IMPRESSUM IPN · Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik, vertreten durch: Prof. Dr. Olaf Köller, Geschäftsführender Wissenschaftlicher Direktor / Direktor der Abteilung Erziehungswissenschaft und Pädagogische Psychologie Dr. Uwe Lemburg, Geschäftsführender Administrativer Direktor (kommissarisch) Prof. Dr. Ute Harms, Direktorin der Abteilung Didaktik der Biologie Prof. Dr. Aiso Heinze, Direktor der Abteilung Didaktik der Mathematik Prof. Dr. Oliver Lüdtke, Direktor der Abteilung Pädagogisch-Psychologische Methodenlehre Prof. Dr. Knut Neumann, Direktor der Abteilung Didaktik der Physik Prof. Dr. Ilka Parchmann, Direktorin der Abteilung Didaktik der Chemie Dr. Melanie Keller, Vorsitzende des Wissenschaftsausschusses Redaktion Umschlag / Layout / Satz Fotos Kilian Kirchgeßner, Olaf Köller, Melanie Keller Jan Uhing Titel: ©Tierney - stock.adobe.com; S. 9: © DAVIDS/Damer; S. 14: ©Stock Rocket - stock.adobe.com; S. 19: © Halfpoint - stock.adobe.com; S. 20: ©www.ChristianSchwier.de; S. 21: ©Africa Studio - stock.adobe.com; S. 23: ©contrastwerkstatt - stock.adobe.com; S. 25: ©contrastwerkstatt - stock.adobe.com; S. 29: ©B.Stefanovic; S. 31: ©WavebreakmediaMicro - stock.adobe.com; S. 31: ©nadezhda - stock.adobe.com; S. 33-39: ©IPN; S. 32: ©BillionPhotos - stock.adobe.com; S. 41: ©WavebreakmediaMicro - stock.adobe.com; S. 43: ©Gorodenkoff Productions OU; S. 45: Antonioguillem - stock.adobe.com; S. 49: ©patrick - adobe.stock.com; S. 48: ©Robert Kneschke; S. 50: ©peacefulwarior93 - stock.adobe.com; S. 54: ©hignwaystarz - stock.adobe.com; S. 60: ©Tomasz Trojanowski - stock.adobe.com; S. 64: ©ktsdesign - stock.adobe.com; S. 68: ©micromonkey - stock.adobe.com; S. 72: ©v74 - stock.adobe.com; S. 77: © connel_design - stock.adobe.com © 2021 IPN | Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik Olshausenstraße 62 24118 Kiel Postanschrift: IPN · 24098 Kiel Tel.: +49 431 880 - 50 84 Fax: +49 431 880 - 52 12 info@leibniz-ipn.de www.leibniz-ipn.de

VORWORT Auf Basis dieser Grundannahmen haben wir uns in den vergangenen Jahren mit einer hohen Dynamik weiterentwickelt. Dabei haben wir un- sere nationalen und internationalen Forschungskooperationen gestärkt. Vor Ort ist die Kooperation mit der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) weiter intensiviert worden; vor allem im Bereich der Wissen- schaftskommunikation haben wir mit der CAU viele gemeinsame Vorha- ben angestoßen. Mit Blick auf die strategischen Vernetzungen innerhalb der Leibniz-Gemeinschaft spielen wir in den Leibniz-Forschungsver- bünden „Bildungspotenziale“ und „Energiewende“ eine wichtige Rolle. Solche Kooperationen bieten die Möglichkeit, Kräfte zu bündeln und gemeinsam zu forschen. Zugleich erlauben sie, in der Abstimmung der Agenda Redundanzen zu vermeiden. Im Large-scale Assessment (PISA) haben wir gemeinsam mit der Tech- nischen Universität München und dem Leibniz-Institut für Bildungs- forschung und Bildungsinformation (DIPF) das vom BMBF und den Län- dern geförderte Zentrum für internationale Bildungsvergleichsstudien (ZIB) fortgeführt und Forschungsschwerpunkte im Bereich der Methoden- forschung etabliert. Das ZIB ist im Jahr 2015 erfolgreich evaluiert worden, die zweite Förderphase endet 2022. Im Sommer 2020 hat eine zweite, sehr erfolgreiche Evaluierung stattgefunden, deren Ergebnisse die Grund- lage einer dritten Förderphase sein werden. Auf internationaler Ebene haben wir Kooperationen mit wichtigen Universitäten und außeruniversitären Forschungseinrichtungen in den Niederlanden, der Schweiz, Luxemburg, Dänemark, England, Schweden, Norwegen, Israel, den USA, Australien, China und Chile vertieft. Strukturierung der Arbeiten in den Jahren 2019 und 2020 Das IPN hat seine Forschungsvorhaben in einer Matrixstruktur organi- siert, in der zum einen die Abteilungen, zum anderen die Forschungslinien jeweils eine Dimension aufspannen. Die Forschungslinien, in denen Bil- dungsprozesse von der Kita bis ins Erwachsenenalter untersucht werden, bearbeiten im Sinne der Leibniz-Mission Theoria cum praxi zentrale The- menfelder der Bildungsforschung mit hoher praktischer bzw. gesellschaft- licher Relevanz. Die Abteilungen sichern die Bezüge zu den Disziplinen. Zusammen ergeben sich aus der Matrix-Struktur mit Forschungslinien und Abteilungen große Potenziale für eine interdisziplinäre Bildungsfor- schung im Bereich des mathematisch-naturwissenschaftlichen Lehrens und Lernens.

VORWORT VORWORT Trotz aller pandemiebedingten Einschränkungen sind die Forschungsleis- tungen im Jahr 2020 nicht hinter denen von 2019 zurückgeblieben, die Zahl der Publikationen ist sogar noch gestiegen, und auch die Einwer- bung von Drittmitteln war im Jahr 2020 äußerst erfolgreich. Man kann somit schlussfolgern, dass wir uns insgesamt als resilient in dieser Krise erwiesen haben und der Pandemie auch im Jahr 2021 trotzen werden. Das IPN wächst weiter: Ein Blick nach vorn Zu Beginn des Jahres 2021 nimmt eine neue Abteilung bei uns am IPN ihre Arbeit auf: Sie befasst sich mit dem fachbezogenen Erkenntnistrans- fer. Es sollen wissenschaftsbasiert Konzepte entwickelt werden, mit denen Multiplikatorinnen und Multiplikatoren, also solche Personen, die Lehre- rinnen und Lehrer fort- und weiterbilden, professionalisiert werden können. Letzlich sollen besser qualifizierte Multiplikatorinnen und Multiplikatoren erfolgreicher Lehrkräfte fortbilden und deren gestie- gene Kompetenzen sollen zur Steigerung ihrer Unterrichtsqualität bei- tragen. Am Ende dieser Wirkkette stehen dann die Schülerinnen und Schüler, die erfolgreicher lernen. Das Besondere an dieser Abteilung ist, dass sie das bislang an der Berliner Humboldt-Universität (HU) ansäs- sige Deutsche Zentrum für Lehrerbildung Mathematik (DZLM) integri- ert. Damit wird die Kooperation mit einem bestehenden, deutschland- weiten Netzwerk von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern im Bereich des Wissenstransfers möglich. Mit der Integration des DZLM ist eine deutliche Stärkung der Zusammenarbeit mit der HU verbunden. Die neue Abteilungsleitung hat eine Professur an der HU, und ihr Sitz ist Berlin. Mit der Einrichtung dieser neuen, siebten Abteilung folgt das IPN einer Anregung, die aus der Evaluierung im Jahr 2017 hervorging: Damals wurde vorgeschlagen, den Wissenstransfer aus der Forschung in die pädagogische Praxis zu stärken. Mit großer Unterstützung des Minis- teriums für Bildung, Wissenschaft und Kultur des Landes Schleswig- Holstein setzen wir diese Anregung jetzt um.

DAS IPN IN ZAHLEN PERSONAL 2019 11 Professorinnen/Professoren 52 Mitarbeiterinnen/ Mitarbeiter in Ser- vice u. Verwaltung 108 Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen/Mitarbeiter 44 davon Doktorandinnen/ Dokotoranden 40 davon Postdocs PERSONAL 2020 10 Professorinnen/Professoren 109 Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen/Mitarbeiter 39 davon Doktorandinnen/ Dokotoranden 36 davon Postdocs 52 Mitarbeiterinnen/ Mitarbeiter in Ser- vice u. Verwaltung PROZENTUALER ANTEIL AN FRAUEN UND MÄNNERN AM IPN 2019 33% 67% W3-Professuren 40% 60% W2-Professuren 36% 64% 23% 77% Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen / Mitarbeiter Mitarbeiterinnen / Mitarbeiter Service und Verwaltung PROZENTUALER ANTEIL AN FRAUEN UND MÄNNERN AM IPN 2020 36% 64% W3-Professuren 33% 67% W2-Professuren 33% 67% 23% 77% Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen / Mitarbeiter Mitarbeiterinnen / Mitarbeiter Service und Verwaltung

kompetenzentwicklung im schulischen kontext und ihre bedeutung bei übergängen im bildungssystem

