                           entwickelten TPACK-Testinstrumentes wurde an-
                                                         hand der Skalenreliabilitäten sowie einer explorati-
4. Methoden                                              ven Faktorenanalyse analysiert. An dieser Stelle sei
Die professionellen Kompetenzen sowie die Verhal-        jedoch darauf hingewiesen, dass die Erhebung noch
tensabsichten bezogen auf den Einsatz digitaler          nicht abgeschlossen ist, so dass die hier angegebe-
Medien im naturwissenschaftlichen Unterricht wur-        nen Kennwerte sich lediglich auf die Kohorte 2020
den mit Hilfe eines Fragebogens zu drei Messzeit-        (Gesamtstichprobe mit N = 130) beziehen.
punkten (vgl. Stinken-Rösner, 2021) erhoben. Der         Ein Überblick über die Items des eingesetzten
Fragebogen setzt sich zusammen aus vier Abschnit-        TPACK-Instrumentes sowie zugehörige Reliabilitä-
ten:                                                     ten (Cronbach’s α) der individuellen Skalen ist in
     • persönlicher Identifikationscode und demo-        den Tabellen 1-3 zu finden.
          graphische Daten (einmalig im Pre-Test er-     CONTENT KNOWLEDGE (CK)                           α=.79
          hoben: Geschlecht, Alter, Studienfächer,       CK-1           Ich      habe    ausreichende
          Studiensemester, Unterrichtserfahrung),                       Kenntnisse über die Fachin-
     • Vorerfahrungen im Einsatz digitaler Medi-                        halte meines naturwissen-
          en in (Hoch)Schule und privates Nutzungs-                     schaftlichen Unterrichtsfa-
          verhalten (einmalig im Pre-Test erhoben),                     ches.                               .74
     • professionelle Kompetenzen in Anlehnung           CK-2           Ich kann über die Fachinhal-
          an das TPACK-Modell,                                          te meines naturwissenschaft-
     • Verhaltensabsichten bezüglich des Einsat-                        lichen Unterrichtsfaches wie
          zes digitaler Medien im naturwissenschaft-                    ein Experte nachdenken.             .75
          lichen Unterricht in Anlehnung an die The-     CK-3           Ich kann selbstständig die
          ory of Planned Behaviour.                                     Fachinhalte meines natur-
Alle Items werden auf einer 5-stufigen Likertskala                      wissenschaftlichen Unter-
(‚stimme gar nicht zu‘ / ‚stimme voll zu‘ bzw. ‚nie‘ /                  richtsfaches vertiefen.             .74
sehr oft‘) von den Teilnehmer*innen beurteilt.           CK-4           Ich traue mir zu, die Fachin-
Zur Erfassung der Vorerfahrung, des Nutzungsver-                        halte meines naturwissen-
haltens und der Verhaltensabsichten wurde ein be-                       schaftlichen Unterrichtsfa-
reits existierendes und hinreichend erprobtes,                          ches zu unterrichten.               .74
deutschsprachiges Testinstrument eingesetzt (Vogel-      PEDAGOGICAL KNOWLEDGE (PK)                       α=.88
sang et al., 2019). Die adaptierten Skalen weisen        PK-1           Ich kann Schüler*innen
überwiegend gute bzw. befriedigende Werte der                           fördern und fordern, indem
internen Konsistenz (Cronbach‘s α > 0.7) auf. Eine                      ich ihnen herausfordernde
Ausnahme bildet die Subskala subjektive Normer-                         Aufgaben stelle.                    .86

