forschungsbericht 2021 / 2022 IPN · Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik

IPN-Forschungsbericht 2021 / 2022

forschungsbericht 2021 / 2022 IPN · Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik

IPN-Forschungsbericht 2021 / 2022 IPN-Forschungsbericht 2021 / 2022 INHALT VORWORT DAS IPN IN ZAHLEN FORSCHUNGSLINIE FACHLICHES LERNEN IM SCHULISCHEN UND VORSCHULISCHEN BEREICH FORSCHUNGSLINIE PROFESSIONELLE KOMPETENZ VON LEHRKRÄFTEN UND PÄDAGOGISCHEM PERSONAL FORSCHUNGSLINIE WISSENSCHAFTSKOMMUNIKATION UND UNTERRICHTSERGÄNZENDE FÖRDERUNG FORSCHUNGSLINIE METHODENFORSCHUNG UND -ENTWICKLUNG ABTEILUNG DIDAKTIK DER BIOLOGIE ABTEILUNG DIDAKTIK DER CHEMIE ARBEITSGRUPPE DIDAKTIK DER INFORMATIK ABTEILUNG DIDAKTIK DER MATHEMATIK ABTEILUNG DIDAKTIK DER PHYSIK ABTEILUNG ERZIEHUNGSWISSENSCHAFT UND PÄDAGOGISCHE PSYCHOLOGIE ABTEILUNG FACHBEZOGENER ERKENNTNISTRANSFER ABTEILUNG PÄDAGOGISCH-PSYCHOLOGISCHE METHODENLEHRE PUBLIKATIONEN 2021 / 2022 9 14 16 26 36 46 56 60 64 68 72 76 80 84 88 6 6 7 7

IPN-Forschungsbericht 2021 / 2022 IPN-Forschungsbericht 2021 / 2022 VORWORT MINT-Bildung im 21. Jahrhundert: Der Beitrag des IPN Sie gelten als Voraussetzungen für eine berufliche und soziale Teilhabe in unserer Gesellschaft: gelingende Bildungsprozesse in der Mathematik, Informatik, den Naturwissenschaften und der Technik (MINT). Krisen wie die Corona-Pandemie und der Klimawandel oder die jüngste Energiekrise – ausgelöst durch den russischen Angriffskrieg auf die Ukraine – fordern moderne Industrienationen heraus, Lösungen zu finden, die aus diesen Krisen herausführen und den damit verbundenen Herausforderungen begegnen. Ein hohes Bildungsniveau der Bevölkerung sowie gelingende Lehr- und Lernprozesse über die Lebensspanne können Gesellschaften in diesem Zusammenhang resilienter machen. Die MINT-Fächer über- nehmen dabei eine besondere Bedeutung. Das IPN, Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik, will mit seinen Arbeiten dazu beitragen, die Resilienz des Bildungssystems und damit auch die gesellschaftliche Resilienz zu stärken und auszubauen. Die Problemorientierung des IPN folgt der Maxime Theoria cum praxi: Diese enge Verzahnung von Wissenschaft und Praxis ist prägend für alle 97 Einrichtungen der Leibniz-Gemeinschaft. Laut Satzung sollen die IPN- Forschenden die Pädagogik der Naturwissenschaften und der Mathema- tik weiterentwickeln und fördern. Seit dem Jahr 2021 haben wir diesen Auftrag gemeinsam mit der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) auf das Fach Informatik ausgedehnt. Die gemeinsame Arbeitsgruppe Di- daktik der Informatik wurde für zunächst fünf Jahre eingerichtet. Die Arbeiten am IPN werden von folgenden Grundannahmen getragen: 1. Naturwissenschaftliche, mathematische und informatische Bildung stellt eine Grundvoraussetzung für berufliche, gesellschaftliche und soziale Teilhabe dar. 2. Naturwissenschaftliche, mathematische und informatische Bildungs- prozesse werden durch das Zusammenspiel von individuellen Ressour- cen einerseits und formellen (institutionellen) sowie informellen Opportunitätsstrukturen andererseits angebahnt. 3. Die Nutzung von Lerngelegenheiten außerhalb von Kitas, Schulen und Hochschulen, die stark durch den familiären Hintergrund und die Peers mitbestimmt wird, ist nur begrenzt gesellschaftlich steuerbar, am ehesten durch ein attraktives Angebot außerschulischer Lernorte wie beispielsweise Schülerlabore und Museen. Prof. Dr. Olaf Köller, Geschäftsführender Wissen- schaftlicher Direktor 8 8 9 9

IPN-Forschungsbericht 2021 / 2022 IPN-Forschungsbericht 2021 / 2022 Im Large-scale Assessment ist das IPN weiterhin ein wichtige Größe, insbesondere, wenn es um PISA (Programme for International Student Assessment) in Deutschland geht: Gemeinsam mit der Technischen Uni- versität München und dem DIPF | Leibniz-Institut für Bildungsforschung und Bildungsinformation haben wir das vom BMBF und den Ländern geförderte Zentrum für internationale Bildungsvergleichsstudien (ZIB) fortgeführt und Forschungsschwerpunkte in der Methodenforschung etabliert. Das ZIB ist im Jahr 2020 zum zweiten Mal erfolgreich evaluiert worden. Wir alle hoffen, dass dieses Evaluationsergebnis in eine weitere Projektförderung oder vielleicht sogar dauerhafte Finanzierung mündet. Neben PISA beteiligt sich das IPN auch an TIMSS (Trends in International Mathematics and Science Study) und ICILS (International Computer and Information Literacy Study), beides Studien der International Association for the Evaluation of Educational Achievement (IEA). Auf internationaler Ebene haben wir Kooperationen mit wichtigen Uni- versitäten und außeruniversitären Forschungseinrichtungen in den Nie- derlanden, der Schweiz, Luxemburg, Dänemark, England, Schweden, Norwegen, Israel, den USA, Australien und Chile vertieft. Strukturierung der Arbeiten in den Jahren 2021 und 2022 Das IPN hat seine Forschungsvorhaben in einer Matrixstruktur organi- siert, in der zum einen die Abteilungen, zum anderen Forschungslinien jeweils eine Dimension aufspannen. Die Forschungslinien, in denen Bil- dungsprozesse von der Kita bis ins Erwachsenenalter untersucht werden, bearbeiten zentrale Themenfelder der Bildungsforschung mit hoher prak- tischer und gesellschaftlicher Relevanz. Die Abteilungen wiederum si- chern die Bezüge zu den Disziplinen. Zusammen ergeben sich aus der Matrix-Struktur mit Forschungslinien und Abteilungen große Potenziale für eine interdisziplinäre Bildungsforschung im Bereich des naturwissen- schaftlichen, mathematischen und informatischen Lehrens und Lernens. Forschen in Zeiten der Pandemie Die COVID-19-Pandemie hat am IPN auch die Jahre 2021 und 2022 stark geprägt. Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter konnten sich nicht wie gewohnt im IPN austauschen. Im Jahr 2021 fielen noch viele Fachtagun- gen und -konferenzen aus oder fanden digital statt. Auch die naturwis- senschaftlichen Wettbewerbe (Olympiaden) mussten auf digitale For- mate umgestellt werden oder fielen aus. Im Jahr 2022 hat sich die Lage teilweise entspannt und Konferenzen haben wieder vermehrt in Präsenz stattgefunden. 10 10 11 11