KOMPETENZENTWICKLUNG IM SCHULISCHEN KONTEXT UND IHRE BEDEUTUNG BEI ÜBERGÄNGEN IM BILDUNGSSYSTEM kompetenzentwicklung im schulischen konteXt und ihre bedeutung bei übergängen im bildungssystem Schule soll Schülerinnen und Schüler auf die Herausforderungen einer durch Naturwissenschaften und Technik geprägten Welt vorbereiten. Schülerinnen und Schüler sollen sich diese Herausforderungen er- schließen, sie kritisch analysieren und einen eigenen, begründeten Stand- punkt zu ihnen finden können. Dieser Dreiklang ist ein zentrales Ziel von Schule. Um dieses Ziel zu erreichen, ist über Faktenwissen hinaus ein tiefgreifendes Verständnis zentraler Konzepte der Mathematik und der Naturwissenschaften nötig. Um beispielsweise einen informierten Standpunkt zum Klimawandel ent- wickeln zu können, müssen Schülerinnen und Schüler zentrale Konzepte wie das der Energie verstehen. Um die Diskussion um Fahrverbote beur- teilen zu können, ist es wichtig, dass sie wissen, wie chemische Reaktionen ablaufen. Und wenn es darum geht, die Entstehung neuer Krankheitser- reger zu verstehen, ist dafür ein Verständnis der Evolution Voraussetzung. Um ein solches Verständnis zu entwickeln, sind über die gesamte Schul- zeit hinweg systematisch aufeinander abgestimmte Lerngelegenheiten nötig – insbesondere beim Übergang zwischen Bildungsetappen. Die For- schungslinie Kompetenzentwicklung im schulischen Kontext und ihre Bedeu- tung bei Übergängen im Bildungssystem setzt genau an dieser Stelle an: Es geht im Kern um die Frage, wie Schülerinnen und Schüler ein Verständ- nis zentraler Konzepte der Mathematik und der Naturwissenschaften entwickeln – und darum, wie sie im Verlauf der Schulzeit ebenso wie etwa beim Übergang von der Schule an die Hochschule dabei unterstützt werden können. Der vorliegende Bericht stellt als ein Beispiel für die Arbeiten dieser For- schungslinie das Projekt „Challenging Threshold Concepts in Life Science – Enhancing Understanding of Evolution by Visualization“ (EvoVis) vor, das sich mit der Entwicklung des Verständnisses der Evolution befasst. EvoVis ist ein Kooperationsprojekt des IPN und der Universität Linköping (Schweden) und wurde vier Jahre durch den Schwedischen Wissen- schaftsrat finanziert, das Pendant zur Deutschen Forschungsgemeinschaft. Verantwortlich für diese Forschungslinie: Knut Neumann (Sprecher), Ute Harms, Gabriel Nagy und Ilka Parchmann

KOMPETENZENTWICKLUNG IM SCHULISCHEN KONTEXT UND IHRE BEDEUTUNG BEI ÜBERGÄNGEN IM BILDUNGSSYSTEM Harms, U., & Fiedler, D. (2019). Improving student understanding of random- ness and probability to support learning about evo- lution. In U. Harms, & M. J. Reiss (Eds.), Evolution educa- tion re-considered: Understanding what works (pp. 271-283). Springer International. https://doi. org/10.1007/978-3-030- 14698-6_15 Gerade Zufall und Wahrscheinlichkeit als Prinzipien, die der Evolutions- theorie eigen sind, stellen Lernhindernisse dar, die bisher kaum unter- sucht wurden. Hier setzt das Projekt „Challenging Threshold Concepts in Life Science – Enhancing Understanding of Evolution by Visualization (EvoVis)” an, das zwei Ziele verfolgt: 1. herauszuarbeiten, welche Bedeutung das Verständnis der Konzepte Zufall und Wahrscheinlichkeit sowie zeitliche und räumliche Maße für die evolutionsbiologische Wissensentwicklung haben; 2. mithilfe von Interventionsstudien Informationen darüber zu liefern, wie diese Konzepte für Lernende begreifbar gemacht werden können. Dafür wird ihre Veranschaulichung durch Animationen und Simu- lationen untersucht. Abb. 1: Schematische Darstellung des Prozesses der natürlichen Selektion. Zufällig erzeugte genetische Vielfalt (z. B. durch Mutation und Rekombination) kann sich in Form von individuellen phänotypischen Unterschieden manifestieren. In Verbindung mit Selektionsdrücken aus der Umwelt führt dies zu einer unterschiedlichen Überle- bens- und Fortpflanzungswahrscheinlichkeit. Werden die Unterschiede an die Nach- kommen vererbt, kann sich die Merkmalsausprägung einer Population verändern. Über lange Zeiträume kann dies letztlich zur Entstehung neuer Arten beitragen. Zwei Studien im Berichtszeitraum 2019/2020 beschäftigten sich mit dem ersten dieser Ziele. In beiden Studien wurden vorwiegend Biologiestu- dentinnen und -studenten zu Beginn ihres Studiums befragt, um Hinweise darauf zu bekommen, mit welchem Evolutionsverständnis Abiturien- tinnen und Abiturienten die Schule verlassen. Wissen über evolutions- biologische Phänomene wird in der biologiedidaktischen Forschung meist auf einer Oberflächenebene untersucht, also auf der Ebene biologischer Schlüsselkonzepte wie zum Beispiel Selektion oder Vererbung. Bisher gibt es kaum Erkenntnisse darüber, welche Bedeutung die abstrakten Konzepte Zufall und Wahrscheinlichkeit sowie zeitliche und räumliche Maße (sog. Schwellenkonzepte) für das Verständnis haben. Deshalb stand in einer ersten Erhebung mit Fragebögen im Mittelpunkt des Interesses, wie die Studierenden diese Konzepte verwenden, wenn sie evolutions- biologische Phänomene erklären sollen.

KOMPETENZENTWICKLUNG IM SCHULISCHEN KONTEXT UND IHRE BEDEUTUNG BEI ÜBERGÄNGEN IM BILDUNGSSYSTEM Zur Beantwortung der zweiten Forschungsfrage haben wir in Kooperation mit einer der international renommiertesten Arbeitsgruppen im Bereich des Lehrens und Lernens der biologischen Evolution Studierende eines Biologie-Einführungskurses an einer großen, öffentlichen Forschungs- universität in den USA gebeten, online Fragebögen auszufüllen. Darin kamen Instrumente zum Einsatz, die das statistische Denken, das Evolu- tionswissen und die Akzeptanz der Evolutionstheorie messen. Insgesamt 506 Studierende haben an der Studie teilgenommen (im Mittel 19,4 Jahre alt, SD = 1,5 Jahre). Die Ergebnisse zeigen, dass statistisches Denken jeweils signifikant und positiv mit dem Evolutionswissen, aber auch der Akzeptanz der Evolutionstheorie korreliert. Im Klartext: Wer sich in der Wahrscheinlichkeitsrechnung gut auskennt, weiß mehr über die Evolu- tion und akzeptiert die Evolutionstheorie auch eher. Die durchgeführte Studie lieferte erste Hinweise darauf, welche Bedeutung das statistische Denken für das Lehren und Lernen der Evolution hat. In weiteren Un- tersuchungen soll vertiefend der Frage nachgegangen werden, inwieweit statistisches Denken eine notwendige Voraussetzung dafür ist, die Entwicklung lebendiger Systeme nachzuvollziehen und zu erklären. Fiedler, D., Sbeglia, G. C., Nehm, R. H., & Harms, U. (2019). How strongly does statistical reason- ing influence knowledge and acceptance of evolution? Journal of Research in Science Teaching, 56(9), 1183-1206. https://doi. org/10.1002/tea.21547

PROFESSIONSFORSCHUNG professionsforschung Wenn Eltern ihre Kinder zu Hause unterrichten müssen, so stoßen viele von ihnen recht schnell an ihre Grenzen – auch das ist eine Erkenntnis aus der Corona-Pandemie. Um zu unterrichten, bedarf es des pädagogisch-psycho- logischen Wissens ebenso wie des fachspezifischen und fachdidaktischen Wissens. Lehrkräfte müssen resistent gegen Stress und dazu motiviert sein, die Entwicklung der Schülerinnen und Schüler anzuregen und zu begleiten. Außerdem müssen sie bereit sein, die eigenen unterrichtlichen Aktivitäten zu reflektieren und hieraus Schlüsse für den weiteren Lehr-Lern-Prozess zu ziehen. In der Lehrkräftebildung werden alle diese Eigenschaften thematisiert, die in der Bildungsforschung unter dem Begriff der professionellen Kompetenz von Lehrkräften zusammengefasst sind. Sie sind der Gegenstand, mit dem sich die Forschungslinie Professionsforschung am IPN beschäftigt. Hierbei sind drei übergreifende Fragestellungen leitend: · Wie entwickeln sich die verschiedenen Aspekte der professionellen Kompetenz? · Welche Effekte hat die professionelle Kompetenz auf unterrichtliches Handeln? · Wie kann die professionelle Kompetenz gefördert werden? Diese Forschungsfragen werden am IPN in allen Phasen der Lehrkräftebil- dung bearbeitet. In den vergangenen zwei Jahren lag ein Forschungsschwer- punkt darauf zu untersuchen, wie sich bei den Studierenden das fachliche und das fachdidaktische Wissen im Laufe des Studiums entwickelt. Beide, Fachwissen und fachdidaktisches Wissen von Lehrkräften, beeinflussen maßgeblich den Lernerfolg ihrer Schülerinnen und Schüler. In Deutschland studieren künftige Lehrerinnen und Lehrer neben päda- gogischen und psychologischen Inhalten mindestens zwei Unterrichts- fächer. Welche Fächerkombination die Lehramtsstudierenden wählen, hängt entweder von persönlichen Neigungen ab oder von administrativen Vorgaben der jeweiligen Universität, die beispielsweise ein überschnei- dungsfreies Studium sicherstellen sollen. Häufig wird angenommen, dass sich bestimmte Fächerkombinationen besser ergänzen als andere, em- pirisch untersucht wurde dies bisher jedoch nicht. Dabei ist diese Frage relevant – beispielsweise für die Ausgestaltung des Lehramtsstudiums: Soll- ten sich Synergieeffekte beim Wissenserwerb zeigen, wäre die Empfehlung bestimmter Fächerkombinationen an Universitäten sinnvoll. Neumann, K., Kind, V., & Harms, U. (2019). Probing the amalgam: The relation- ship between science teach- ers’ content, pedagogical and pedagogical content knowledge. International Journal of Science Education, 41(7), 847-861. https://doi. org/10.1080/09500693.201 8.1497217 verantwortlich für diese forschungslinie: Ute Harms (Sprecherin), Aiso Heinze & Uta Klusmann

