Mehr Erfahren Sie hier.

Die zunehmende Digitalisierung ist ein Phänomen, welches auch Teil der Lebenswelt von Grundschüler*innen geworden ist. Da die Sachunterrichtsdidaktik sich als eine Disziplin versteht, welche sich an der Lebenswelt von Grundschüler*innen orientiert, sollen auch digitale Entwicklungen im Sachunterricht aufgegriffen werden. Darüber hinaus sollen diese auch in der Lehrerbildung eingebunden werden, indem z. B. die Arbeit und der Umgang mit digitalen Medien kompetenzorientiert vermittelt werden soll. So kann ganz konkret die Fortbildung von Lehrpersonen als eine Möglichkeit gesehen werden, um die Fähigkeiten von Lehrpersonen in Bezug auf die Gestaltung eines digital gestützten Unterrichts zu fördern. In diesem Kontext hat sich gezeigt, dass Selbstwirksamkeitserwartungen einen zentralen Einflussfaktor bilden, welcher den Einsatz digitaler Medien im Unterricht beeinflussen kann. Auch das Professionswissen von Lehrpersonen erscheint in diesem Zusammenhang als ein relevantes Merkmal, um digitalitätsbezogenen Unterricht lernwirksam gestalten zu können. Daher widmet sich das Promotionsprojekt dem Zusammenhang von Computational Thinking, Selbstwirksamkeitserwartungen in Bezug auf das Unterrichten digitalitätsbezogenen Sachunterrichts sowie der adaptiven Konzeption und Evaluation einer Lehrerfortbildung.

Die Sachunterrichtsdidaktik hat Inklusion als unter anderem an die Gestaltung von Unterricht gerichtete Entwicklungsaufgabe zunehmend in ihren Diskurs aufgenommen (Pech et al. 2019). Im Anschluss an grundlegende politische und theoretisch-normative Anforderungen liegen mittlerweile unterschiedliche Konzeptionsansätze zur Gestaltung inklusiven Sachunterrichts vor (Schröer & Tenberge 2022). Diese stellen in kritisch-reflexiver Auseinandersetzung, nicht nur die Anlage des Faches und das Zustandekommen seiner Bestände, sondern mitunter auch die Art und Weise der Betrachtung des Kindes als didaktische Kategorie zur Disposition (Schroeder & Miller 2017).

Wiederholt wird dabei, unter dem Ziel der Förderung einer ganzheitlichen Persönlichkeitsentwicklung im Sachunterricht und der inklusiven Didaktik, besonders die Berücksichtigung von individuellen Potenzialen und Bedürfnissen betont.

Unter dem Postulat, Sachunterricht im Zuge einer auf inklusiven Unterricht ausgerichteten Transformation vermehrt an den Bedürfnissen von Schüler*innen auszurichten, wird im Dissertationsprojekt nach der Beschaffenheit und Möglichkeiten der Berücksichtigung von Schüler*innenbedürfnissen im technikbezogenen Sachunterricht gefragt. Unter einem an mixed-methods Zugängen orientierten Forschungsdesign wurden dafür Schüler*innen und Lehrpersonen mit einem eigens enwickelten Fragebogen zur Beschaffenheit von Bedürfnissen in Anlehnung an die Theorie der psychologischen Grundbedürfnisse schriftlich befragt. Anschließend wurde aus der Schüler*innenstichprobe anhand der Fragebogenergebnisse ein theoretisch begründetes Teilsample gezogen. Mit den ausgewählten Schüler*innen und den beteiligten Lehrpersonen wurden im Anschluss an eine durch die Lehrpersonen adaptierte Unterrichtseinheit, halbstrukturierte Leitfadeninterviews zur Beschaffenheit und Berücksichtigung der Bedürfnisse der Schüler*innen in diesem Unterricht geführt. Die Auswertung nimmt nun eine qualitativ-rekonstruktive Beschreibung von Schüler*innenbedürfnissen sowie Handlungen und Strategien von Lehrpersonen zu deren Berücksichtigung vor. 