IPN-Forschungsbericht 2021 / 2022 IPN-Forschungsbericht 2021 / 2022 IPN-Forschungsbericht 2021 / 2022 Und zum Schluss unser Dank Die in diesem Forschungsbericht vorgestellten Arbeiten wurden durch unsere Zuwendungsgeber und zahlreiche Fördereinrichtungen ermög- licht. Im Namen aller Institutsmitarbeiterinnen und -mitarbeiter danke ich unseren Unterstützerinnen und Unterstützern für die Förderung. Mein Dank gilt ebenso dem Stiftungsrat und dem Wissenschaftlichen Beirat des Instituts, die unsere Arbeit in den vergangenen beiden Jahren begleitet haben. Ganz besonders möchte ich mich im Namen aller Institutsmit- glieder auch bei denjenigen bedanken, die – unter den oftmals noch durch die Pandemie erschwerten Bedingungen – bei unseren Projekten bereitwillig mitgewirkt haben: bei den Lehrkräften, den Eltern und ins- besondere bei den Schülerinnen und Schülern sowie den Studierenden. Ohne die Unterstützung von Ihnen allen wäre das IPN nicht in der Lage, seiner Arbeit nachzugehen. Prof. Dr. Olaf Köller Geschäftsführender Wissenschaftlicher Direktor des IPN 12 12 13 13

IM JAHR 2021 ABGE- SCHLOSSENE QUALI- FIKATIONSARBEITEN Promotionen 12 + Diplom Bachelor Master 4 13 58 + davon keine externe Promotion IM JAHR 2022 ABGE- SCHLOSSENE QUALI- FIKATIONSARBEITEN Promotionen Diplom Bachelor Master 6 + 4 10 56 + davon 1 externe Promotion RUFE IM JAHR 2021 W3 W2 W1 4 4 RUFE IM JAHR 2022 W3 W2 W1 1 3 IM JAHR 2021 EINGEWORBENE DRITTMITTEL 5.942.872 € gesamt EU: 224.548 € Bund/Länder: 2.835.412 € DFG: 376.038 € Wettbewerb (SAW): 605.619 € Stiftungen: 720.640 € Sonstige: 1.179.615 € IM JAHR 2022 EINGEWORBENE DRITTMITTEL 6.301.823 € gesamt EU: 122.113 € Bund/Länder: 2.763.980 € DFG: 551.164 € Wettbewerb (SAW): 175.176 € Stiftungen: 1.223.962 € Sonstige: 565.248 € PUBLIKATIONEN 2021 PUBLIKATIONEN 2022 225 Publikationen gesamt 272 Publikationen gesamt 153 davon Zeitschriften- beiträge 175 davon Zeitschriften- beiträge 14 15

forschungslinie fachliches lernen im schulischen und vorschulischen bereich 16 17

Eye Movement Modeling Examples als Instruktionsansatz in der Organischen Chemie (EYE-OC) Damit mehr Lernende eine grundlegende Bildung in Mathematik, Infor- matik und den Naturwissenschaften erreichen, ist es notwendig, das fach- liche Lernen zu individualisieren. In der Folge rückten in den Jahren 2020 und 2021 zunehmend Fragen rund um individuelle Lernverläufe beim fachlichen Lernen als Voraussetzung für individualisiertes Lernen in den Fokus. Als besonders hilfreich gelten in diesem Zusammenhang digitale Tech- nologien. Ihnen wird ein hohes Potenzial für stärker individualisiertes Lernen in Mathematik, Informatik und den Naturwissenschaften zuge- schrieben. Zum Beispiel können interaktive Simulationen Schülerinnen und Schülern helfen, sich komplexe Inhalte zu erschließen, Augmented Reality kann abstrakte Vorgänge veranschaulichen. Beispielhaft für diese Arbeiten stellen wir im Folgenden das Projekt Eye Movement Modeling Examples als Instruktionsansatz in der Organischen Chemie (EYE-OC) vor. Es beschäftigt sich mit der Frage, wie digital gestützte Repräsentationen Chemie-Studierende individuell beim Lernen unterstützen. EYE-OC ist ein Kooperationsprojekt des IPN mit der Justus-Liebig-Universität Gießen und der University of Northern Colorado und wurde gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG). Das Projekt Eye Movement Modeling Examples als Instruktions- ansatz in der Organischen Chemie (EYE-OC) Wissenschaftliche Erkenntnisse werden oft durch unterschiedliche Darstellungsformen vermittelt: Das Spektrum reicht von Grafiken und Tabellen über Modelle bis hin zu Simulationen. Diese Art der Wissens- vermittlung hängt jedoch im Wesentlichen davon ab, ob die jeweiligen Lernenden diese Darstellungsformen auch verstehen und so zu den in- tendierten wissenschaftlichen Aussagen gelangen. Es wird also immer wichtiger, zu verstehen, wie einzelne Lernende mithilfe bestimmter Darstellungsformen lernen oder diese für die Kommunikation eigener Erkenntnisse nutzen. In der Chemie spielen Symbole und Formeln als Darstellungsformen eine besondere Rolle, vor allem für Reaktionsgleichungen: Chemikerinnen und Chemikern genügen wenige Zeichen, um komplexe Inhalte darzu- stellen – von der qualitativen und quantitativen Stoffzusammensetzung bis hin zu chemischen und physikalischen Eigenschaften des Stoffes und sei- nem möglichen Reaktionsverhalten. In der Organischen Chemie werden Reaktionsgleichungen genutzt, um den chemischen Reaktionsablauf zu beschreiben und den Reaktionsmechanismus zu erklären. 18 19

Eye Movement Modeling Examples als Instruktionsansatz in der Organischen Chemie (EYE-OC) Bei den Studierenden zeigen sich geringere Unterschiede, jedoch waren Studierende höherer Semester schneller in ihrer Entscheidungsfindung und verglichen häufiger und systematischer die unterschiedlichen Teile der Repräsentationen. Diese Beobachtung weist auf eine höhere Selek- tivität für chemisch relevante Entitäten hin und entspricht auch stärker der Zielstellung von Fallvergleichsaufgaben als das eher fokussierte Blick- verhalten bei Erst- und Zweitsemesterstudierenden, die sich auf wenige Stellen der Abbildung konzentrieren und diese vergleichsweise lange be- trachten. Unterschiede zwischen Dozierenden und Studierenden zeigten sich auch in der inhaltlichen Bearbeitung der Aufgaben. Die Aufgabenbearbeitung- en wurden dabei auf Basis von Netzwerkanalysen untersucht. So ließ sich zum einen auswerten, welche und wie viele fachliche Konzepte in die Erklärungen einbezogen wurden. Zum anderen konnten die Forschen- den aber auch die Verknüpfung der Konzepte untereinander erfassen und welche Rolle sie dadurch im Aufbau der Erklärung einnehmen. Die Ergeb- nisse zeigen: Studierende leiten vor allem Struktur-Eigenschafts-Beziehun- gen aus den Darstellungen ab, während die Dozierenden ihre Erklärungen auf Basis übergreifender chemischer Konzepte und Prinzipien strukturie- ren. Bei den Dozierenden zeigte sich erneut eine ähnliche Heterogenität wie bei den Blickbewegungen, die sich in Unterschieden in der Elabo- ration, Ausführlichkeit und im Aufbau der Erklärung niederschlägt, die in teilweise unterschiedliche Argumentationslinien eingebunden wurden. Aufbauend auf diesen Befunden wurde für die weitere Entwicklung der Instruktionsmaterialien auf Basis der Dozierendenlösungen eine „Didak- tisierung“ der Erklärungen und auch des Blickmodells vorgenommen. Die Idee: Die Instruktionsmaterialien sollten die Aufmerksamkeit der Studie- renden synchron zur Erklärung auf die jeweils relevanten Teile des ab- gebildeten Reaktionsmechanismus lenken. Entsprechend wurde zu aus- gewählten Fallvergleichsaufgaben eine didaktisch optimierte Erklärung entwickelt, mit Experten und Expertinnen sowie mit Lehrbüchern inhalt- lich abgestimmt, und auf dieser Grundlage die dynamische Hervorhe- bung von relevanten Teilen des Mechanismus abgeleitet. Asmussen, G., Rodemer, M., Eckhard, J., & Bern- holt, S. (2022). From free association to goal-directed problem-solving: Network analysis of students’ use of chemical concepts in mechanistic reasoning. In N. Graulich & G. Shultz (Eds.), Student reasoning in organic chemistry: Research advances and evidence-based instruc- tional practices (pp. 90-109). Royal Society of Chemistry. https://doi.org/10.1039/ 9781839167782-00090 Eckhard, J., Rodemer, M., Langner, A., Bernholt, S., & Graulich, N. (2022). Let‘s frame it differently – analysis of instructors’ mechanistic explanations. Chemistry Education Research & Practice, 23(1), 78-99. https://doi.org/10.1039/ D1RP00064K 20 21