PROFESSIONSFORSCHUNG Hoth, J., Jeschke, C., Dreher, A., Lindmeier, A., & Heinze, A. (2020). Ist akademisches Fachwissen hinreichend für den Erwerb eines berufs- spezifischen Fachwissens im Lehramtsstudium? Eine Unter- suchung der Trickle-down- Annahme. Journal für Mathematik-Didaktik, 41(2), 329-356. https://doi. org/10.1007/s13138-019- 00152-0 Sorge, S., Kröger, J., Petersen, S., & Neumann, K. (2019). Structure and development of pre-service physics teachers' professional knowledge. Inter- national Journal of Science Edu- cation, 41(7), 862-889. https:// doi.org/10.1080/09500693.20 17.1346326 Für angehende Lehrkräfte hingegen gibt es solche Untersuchungen noch nicht: Inwiefern also ist mathematisches Fachwissen für ihr Verständnis der Physik zentral? Gerade von Lehrkräften der Physik wird erwartet, dass ein vertieftes Fachwissen in beiden Disziplinen für ihre weitere Entwick- lung und Unterrichtspraxis bedeutsam ist. Um zu untersuchen, wie das Fachwissen in Mathematik und Physik zusammenhängt, haben wir Daten von 104 Lehramtsstudierenden mit beiden Fächern aus dem dem Projekt KiL (Messung professioneller Kompetenzen in mathematischen und natur- wissenschaftlichen Lehramtsstudiengängen) verwendet. Dabei wurde das Wissen in beiden Disziplinen in seiner Breite erfasst (in Mathematik u. a. Algebra, Analysis; in Physik u. a. Elektrizitätslehre, Festkörperphysik). Die Ergebnisse sind interessant: Zu Beginn des Studiums gibt es keine sig- nifikanten Unterschiede beim physikalischen Fachwissen von Lehramts- studierenden, die Mathematik als zweites Fach belegen, und jenen, die ein anderes Zweitfach gewählt haben. Mit zunehmenden Studienjahren jedoch zeigt sich, dass Studierende mit dem Zweitfach Mathematik ein höheres physikalisches Fachwissen aufbauen als Studierende mit ei- nem anderen Zweitfach. Wenn Universitäten Lerngelegenheiten im Fach Mathematik anbieten, so eine erste Schlussfolgerung, könnten sie damit den Fachwissenserwerb in der Physik fördern. Dabei wäre jedoch auch denkbar, dass ein Zusammenhang zwischen mathe- matischem und physikalischem Fachwissen nur durch allgemeine kognitive Grundfähigkeiten, wie sie beispielsweise die Abiturnote abbildet, erklärt werden kann. Für Lehramtsstudierende mit der Fächerkombination Mathe- matik und Physik zeigt sich jedoch auch unter Kontrolle der Abiturnote ein signifikanter Zusammenhang des Wissens in beiden Disziplinen. Dieser Be- fund spricht dafür, dass es einen Zusammenhang zwischen dem Fachwissen in beiden Disziplinen gibt, der über allgemeine kognitive Grundfähigkeiten hinausgeht. Außerdem konnten wir zeigen, dass Fachwissen in Mathema- tik signifikant mit dem Fachwissen in nahezu allen Teilgebieten der Physik zusammenhängt – abgesehen von Optik und Festkörperphysik. Die größte Bedeutung hat mathematisches Fachwissen bei jenen Aufgaben der Physik, in denen die Mathematik eine strukturelle Rolle spielt. Für die Interpretation des Zusammenhangs von mathematischem und physikalischem Fachwissen wäre jedoch auch eine umgekehrte Wirkrich- tung denkbar: dass gleichsam die Anwendung mathematischen Wissens in der Physik förderlich dafür ist, weiteres mathematisches Fachwissen zu entwickeln. Dies wurde in der Forschung bisher wenig diskutiert. Die Aufklärung der Kausalität bedarf daher weiterer längsschnittlicher oder ex- perimenteller Studien für das Lehramtsstudium.

PROFESSIONSFORSCHUNG In weiteren Studien soll diesem Ergebnis nachgegangen werden, indem das Zusammenspiel der fachdidaktischen Wissensfacetten in der Biologie und der Chemie vertiefend analysiert wird. Worauf das – ebenfalls in unserer dargestellten Studie – beobachtete höhere Interesse an biologischen Inhalten der Studierenden mit der Fächerkombination Biologie und Chemie versus Biologie und nicht natur- wissenschaftlichem Zweitfach zurückzuführen ist und inwiefern dieses möglicherweise das höhere biologiedidaktische Wissen bedingt, wird ebenfalls Gegenstand von Folgestudien sein. Die Ergebnisse unserer Studie können künftigen Biologielehrerinnen und -lehrern eine Orientierung für die Wahl ihres Zweitfachs geben. Darüber hinaus stärken sie das Bewusstsein, wie bedeutend die Chemie für das Biologiestudium auch im Lehramt ist. Diese gewinnbringende Verbindung sollte für die Studierenden sichtbar gemacht werden, indem chemische fachdidaktische Grundlagen im Studium mit den korrespondierenden biologiedidaktischen Inhalten explizit verknüpft werden. Teilstudie 3: Fächerkombination Mathematik und Wirtschaft: Synergieeffekte im Fachwissen und fachdidaktischen Wissen beider Fächer Mathematik nimmt in den Wirtschaftswissenschaften eine zentrale Rolle ein. Sie wird angewendet, um ökonomische Probleme zu modellieren und zu lösen. So werden beispielsweise einfache Prozentrechnungen zur Kostenberechnung verwendet, mathematische Funktionen kommen zur Beschreibung ökonomischer Größen wie der Kosten- oder Nachfrage- funktion zum Einsatz sowie die Statistik und Wahrscheinlichkeitslehre zur Beschreibung von Kaufverhalten. Diese starke Abhängigkeit von Wirtschaft und Mathematik spiegelt sich auch in empirischen Studien wider, in denen gezeigt wurde, dass mathematisches Wissen eine wichtige Determinante für den Studienerfolg in den Wirtschaftswissenschaften ist. Vor diesem Hintergrund lässt sich vermuten, dass Lehrkräfte mit den beiden Unterrichtsfächern Mathematik und Wirtschaft besonders von ihrer Fächerkombination profitieren. So könnte substanzielles Fachwissen in Mathematik das Fachwissen in Wirtschaft begünstigen. Das gleiche könnte mit Blick auf das fachdidaktische Wissen gelten: Im Wirtschaftsunterricht kommen mathematische Inhalte vor, sodass die Lehrkräfte davon profi- tieren können, wenn sie über fachdidaktische Kenntnisse in Mathematik verfügen. Jeschke, C., Kuhn, C., Lindmeier, A., Zlat- kin-Troitschanskaia, O., Saas, H., & Heinze, A. (2019). What is the rela- tionship between knowl- edge in mathematics and knowledge in economics? Investigating the pro- fessional knowledge of (pre-service) teachers trained in two subjects. Zeitschrift für Pädagogik, 65(4), 511-524.

PROFESSIONSFORSCHUNG Diskussion und Ausblick Sind manche Fächerkombinationen günstiger für den Studienerfolg ange- hender Lehrkräfte als andere? Die vorgestellten Ergebnisse deuten tatsäch- lich darauf hin, dass angehende Lehrkräfte mit Blick sowohl auf ihr Fachwis- sen als auch auf ihr fachdidaktisches Wissen davon profitieren können, wenn sie ein passendes Zweitfach wählen. Synergieeffekte treten allerdings nicht automatisch für beide Studienfächer auf; sie sind von den jeweili- gen Inhalten der Fächer abhängig: Eines der Fächer kann dann profitieren, wenn das andere Fach eine Grundlagenwissenschaft darstellt (Mathematik als Basis für Physik oder Wirtschaft) oder übertragbare Lerngelegenheiten bieten kann (Fachdidaktik Chemie für biologiedidaktisches Wissen). Die vorgestellten Teilstudien waren querschnittlich angelegt; es wurden also jeweils nur zu einem Zeitpunkt des Studiums Daten erhoben. Dies hat zur Folge, dass nur sehr vorsichtige Schlussfolgerungen gezogen werden können. Um die Ergebnisse abzusichern, soll eine längsschnittliche Unter- suchung folgen. Dafür liegen bereits Daten dazu vor, wie sich das Fachwissen und das fach- didaktische Wissen der Studierenden im Studienverlauf entwickeln. Auch der Blick auf weitere Fächerkombinationen, zum Beispiel Mathematik und Biologie, gäbe weitere Einblicke, welche Rolle die jeweilige Fächerkombi- nation für die Entwicklung des fachbezogenen Professionswissens spielt. Die Ergebnisse können Universitäten erste gesicherte Hinweise darauf geben, welche Studienfachkombinationen stärkere Synergieeffekte zeigen als andere. Zu bedenken ist allerdings, dass notwendigerweise die Vielfalt im Lehramt verringert wird, wenn bestimmte Fachkombinationen emp- fohlen werden.

wissenschaftskommunikation und eXtracurriculare fÖrderung wissenschaftskommunikation und eXtracurriculare fÖrderung Die Forschungslinie Wissenschaftskommunikation und extracurricu- lare Förderung am IPN widmet sich Bildungsprozessen jenseits for- maler, schulischer Bildung. Dabei wird die Forschungslinie von zwei Säulen getragen. Zum einen geht es darum, außerschulische Förder- angebote (sog. Enrichment) wie beispielweise die ScienceOlympiaden zu entwickeln, mit denen besonders talentierte und interessierte Schülerinnen und Schüler gefördert werden. Säule 2 beschäftigt sich mit institutsgebundenen Angeboten der Wissenschaftskommunikation (sog. Outreach), in denen für die breite Öffentlichkeit von aktueller Forschung und ihren Ergebnissen berichtet wird, beispielsweise aus Sonderforschungsbereichen der Universität Kiel. In Forschungsprojekten, die zumeist dem Paradigma der angewandten Forschung bzw. dem Ansatz des design-based research folgen, werden Erkenntnisse zu drei Leitfragen gewonnen: 1. Welche Motive, Chancen und Herausforderungen fördern oder behindern die Teilhabe an Enrichment- und Outreach-Angeboten? 2. Wie können aktuelle komplexe und interdisziplinäre Forschungs- inhalte in Outreach- und Enrichment-Angebote überführt werden, die ihre Zielgruppen passgenau erreichen? 3. Wie können durch systemische Vernetzung von Enrichment- und Out- reach-Angeboten nachhaltige Wirkungen erzielt werden? Ein wichtiges Qualitätskriterium dabei ist, dass jegliche Art von Enrich- ment- oder Outreach-Angebot für alle zugänglich ist, für die es gestaltet wurde. Damit soll ein Problem umschifft werden, das beispielsweise in der Wissenschaftskommunikation seit Langem bekannt ist: Angebote, die sich an die breite Öffentlichkeit richten, ziehen oftmals vorwiegend diejenigen an, die aus einem bildungsnahen Milieu kommen und bereits vorher an Wissenschaft interessiert waren. verantwortlich für diese forschungslinie: Ilka Parchmann (Sprecherin), Knut Neumann, Carolin Enzing- müller, Melanie Keller