Die bisherigen Ergebnisse zeigen deutlich die Unterschiedlichkeit von Schüler*innebedürfnissen im Sachunterricht. Sie weisen ferner auf Potenziale und Schwierigkeiten hin, was die Berücksichtigung und Förderung von Bedürfnissen angeht.

Unzureichende Professionalisierung könnte ein Grund dafür sein, dass Lehrkräfte oftmals im Bereich der (fachspezifischen) Nutzung digitaler Medien über geringe Kompetenzen verfügen. Vor dem Hintergrund, dass sich digitale Medien gerade im naturwissenschaftlich-technischen Sachunterricht in besonderer Weise eignen, den heterogenen Vorstellungen und Lernentwicklungen der Schüler:innen zu begegnen, soll es in diesem Promotionsprojekt um die Entwicklung von adaptiven Fortbildungsmodulen für Lehrkräfte zur digital gestützten Gestaltung eines diversitätssensiblen Sachunterrichts gehen. Die Fortbildungen werden im Kontext des Design-Based Research Ansatzes konzipiert, durchgeführt, evaluiert und weiterentwickelt. Es stehen die Untersuchung von fachspezifischen Gelingensbedingungen, Akzeptanz sowie der Wirksamkeit der Fortbildungsmodule bezüglich digitalisierungsbezogener Kompetenzen, Kompetenzerleben und Motivation/Selbstwirksamkeit im Vordergrund.

Am 30. April 2025 verteidigte Mats Vernholz erfolgreich seine Dissertation mit dem Titel:

„Analyse akademischer Selbstkonzepte gewerblich-technischer Lehramtsstudierender unter besonderer Beachtung soziodemographischer Heterogenität und Vergleichsprozessen als Entwicklungseinflüsse – Eine Mixed-Methods-Untersuchung im Kontext der Technikdidaktik“

Mit der bestandenen Disputation schloss er seine Promotion erfolgreich ab.

Wir gratulieren Mats Vernholz sehr herzlich zu diesem bedeutenden wissenschaftlichen Erfolg und wünschen ihm für seine zukünftige akademische wie berufliche Laufbahn alles Gute.

Mehr Erfahren Sie mehr unter: www.uni-muenster.de/Sachunterrichtsdidaktik/team/ann_kathrin_satthoff.shtml

Künstliche Intelligenz ist mittlerweile nicht nur Bestandteil der Lebenswelt aller Menschen, sondern gewinnt auch zunehmend an Bedeutung für die Zukunft der Bildung. Grundschulen stehen dabei vor der Herausforderung, Lernende und Lehrende für die KI-geprägte Welt zu sensibilisieren und die Potenziale der Technologie verantwortungsvoll nutzbar zu machen KI-Kompetenzen entwickeln sich dabei zu zentralen Bildungsgütern, auch wenn digitale Technologien wie Tablets oder Smartphones im Alltag von Kindern oft sichtbarer sind, befindet sich KI unbemerkt in den Technologien wieder (Irion & Kuzu, 2025). Vor dem Hintergrund, dass vor allem der Sachunterricht ermöglicht durch seine vielperspektivische und vernetzende Ausrichtung, künstliche Intelligenz besonders in den Blickwickel nehmen kann (Peschel et al., 2025), beschäftigt sich das Promotionsvorhaben mit der Entwicklung von KI-Kompetenzen im naturwissenschaftlichen-technischen Sachunterricht.

Technik, verstanden als finalausgerichtete, künstlich geschaffene Artefakte und die entsprechenden Handlungen mit diesen (DGTB, 2018; Rohpol, 2009), wird bereits von Vorschulkindern in Spielsituationen oder im Alltag eingesetzt (Mammes et al., 2022). Deshalb ist es essenziell, ein Verständnis technischer Funktionsprinzipien sowie technische Denk-, Arbeits- und Handlungsweisen bereits in der frühen Kindheit anzubahnen und im Sinne eines Spiralcurriculums (Bruner, 1971) sukzessiv auszudifferenzieren (Bergner et al., 2018). Häufig erfolgen diese technischen Lernprozesse vor dem Hintergrund des technischen Problemlösens (Mammes et al., 2022), bei dem das Problemlösen sowohl inhaltlich als auch methodisch aufgegriffen werden kann (Tenberge et al., 2024a).