180
Digitale Medien in der naturwissenschaftlichen Lehrkräftebildung

PK-2    Ich kann Schüler*innen                                PCK-5   Ich kann Schüler*innen
        anleiten geeignete Lernstra-                                  dabei unterstützen, das Ler-
        tegien anzuwenden.                           .83              nen naturwissenschaftlicher
PK-3    Ich kann Schüler*innen                                        Inhalte zu bewältigen.                       .78
        dabei unterstützen, ihren                             TECHNOLOGICAL CONTENT
        eigenen Lernprozess zu                                KNOWLEDGE (TCK)                                   α=.73
        überwachen.                                  .84      TCK-1   Ich kann Software verwen-
PK-4    Ich kann Schüler*innen                                        den, die speziell für den
        dabei unterstützen, ihre                                      naturwissenschaftlichen
        eigenen Lernstrategien zu                                     Unterricht entwickelt wurde.                 .61
        reflektieren.                                .84      TCK-2   Ich kann digitale Medien
PK-5    Ich kann Schüler*innen                                        nutzen, um naturwissen-
        dabei unterstützen, in Grup-                                  schaftliche Inhalte zu re-
        penarbeiten angemessen zu                                     cherchieren.                                 .74
        diskutieren.                                 .89      TCK-3   Ich kann passende digitale
TECHNOLOGICAL KNOWLEDGE                                               Medien       auswählen und
(TK)                                              α=.81               nutzen, um naturwissen-
TK-1    Ich habe die nötigen techni-                                  schaftliche Inhalte darzustel-
        schen Fähigkeiten, um digi-                                   len.                                         .68
        tale Medien effektiv zu                               TCK-4   Ich kann spezielle Software
        nutzen.                                      .75              nutzen, um naturwissen-
TK-2    Mir fällt es leicht, den Um-                                  schaftliche Untersuchungen
        gang mit digitalen Medien                                     durchzuführen.                               .61
        zu erlernen.                                 .72      TECHNOLOGICAL PEDAGOGICAL
TK-3    Ich weiß, wie ich technische                          KNOWLEDGE (TPK)                                   α=.79
        Probleme bei der Nutzung                              TPK-1   Ich kann digitale Medien
        digitaler Medien selbststän-                                  nutzen, um meinen Schü-
        dig lösen kann.                              .74              ler*innen Alltagsbeispiele
TK-4    Ich informiere mich regel-                                    näher zu bringen.                            .75
        mäßig über neue digitale                              TPK-2   Ich kann Schüler*innen
        Medien.                                      .81              dabei unterstützen, ihren
                                                                      eigenen Lernprozess mit
Tab.1: Das TPACK-Testinstrument. Angegeben sind die
                                                                      digitalen Medien zu planen
Skalen zur Erfassung der CK-, PK- und TK-Dimension,
                                                                      und zu überwachen.                           .72
die jeweilige Skalenreliabilität sowie Cronbach‘s Alpha
unter Ausschluss individueller Items.                         TPK-3   Ich kann Schüler*innen
                                                                      dabei unterstützen, Inhalte
PEDAGOGICAL CONTENT                                                   mit digitalen Medien unter-
KNOWLEDGE (PCK)                                   α=.83               schiedlich darzustellen.                     .73
PCK-1   Ich kann Schüler*innen                                TPK-4   Ich kann Schüler*innen
        dabei unterstützen, sich                                      dabei unterstützen, mit Hilfe
        naturwissenschaftliche In-                                    von digitalen Medien mitei-
        halte auf verschiedene Wei-                                   nander zu kooperieren.                       .77
        se anzueignen                                .80
                                                              Tab.2: Das TPACK-Testinstrument. Angegeben sind die
PCK-2   Ich kann auf typische Lern-                           Skalen zur Erfassung der PCK-, TCK- und TPK-
        schwierigkeiten in meinem                             Dimension, die jeweilige Skalenreliabilität sowie Cron-
        naturwissenschaftlichen                               bach‘s Alpha unter Ausschluss individueller Items.
        Unterricht eingehen.                         .81
PCK-3   Ich kann Schüler*innen                                TECHNOLOGICAL PEDAGOGICAL
        dabei unterstützen, Diskus-                           CONTENT KNOWLEDGE (TPACK)                         α=.84
        sionen über naturwissen-                              TPACK-1 Ich kann anspruchsvolle
        schaftliche Inhalte zu füh-                                    Diskussionsthemen      über
        ren.                                         .79               naturwissenschaftliche In-
PCK-4   Ich kann Schüler*innen                                         halte formulieren und die
        dazu motivieren, Alltags-                                      Online-Zusammenarbeit von
        probleme im Zusammen-                                          Schüler*innen durch geeig-
        hang mit Naturwissenschaf-                                     nete digitale Medien unter-
        ten zu lösen.                                .78               stützen.                                    .85