wissenschaftskommunikation und eXtracurriculare fÖrderung ein, talentierten und interessierten naturwissenschaftlichen Nachwuchs beiderlei Geschlechts gleichermaßen zu fördern? Oder werden auch in diesen Angeboten Mädchen in ihrem Engagement eingeschränkt, sodass die Geschlechterungleichverteilung zugunsten der Jungen auch jenseits der Schule perpetuiert wird? Das WinnerS-Projekt Für Schülerwettbewerbe als außerschulische Fördermaßnahme liegen bisher nur wenige Erkenntnisse zu den Leitfragen (1) und (2) vor, also dazu, wodurch die Teilnahme an En- richment- und Outreach-Angeboten gefördert oder gehemmt wird und wie sich aktuelle Forschungsinhalte in solche Angebote über- führen lassen. Somit bleibt eine evidenzge- steuerte Weiterentwicklung der Angebote außer Reichweite. Diesem Defizit widmet sich das Projekt WinnerS (Wirkungen naturwissen- schaftlicher Schülerwettbewerbe). Die beteiligten Forscherinnen und Forscher untersuchen Teilnahmekriterien ebenso wie die Wirkung von Selektionsmechanismen in den ScienceOlympiaden. Insbesondere soll aufgeklärt werden, inwieweit sich Erfolg bzw. Misserfolg vorhersagen lassen, wenn man beispielsweise Personenmerkmale wie In- telligenz betrachtet oder leistungsbezogene Vorerfahrungen einbezieht. Dabei wird auch in den Blick genommen, ob und wie sich diese Wirkgefüge über die Wettbewerbsrunden hinweg ändern. Untersucht wird auch, inwieweit sich er- folgreiche Teilnehmerinnen und Teilneh- mer im Verlauf des Wettbewerbs steigern – in ihrer Leistung, aber etwa auch in ihrem Interesse an Naturwissenschaften und ihren Berufswünschen. Aus der Zusammenführung beider Bereiche soll schließlich ein rezi- prokes Wirkmodell für naturwissenschaftli- che Schülerwettbewerbe abgeleitet werden. Ein solches Modell wird darüber Aufschluss geben, ob über die Runden hinweg tatsäch- lich die Teilnehmerinnen und Teilnehmer mit dem höchsten Potenzial ausgewählt werden. Zudem kann anhand des Modells abgeschätzt werden, inwieweit den Wettbewerben jen- seits einer Selektion auch eine Förderung ge- lingt und sie damit neben der Spitzen- auch eine Breitenförderung leisten. Die Beobach- tung von ausgeschiedenen Teilnehmerinnen und Teilnehmern wiederum liefert Informa- tionen darüber, ob und wie diese weiter ge- fördert werden müssten, um negative Effekte des Ausscheidens zu kompensieren.

wissenschaftskommunikation und eXtracurriculare fÖrderung Um sich in einem Bereich zu engagieren, ist also zum einen das indi- viduelle Interesse an fachlichen Inhalten nötig sowie die Überzeugung, die fachlichen Herausforderungen auch meistern zu können (also ein positives Fähigkeitsselbstkonzept). Zum anderen ist aber auch das Gefühl essenziell, von anderen Gruppenmitgliedern wertgeschätzt zu werden und sich der Gruppe zugehörig zu fühlen (im Engl. sense of belonging). Ist diese Gruppe allerdings – wie im Falle der PhysikOlympiade oder generell im Fach Physik – männlich dominiert, dann kann sich das Zuge- hörigkeitsgefühl junger Frauen nicht entwickeln. Als die Teilnehmerin- nen und Teilnehmer der ersten Runde der PhysikOlympiade untersucht wurden, zeigte sich, dass weibliche Teilnehmende in ihrem Zugehörig- keitsgefühl negativ von vorhandenen Geschlechterstereotypen in der Physik beeinflusst werden; bei männlichen Teilnehmern hingegen ist das Zugehörigkeitsgefühl von Stereotypen unbeeinflusst. Möchte man also das Problem des ungleichen Geschlechterverhältnisses und der in ihrem Engagement eingeschränkten jungen Frauen in der PhysikOlympiade lösen, so ist zweierlei in den Blick zu nehmen: erstens die auf das eigene Selbst bezogenen Faktoren wie Interesse und Fähigkeitsselbstkonzept und zweitens die sozialen Faktoren wie das Zugehörigkeitsgefühl und ihre Stärkung. In der Gesamtschau sprechen die Ergebnisse somit für einen Be- darf, die Struktur naturwissenschaftlicher Förderangebote wie der ScienceOlympiaden zu optimieren. So können sie inklusiver oder durch ergänzende Maßnahmen gestärkt werden. Künftige Forschung kann dazu beitragen, den Zusammenhang zwischen Wettbewerben, natur- wissenschaftlichem Lernen und leistungsstarken Schülerinnen und Schülern besser zu verstehen. Damit leistet sie einen Beitrag zur stärkeren Vernetzung schulischer und außerschulischer Bildung. Perspektivisch sollte dieser Forschungsansatz auf verschiedene benachteiligte Gruppen ausgeweitet werden, um so einen entscheidenden Beitrag zu leisten, mit dem Bildungsungleichheiten verringert werden können.

METHODENFORSCHUNG UND -ENTWICKLUNG

METHODENFORSCHUNG UND -ENTWICKLUNG METHODENFORSCHUNG UND -ENTWICK- LUNG In der Forschungspraxis sind die empirisch gewonnenen Daten immer komplexer geworden; dadurch steigen die Anforderungen an die statis- tischen Auswertungsverfahren. Das hängt damit zusammen, dass sowohl Bildungsforschung als auch Bildungspolitik immer stärker datengestützt arbeiten und digitalisierte, computerbasierte Erhebungsverfahren ein- gesetzt werden. So weisen die Datensätze, die in den großen Schul- leistungsstudien erhoben werden, eine Mehrebenenstruktur auf, weil Schülerinnen und Schüler innerhalb von Klassen und Klassen inner- halb von Schulen geschachtelt sind. Die großen Schulleistungsstudien wie PISA (Programme for International Student Assessment) und TIMSS (Trends in International Mathematics and Science Study) sollen valide Informationen dazu liefern, wie sich die Leistungsfähigkeit des deutschen Schulsystems entwickelt. Die statistischen Auswertungen dieser und anderer Studien werden dadurch erschwert, dass nicht von allen Personen, die für eine Studie ausgewählt wurden, tatsächlich alle Angaben vorlie- gen (Missing Data), da sie entweder einzelne Items oder Messzeitpunkte auslassen oder gar nicht erst an der Untersuchung teilnehmen. Das IPN beschäftigt sich mit diesen Herausforderungen in der eigenen For- schungslinie Methodenforschung und -entwicklung. In ihr geht es um Fragen der instrumentengestützten Datenerhebung sowie der statis- tischen Auswertung von Datensätzen. Die entsprechenden Arbeiten beziehen sich auf zwei Bereiche: pädagogisch-psychologische Metho- denforschung im engeren Sinne (Educational Measurement) sowie Testentwicklung, Testvalidierung und Bildungsmonitoring (Educational Assessment). Einen Überblick über die Arbeiten gibt die Tabelle 1. Tabelle 1: Struktur der Forschungslinie Methodenforschung und -entwicklung am IPN Educational Measurement Educational Assessment Modellierung latenter Variablen Bildungsmonitoring Weiterentwicklung mehrebenen- analytischer Verfahren Umgang mit fehlenden Daten Schätzung von kausalen Effekten Diagnostik und Testentwicklung Experimentelle Studien zu Testbear- beitungsprozessen Automatisches Essay-Scoring und Maschinenlernen verantwortlich für diese forschungslinie: Oliver Lüdtke (Sprecher), Gabriel Nagy, Aiso Heinze & Olaf Köller

METHODENFORSCHUNG UND -ENTWICKLUNG Moduseffekte und marginale Trendschätzungen in PISA 2018 PISA untersucht seit dem Jahr 2000 die Kompetenzen von 15-Jährigen in den Bereichen Lesen, Mathematik und Naturwissenschaften im interna- tionalen Vergleich. Die Studie ist so angelegt, dass sich seit dem Jahr 2003 die Entwicklung im Fach Mathematik und seit 2006 die Entwicklung in den Naturwissenschaften verfolgen lässt. Dadurch kann man beobachten, wie sich das Kompetenzniveau der 15-Jährigen über die Zeit verändert. Die Abbildung 1 zeigt die entsprechenden Ergebnisse, die im Bericht der OECD für Deutschland publiziert wurden. In den Abbildungen ist zusätzlich für Mathematik und die Naturwissen- schaften ein quadratischer Trend angepasst, der die Datenpunkte sehr gut repräsentiert (hohe R2-Werte). Die Leistungen sind dabei auf Skalen abgetragen, die zu Beginn der Trendschätzung (2003 bzw. 2006) einen internationalen Mittelwert von M = 500 aufwiesen bei einer Streuung von SD = 100 Punkten. Als Interpretationshilfe für Veränderungen auf diesem Maßstab lässt sich festhalten, dass Schülerinnen und Schüler in einem Schuljahr 20 bis 30 Punkte auf der Skala gewinnen. Deutlich wird aus Abbildung 1, dass in beiden Bereichen die Leistungen zunächst über mehrere Zyklen angestiegen, nach 2012 aber abgesunken sind. Bereits in Reanalysen der PISA-2015-Daten konnte gezeigt werden, dass die Items auf Papier (PBA) leichter waren als auf dem Computer (CBA). Dieser sogenannte Moduseffekt war dabei in Deutschland stärker, als es in der internationalen Studie berichtet wurde. Die Folge: Nach- dem der nationale Moduseffekt korrigiert war, fielen die für Deutschland berichteten Leistungen höher aus als international publiziert. In der PISA-Studie von 2018 wurde in Deutschland ein Testdesign gewählt, bei dem die Aufgaben sowohl auf Papier als auch auf dem Com- puter gelöst werden konnten. Dazu wurden die Testhefte aus PISA 2009 neben den computerbasierten Tests eingesetzt. Die Abbildung 2 zeigt das Design und die damit verbundene Datenbasis für Trendschätzungen seit 2009. Mit diesem Design ließ sich erneut ein Moduseffekt feststel- len (wieder waren CBA-Aufgaben schwerer als PBA-Aufgaben), um den die nationalen Daten dann in der marginalen Trendschätzung korrigiert werden konnten. Robitzsch, A., Lüdtke, O., Goldhammer, F., Kröhne, U., & Köller, O. (2020). Reanaly- sis of the German PISA data: A comparison of different approaches for trend estima- tion with a particular empha- sis on mode effects. Frontiers in Psychology, 11, Article 884. https://doi.org/10.3389/ fpsyg.2020.00884 Goldhammer, F., Harrison, S., Bürger, S., Kröhne, U., Lüdt- ke, O., Robitzsch, A., Köller, O., Heine, J-H., & Mang, J. (2019). Vertiefende Analysen zur Umstellung des Modus von Papier auf Computer. in K. Reiss, M. Weis, E. Klieme, & O. Köller (Hrsg.), PISA 2018: Grundbildung im inter- nationalen Vergleich (S. 163- 186). Waxmann.

