@phdthesis{Kuesel2022,
  author    = {Julian K{\"u}sel},
  title     = {Chemielehre 4.0 – Entwicklung, Implementation und Evaluation digitaler Hochschullehre im naturwissenschaftlichen Sachunterricht und der Chemie},
  url       = {https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bsz:lg1-opus4-8746},
  pages     = {219},
  year      = {2022},
  abstract  = {Die Kultusministerkonferenz, Hochschullehrende und Studierende fordern den Einsatz digitaler Medien in der Hochschulbildung. Die vielf{\"a}ltigen Potentiale digitaler Technologien sollen genutzt werden, um die Lehre weiterzuentwickeln sowie den aktuellen und zuk{\"u}nftigen Herausforderungen von Hochschulen entgegenzuwirken. Beschleunigt durch die Covid-19-Pandemie ist der Einsatz digitaler Technologien in Bildungsinstitutionen in Deutschland eines der aktuell bedeutendsten Themen der Hochschul- und Schulentwicklung. In Bezug auf die Ausbildung von Lehramtsstudierenden fordert die Kultusministerkonferenz (KMK) (2017) eine systematische Herangehensweise, damit zuk{\"u}nftige LehrerInnen relevante digitale Kompetenzen erlangen, um erfolgreich digitale Technologien in der Schule einsetzen zu k{\"o}nnen. Studien zeigen jedoch, dass die M{\"o}glichkeiten der Digitalisierung bisher nur unzureichend in der Lehre an den Hochschulen in Deutschland (Dittler \& Kreidl, 2018; Gilch et al., 2019; Schmid et al., 2017) und speziell in der Lehramtsausbildung (Maxton-K{\"u}chenmeister \& Me{\"s}inger-Koppelt, 2020) realisiert wurden. Dies {\"u}berrascht, da die Forschung Konzepten und Lernmedien mit digitalen Technologien gro{\"s}es Potential einr{\"a}umt (z. B. Hillmayr et al., 2017; Ma et al., 2014). Konzepte wie das flipped classroom (Al-Samarraie et al., 2019) oder die Interaktivit{\"a}t (Sosa et al., 2011) k{\"o}nnen gro{\"s}en Einfluss auf den Lernerfolg von Studierenden haben. Insgesamt kann die Nutzung von digitalen Technologien die Hochschullehre individualisierter, attraktiver, effektiver und flexibler machen (Arnold et al., 2015; Dittler \& Kreidl, 2018; Issing \& Klimsa, 2009; Popp \& Ciolau, 2017; Wachter et al., 2016; Xu \& Xu, 2019). Basierend auf diesen Forderungen und Forschungsergebnissen ist das zentrale Ziel dieser Dissertation die n{\"o}tige Weiterentwicklung der Hochschullehre von Lehramtsstudierenden der Naturwissenschaften durch die Nutzung digitaler Technologien, um die digitalen Kompetenzen der Lehramtsstudierenden zu st{\"a}rken. Diese Weiterentwicklung ist in diesem Projekt durch das Modell der Partizipativen Aktionsforschung f{\"u}r die Hochschullehre organisiert (Tolsdorf \& Markic, 2018). Mit dem Modell werden neue Lehrkonzepte und digitale Medien in zyklischen Prozessen entwickelt, erprobt, evaluiert und verbessert. Damit die geplanten Neuentwicklungen jedoch lernf{\"o}rderlich f{\"u}r die Studierenden sein k{\"o}nnen, werden als Teil der Diagnostik, die Lehramtsstudierenden der Naturwissenschaften im Hinblick auf ihr Wissen, ihren Einstellungen und Lernausgangsbedingungen bez{\"u}glich digitaler Technologien, beforscht. Konkret werden die Student Readiness for Online Learning (Martin et al., 2020a), das Technological Pedagogical and Content Knowledge (TPACK) (Koehler \& Mishra, 2008) und die {\"U}berzeugungen von Lehramtsstudierenden bez{\"u}glich digitaler Technologien (Admiraal et al., 2017) untersucht, da diese das Lernen und auch das zuk{\"u}nftige Unterrichten von Studierenden mit digitalen Medien beeinflussen (Ertmer \& Ottenbreit-Leftwich, 2010; Guzey \& Roehrig, 2009). Diese Erkenntnisse werden im Rahmen dieser Arbeit f{\"u}r die Weiterentwicklung der Lehrkonzepte und der digitalen Medien genutzt, sie sind jedoch auch von allgemeinem Forschungsinteresse. Resultierend aus diesen Zielvorgaben, konstituiert sich dieses Dissertationsprojekt in einen Forschungs- und einen Entwicklungsteil. Im Forschungsteil werden dementsprechend die Student Readiness for Online Learning, das TPACK und die Beliefs der Lehramtsstudierenden der Naturwissenschaften gegen{\"u}ber