                                                                                                                  181
Stinken-Rösner

TPACK-2        Ich kann Lernumgebungen                       wissenschaftlichen Unterricht aufweisen (vgl. Tab. 2
               gestalten, die Schüler*innen                  & 3), die Teilnehmer*innen dennoch auch bei der
               dabei unterstützen naturwis-                  Beantwortung der TPK-Items den naturwissen-
               senschaftliche Inhalte auf                    schaftlichen Unterricht als Kontext stets mitgedacht
               verschiedene Weise mit                        haben. Um dies zu berücksichtigen, wurde eine
               digitalen Medien darzustel-                   zweite explorative Faktorenanalyse unter Vorgabe
               len.                                   .79    von 6 Faktoren durchgeführt (Tab. 4, sortiert nach
TPACK-3        Ich kann Lernumgebungen                       TPACK-Dimensionen), wodurch sich die Vari-
               gestalten, mit denen Schü-                    anzaufklärung von 69 % auf 66 % verringert.
               ler*innen naturwissenschaft-                               F1     F2     F3     F4      F5     F6
               liche Inhalte mit Hilfe von                   CK                        .366 .625             .314
               digitalen Medien selbstge-
                                                                                              .722
               steuert erlernen können.               .80
TPACK-4        Ich kann problemzentrierte                                                     .763
               Lernumgebungen gestalten,                                                      .727
               die Schüler*innen dabei                       PK          .739
               unterstützen     naturwissen-                             .826
               schaftliche Inhalte mit Hilfe
               digitaler Medien anzuwen-                                 .857
               den und zu vertiefen.                  .81                .838
TPACK-5        Ich         kann        schü-                             .634                                .328
               ler*innenzentrierte Lernum-                   TK                .404 .451              .550
               gebungen gestalten, in denen                                                           .797
               naturwissenschaftliche In-
               halte, pädagogische Grund-                                                             .755
               lagen und digitale Medien                                       .433                   .452
               angemessen integriert sind.            .80    PCK                                             .521
Tab.3: Das TPACK-Testinstrument. Angegeben ist die                       .404          .407                  .450
Skala zur Erfassung der TPACK-Dimension, die Skalenre-                   .452                 .382           .524
liabilität sowie Cronbach‘s Alpha unter Ausschluss indivi-
                                                                         .353                                .688
dueller Items.
                                                                         .488                                .525
4.2. Explorative Faktorenanalyse
                                                             TCK                       .770
Zur Überprüfung der Trennbarkeit der TPACK-
                                                                               .309                   .445 .558
Dimensionen wurde auf Basis der Kohorte 2020 (N
= 130) eine explorative Faktorenanalyse durchge-                               .353                          .462
führt, um Items mit uneindeutigen Faktorenladungen                                     .831
zu identifizieren. Ein finaler Ausschluss von Items          TPK               .481 .370
findet statt, sobald die Daten der Kohorte 2021 er-
                                                                               .519                   .381
hoben und in der Analyse berücksichtigt werden
konnten (Ende der Datenerhebung im Februar 2022).                              .495 .370
Dennoch sollen an dieser Stelle bereits die ersten                             .803
Ergebnisse der Analyse dargestellt werden. Die               TPACK             .796
explorative Faktorenanalyse unter Anwendung des
                                                                               .804
Kaiser-Kriteriums ergibt sieben Faktoren, wie auch
aus der Theorie zu erwarten. Auffällig ist jedoch,                             .563 .451
dass alle TPK und TPACK Items auf einen Faktor                           .322 .476
laden, die TCK Items auf zwei getrennte Faktoren.                        .326 .586
Ein möglicher Grund dafür kann in dem Design des
Projektes und dem formalen Rahmen der Datener-               EW          10.4 3.8      2.3    1.4     1.3    1.2
hebung selbst liegen. Durch den Ansatz ‚integriert           Tab.4: Explorative Faktorenanalyse des TPACK-
statt zusätzlich‘ wurde TPACK explizit im Rahmen             Testinstruments (N = 130). In der Tabelle sind nur Ladun-
von naturwissenschaftsdidaktischen Modulen thema-            gen > 0,3 dargestellt. Die letzte Zeile beinhaltet die jewei-
tisiert, gleichzeitig fanden auch die Datenerhebun-          ligen Eigenwerte.
gen innerhalb dieser Module statt. Es kann daher
angenommen werden, dass obwohl bei der Formu-                Für die in Abschnitt 6 beschriebenen Ergebnisse
lierung der jeweiligen Items bewusst darauf geachtet         werden zunächst alle Items des hier vorgestellten
wurde, dass die TPK Items keinen, die TPACK-                 TPACK-Instrumentes berücksichtigt. Ein finaler
Items hingegen einen konkreten Bezug zum natur-              Ausschluss von Items mit uneindeutigen Faktorla-