METHODENFORSCHUNG UND -ENTWICKLUNG Für den originalen Trend ergeben sich Ver- luste von 13 bzw. 17 Punkten. Kommt man also auf Basis des originalen Trends zu dem Schluss, dass 15-Jährige im Jahre 2018 gegenüber 2009 einen Rückstand von gut einem halben Schuljahr aufweisen, so rela- tiviert sich dies beim marginalen Trend auf fast unbedeutende Unterschiede zwischen beiden Zeitpunkten. 2009 PBA 2012 PBA Abb. 2: Schematische Darstellung des Vor- gehens bei der Trendschätzung (marginaler Trend) in Deutschland. 2018 PBA 2015 CBA 2018 CBA Tabelle 2. PISA-Leistungen von 15-Jährigen aus Deutschland in Mathematik und den Naturwissenschaften nach Jahr und Methode der Trendschätzung Mathematik Naturwissenschaften original marginal original marginal 513 514 506 500 513 517 513 507 520 524 509 503 520 528 522 515 Jahr 2009 2012 2015 2018 Robitzsch, A., Lüdtke, O., Schwippert, K., Goldhammer, F., Kröhne, U., & Köller, O. (2020). Leistungsveränderun- gen in TIMSS zwischen 2015 und 2019: Die Rolle des Testmediums und des methodischen Vorgehens bei der Trendschätzung. In K. Schwippert, D. Kasper, O. Köller, N. McElvany, C. Selter, M. Steffensky, & H. Wendt (Hrsg.), TIMSS 2019: Mathematische und naturwis- senschaftliche Kompetenzen von Grundschulkindern in Deutschland im internatio- nalen Vergleich (S. 169-186). Waxmann. Anmerkung; Die Schätzungen wurden mit einem so genannten 2-Parameter-Modell auf der Basis der Item-Response-Theory vorgenommen; zu Details s. Robitzsch et al. (2020). Moduseffekte und marginale Trendschätzungen in TIMSS 2019 Deutschland beteiligt sich seit dem Jahr 2007 an TIMSS mit einer natio- nal repräsentativen Stichprobe von Viertklässlerinnen und Viertklässlern. Auch in TIMSS wurde der Testmodus umgestellt: 2019 wurden die Tests zu den mathematischen und naturwissenschaftlichen Kompetenzen erst- mals auf dem Computer bearbeitet. Die international berichteten Ergeb- nisse der TIMS-Studie seit 2007 sind in Abbildung 3 aufgeführt. Insgesamt gab es in Deutschland in Mathematik zwischen 2007 (525 Punkte) und 2019 (521 Punkte) kaum Veränderungen; in den Naturwissenschaften ist nach dreimal identischen Leistungen (528 Punkte) der Wert im Jahr 2019 um 10 Punkte auf 518 gesunken.

METHODENFORSCHUNG UND -ENTWICKLUNG Die Ergebnisse enthält die Tabelle 3. Der Moduseffekt zeigt sich in den getrennten marginalen Schätzungen für die TIMS-Studie von 2019, die Differenz zwischen PBA und CBA beträgt für beide getesteten Domänen 11 Punkte zugunsten der Leistungen in der papierbasierten Testung. In Mathematik zeigt sich, dass marginale PBA-Schätzungen und originale Schätzungen exakt übereinstimmen. Die marginale PBA-Trendschätzung für Deutschland in den Naturwissenschaften führt zu etwas günstigeren Ergebnissen im Jahr 2019. Die Ursache dafür dürfte darin liegen, dass der Moduseffekt in Deutschland in den Naturwissenschaften stärker ausfällt als in den anderen Ländern und die international vorgenommene Ad- justierung der deutschen Daten zu gering war. Tabelle 3. TIMSS-Leistungen von Viertklässlerinnen und Viertklässlern aus Deutsch- land in Mathematik und den Naturwissenschaften nach Jahr und Methode der Trendschätzung Mathematik Naturwissenschaften Jahr original marginal original marginal PBA 2015 PBA 2019 CBA 2019 522 - 5211 522 521 510 528 - 5181 528 522 511 Anmerkung; 1Um den Moduseffekt korrigierte Werte; die marginalen Schätzungen wurden mit einem sogenannten 2-Parameter-Modell auf der Basis der Item- Response-Theory vorgenommen; bei den originalen Schätzungen kamen das 2-Parameter-Modell (für offene Items) und das 3-Parameter-Modell (Multi- ple-Choice-Items) zum Einsatz; zu Details s. Robitzsch et al. (2020).

ABTEILUNG DIDAKTIK DER BIOLOGIE

Mittenzwei, D., Bruckermann, T., Nordine, J., & Harms, U. (2019). The energy concept and its relation to climate literacy. EURASIA Journal of Mathematics, Science and Technology Education, 15(6), Article em1703. https://doi. org/10.29333/ejmste/105637 Vor diesem Hintergrund setzen die Forschungsarbeiten in der Didaktik der Biologie am IPN die folgenden fünf Schwerpunkte: Um die oben genannten aktuellen Herausforderungen in ihrer Tragweite zu begreifen, ist das Wissen über zentrale biologische und naturwissen- schaftliche Konzepte wesentlich. Im ersten Schwerpunkt untersuchen wir daher Prädiktoren, Bedingungen und Einflussfaktoren der Entwick- lung und Förderung einer evolutionsbiologischen bzw. einer klimabezo- genen Grundbildung. Diese umfasst neben einem vertieften Wissen in den entsprechenden Themenbereichen gleichermaßen Kompetenzaspek- te wie Einstellungen (beispielsweise gegenüber einem klimaschonenden Verhalten), Akzeptanz (beispielsweise gegenüber der Evolutionstheorie) oder auch motivationale Faktoren (beispielsweise die persönliche Risi- kowahrnehmung in Bezug auf den Klimawandel und die Bereitschaft, klimaschonend zu handeln). Im Zusammenhang mit den entsprechenden Studien stehen die Entwicklung von Tests, die das Wissen in diesen The- menbereichen valide erfassen, ebenso wie die Erarbeitung von Lerngele- genheiten, wie digitale Simulationen oder Experimente. Garrecht, C., Eckhardt, M., Höffler, T., & Harms, U. (2020). Fostering students’ socioscientific decision-making: Exploring the effectiveness of an environmental science competition. Disciplinary and Interdisciplinary Science Ed- ucation Research, 2, Article 5. https://doi.org/10.1186/s43031- 020-00022-7 Die oben angesprochenen gesellschaftlichen Herausforderungen werden kontrovers diskutiert; eindeutige Lösungen und Antworten gibt es hierzu nicht. Um politische Diskussionen und Entscheidungen in diesem Zusammenhang nachzuvollziehen und persönliche Handlungsoptionen zu entwickeln, sind Kompetenzen erforderlich, die zur Anwendung biologischen und naturwissenschaftlichen Wissens unter Berücksichti- gung ethischer Werte und Normen befähigen. Die Frage, unter welchen Bedingungen entsprechende Fähigkeiten entwickelt werden können, liegt unserem zweiten Arbeitsschwerpunkt zugrunde. Beim dritten Schwerpunkt stehen Lehrkäfte und ihre Professionalis- ierung im Mittelpunkt. Hier geht es unter anderem darum, das Profes- sionswissen von Biologielehrkräften theoriebasiert zu beschreiben und zu messen. Zentral ist außerdem die Frage, wie Lehramtsstudierende ihr biologisches und biologiedidaktisches Wissen aus dem Studium in kon- kreten Situationen des Biologieunterrichts tatsächlich anwenden. Um uns dieser Frage zu nähern, arbeiten wir mit einem virtuellen Klassenraum, in dem ein simulierter Biologieunterricht die kontrollierte Analyse dieser Prozesse ermöglicht. Großschedl, J., Welter, V., & Harms, U. (2019). A new instru- ment for measuring pre-service biology teachers' pedagogical content knowledge: The PCK- IBI. Journal of Research in Science Teaching, 56(4), 402-439. https://doi.org/10.1002/tea.21482