digitalen Technologien in quantitativen Forschungsdesigns untersucht. Die Forschungsergebnisse bez{\"u}glich der Student Readiness for Online Learning zeigen, dass Lehramtsstudierenden der Naturwissenschaften grunds{\"a}tzlich bereit sind mit digitalen Medien zu lernen. Sie sch{\"a}tzen die n{\"o}tigen F{\"a}higkeiten als generell wichtig f{\"u}r ihr eigenes Lernen ein, sind sich jedoch unsicher, ob sie diese F{\"a}higkeiten erwerben k{\"o}nnen. Bei der Erforschung der Beliefs der Lehramtsstudierenden zeigt sich, dass sie digitale Medien als etwas bis relativ wichtig und unterst{\"u}tzend in ihrem Lernen und zuk{\"u}nftigem Unterrichten ansehen. Die Untersuchung des TPACKs zeigt, dass Studierende unentschieden sind, inwieweit sie das relevante Wissen zur Nutzung digitaler Medien in ihrem zuk{\"u}nftigen Unterricht haben. Durchgef{\"u}hrte Vergleichsstudien mit den USA dokumentieren, dass Lehramtsstudierende in Deutschland signifikant weniger bereit sind mit digitalen Medien zu lernen und diese als erheblich weniger wichtig und unterst{\"u}tzend f{\"u}r ihr Lernen und zuk{\"u}nftiges Unterrichten einsch{\"a}tzen. Au{\"s}erdem sehen sich deutsche Lehramtsstudierende als signifikant weniger kompetent an, relevante F{\"a}higkeiten zu erwerben und mit digitalen Technologien zu unterrichten. Im Entwicklungsteil dieser Dissertation werden diese umfangreichen Erkenntnisse in der Entwicklung der Lehrkonzepte und Medien ber{\"u}cksichtigt. So konnten sowohl zwei erfolgreiche Lehrveranstaltungen, die das flipped classroom-Konzept gewinnbringend einsetzen, als auch interaktive Lernmedien entwickelt werden. Die Mixed-Methods-Begleitforschung zeigt, dass die interaktiven Lernmedien die Studierenden unterst{\"u}tzen und zu einem erfolgreichen Lehrkonzept mit digitalen Medien in der Hochschullehre beitragen k{\"o}nnen. Weiter konnte durch die entwickelten Lehrveranstaltungen das TPACK der Lehramtsstudierenden positiv beeinflusst werden. Die Beliefs der Lehramtsstudierenden der Naturwissenschaften ver{\"a}ndern sich hingegen kaum, jedoch wurde eine selektive Ver{\"a}nderung der Beliefs in Bezug auf einzelne digitale Technologien durch die Covid-19-Pandemie nachgewiesen. Auf Grundlage dieser Forschungs- und Evaluationsergebnisse wurde das Ziel der Weiterentwicklung der Hochschullehre mit digitalen Medien erfolgreich erreicht. Dabei erwies sich das Modell der Partizipativen Aktionsforschung f{\"u}r die Hochschullehre (Tolsdorf \& Markic, 2018) basierend auf den wertvollen Resultaten und der Professionalisierung der Beteiligten, als geeignet f{\"u}r dieses Entwicklung- und Forschungsprojekt. Besonders die Zusammenarbeit mit den Lehramtsstudierenden war gewinnbringend f{\"u}r die Weiterentwicklung der Hochschullehre, da die Studierenden das Entwickelte vielf{\"a}ltig und tiefgehend bewerten und auf dieser Grundlage profunde Verbesserungen m{\"o}glich waren. Die vielfach erprobten, evaluierten und somit abgesicherten Lehrkonzepte und Lernmedien k{\"o}nnen als innovative Beispiele von Hochschullehrenden der Fachdidaktik der Naturwissenschaften oder auch dar{\"u}ber hinaus genutzt werden. Dadurch k{\"o}nnte die Weiterentwicklung der Lehre von Hochschullehrenden vereinfacht werden. Die gewonnenen vielf{\"a}ltigen Erkenntnisse der Studien des Forschungsteils k{\"o}nnen auch au{\"s}erhalb dieser Dissertation als wertvoll f{\"u}r die fachdidaktische Forschung der Naturwissenschaften angesehen werden. Die erlangten Ergebnisse geben wichtige Hinweise in Bezug auf Lehramtsstudierende und ihre potentielle Nutzung von digitalen Medien in ihrem zuk{\"u}nftigen Unterricht. Die entwickelten Lehrkonzepte und besonders die Lernmedien sind als Open Educational Ressource (OER) im Sinne der Nachhaltigkeit auf der selbst entwickelten Plattform nw-didaktik-digital.de bereitgestellt. Auf diese Weise kann das Entwickelte von Hochschullehrenden der Naturwissenschaften in der Lehramtsausbildung f{\"u}r die Innovation der Lehre einen relevanten Beitrag leisten.},
  language  = {de}
}