Eye Movement Modeling Examples als Instruktionsansatz in der Organischen Chemie (EYE-OC) In Studie 2 mit einem randomisierten Kontrollgruppendesign wurden die Videos 171 Teilnehmenden der Einführungsvorlesung der Orga- nischen Chemie vorgelegt. Vor und nach der Videonutzung bearbeiteten die Studierenden einen Fachtest. Unmittelbar nach jedem Video wurden zwei Aufgaben bearbeitet, die die unmittelbare Reproduktion von Kern- argumenten, die im jeweiligen Video behandelt wurden, verlangten. Die Ergebnisse zeigen, dass Studierende, die die Videos mit dynamischen Her- vorhebungen sahen, in direkten Reproduktionsaufgaben umfangreichere und elaboriertere Antworten gaben. Im Vergleich von Vor- und Nachtest zeigte sich ein signifikanter Lernzuwachs, der aber zwischen den Her- vorhebungsformaten nicht unterschiedlich ausfiel. Weitergehende Analy- seschritte zeigten jedoch, dass geringes Vorwissen sowohl durch statische als auch durch dynamische Hervorhebungen teilweise kompensiert wird. Qualitative Analyseergebnisse auf Basis von problemzentrierten Inter- views mit einer Teilstichprobe von zwölf Studierenden zeigten, dass die Studierenden nach der Video-Intervention insgesamt mehr strukturelle Eigenschaften aus den gegebenen Strukturformeln ableiten und diese zunehmend verstärkt nutzen, um eine Schlussfolgerung oder Behaup- tung über den Einfluss dieser Eigenschaften auf den Reaktionsverlauf aufzustellen. Rodemer, M., Eckhard, J., Graulich, N., & Bernholt, S. (2021). Connecting expla- nations to representations. Benefits of highlighting techniques in tutorial videos on students’ learning in organic chemistry. Interna- tional Journal of Science Ed- ucation, 43(17), 2707-2728. https://doi.org/10.1080/095 00693.2021.1985743 Eckhard, J., Rodemer, M., Bernholt, S., & Graulich, N. (2022). What do university students truly learn when watching tutorial videos in organic chemistry? An exploratory study focusing on mechanistic reasoning. Journal of Chemical Edu- cation, 99(6), 2231-2244. https://doi.org/10.1021/acs. jchemed.2c00076 22 23

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forschungslinie professionelle kompetenz von lehrkräften und pädagogischem personal 26 27

Neben diesen neuen Entwicklun- gen in der Forschungslinie wurden in den Jahren 2021 und 2022 be- reits laufende Arbeiten vertieft, die sich damit auseinandersetzen, inwieweit die an Universitäten vorhandenen Lerngelegenheiten die Entwicklung des Professionswissens von Lehramtsstudierenden be- einflussen. In diesem Zusammenhang wurde eine große Heterogenität der Studienstrukturen an deutschen Universitäten hinsichtlich der Verhältnisse von Fachstudium und Fachdidaktik sowie von Theorie- und Praxis-An- teilen festgestellt. Diese unterschiedlichen Strukturen beeinflussen das Pro- fessionswissen der angehenden Lehrkräfte. So nimmt an Standorten mit einem geringen Fachdidaktik-Anteil das Fachwissen einen noch höheren Stellenwert für die Entwicklung fachdidaktischen Wissens ein als an Stan- dorten, die viele Fachdidaktik-Lerngelegenheiten anbieten. Darüber hinaus wurde gezeigt, dass die kognitive Unterstützung durch die Dozierenden ein zentrales Qualitätskriterium für das fachliche Lernen im Lehramtsstudi- um darstellt. Durch die Kombination der Untersuchungsergebnisse, die sowohl die strukturellen als auch die inhaltlichen Aspekte des Studiums betreffen, konnten so wichtige Maßnahmen identifiziert werden, die das fachbezogene Professionswissen im Lehramtsstudium fördern. Professionelle Kompetenz von Lehrkräften geht weit über reines Wissen hinaus. Daher standen im Berichtszeitraum auch wieder Arbeiten im Fokus, die weitere Aspekte professioneller Kompetenz in den Blick nehmen. Lehr- kräfte begegnen in ihrem Beruf nahezu täglich komplexen sozialen und emotionalen Anforderungen: Störungen im Unterricht, Klassenkonflikte oder Schülerinnen und Schüler mit Prüfungsangst. Um hier angemessen zu reagieren, benötigen Lehrkräfte überfachliches Wissen und Können. So betonen schon Jennings und Greenberg in ihrem Modell des prosozialen Klassenraums die Bedeutung der sozial-emotionalen Kompetenz und des beruflichen Wohlbefindens von Lehrkräften für erfolgreiche Lehr- und Lernprozesse. Vor diesem Hintergrund lag in den vergangenen zwei Jahren ein Forschungsschwerpunkt darauf, die Effekte sozial-emotionaler Kompe- tenz und des beruflichen Wohlbefindens von Lehrkräften auf die Unter- richtsqualität und die fachliche sowie affektiv-motivationale Entwicklung von Schülerinnen und Schülern zu untersuchen. Fischer, J., Machts, N., Bruckermann, T., Möller, J., & Harms, U. (2022). The Simulated Classroom Biol- ogy: A simulated classroom environment for capturing the action-oriented profes- sional knowledge of pre- service teachers about evo- lution. Journal of Computer Assisted Learning, 38(6), 1765-1778. https://doi. org/10.1111/jcal.12718 Schiering, D., Sorge, S., & Neumann, K. (2021). Hilft viel viel? Der Einfluss von Studienstrukturen auf das Professionswissen ange- hender Physiklehrkräfte. Zeitschrift für Erziehungswis- senschaft, 24(3), 545-570. https://doi.org/10.1007/ s11618-021-01003-w Schiering, D., Sorge, S., & Neumann, K. (2021). Pro- moting progression in high- er education teacher train- ing: How does cognitive support enhance student physics teachers’ content knowledge development? Studies in Higher Education, 46(10), 2022-2034. https:// doi.org/10.1080/03075079. 2021.1953337 28 29