182
Digitale Medien in der naturwissenschaftlichen Lehrkräftebildung

dungen findet statt, sobald der Datensatz der Kohor-         lich‘ zugrunde und wird durch die vorliegenden
te 2021 in die Analyse einbezogen werden kann.               Daten weiter gestärkt.
4.3. TPACK-Verständnis
                                                             5. Beschreibung der Stichprobe
Zur Analyse der Beziehungen zwischen den einzel-
                                                             Die Kohorte 2020 bestand aus 58 Studierenden. An
nen TPACK-Dimensionen wurden die integrative
                                                             allen drei Testzeitpunkten haben 21 weibliche Stu-
und die transformative Sichtweise anhand linearer
                                                             dierende teilgenommen. 66,7 % der Teilnehmerin-
Regressionen analysiert. Die Ergebnisse sind in den
                                                             nen studieren Lehramt für Grundschulen (Sachunter-
Abb. 1 & 2 zu finden.
                                                             richt mit dem Bezugsfach Naturwissenschaften),
                                                             28,6 % für die Sekundarstufe I mit dem Unterrichts-
                                                             fach Biologie und 9,5 % mit dem Unterrichtsfach
                                                             Chemie. Zu Beginn des Projektes hatte die Mehrheit
                                                             der Teilnehmerinnen keine bis geringe Unter-
                                                             richtserfahrungen.
                                                             6. Ergebnisse
                                                             Im Folgenden werden die Ergebnisse der Kohorte
                                                             2020 (N = 21) getrennt für die Entwicklung der
                                                             professionellen Kompetenzen (TPACK) sowie der
                                                             Verhaltensabsichten (ToPB) bezüglich bzw. gegen-
                                                             über dem Einsatz digitaler Medien im Verlaufe des
                                                             Projektes beschrieben. Eine Zusammenfassung der
                                                             Ergebnisse des ersten Messzeitpunktes findet sich
Abb.1: Analyse des integrativen Verständnisses des           auch in Stinken-Rösner (2021).
TPACK-Modells. Gestrichelte Linien repräsentieren nicht
                                                             6.1. TPACK
signifikante Zusammenhänge.
                                                             Die Entwicklung der professionellen Kompetenzen
                                                             der Teilnehmerinnen im Laufe des Projektes sind in
                                                             Abb. 3 zusammengefasst.