Im Rahmen des technischen Lernens muss zunehmend auch die Digitalisierung berücksichtigt werden, die eine digitale Erweiterung oder sogar einen Ersatz mechanischer Technik bezweckt (Gervé, 2022). Dabei dürfen Bildungsprozesse über mechanische Aspekte von Technik nicht verdrängt werden, um ein kompetentes und kritisch-reflektiertes Handeln mit (digital-)technischen Artefakten zu ermöglichen (Eickelmann, 2017; Irion et al., 2023). In diesem Zusammenhang könnte Computational Thinking (CT) eine plausibel erscheinende Möglichkeit darstellen, um (digital-)technisches Problemlösen umzusetzen. CT gilt dabei als eine analytische Denkweise, unter der essenzielle überfachliche Fähigkeiten zur datenbasierten, analogen oder digitalen Problemlösung subsummiert werden (Eickelmann, 2017; Wing, 2006).
Empirische Forschungsarbeiten im nationalen und internationalen Kontext thematisieren unterschiedliche Aspekte von technischem Problemlösen und CT im schulischen und vorschulischen Bereich (u.a. Beinbrech, 2003; Eickelmann, 2024; Selasinsky, 2023; Relkin & Bers, 2021). Dabei bleibt eine Verzahnung des technischen Problemlösens und CT entlang spiralcurricularer Lernprozesse trotz plausibel erscheinender Nähe bislang in empirischer Forschung ein Desiderat. Deshalb soll im Rahmen des Dissertationsprojekts vor dem Hintergrund einer Modellierung des technischen Lernens mit Berücksichtigung digital-technischer Aspekte (Schemel & Tenberge, 2025) untersucht werden: a) Wie können lernwirksame, spiralcurriculare Lerneinheiten zur Förderung (digital-)technischen Problemlösens für unterschiedliche Bildungsstufen gestaltet sein? und b) Inwiefern fördern diese Lerneinheiten die allgemeinen und technischen Problemlösekompetenzen in den verschiedenen Bildungsstufen? Das Dissertationsprojekts verknüpft somit Aspekte der Entwicklungs- und Evaluationsforschung (Bortz & Döring, 2016). 

Für die Beantwortung der Forschungsfragen wurde zunächst deduktiv und theoretisch fundiert die PiCT-Modellierung (Schemel & Tenberge, 2025) entwickelt. Vor dem Hintergrund bestehender Modelle zum technischen Problemlösen (u.a. Mammes et al., 2022) und zum CT (u.a.Standl, 2017; Tsarava et al., 2022; Wing, 2006) wurden hierbei Kompetenzen so zusammengeführt, dass sowohl mechanische, digitale und mechanisch-digital vernetzte Problemstellungen berücksichtigt und bearbeitet werden können. Zusätzlich kann die Modellierung –wie auch in dem Dissertationsvorhaben– als Grundlage für die methodische Konzeption von lernwirksamen Lerneinheiten im Kontext des (digital-)technischen Problemlösens dienen. Im Rahmen des Dissertationsprojektes werden Lerneinheiten adaptiert (Tenberge, 2024) und spiralcurricular konzipiert (Tenberge et al., 2024b). Diese zentralisieren sowohl den Einsatz mechanischer Werkzeuge zur Holzverarbeitung als auch digitaler Programmierwerkzeuge, um sowohl (digital-)technische Kompetenzen sukzessive aufbauen zu können.

Um die Lernwirksamkeit dieser spiralcurricularen Lerneinheiten zu evaluieren, dient die Modellierung im Kontext der Evaluationsforschung als Grundlage für die Konzeption des Testinstruments zur Erfassung und Evaluation der (digital-)technischen Problemlösekompetenzen (Schemel & Tenberge, 2025).

Im Rahmen der Hauptstudie soll dieses in Kombination mit weiteren Testverfahren (z.B. Bohrmann, 2017; Tucha & Langer, 2004) im Prä-Post Design in einer Quasi-Längsschnittstudie mit Kontrollgruppe eingesetzt werden.