Effekte sozial-emotionaler Kompetenz Auch zwischen der Empathie der Lehrkraft und der kognitiven und psy- chosozialen Entwicklung der Schülerinnen und Schüler zeigten sich kaum Zusammenhänge (26% der untersuchten Effekte waren statistisch- signifikant positiv). n o i t a l e r r o K 1.00 0.50 0 0.50 -1.00 Unterrichts- Emotionale qualität (global) Unter- stützung Eingreifen bei Bullying Klassen- führung Fachliche Unter- stützung Kognitive Schüler- outcomes Psycho- soziale Schüler- outcomes Abhängige Variable Abbildung 1: Korrelationen zwischen Empathie und der Unterrichtsqualität sowie Schüleroutcomes in Abhängigkeit des methodischen Ansatzes zur Messung von Empathie. Erfassung von Empathie Globaler Selbstbericht Globales objektives Verfahren Berufsspezifischer Selbstbericht Schülerbericht/Intervention 30 31

Effekte des beruflichen Wohlbefindens Empirisch konnten wir in einer aktuellen experimentellen Studie bestäti- gen, dass ein Burnout das Erkennen von Emotionen beeinträchtigt. Zudem können negative emotionale Zustände kognitive Prozesse einschränken und somit das abrufbare Wissen und Handlungsrepertoire einschränken. Spezifisch für den beruflichen Kontext von Lehrkräften wird im Modell des prosozialen Klassenraums sowie im Modell zu den Burnout-Konsequenzen nach Maslach und Leiter postuliert, dass Burnout-Symptome insbesonde- re die emotionale Unterstützung und Klassenführung – als zwei zentrale Dimensionen der Unterrichtsqualität – beeinträchtigen. Dies wiederum erschwert das Lernen sowie die affektiv-motivationale Entwicklung der Schülerinnen und Schüler. Während in bisherigen Arbeiten bereits ein Zusammenhang zwischen Burnout-Symptomen der Lehrkräfte und den Leistungen der Schülerinnen und Schüler gezeigt werden konnte, fehlen empirische Studien, die die angenommene Mediation zwischen Burn- out-Symptomen der Lehrkräfte, ihrer Unterrichtsqualität und kognitiven sowie affektiv-motivationalen Schüleroutcomes untersuchen. Daher nutzten wir die Daten des IQB-Ländervergleichs 2008/2009 (be- reitgestellt vom FDZ am IQB), um zu untersuchen, inwieweit emotionale Erschöpfung als Burnout-Kernsymptom mit einer geringeren emotionalen Unterstützung und Klassenführung assoziiert ist und ob dieses Verhalten wiederum mit einer schlechteren Leistung – erfasst in standardisierten Leis- tungstests –, einem reduzierten fachbezogenem Selbstkonzept und einem sinkenden Interesse der Schülerinnen und Schüler einhergeht. Es lagen Daten von knapp 1000 Lehrkräften und ihren rund 17 000 Neuntklässler- innen und -klässlern vor. Klusmann, U., Aldrup, K., Roloff, J., Lüdtke, O., & Hamre, B. K. (2022). Does instructional quality mediate the link between teachers’ emotional exhaus- tion and student outcomes? A large-scale study using teacher and student reports. Journal of Educational Psy- chology, 114(6), 1442-1460. https://doi.org/10.1037/ edu0000703 Trauernicht, M., Op- permann, E., Klusmann, U., & Anders, Y. (2021). Burn- out undermines empathis- ing: Do induced burnout symptoms impair cognitive and affective empathy? Cognition & Emotion, 35(1), 185-192. https://doi.org/10.1080/026 99931.2020.1806041 Ergebnisse von Mehrebenen-Strukturgleichungsmodel- len zeigten, dass emotionale Erschöpfung der Lehrkraft mit geringeren Leistungen, Selbstkonzept und Interesse auf der Seite der Schülerinnen und Schüler verbunden war (Abbildung 2). Die mit emotionaler Erschöpfung einhergehende reduzierte Unterrichtsqualität im Sinne von geringerer Klassenführung und weniger emotionaler Unterstützung mediierte diese Zusammenhänge partiell. Die Befunde blieben auch unter Kontrolle von Berufser- fahrung, Ge-schlecht, fachlicher Qualifikation der Lehr- kraft und zentralen Merkmalen des Klassenkontexts und der Schulform bestehen. 32 33

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forschungslinie wissenschaftskommunikation und talentörderung 36 37

Bildungs- und Wissenschaftskommunikationsforschung sowie den ver- schiedenen Praxisfeldern und dort tätigen Personen sollen möglichst au- thentische Lernumgebungen entstehen. Hierzu kooperiert das IPN u. a. mit der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU), der Muthesius Kunsthochschule oder den Fachhochschulen in Kiel und Lübeck. Doch die Arbeiten der Forschungslinie zielen nicht nur darauf, die Ent- wicklung zu professionalisieren. Vielmehr soll die Forschung selbst wei- ter vorangebracht werden und Erkenntnisse in bestehende Netzwerke implementiert werden. Denn: Anders als im schulischen Bereich und in der Lehrkräftebildung prägen insbesondere Praxiserfahrungen die Felder Wissenschaftskommunikation und Talentförderung. Eine systematische und modellbasierte Begleitforschung, wie das IPN sie praktiziert, ist bislang selbst international nur wenig etabliert. Dabei dienen der Forschungslinie drei Leitfragen als Grundlage, die in verschiedenen Projekten bearbeitet und zu denen nachfolgend exempla- rische Arbeiten aus dem Berichtszeitraum vorgestellt werden: · Welche Faktoren (individuell, Angebotsseite) beeinflussen Teilhabe an Enrichment- und Outreach-Angeboten sowie deren Nutzung und Wirkung? · Wie können aktuelle Forschungsinhalte unter Einbeziehung der ver- schiedenen Akteurinnen und Akteure wie Rezipientinnen und Rezip- ienten, Fachforschende und Kommunikatorinnen und Kommunika- toren in effektive Outreach- und Enrichment-Angebote überführt werden? · Wie lassen sich durch systemische Vernetzung von Outreach- und En- richment-Angeboten nachhaltige Wirkungen beispielsweise in Bezug auf Verständnis, Interessen, Überzeugungen oder Selbstkonzepte er- zielen? 38 39

MINT-Enrichment für alle Diese Profile unterscheiden sich insbesondere in ihrem Erfolg im Wett- bewerb und in ihrer Motivation, eine Physikkarriere einzuschlagen. Die Identifikation dieser deutlich unterschiedlichen Teilnehmerprofile legt nahe, dass Förderangebote auf die unterschiedlichen Profile abgestimmt werden sollten. So würden beispielsweise Teilnehmende im grünen Profil am meisten von Programmen profitieren, die das physikspezifische Inter- esse steigern wollen. Teilnehmende des gelben Profils signalisieren zwar ein hohes Interesse, jedoch mangelt es ihnen an physikalischen Problem- lösefähigkeiten, welche durch geeignete Maßnahmen gefördert werden sollten. e t r e w e t t i l l m fi o r P e t r e i r t n e Z 1 0.5 0 -0.5 -1 -1.5 PPF AKF INT SWE GRT Profilindikatoren Abbildung 1: Profile von Teilnehmenden innerhalb der PhysikOlympiade. PPF = Physikalische Problemlösefähigkeit, AKF = Allgemeine kognitive Fähigkeiten, INT = Physikinteresse, SWE = Physik-Selbstwirksamkeitserwartung, GRT = Grit. In dem Bestreben, alle Lernenden gleichermaßen von Enrichment- und Outreach-Angeboten profitieren zu lassen, spielen die individuellen Bedürfnisse der Lernenden für die Entwicklung neuer Angebote folglich eine immer wichtigere Rolle. Dies gilt für Wettbewerbe ebenso wie für Angebote an außerschulischen Lernorten wie den Schülerlaboren. 40 41