ABTEILUNG DIDAKTIK DER CHEMIE

In Einrichtungen, in denen es mehr Austausch im Team dazu gibt, berich- ten die pädagogischen Fachkräfte von einer häufigeren Umsetzung natur- wissenschaftlicher Aktivitäten. Einrichtungen stellen also neben den pädagogischen Fachkräften vermutlich auch einen wichtigen Ansatzpunkt für die langfristige Weiterentwicklung früher naturwissenschaftlicher Bildung dar. Dies hängt sicherlich auch damit zusammen, dass anders als in der Schule Bildungspläne für die Kita lediglich einen orientierenden Rahmen darstellen und dass es keine Fächer, Stundentafeln und speziali- sierten Lehrkräfte gibt. Ein zweiter Fokus der Abteilung richtete sich auf die Untersuchung von Interaktionen zwischen dem Erwerb von Fachwissen und der Entwick- lung der Interessen im Verlauf des Lernens im Chemieunterricht in der Sekundarstufe. In dem durch die Schwedische Forschungsgemeinschaft geförderten und in Kooperation mit der Universität Umeå umgsetzten Projekt DoLiS – Development of Learning in Science wurde einer der sehr wenigen echten Längsschnittdatensätze für den Chemieunterricht über den Verlauf der Sekundarstufen gewonnen. Die Instrumentenentwicklung sorgte dafür, dass standardisierte Skalen zu Motivation, Selbstkonzept oder Umfeld- und Unterrichtsfaktoren zur Verfügung stehen, und führte überdies zwei Forschungsstränge der Abteilung zusammen: die differen- zierte Erhebung und Analyse von Interessenstrukturen und -entwick- lungen sowie die Untersuchung von Schülervorstellungen und Konzept- wissen entlang sogenannter Lernpfade (im Engl. Learning Progressions). Schon in früheren Studien wurden Interessen differenziert nach Kontex- ten, Konzepten und Tätigkeiten analysiert. Ergänzend wurden in DoLiS Interessen differenziert nach verschiedenen Tätigkeiten erfasst, in An- lehnung an das sogenannte RIASEC-Modell von Holland. In diesem Mo- dell wird das Interesse an typischen Aktivitäten des Chemieunterrichts – beispielsweise Experimentieren, Auswerten und Erklären – so abgebildet, dass genauer untersucht werden kann, welche dieser Interessenbereiche mit einer Verständnisentwicklung korrelieren und welche nicht. Dabei zeigt sich, dass Schüler eher ein Verständnis von Phänomenen der Che- mie entwickeln, wenn sie sich für kognitiv anspruchsvollere Tätigkeiten wie das Entwickeln eigener Experimente interessieren; das Interesse am reinen Ausführen von Experimenten reicht dafür jedoch nicht aus. Ergänzend zu diesen umfangreichen Quer- und Längsschnittstudien wurden Erhebungen im Unterrichtsprozess selbst begonnen, die derzeit ausgewertet werden.

ABTEILUNG DIDAKTIK DER MATHEMATIK

Im Elementarbereich standen die Forschungsarbeiten zu professionel- len Kompetenzen von pädagogischen Fachkräften im Mittelpunkt. Eine zentrale Frage war dabei, ob für die Planung und die Lernbegleitung von mathematischen Lernaktivitäten im Kindergarten grundlegend unter- schiedliche Kompetenzen erforderlich sind. Basis für diese Fragestellung war die Annahme, dass bei den pädagogischen Fachkräften unterschied- liche kognitive Prozesse ablaufen, je nachdem, ob sie in Situationen unter Zeitdruck spontan reagieren müssen (bei der Lernbegleitung) oder ohne Zeitdruck agieren können (bei der Planung). In einer Studie, die von der Deutschen Forschungsgemeinschaft DFG und dem Schweizerischen Na- tionalfonds zur Förderung der Wissenschaftlichen Forschung SNF finanziert wurde, bearbeiteten 170 pädagogische Fachkräfte einen computerbasier- ten Test, in dem mathematikbezogene Handlungssituationen aus dem Kin- dergartenalltag mit bzw. ohne Zeitdruck simuliert wurden. Die Ergebnisse zeigten, dass sich die vermuteten Kompetenzbereiche zur Planung und Lernbegleitung separat abbilden lassen. Anschließend wurde überprüft, ob für beide Kompetenzbereiche jeweils ein spezifisches Fortbildungs- angebot notwendig ist. Dazu wurden die pädagogischen Fachkräfte drei Gruppen zugeordnet: Zwei Gruppen erhielten eine spezifische Förderung für jeweils einen Kompetenzbereich sowie mathematische Spiele für die Kinder, die dritte Gruppe bekam als Kontrollgruppe nur eine Einweisung in die Spiele. Im Anschluss zeigte sich, dass eine spezifische Förderung nur für das professionelle Handeln unter Zeitdruck Vorteile bringt. Insgesamt machen die Ergebnisse deutlich, dass ein professionelles Han- deln als spontane Reaktion in der Lernbegleitung andere Kompetenzen erfordert als ein Handeln ohne Zeitdruck beispielsweise zur Planung von Lernangeboten. Sie geben zudem Hinweise darauf, wie effektive Fortbil- dungsangebote inhaltlich ausgerichtet werden können. Im Primarbereich widmeten sich die Forschungsarbeiten vor allem dem Schulbuch als potenziellem Einflussfaktor auf den Lernerfolg. Im Rahmen der IPN-Schulbuchstudie wurden 1404 Schülerinnen und Schüler aus 82 Schulklassen untersucht, in denen vier verschiedene Mathematikbücher verwendet wurden. Die Basis dafür bildet ein Untersuchungsansatz, mit dem die Lerngelegenheiten zu einzelnen Themengebieten in den Schul- büchern bewertet werden können. So wurden beispielsweise die vier Schulbuchreihen daraufhin untersucht, welche Lerngelegenheiten sie zur flexiblen Wahl geschickter Rechenstrategien in den Klassenstufen 2 und 3 anbieten. Dabei gab es zwischen den Schulbuchreihen deutliche Un- terschiede. Vergleicht man am Ende der Klassenstufe 3 die Schülerinnen und Schüler, die zwei Schuljahre nach den verschiedenen Schulbüchern unterrichtet wurden, so zeigt sich ein deutlicher Effekt der themenspezi- Lindmeier, A., Seemann, S., Kuratli-Geeler, S., Wullschleger, A., Dunekacke, S., Leuchter, M., Vogt, F., Moser Opitz, E., & Heinze, A. (2020). Modelling early childhood teachers’ mathe- matics-specific professional competence and its differential growth through professional development – an aspect of structural validity. Research in Mathematics Education, 22(2), 168-187. https://doi.org/10.10 80/14794802.2019.1710558 Sievert, H., van den Ham, A.-K., Niedermeyer, I., & Heinze, A. (2019). Effects of mathematics textbooks on the development of primary school children's adaptive expertise in arithmetic. Learning and Individual Differences, 74, Article 101716. https://doi. org/10.1016/j.lindif.2019.02.006

ABTEILUNG DIDAKTIK DER PHYSIK

Nordine, J., Fortus, D., Lehavi, Y., Neumann, K., & Krajcik, J. (2018). Modelling energy transfers between systems to support energy knowledge in use. Studies in Science Educa- tion, 54(2), 177-206. https:// doi.org/10.1080/03057267.20 18.1598048 Die Arbeitsgruppe „Kompetenzentwicklung“ hat daher in den vergan- genen Jahren in Kooperation mit der Michigan State University und dem Weizmann Institute of Science einen neuen Ansatz entwickelt und erprobt, der eine bessere Vermittlung des Energiekonzepts im Physikunterricht der Sekundarstufe I zum Ziel hat. Darin wird der systemische Charakter der Energie stärker betont und naturwissenschaftliche Phänomene bzw. naturwissenschaftlich-technische Vorgänge werden über Energietransfers zwischen Systemen modelliert. Die Erprobung dieses neuen Ansatzes belegt nicht nur, dass er den Aufbau eines vernetzten Wissens unter- stützt, sondern auch, dass die Schülerinnen und Schüler dieses Wissen besser nutzen können, um naturwissenschaftliche Phänomene und natur- wissenschaftlich-technische Vorgänge zu erklären. Aktuell untersucht die Arbeitsgruppe in einer Studie, inwieweit die Schülerinnen und Schüler dadurch besser darauf vorbereitet sind, sich in ihrem Alltag naturwissen- schaftlich-technischen Herausforderungen zu stellen; das heißt, diese zu erkennen, sie zu analysieren und darauf basierend Entscheidungen zu treffen. Die Suche nach Möglichkeiten, wie Schülerinnen und Schüler besser unter- stützt werden könnten, bringt unweigerlich die Frage mit sich, über welche Kompetenzen Lehrkräfte verfügen müssen und wie sie selbst in ihrem Kompetenzaufbau unterstützt werden können. Die Arbeitsgruppe „Pro- fessionsforschung“ hat sich daher in den vergangenen Jahren damit bes- chäftigt, die Entwicklung des Professionswissens angehender Lehrkräfte in der universitären Phase und seine Bedeutung für die Gestaltung guten Unterrichts zu erforschen. Befunde aus jüngerer Zeit zeigen, dass ange- hende Lehrkräfte im Studium ein beträchtliches fachdidaktisches Wissen erwerben. Mit einem von der Arbeitsgruppe entwickelten Modell lässt sich dieses Wissen inhaltlich charakterisieren. Dabei zeigte sich, dass an- gehende Lehrkräfte bereits mit einem intuitiven fachdidaktischen Wissen an die Universität kommen. Dieses intuitive fachdidaktische Wissen ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass es durch Reflexion des eigenen Lernens in der Schulzeit gewonnen werden kann (z. B. Wissen über typische Schülerfehler).

ABTEILUNG ERZIEHUNGSWISSENSCHAFT UND PÄDAGOGISCHE PSYCHOLOGIE

Ein Beispiel dafür ist die Frage, welche Rolle das elterliche Erziehungs- verhalten auf die fachspezifische Leistung und Motivation von Schüler- innen und Schülern hat. Für diese Untersuchungen werden die Daten großer, vielfach längsschnittlicher Studien genutzt, um Ent- wicklungsverläufe beschreiben und erklären zu können. Im vorschulischen Bereich werden ebenfalls existierende Datensätze analysiert. Ergänzend dazu wird eine große quasi-experimentelle Studie durchgeführt. In ihr geht es um Kinder aus sozioökonomisch und kulturell besonders belasteten Familien. Die Forschungsfrage ist: Welche Effekte hat die systematische Verzahnung vorschulischer Fördermaßnahmen im Sinne einer kontinuierlichen Unterstützung ohne Brüche auf ihre kogni- tive und psychosoziale Entwicklung? Der zweite Komplex integriert sich in die Forschungslinie „Pro- fessionsforschung“. Im Vordergrund der Untersuchungen stehen nicht-kognitive Merkmale von Lehramtsstudierenden und Lehr- kräften. Beispielsweise geht es um ihre motivationalen Orientierun- gen, Stressbewältigungsstrategien und Vorstellungen über ihre Rolle als Lehrkraft und über fachliches Lernen. Zum einen interessiert hier, wie sich solche Merkmale in den drei Phasen der Lehrkräftebil- dung (Studium, Referendariat, Fort- und Weiterbildung) entwickeln. Zum anderen wird untersucht, wie sich unterschiedliche Ausprägungen dieser Merkmale auf das leistungsthematische Verhalten und die Lernmo- tivation der Schülerinnen und Schüler auswirken. Dazu werden Daten aus großen, längsschnittlichen Studien analysiert. Ergänzend dienen Tage- buchstudien, in denen Lehrkräfte ihr tägliches Erleben des schulischen Kontextes festhalten, zum besseren Verständnis, wie das Stresserleben von Lehrkräften mit täglichen Ereignissen in der Schule zusammenhängt. Aldrup, K., Klusmann, U., & Lüdtke, O. (2020). Reciprocal associations between students’ mathematics anxiety and achievement: Can teacher sen- sitivity make a difference? Jour- nal of Educational Psychology, 112(4), 735-750. https://doi. org/10.1037/edu0000398