                                                             Abb. 3: Entwicklung der professionellen Kompetenzen im
Abb.2: Analyse des transformativen Verständnisses des        Laufe des Projektes. Dargestellt sind für jede TPACK-
TPACK-Modells. Gestrichelte Linien repräsentieren nicht      Dimension die Ergebnisse des Prä-, Re- und Post-Tests in
signifikante Zusammenhänge.                                  Form von Boxplots. Signifikante Unterschiede sind durch
                                                             Sternchen markiert (*/** Korrelation ist auf dem 0,05/0,05
Die Ergebnisse unterstützen die transformative               Niveau signifikant).
Sichtweise des TPACK-Modells, in der CK, PK und
TK die Hybriden erster Ordnung (PCK, TCK und                 Anhand von T-Tests (bei normalverteilten Daten)
TPK) vorhersagen, welche wiederrum TPACK vor-                bzw. des Wilkoxon Tests für verbundene Stichpro-
hersagen. Dies entspricht sowohl der ursprünglichen          ben (bei nicht normalverteilten Daten) wurden signi-
TPACK Definition von Mishra und Koehler (2006),              fikante Unterschiede zwischen den verschiedenen
als auch aktuellen Forschungsarbeiten (Angeli &              Messzeitpunkten identifiziert. Sowohl zwischen Prä-
Valanides, 2009; Jang & Chen, 2010; Jin, 2019;               und Re-Test, zwischen Re- und Post-Test als auch
Schmid, Brianza & Petko, 2020). Analog zur Studie            über den Verlauf des ganzen Projektes (Vergleich
von Schmid, Brinaza und Petko (2020) wird TPACK              zwischen Prä- und Post-Test) zeigen sich (hoch)
maßgeblich von TPK und PCK beeinflusst, wo hin-              signifikante Unterschiede in (fast) allen TPACK-
gegen kein signifikanter Einfluss von TCK nachge-            Dimensionen. Neben der theoretischen Auseinander-
wiesen werden konnte.                                        setzung mit digitalen Medien entlang ausgewählter
                                                             naturwissenschaftsdidaktischer Schwerpunkte in der
Das transformative Verständnis des TPACK-
                                                             ersten Projekthälfte, wirken sich auch die praktische
Modells liegt ebenfalls dem im Projekt ‚FoLe –
                                                             Planung, Durchführung und Reflexion einer Unter-
Digital‘ gewählten Ansatz ‚integriert statt zusätz-
                                                             richtseinheit zum Forschenden Lernen unter Einbe-