Kiel Science Communication Network KielSCN Das KielSCN hat zum Ziel: im Vordergrund wie Auf den ersten Blick wirkt alles gut: Das Wissenschaftsbarometer hat 2021 erneut bestätigt, dass die deutsche Bevölkerung der Wissenschaft und Forschung vertraut. Eigenen Studien zufolge gilt das auch für jugendliche Gruppen – trotz oder vielleicht auch gerade wegen der Corona-Krise. Denn die Bedeutung, die Wissenschaft für politisches Handeln und damit auch für die Gesellschaft übernimmt, stand prominent lange nicht. Aber die Krise offenbarte auch eine Kluft zwischen Wissenschaft und Öffentlichkeit und die Notwendigkeit, den wissenschaftlichen Erkenntnisprozess transparent zu machen und die komplex- en Datengrundlagen oder dynamischen Prozesse, die moderne Wissenschaften oft kennzeichnen, zu veranschaulichen. Dieser Herausforderung stellt sich das neu gegrün- dete Kiel Science Communication Network KielSCN, welches am 1. Dezember 2021 gestartet ist. Die VolkswagenStiftung fördert die Einrichtung als eines von vier bundes- weiten Zentren für Wissenschaftskommu- nikationsforschung für eine Laufzeit von zu- nächst fünf Jahren. Krüger, J. T., Höffler, T. N., & Parchmann, I. (2022). Trust in science and scientists among secondary school students in two out-of-school learning activities. Interna- tional Journal of Science Education, Part B: Communication and Public Engagement, 12(2), 111-125. https://doi.org/10.1080/ 21548455.2022.2045380 · Zu verstehen, wie wissenschaftliche Erkenntnisse aus dem Bereich Health Science visuell attraktiv, verständlich und emotional ansprechend gestaltet werden können; · Bürgerinnen und Bürger in Diskurse zu Gesundheit und Wohlbefinden ein- zubinden und ihnen eine aktive Rolle bei der Gestaltung von Visualisierungen und Wissenschaftskommunikationsformaten zu geben; und · Nachwuchswissenschaftlerinnen Nachwuchswissenschaftler mithilfe neu entwickelter Ausbildungs- und Trainingsangebote auf die Aufgabe vorzubereiten, ihre wissenschaftlichen Erkenntnisse an eine breite Öffentlich- keit zu kommunizieren. Langfristig soll mit dem KielSCN ein nach- haltiges und interdisziplinäres Zentrum für visuelle Wissenschaftskommunikations- forschung am Standort Kiel aufgebaut und etabliert werden. Das KielSCN führt dabei im Kiel Science Outreach Campus (KiSOC) begonnene Arbeiten und Prozesse konse- quent weiter und stellt einen Erfahrungs- und Erkenntnistransfer zwischen den Projekten sicher. IPN-Forschende aus der Forschungslinie Wissenschaftskommunika- tion und Talentförderung stellen im KielSCN Theorien, Modelle und Methodik bereit, die einerseits den Designprozess systema- tisieren und andererseits Effektivität und Wirkungsprozess der im KielSCN entwick- elten Formate für verschiedene Zielgruppen evaluieren. 42 43

MINT-Akademie Die Idee: Über die Angebote für ganze Schulklassen hinaus ein weiter- führendes MINT-Angebot für interessierte Jugendliche zu schaffen, das die Bedingungen eines Flächenlandes berücksichtigt und unmittelbar mit schulischen Strukturen verbunden ist. Dieses Konzept stellt einen neuen Prototyp von Strukturen für Schülerforschung dar, den auch andere Bundesländer zur Orientierung nutzen könnten. Darauf aufbauend wurden zwei weitere Vernetzungsstrukturen wie- derum exemplarisch entwickelt und gestartet: Mit dem regionalen MINT-Cluster Science@Seas (gefördert durch das BMBF) wurden Part- ner gewonnen und Projektansätze entwickelt, die bestehende MINT- Angebote jeweils mit weiteren Interessenankern verknüpfen (u. a. Kunst und Kultur im Sinne internationaler STEAM-Ansätze, Technik im Sinne von Makerspace-Konzepten oder Wirtschaft und Gesellschaft im Sinne von Entrepreneuransätzen). Ferner wurde mit der MINT-Akademie ein Dachformat etabliert, das themenbezogen Ansätze entlang von Förder- stufen verknüpft (Abbildung 2). Das Ziel, Jugendliche besser zu vernetzen und einzubinden, bezieht sich jedoch nicht nur auf Strukturen. Auch inhaltlich sollen sie die Chance er- halten, sowohl untereinander als auch mit der Wissenschaft zusammenzu- arbeiten. Einen wichtigen Ansatz dafür bilden Citizen-Science-Konzepte für Schulen und Jugendliche, die am IPN in der Kieler Forschungswerk- statt mit den „Plastikpiraten“ (gefördert durch das BMBF) etabliert wurden und aktuell in weiteren Bereichen (Biodiversität, Archäologie) weiter- entwickelt werden. Die Konzepte stehen zudem mit weiteren Citizen- Science-Programmen im IPN (beispielsweise WTimpact in der Didaktik der Biologie) im Austausch. Bruckermann, T., Greving, H., Schumann, A., Stillfried, M., Börner, K., Kimmig, S. E., Hagen, R., Brandt, M., & Harms, U. (2021). To know about science is to love it? Unraveling cause–effect relationships between knowledge and attitudes toward science in citizen science on urban wildlife ecology. Journal of Research in Science Teaching, 58(8), 1179-1202. https://doi. org/10.1002/tea.21697 Kiessling, T., Knickmeier, K., Kruse, K., Gatta-Rose- mary, M., Nauendorf, A., Brennecke, D., Thiel, L., Wichels, A., Parchmann, I., Körtzinger, A., & Thiel, M. (2021). Schoolchildren discover hotspots of floating plastic litter in rivers using a large-scale collaborative approach. Science of The Total Environ- ment, 789, Article 147849. https://doi.org/10.1016/j. scitotenv.2021.147849 44 45