ABTEILUNG PÄDAGOGISCH-PSYCHOLOGISCHE METHODENLEHRE

List, M. K., Köller, O., & Nagy, G. (2019). A semi- parametric approach for modeling not-reached items. Educational and Psy- chological Measurement, 79(1), 170-199. https://doi.org/10.1177/ 0013164417749679 Lüdtke, O., Robitzsch, A., & West, S. G. (2020). Regres- sion models involving non- linear effects with missing data: A sequential modeling approach using Bayesian estimation. Psychological Methods, 25(2), 157-181. https://doi.org/10.1037/ met0000233 Robitzsch, A., & Lüdtke, O. (2020). A review of different scaling approaches under full invariance, par- tial invariance, and nonin- variance for cross-sectional country comparisons in large-scale assessments. Psychological Test and As- sessment Modeling, 62(2), 233-279. Die Arbeiten der Abteilung konzentrieren sich auf vier Themenbereiche. Erstens werden sogenannte Latente-Variablen-Modelle entwickelt. Sie ermöglichen eine flexible Modellierung beispielsweise von psycholo- gischen Konstrukten (z. B. schulischen Kompetenzen und der Persönlich- keit) über die Zeit und verschiedene Gruppen wie etwa Schulformen. Im Fokus stehen verschiedene Aspekte des Testbearbeitungsverhaltens (z. B. Positions- und Ermüdungseffekte) und die Bestimmung von Trends über die Zeit. Eine besondere Herausforderung stellt dabei die Berücksichti- gung der Mehrebenenstruktur schulischer Datensätze dar sowie die Tat- sache, dass zur Erfassung schulischer Kompetenzen häufig sehr komplexe Testdesigns (z. B. Multi-Matrix-Sampling) eingesetzt werden. Zweitens werden Ansätze zur Schätzung von Mehrebenenstrukturgleichungs- modellen entwickelt, die eine flexible Modellierung von Kontexteffekten unter Berücksichtigung von unterschiedlichen Typen von Messfehlern ermöglichen (z. B. Schätzung von Effekten des Unterrichts). Ein Schwer- punkt liegt auf der Anwendung von sogenannten Bayesianischen Schätz- verfahren, die sich besonders dazu eigenen, Schätzungen in problema- tischen Datenkonstellationen zu stabilisieren – etwa dann, wenn Daten nur in wenigen Schulklassen erhoben wurden. Drittens werden Ansätze entwickelt, mit denen sich fehlende Daten er- setzen lassen. „Multiple Imputation“ heißt das Verfahren, das hier zum Einsatz kommt: Dabei werden mehrere Ersetzungen für die fehlenden Be- obachtungen in einem Datensatz erzeugt, bei denen die mit der Ersetzung verbundene Unsicherheit berücksichtigt ist. Im Mittelpunkt stehen die korrekte Spezifikation des Imputationsmodells und Ansätze zur Durch- führung der statistischen Inferenz mit mehrfach imputierten Datensätzen. Viertens interessiert sich die evidenzbasierte Bildungsforschung besonders für belastbare kausale Schlussfolgerungen, die es ermöglichen abzuschät- zen, inwieweit gezielte Veränderungen im Bildungssystem wirksam sind. Es werden statistische Verfahren (z. B. Propensity-Score-Ansätze) unter- sucht, die auch bei fehlender zufälliger Zuweisung der Untersuchungs- einheiten (z. B. Schülerinnen und Schüler) eine zumindest vorsichtige kausale Interpretation von Zusammenhangsmustern ermöglichen sollen.

PUBLIKATIONEN 2019 PUBLIKATIONEN 2019 Beiträge in Zeitschriften Forschung Elektronische Veröffentlichung vor Drucklegung Bernholt, A., Lindfors, M., & Winberg, M. (2019). Stu- dents’ epistemic beliefs in Sweden and Germany and their interrelations with classroom character- istics. Scandinavian Journal of Educational Research. Advance online publication. https://doi.org/10.1080/00313831.2019.1651763 Cruz Neri, N., Guill, K., & Retelsdorf, J. (2019). Lan- guage in science performance: Do good readers perform better? European Journal of Psychology of Education. Advance online publication. https://doi.org/10.1007/s10212-019-00453-5 about artificial reefs trigger students' situational interest in marine biology? Journal of Biological Education. Advance online publication. https://doi.org/10.1080/00219266.2019.1679659 Veröffentlicht Bachsleitner, A., Becker, M., Neumann, M., & Maaz, K. (2019). Bildungsverläufe von Hochschulabsol- venten mit und ohne aufgenommene Promotion. Zeitschrift für empirische Hochschulforschung, 3(2), 173-193. https://doi.org/10.3224/zehf.v3i2.06 Baier, F., Decker, A.-T., Voss, T., Kleickmann, T., Klusmann, U., & Kunter, M. (2019). What makes a good teacher? The relative importance of math- ematics teachers' cognitive ability, personality, knowledge, beliefs, and motivation for instruction- al quality. British Journal of Educational Psychology, 89(4), 767-786. https://doi.org/10.1111/bjep.12256 Enzingmüller, C., & Prechtl, H. (2019). Constructing Barenthien, J., Oppermann, E., Steffensky, M., & graphs in biology class: Secondary biology teach- ers’ beliefs, motivation, and self-reported practic- es. International Journal of Science and Mathematics Education. Advance online publication. https://doi.org/10.1007/s10763-019-09975-2 Flunger, B., Trautwein, U., Nagengast, B., Lüdtke, O., Niggli, A., & Schnyder, I. (2019). Using multilevel mixture models in educational research: An illus- tration with homework research. Journal of Experi- mental Education. Advance online publication. https://doi.org/10.1080/00220973.2019.1652137 Ruppersberg, K., Herzog, S., Kussler, M., & Parch- mann, I. (2019). How to visualize the different lactose content of dairy products by Fearon’s test and Woehlk test in classroom experiments and a new approach to the mechanisms and formulae of the mysterious red dyes. Chemistry Teacher Interna- tional. Advance online publication. https://doi.org/10.1515/cti-2019-0008 Seidelin, L., Albrechtsen, T. R. S., Schoeps, K., Hol- mer, M., & Wahlberg, M. (2019). Does teaching Anders, Y. (2019). Early science education in pre- schools – the contribution of professional develop- ment and professional exchange in team meetings. European Early Childhood Education Research Jour- nal, 27(5), 587-600. https://doi.org/10.1080/1350293X.2019.1651937 Baumert, J., Neumann, M., Dumont, H., Becker, M., Bachsleitner, A., Maaz, K., & Köller, O. (2019). Platzierungsentscheidungen beim Übergang in die gymnasiale Oberstufe - Folgen der Umstellung auf Zweigliedrigkeit des Sekundarschulsystems in Berlin. Zeitschrift für Erziehungswissenschaft, 22(3), 721-763. https://doi.org/10.1007/s11618-019-00880-6 Becker, M., Baumert, J., Tetzner, J., Maaz, K., & Köller, O. (2019). Childhood intelligence, family background, and gender as drivers of socioeco- nomic success: The mediating role of education. Developmental Psychology, 55(10), 2231-2248. https://doi.org/10.1037/dev0000766

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PUBLIKATIONEN 2019 Beiträge in Büchern / Sammel- werken Forschung Veröffentlicht Eickelmann, B., Bos, W., Gerick, J., Goldhammer, F., Schaumburg, H., Schwippert, K., Senkbeil, M., & Vahrenhold, J. (2019). Anlage, Forschungsdesign und Durchführung der Studie ICILS 2018. In B. Eickelmann, W. Bos, J. Gerick, F. Goldhammer, H. Schaumburg, K. Schwippert, M. Senkbeil, & J. Vahrenhold (Eds.), ICILS 2018 #Deutschland: Com- puter- und informationsbezogene Kompetenzen von Schülerinnen und Schülern im zweiten inter- nationalen Vergleich und Kompetenzen im Bereich Computational Thinking (pp. 33-77). Waxmann. George, A. C., Robitzsch, A., Krelle, M., & Breit, S. (2019). Ein empirischer Vergleich von Konzepten der Lesekompetenz in PIRLS. In C. Wallner-Pas- chon, & U. Itzlinger-Bruneforth (Eds.), Lesekompe- tenz der 10-Jährigen im Trend: Vertiefende Analy- sen zu PIRLS (pp. 53-68). Leykam. George, A. C., Robitzsch, A., & Schreiner, C. (2019). Eine Diskussionsgrundlage zur Weiterentwicklung von Rückmeldungen aus standardisierten Kompe- tenzmessungen am Beispiel Mathematik. In A. C. George, C. Schreiner, C. Wiesner, M. Pointinger, & K. Pacher (Eds.), Fünf Jahre flächendeckende Bil- dungsstandardüberprüfungen in Österreich: Ver- tiefende Analysen zum Zyklus 2012 bis 2016 (pp. 225-238). Waxmann. Goldhammer, F., Harrison, S., Bürger, S., Kröhne, U., Lüdtke, O., Robitzsch, A., Köller, O., Heine, J.-H., & Mang, J. (2019). Vertiefende Analysen zur Um- stellung des Modus von Papier auf Computer. In K. Reiss, M. Weis, E. Klieme, & O. Köller (Eds.), PISA 2018: Grundbildung im internationalen Vergleich (pp. 163-186). Waxmann. Gross, J., Kremer, K., & Arnold, J. (2019). Evolution learning and creationism: Thinking in informal learning environments. In U. Harms, & M. J. Reiss (Eds.), Evolution education re-considered: Un- derstanding what works (pp. 285-305). Springer International. Grund, S., Lüdtke, O., & Robitzsch, A. (2019). Miss- ing data in multilevel research. In S. E. Humphrey, & J. M. LeBreton (Eds.), The handbook of multi- level theory, measurement, and analysis (pp. 365- 386). American Psychological Association. Harms, U., & Fiedler, D. (2019). Improving student understanding of randomness and probability to support learning about evolution. In U. Harms, & M. J. Reiss (Eds.), Evolution education re-consid- ered: Understanding what works (pp. 271-283). Springer International. https://doi.org/10.1007/978-3-030-14698-6_15 Harms, U., & Reiss, M. (2019). The present status of evolution education. In U. Harms, & M. J. Reiss (Eds.), Evolution education re-considered: Under- standing what works (pp. 1-19). Springer Interna- tional. https://doi.org/10.1007/978-3-030-14698-6_1 Jeschke, C., Kersting, N. B., Saas, H., Lindmeier, A., Kuhn, C., Zlatkin-Troitschanskaia, O., & Heinze, A. (2019). Investigating cognitive processes of mathematics teachers’ ability to apply knowledge for mastering the demands of teaching and reflect- ing instruction. In C. Lautenbach, J. Fischer, O. Zlatkin-Trotschanskaia, H. A. Pant, & M. Toepper (Eds.), Student learning outcomes assessment in higher education: Perspectives, concepts and ap- proaches for research, transfer and implementation (pp. 25-27). Humboldt University & Johannes Gutenberg University. Köller, O. (2019). Die Geister, die ich rief – ersetzen bald Maschinen unsere Lehrkräfte? In S. Lin-Klitz- ing, D. Di Fuccia, & T. Gaube (Eds.), Schulische Bildung im Zeitalter der digitalen Transformation: Konsequenzen für das Gymnasium? (pp. 75-87). Klinkhardt. Köller, O. (2019). Was nützen Ziele, wenn man sie nicht erreicht? Schulische Leistungen am Ende der gymnasialen Oberstufe. In L. Haag, & K. Zierer (Eds.), Jahrbuch für Allgemeine Didaktik 2018: Thementeil: Unterrichten wir das "Richtige"? - Die Frage nach zeitgemäßen Bildungsinhalten in der Schule (pp. 105-122). Schneider Verlag Hohengeh- ren .