                                                                                                                  183
Stinken-Rösner

zug digitaler Medien in der zweiten Projekthälfte             verfolgten Ansatz ‚integriert statt zusätzlich‘ die
(vgl. Stinken-Rösner, 2021) positiv auf die Ein-              professionellen Kompetenzen der Teilnehmerinnen
schätzungen der eigenen professionellen Kompeten-             explizit gefördert werden können. Zwischen Prä-
zen der Teilnehmerinnen aus.                                  und Post-Test ergeben sich (hoch) signifikante Un-
6.2. ToPB                                                     terschiede in den Selbsteinschätzungen aller
                                                              TPACK-Dimensionen. Ebenfalls konnten, obwohl
Die Entwicklung der Verhaltensabsichten im Laufe
                                                              nicht explizit adressiert, die Verhaltensabsichten der
des Projektes sind in Abb. 4 dargestellt.
                                                              Teilnehmerinnen bezüglich des Einsatzes digitaler
                                                              Medien im naturwissenschaftlichen Unterricht posi-
                                                              tiv beeinflusst werden, insbesondere durch die ei-
                                                              genständige Planung und Durchführung einer Unter-
                                                              richtseinheit im Sinne des Forschenden Lernens
                                                              unter Einbezug digitaler Medien.
                                                              Die im Verlauf der zweiten Projekthälfte von den
                                                              Teilnehmer*innen erstellten Unterrichtsentwürfe
                                                              (vgl. Stinken-Rösner, 2021) werden aktuell hinsicht-
                                                              lich der Quantität und Qualität des Medieneinsatzes
                                                              analysiert. Die Qualität wird anhand der Konzeptua-
Abb. 4: Entwicklung der Verhaltensabsichten im Laufe          lisierungen von Puentedura (2006) für den Grad der
des Projektes. Dargestellt sind die Ergebnisse der jeweili-
                                                              Technologieintegration (SAMR: Substitution, Aug-
gen ToPB-Elemente in Form von Boxplots für den Prä-,
                                                              mentation, Modification und Redefinition) sowie
Re- und Post-Test. Signifikante Unterschiede sind durch
                                                              von Chi & Wylie (2014) für die kognitive Aktivie-
Sternchen markiert. (*/** Korrelation ist auf dem
                                                              rung der Lernenden (ICAP: interactive, constructive,
0,05/0,05 Niveau signifikant).
                                                              active, passive) beurteilt. Um den Zusammenhang
Im Vergleich zwischen Prä- und Re-Test beurteilen             zwischen professionellen Kompetenzen und Hand-
die Teilnehmerinnen einzig ihre Selbstwirksam-                lungen in der Praxis besser verstehen zu können,
keitserwartung bezüglich des Einsatzes digitaler              dienen die Unterrichtsentwürfe als zusätzliche, au-
Medien im naturwissenschaftlichen Unterricht signi-           thentische Datengrundlage. In Anlehnung an die von
fikant höher zum zweiten Messzeitpunkt. Einen                 Magnusson et al. (1999) definierten PCK-Elemente,
stärkeren Effekt auf die Verhaltensabsichten hat die          sowie der davon abgeleiteten TPACK-Elemente
zweite Hälfte des Projektes: Nach der selbstständi-           (Lyublinskaya & Tournaki, 2014) wird TPACK in
gen Planung und Durchführung einer Unterrichts-               Action (in der Unterrichtspraxis) qualitativ analysiert
einheit zum Forschenden Lernen unter Einbezug                 und       mit     den       quantitativen     TPACK-
digitaler Medien geben die Teilnehmerinnen hoch               Selbsteinschätzungen        der      Teilnehmer*innen
signifikant positivere Einstellungen gegenüber dem            (TPACK on Action) in Beziehung gesetzt.
Einsatz digitaler Medien an, genauso wie signifikant          Parallel zur aktuellen qualitativen Analyse der Un-
geringer wahrgenommene Schwierigkeiten beim                   terrichtsentwürfe ist im April 2021 die zweite Ko-
Einsatz. Zudem ergeben sich hoch signifikante Un-             horte in das Projekt ‚FoLe – Digital‘ gestartet. Wei-
terschiede bezüglich der motivationalen Orientie-             tere Ergebnisse sind in naher Zukunft zu erwarten.
rung gegenüber dem Einsatz digitaler Medien im
naturwissenschaftlichen Unterricht im Verlauf des             8. Literatur
gesamten Projektes.                                           Ajzen, I. (1991). The theory of planned behavior.
6.3. Zusammenhang zwischen TPACK und ToPB                        Organizational Behavior and Human Decision
Eine gemeinsame Analyse von TPACK und den                        Processes, 50(2), 179–211.
Verhaltensabsichten zeigte hoch signifikante Korre-           Angeli, C., & Valanides, N. (2005). Preservice ele-
lationen zwischen TPACK und den Einstellungen                    mentary teachers as information and communica-
gegenüber (r = .261**), der Selbstwirksamkeitser-                tion technology designers: An instructional sys-
wartung bezüglich (r = .561**), den wahrgenomme-                 tems design model based on an expanded view of
nen Schwierigkeiten beim (r = -.551**) sowie der                 pedagogical content knowledge. Journal of
motivationalen Orientierung gegenüber dem Einsatz                Computer Assisted Learning, 21(4), 292–302.
digitaler Medien im naturwissenschaftlichen Unter-            Archambault, L. M., & Barnett, J. H. (2010). Revi-
richt (r = .354). Dies unterstützt die Annahme, dass             siting technological pedagogical content know-
durch die explizite Förderung von TPACK ebenfalls                ledge: Exploring the TPACK framework. Com-
eine positive Entwicklung der Verhaltensabsichten                puters & Education, 55(4), 1656–1662.
gegenüber dem Einsatz digitaler Medien im natur-              Chai, C. S., Ng, E. M., Li, W., Hong, H.-Y., & Koh,
wissenschaftlichen Unterricht erzielt werden kann.               J. H. L. (2013). Validating and modelling tech-
                                                                 nological pedagogical content knowledge
7. Fazit und Ausblick                                            framework among Asian preservice tea-
Die hier präsentieren Ergebnisse der Kohorte 2020                chers. Australasian Journal of Educational
belegen, dass durch den im Projekt ‚FoLe – Digital‘              Technology, 29(1), 41-53.

184
Digitale Medien in der naturwissenschaftlichen Lehrkräftebildung

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