forschungslinie methodenforschung und -entwicklung 46 47

Ein Teil dieser Arbeiten ist eng mit dem Arbeitsprogramm des Zentrums für internationale Bildungsvergleichsstudien (ZIB) abgestimmt. Das IPN ist Partnereinrichtung im ZIB – neben dem DIPF | Leibniz-Institut für Bildungsforschung und Bildungsinformation und der Technischen Uni- versität München. Das ZIB-Arbeitsprogramm umfasst sowohl wissen- schaftliche Dienstleistungen (PISA-Berichtslegung) als auch die Metho- denforschung im engeren Sinne. Des Weiteren ist die Forschungslinie am Nationalen Bildungspanel (NEPS) beteiligt, in der sie die Säule Kom- petenzentwicklung über die Lebensspanne verantwortet. Schwerpunkte liegen hier in der Testentwicklung und Testvalidierung sowie in Arbeiten zu ICT*-Literacy. Die Forschungslinie Methodenforschung und -entwicklung verfolgt mit ihren Arbeiten das Ziel, Empfehlungen für die wissenschaftliche Praxis in der Empirischen Bildungsforschung zu generieren, von denen auch die empirisch ausgerichteten Arbeiten der anderen IPN-Forschungslinien direkt profitieren. Zusätzlich wird Software (z. B. Pakete in der Software R) entwickelt, die eine anwenderfreundliche Nutzung der Verfahren er- möglicht. In den Berichtsjahren 2021 und 2022 haben insbesondere die metho- dischen Herausforderungen und Chancen der zunehmenden Digital- isierung die Arbeiten in der Forschungslinie stark geprägt. Technolo- giebasierte Verfahren ersetzen immer häufiger papierbasierte Test- und Befragungsinstrumente. Im NEPS wurde grundsätzlich auf technolo- giebasierte Testverfahren umgestellt. Am IPN werden daher digitale NEPS-Testinstrumente für die Bereiche Mathematik, Naturwissenschaften und ICT-Literacy entwickelt. Die Leibniz Junior Research Group COMET (Cognition and Motivation in Educational Testing) hat anhand von com- puterbasierten Leistungstests die Testbearbeitungsprozesse von Schüler- innen und Schülern analysiert. Mithilfe experimenteller Studien wurde u. a. untersucht, wie Testaufgaben gestaltet sein müssen, um die Validität bei der Interpretation der Ergebnisse zu erhöhen. Die Nachwuchsgruppe DARIUS (Digital Argumentation Instruction for Science; gefördert durch die Deutsche Telekom Stiftung) setzt auf Metho- den des maschinellen Lernens, um Ansätze zur automatischen Kodierung der Qualität des schriftlichen naturwissenschaftlichen Argumentierens zu entwickeln. Die computerbasierte Auswertung der sprachproduk- tiven Leistungen soll dabei verknüpft werden mit automatisierten Rück- meldungen an Schülerinnen und Schüler, die dann leistungssteigernd wirken. * (information and communication technology) Robitzsch, A., & Lüdtke, O. (2022). Some thoughts on analytical choices in the scaling model for test scores in international large-scale assessment studies. Mea- surement Instruments for the Social Sciences, 4, Article 9. https://doi.org/10.1186/ s42409-022-00039-w Hahn, I., & Kähler, J. (2022). NEPS technical report for science: Scaling results of starting cohort 3 for grade 11. (NEPS Survey Paper No. 93). Leibniz Institute for Educa- tional Trajectories, National Educational Panel Study. https://doi.org/ 10.5157/ NEPS:SP93:1.0 Senkbeil, M. (2022). ICT- related variables as pre- dictors of ICT literacy be- yond intelligence and prior achievement. Education and Information Technologies, 27, 3595-3622. https://doi. org/10.1007/s10639-021- 10759-x 48 49

Modellierung von Prozessdaten Modellierung von Antwortzeiten: Untersuchung der Testbearbeitungsmotivation Antwortzeiten wird ein großer diagnostischer Wert zugesprochen, da sie Schülerinnen und Schüler identifizieren, die den Test eher unmotiviert bearbeiten. Denn: Eine geringe Motivation kann sich in sehr kurzen Ant- wortzeiten widerspiegeln. In der aktuellen psychometrischen Forschung finden sich verschiedene Vorschläge zur Nutzung von Antwortzeiten, um motiviertes von unmotiviertem Testverhalten zu unterscheiden. Aktuelle Ansätze setzen auf Item-Response-Mischverteilungsmodelle. vollständig Testbearbeitungsmotivation Während sehr kurze Antwortzeiten zwangsläufig unmotivierte Ant- worten widerspiegeln, müssen die mit längeren Zeiten einhergehen- den Antworten nicht unbedingt motiviert erfolgen. Somit stellt sich die Frage, inwieweit kurze Antwortzeiten in der Lage sind, eine un- zureichende abzubilden. Diese Frage stand im Mittelpunkt einer Arbeit zur Modellierung der Testbearbeitungsmotivation. Dabei wurde sich der Umstand zunutze ge- macht, dass die Wahrscheinlichkeit korrekter Antworten über den Test- verlauf abnimmt. Dieser sogenannte Positionseffekt ist gut dokumentiert. Es existieren Hinweise, dass er der abnehmenden Testbearbeitungsmo- tivation während der Testbearbeitung geschuldet ist. Dieser Perspektive folgend, indiziert ein nach Ausschluss schneller Antworten bestehender Positionseffekt, dass schnelle Antwortzeiten die Testbearbeitungsmotiva- tion nicht vollständig abbilden, da zum Testende hin auch Antworten mit längeren Bearbeitungszeiten von einer abnehmenden Testbearbeitungs- motivation betroffen sind. Im Zentrum der Arbeit stand ein computergestützter Naturwissen- schaftstest in einer Stichprobe von Schülerinnen und Schülern der 5. und 6. Jahrgangsstufe. Für die psychometrischen Analysen wurde ein Item-Response-Mischverteilungsmodell entwickelt, welches zunächst sehr schnelle Antworten herausfiltert und anschließend Antworten mit längeren Antwortzeiten unter Berücksichtigung des Positionseffekts mo- delliert. Dieses Modell kann um personenseitige Prädiktoren des Positions- effekts erweitert werden. Konkret wurde dazu die von den Schülerinnen und Schülern selbstberichtete Abnahme der Testanstrengung herangezo- gen. Dadurch können verschiedene Aspekte der Testbearbeitungsmoti- vation (Antwortzeiten und Positionseffekte) und deren Korrelate gemein- sam untersucht werden. Nagy, G., & Ulitzsch, E. (2022). A multilevel mixture IRT framework for modeling response times as predictors or indicators of response engagement in IRT models. Educational and Psychological Measurement, 82, 845-879. https://doi.org/10.1177/ 00131644211045351 Nagy, G., Ulitzsch, E., & Lindner, M. A. (2022). The role of rapid guessing and test-taking persistence in modelling test-taking engagement. Journal of Computer Assisted Learning. Advance online publication. https://doi.org/10.1111/ jcal.12719 50 51

Modellierung von Prozessdaten Abbildung 2: Interaktive Beispielaufgabe aus dem Education and Skills On- line Assessment. Quelle: https://www.oecd.org/skills/ ESonline-assessment/ta- kethetest/#d.en.367010 Beispiel für eine solche Umgebung dar. In dieser Aufgabe interagieren Personen mit einem simulierten Onlineversandhandel. Zielstellung ist es, eine bereits bestellte Lampe zurückzugeben. Hierzu müssen Personen sowohl mit der Internetseite als auch mit einem simulierten E-Mail-Post- fach interagieren. 52 53