PUBLIKATIONEN 2019 #Deutschland: Computer- und informationsbezo- gene Kompetenzen von Schülerinnen und Schülern im zweiten internationalen Vergleich und Kompe- tenzen im Bereich Computational Thinking. (pp. 79-111). Waxmann. Senkbeil, M., Drossel, K., Eickelmann, B., & Vennemann, M. (2019). Soziale Herkunft und computer- und informationsbezogene Kompeten- zen von Schülerinnen und Schülern im zweiten internationalen Vergleich. In B. Eickelmann, W. Bos, J. Gerick, F. Goldhammer, H. Schaumburg, K. Schwippert, M. Senkbeil, & J. Vahrenhold (Eds.), ICILS 2018 #Deutschland: Computer- und informa- tionsbezogene Kompetenzen von Schülerinnen und Schülern im zweiten internationalen Vergleich und Kompetenzen im Bereich Computational Thinking. (pp. 301-333). Waxmann. Im Druck Ohle, A., Igler, J., Schlitter, T., Schwabe, F., Teerling, A., Köller, O., & McElvany, N. (Accepted/In press). Evaluation von Konzepten und Maßnahmen der fachübergreifenden Leseförderung im Primarbere- ich – Zentrale Ergebnisse aus dem Projekt „Eval- Lesen“. In BiSS-Herausgeberband (Vol. 5) Lehre Veröffentlicht Becker, M., & Maaz, K. (2019). Zentrale quantitative Auswertungsverfahren. In M. Harring, C. Rohlfs, & M. Gläser-Zikuda (Eds.), Handbuch Schulpädagogik (pp. 869-879). Waxmann. Sorge, S., Stender, A., & Neumann, K. (2019). The Bruckermann, T. (2019). Praxisbeispiel MINT: Mit development of science teachers‘ professional com- petence. In A. Hume, R. Cooper, & A. Borowski (Eds.), Repositioning pedagogical content knowl- edge in teachers’ knowledge for teaching science (pp. 149-164). Springer. https://doi.org/10.1007/978-981-13-5898-2_6 Trautwein, U., Nagengast, B., Roberts, B. W., & Lüdt- ke, O. (2019). Predicting academic effort: The con- scientiousness x interest compensation (CONIC) model. In K. A. Renninger, & S. E. Hidi (Eds.), The Cambridge handbook of motivation and learning (pp. 353-372). Cambridge University Press. https://doi.org/10.1017/9781316823279.016 Wagner, W., Kropf, M., Kramer, J., Schilling, J., Ber- endes, K., Albrecht, R., Hübner, N., Rieger, S., Bachsleitner, A., Lühe, J., Nagy, G., Lüdtke, O., Jonkmann, K., Gruner, S., Maaz, K., & Trautwein, U. (2019). Upper secondary education in academic school tracks and the transition from school to postsecondary education and the job market. In H.-P. Blossfeld, & H.-G. Roßbach (Eds.), Education as a lifelong process: The German National Edu- cational Panel Study (NEPS) (2nd revised ed., pp. 253-276). Springer VS. https://doi.org/10.1007/978-3-658-23162-0_14 Praktischen Prüfungen Experimentelle Kompeten- zen im Lehramtsstudium Biologie erfassen. In S. Frölich-Steffen, H. den Ouden, & U. Gießmann (Eds.), Kompetenzorientiert prüfen und bewerten an Universitäten: Didaktische Grundannahmen, rechtliche Rahmenbedingungen und praktische Handlungsempfehlungen (1st ed., pp. 156-170). Verlag Barbara Budrich. Heinze, A. (2019). Diagnostik im und für den Mathe- matikunterricht. In F. Zimmermann, J. Möller, & T. Riecke-Baulecke (Eds.), Basiswissen Lehrerbildung: Schulische Diagnostik und Leistungsbeurteilung (pp. 69-83). Klett Kallmeyer. Junge, K., & Steffensky, M. (2019). Diagnostik von Vorstellungen im naturwissenschaftlichen Unter- richt. In F. Zimmermann, J. Möller, & T. Riecke- Baulecke (Eds.), Basiswissen Lehrerbildung: Schulische Diagnostik und Leistungsbeurteilung (pp. 116-127). Klett Kallmeyer. Klusmann, U., & Deventer, J. (2019). Diagnostik des beruflichen Wohlbefindens von Lehrkräften. In F. Zimmermann, J. Möller, & T. Riecke-Baulecke (Eds.), Basiswissen Lehrerbildung: Schulische Di- agnostik und Leistungsbeurteilung (pp. 224-237). Klett Kallmeyer.

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PUBLIKATIONEN 2019/2020 Bridging research and practice in science educa- tion: Selected papers from the ESERA 2017 Con- ference (pp. 153-170). Springer Nature. https://doi.org/10.1007/978-3-030-17219-0_10 Arbeitspapiere Forschung Veröffentlicht Eckhardt, M. (2019). 29. Pressemappe zum Bunde- sUmweltWettbewerb 2018/2019. IPN - Leibniz-In- stitut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik. http://www.buw.uni-kiel.de/wp-content/up- loads/2011/02/BUW_Pressemappe_2019.pdf Hahn, I. (2019). NEPS technical report for scientific literacy: Scaling results of starting cohort 1 for five-year-old children. (NEPS Survey Paper No. 59). Leibniz Institut für Bildungsverläufe, Nationales Bildungspanel. https://www.neps-data.de/Portals/0/Survey%20 Papers/SP_LIX.pdf Tranfer Veröffentlicht Becker, M., Brose, A., Camehl, G., Graeber, D., Huebener, M., von Keyserlingk, L., Krekel, C., Maaz, K., Marcus, J., Margaryan, S., Möwisch, D., Paul, A., Peter, F., Schmiedek, F., Schnitzlein, D., Schupp, J., Siedler, T., & Spieß, C. K. (2019). Nicht-monetäre Erträge von Bildung in den Bere- ichen Gesundheit, nicht-kognitive Fähigkeiten sowie gesellschaftliche und politische Partizipation: Endbericht des gleichnamigen Forschungsprojek- tes gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF). (Politikberatung kompakt; No. 137). DIW Berlin. http://www.diw.de/documents/publikationen/73/ diw_01.c.623832.de/diwkompakt_2019-137.pdf Kampschulte, L., Ostermann, A., Müller, F., Ropohl, M., Schwanewedel, J., Härtig, H., & Lindmeier, A. (2019). Einsatz digitaler und analoger Medien an außerschulischen Lernorten. IPN - Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik. https://www.ipn.uni-kiel.de/de/forschung/projekte/miu/ Medieneinsatz_an_ausserschulischen_Lernorten.pdf Kähler, J. (2019). NEPS technical report for science: Köller, O., & Steffensky, M. (2019). MINT Nachwuchsbarometer 2019: Eine Studie von acat- ech, IPN und Körber Stiftung. acatech und Kör- ber-Stiftung. https://www.acatech.de/publikation/ mint-nachwuchsbarometer-2019/ Scaling results of starting cohort 2 for grade 1. (NEPS Survey Paper No. 58). Leibniz Institut für Bildungsverläufe, Nationales Bildungspanel. https://www.neps-data.de/Portals/0/Survey%20 Papers/SP_LVIII.pdf Kähler, J. (2019). NEPS technical report for science: Scaling results of starting cohort 2 for grade 3. (NEPS Survey Paper No. 60). Leibniz Institut für Bildungsverläufe, Nationales Bildungspanel. https://www.neps-data.de/Portals/0/Survey%20 Papers/LX.pdf Nordine, J., Delen, I., Evans, R. H., Juuti, K., Lavonen, J., Nilsson, P., Ropohl, M., Sorge, S., & Stadler, M. (2019). Promoting Instructional Coherence through Science Teacher Education: Final report of the PI- CoSTE Project. IPN - Leibniz-Institut für die Päda- gogik der Naturwissenschaften und Mathematik https://www.ipn.uni-kiel.de/de/forschung/projek- te/picoste/PICoSTEFinalReport.pdf

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IPN · Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik Olshausenstraße 62 24118 Kiel Postanschrift: IPN · 24098 Kiel Tel.: +49 431 880 - 50 84 Fax: +49 431 880 - 52 12 info@leibniz-ipn.de www.leibniz-ipn.de