Perspektivisch ermöglichen solche Vorhersagen die Entwicklung von Auf- gaben, die sich dynamisch an das Leistungsniveau der Testteilnehmenden anpassen und vereinfacht werden, wenn die Personen die ursprünglich gestellte Aufgabe voraussichtlich nicht lösen können. Durch eine ver- besserte Passung von Aufgabenschwierigkeit und dem Leistungsniveau der Testteilnehmenden könnten solche adaptiven Aufgaben sowohl die Testbearbeitungsmotivation erhöhen als auch eine präzisere Fähigkeits- schätzung ermöglichen. Diskussion und Ausblick In zukünftigen Forschungsarbeiten sollen psychometrische Modelle un- tersucht werden, die Prozessdaten aus Fragebogendaten (Selbstberichte) analysieren. Es besteht zunehmend Konsens, dass die Motivation, das In- teresse oder auch die Zufriedenheit von Schülerinnen und Schülern nicht nur zentrale Prädiktoren der schulischen Leistungen darstellen, sondern auch ein wünschenswertes Ergebnis von Bildungsprozessen sind. Aller- dings gilt es festzustellen, dass im Vergleich zu den Leistungstests die Va- lidität der Schülerfragebögen bisher weniger Beachtung gefunden hat. Die Analyse von Prozessdaten bietet hier neue Möglichkeiten der Quali- tätskontrolle von Fragebogendaten. Ein Fokus soll auf der Identifikation von nachlässigem Antwortverhalten (Careless Responding) liegen. Damit wird Antwortverhalten zusammengefasst, das auf eine nachlässige Bear- beitung der Items durch bestimmte Schülerinnen und Schüler hinweist (z. B. das Vorliegen von bestimmten Antwortmustern oder extrem kurze Bearbeitungszeiten). In den psychometrischen Modellen sollen sowohl Bearbeitungszeiten als auch Mausbewegungen herangezogen werden, um nachlässiges Antwortverhalten zu erfassen. Insgesamt bergen diese Ent- wicklungen großes Potenzial, um nachlässiges Antwortverhalten in der Analyse von Fragebogendaten zu berücksichtigen und zu einem besseren Verständnis von dessen Bedingungen und Korrelaten beizutragen. 54 55

Vier Forschungsschwerpunkte rückte die Abteilung Didaktik der Biologie in den Jahren 2021 und 2022 in ihren Fokus: • Entwicklung und Förderung biologischer Sachkompetenz von der Elementar- bis zum Ende der Sekundarstufe • Entwicklung und Förderung professioneller Kompetenz von (angehenden) Biologielehrkräften • Transfer ökologischer und umweltwissenschaftlicher Erkenntnisse aus der Leibniz-Gemeinschaft in verschiedene Adressatengruppen • Entwicklung und Förderung einer Bildung für Nachhaltigkeit über die gesamte Lebensspanne Wer über Wissen und Können in einem Sachgebiet verfügt, gilt als sach- kompetent. Jemand, der naturwissenschaftliche Konzepte und Theorien kennt, sie beschreiben, erklären und anwenden kann, wird als naturwis- senschaftlich kompetent betrachtet. Die biologische Sachkompetenz von Schülerinnen und Schülern altersangemessen zu fördern, ist ein zentrales Ziel des Biologieunterrichts. In den Arbeiten zur Forschungslinie Fach- liches Lernen im schulischen und vorschulischen Bereich bearbeiten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Abteilung daher beispiels- weise die Frage, wie Schülerinnen und Schüler das zentrale biologische Konzept der Evolution lernen und begreifen. Bereits kleine Kinder ent- wickeln intuitiv Erklärungen über Lebewesen, ihre Entstehung und ihre Umwelt; zum Beispiel, dass Giraffen lange Hälse hätten, weil sie diese immer weiter strecken mussten, um an die Blätter der Bäume zu gelangen. Das grundsätzliche Problem: Diese Vorstellungen und Ideen entsprechen oft nicht den wissenschaftlichen Konzepten und Theorien, die der Bio- logieunterricht vermitteln will; im Gegenteil, bisweilen behindern diese intuitiven Erklärungen und Fantasien sogar die fachlichen Lernprozesse. Für ältere Kinder konnte in Vorarbeiten der Abteilung bereits gezeigt werden, dass die Unkenntnis über abstrakte Konzepte, die dem Evolu- tionskonzept zugrunde liegen, diese falschen Erklärungsansätze zur Folge haben können. 56 57 57

Fischer, J., Machts, N., Möller, J., & Harms, U. (2021). Der Simulierte Klas- senraum Biologie: Erfassung deklarativen und prozedur- alen Wissens bei Lehramts- studierenden der Biologie. Zeitschrift für die Didaktik der Naturwissenschaften, 27, 215-229. https://doi. org/10.1007/s40573-021- 00136-z Bruckermann, T., Greving, H., Schumann, A., Stillfried, M., Börner, K., Kimmig, S. E., Hagen, R., Brandt, M., & Harms, U. (2021). To know about science is to love it? Unraveling cause–effect re- lationships between know- ledge and attitudes toward science in citizen science on urban wildlife ecology. Journal of Research in Science Teaching, 58(8), 1179-1202. https://doi. org/10.1002/tea.2167 Und so bietet das virtuelle Klassenzimmer den Studierenden die Möglich- keit, sich allein auf das fachliche Diagnostizieren zu konzentrieren. Der Klassenraum wird zurzeit um weitere Inhalte wie das Experimentieren und das Argumentieren erweitert und mit Chatbots versehen, die den im virtuellen Klassenraum agierenden Studierenden adaptives Feedback zu ihren Diagnoseleistungen geben. In ihren Arbeiten in der Forschungslinie Wissenschaftskommunika- tion und Talentförderung konzentriert sich die Abteilung auf Transfer- Fragen ökologischer und umweltwissenschaftlicher Erkenntnisse aus der Leibniz-Gemeinschaft in verschiedene Adressatengruppen. In diesem Zu- sammenhang wurde in Kooperation mit zwei Leibniz-Instituten (IZW und TROPOS) ein umfangreiches Citizen-Science (CS)-Projekt entwi- ckelt und umgesetzt. CS-Projekte sollen zum einen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern helfen, Daten und Informationen zu gewinnen. Gleichzeitig sollen sie den Teilnehmenden aber auch das jeweilige For- schungsfeld näherbringen und die damit verbundene wissenschaftliche Arbeitsweise vermitteln. Bisher weiß die Forschung nur wenig darüber, welchen Einfluss CS tatsächlich auf die Teilnehmenden hat. Die Arbei- ten zeigen nun, dass, je stärker das themenspezifische Wissen ansteigt – hier: Wildtierökologie in der Großstadt, – desto positiver entwickelt sich im Projektverlauf die Einstellung der Teilnehmenden gegenüber den Naturwissenschaften insgesamt. In dem CS-Projekt wurde ein digitales Transferinstrument entwickelt, das auf kollaborativer Wissensentwick- lung zwischen Forschenden und der Öffentlichkeit beruht. Es besteht aus einer Online-Plattform, die zum einen „Gebrauchsanweisungen“, also Tutorials, und Daten-Eingabebereiche für die Bürgerinnen und Bürger bereitstellt und zum anderen die statistischen Auswertungen umfasst. Dieses Instrument wird nun auf weitere naturwissenschaftliche Themen angewendet. Dabei wird auch untersucht, inwieweit dieses Transferin- strument in schulischen und außerschulischen Kontexten einsetzbar ist. Ein in 2021 und 2022 aufgebauter neuer Forschungsschwerpunkt der Abteilung konzentriert sich auf die Bildung für Nachhaltigkeit über die gesamte Lebensspanne eines Individuums. Die Arbeiten betreffen daher auch alle drei oben genannten Forschungslinien und konzentrieren sich auf das Konzept der Klimagrundbildung. Ziel der Arbeiten ist es, Bedin- gungen für die Entwicklung und Förderung einer Klimagrundbildung in verschiedenen Altersklassen herauszuarbeiten. Dabei werden neben Wissen auch affektiv-emotionale Faktoren wie Einstellungen und Risiko- wahrnehmung untersucht. 58 59 59

Chemie verstehen, Zugänge schaffen, Innovationen aufgreifen: Ob Kli- maentwicklung, Rohstoffsicherheit, Nahrungsmittel- und Energiever- sorgung oder Mobilität – die Bewältigung vieler aktueller gesellschaftli- cher Herausforderungen ist eng mit grundlegenden Chemiekenntnissen verflochten. Diese Kenntnisse müssen kontinuierlich ausgebaut werden, denn nur wer gut informiert ist, kann weitreichende Entscheidungen treffen, die sowohl den individuellen Alltag betreffen als auch gesamt- gesellschaftliche Entwicklungen – das gilt für Schülerinnen, Schüler und Lehrkräfte genauso wie für eine breite Öffentlichkeit. Die Forschungs- und Transferarbeiten der Abteilung richten sich daher auf unterschiedliche Stellschrauben, die an grundlegenden Mechanismen der Verständnis- und Interessenentwicklung ansetzen, aber auch Bildungs- und Wissenschafts- kommunikationsangebote weiterentwickeln. Chemie verstehen, fachliches Lernen als Basis: Die Untersuchung fachli- chen Lernens bildet einen der Schwerpunkte in der Abteilung: Die Mitar- beitenden entwickeln und erproben systematisch aufeinander abgestim- mte Lerngelegenheiten. Aber auch individuelle Merkmale der Lernenden wie Interessen oder sprachbezogene Fähigkeiten stehen im Fokus. In dem ausgelaufenen Projekt DoLiS (Development of Learning in Science; ge- fördert durch die Schwedische Forschungsgemeinschaft und umgesetzt in Kooperation mit der Universität Umeå) analysierten die Forschenden 60 61 61

eigenen Studien- und Berufswahl. Die Abteilung koordiniert in diesem Zusammenhang verschiedene Angebote und Programme und setzt Pro- jekte für weiterführende Entwicklungen und Forschungsvorhaben um. So hat sich die Kieler Forschungswerkstatt als Schülerlabor und Ange- bot im Netzwerk Schülerforschungszentren Schleswig-Holstein fest etabliert, aber auch als Lehr-Lernlabor sowie als Veranstaltungspartner in der Wissenschaftskommunikation. An die Abteilung angebunden sind ebenfalls bundesgeförderte Programme des Netzwerks Lernort La- bor. Im Berichtszeitraum wurde darauf aufbauend die MINT-Akademie Schleswig-Holstein gegründet. Die Idee dahinter: Verschiedene Standorte und Akteure sollen zunächst im Land prototypisch im Sinne von regio- nal und konzeptionell vernetzten Bildungsangeboten zusammengeführt werden, um im nächsten Schritt exemplarisch anderen Regionen und Ak- teuren forschungsbasierte Evidenz für Wirkungen und Hürden bereitzu- stellen. Die Science-Outreach-Programme in der Abteilung binden dabei chemische Perspektiven in verschiedene fächerverbindende Kontexte ein, die von der Medizin über Materialwissenschaften bis zur Archäolo- gie reichen. Sie beweisen einmal mehr den grundlegenden und zugleich vernetzenden Charakter der Chemie. Die Qualifizierung von Fachwissen- schaftlerinnen und -wissenschaftlern für die adressatenbezogene Wis- senschaftskommunikation oder die eigene Mitwirkung in Bildungspro- grammen ist in die Programme eingebunden. Sie bildet in Zeiten eines gravierenden Lehrkräftemangels eine zunehmend wichtige Schnittstelle zur grundständigen Lehrkräftebildung. Kiessling, T., Knickmeier, K., Kruse, K., Gatta-Rose- mary, M., Nauendorf, A., Brennecke, D., Thiel, L., Wichels, A., Parchmann, I., Körtzinger, A., & Thiel, M. (2021). Schoolchildren discover hotspots of floating plastic litter in rivers using a large-scale collaborative approach. Science of The Total Environment, 789, Article 147849. https:// doi.org/10.1016/j.scito- tenv.2021.147849 Broß, C., Enzingmüller, C., Parchmann, I., & Schmidt, G. (2021). Teaching magnetoelectric sensing to secondary school students: Considerations for educational STEM outreach. Sensors, 21(21), Article 7354. https://doi.org/10.3390/ s21217354 62 63 63

Noch verhältnismäßig neu am IPN ist die Arbeitsgruppe Didaktik der Informatik: Sie gründete sich im Herbst 2021 als zunächst fünfjährige Kooperation zwischen der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel und dem IPN. Sie befasst sich mit der Gestaltung effektiver Lernumgebun- gen im Schulfach Informatik, konzeptuellen Fragen nach der gelingen- den (Weiter-)Qualifikation von Informatiklehrkräften und dem Stellen- wert der Informatik für eine zeitgemäß Allgemeinbildung einerseits und digital gestütztes Lehren und Lernen andererseits. Die Informatik als Wissenschaft befasst sich mit der automatisierten Infor- mationsverarbeitung. Aus dieser Definition leitet sich der besondere Stel- lenwert des Programmierens für die Schulinformatik ab: Programmierung bedeutet, Probleme automatisiert zu lösen. Die Programme sind aus wenigen einfachen Bausteinen aufgebaut, deren syntaktische und semantische Regeln die Lernenden zunächst lernen müssen. Adaptive Tests zur automatischen Identifikation von Lernschwie- rigkeiten lassen sich dafür besonders gut entwickeln, da Programmcode als Testgegenstand auch ein sehr gut maschinell ausführbares Format ist. In einer Studie wurde dazu ein Test pilotiert und die Identifikation von bekannten Fehlvorstellungen in den darin erzeugten Log-Daten nachge- wiesen. Bastian, M., Schneider, Y., & Mühling, A. (2021). Dia- gnose von Fehlvorstellungen bei der Ablaufverfolgung von Programmen in einem webbasierten Testsystem. Empirische Pädagogik, 35(1), 72-92. 64 65 65

Die beiden Themenbereiche Programmierung und künstliche Intelligenz stehen zentral für die Herausforderungen des Informatikunterrichts: ein- erseits sehr komplexe Themen im Unterricht zugänglich machen und ande- rerseits mit dem schnellen Wandel der Bezugswissenschaft Schritt halten. Daraus ergeben sich unmittelbar Herausforderungen für die Fort- und Ausbildung von Lehrkräften, speziell mit Blick auf bundesweit verbrei- tete Maßnahmen zur Nachqualifikation im Fach Informatik. Die etablierte Weiterbildungsmaßnahme des Landesinstituts in Schleswig-Holstein (IQSH) bietet einen Forschungsrahmen für die Frage, wie die Bedingun- gen aussehen müssen, damit eine Weiterbildung gelingt. Auch in diesem Zusammenhang wird die Genese der informatischen Identität der Lehr- kräfte in den Blick genommen. In einer von digitalen Systemen geprägten Welt sind informatische Kom- petenzen allgemeinbildend. Zur Nachqualifikation von Studierenden al- ler Fächer entstehen in der Arbeitsgruppe zurzeit frei verfügbare Kurse, die Grundlagen der automatisierten Datenverarbeitung und des digital gestützten Unterrichts thematisieren. In einem Design-based Research werden diese Kurse in den nächsten Semestern exemplarisch anhand der Lehramtsstudiengänge Deutsch und Mathematik evaluiert und weiter- entwickelt – speziell auch, um Angebote als Querschnittsthema zu inte- grieren. 66 67 67

Die Forschungsarbeiten der Abteilung Didaktik der Mathematik um- fassen die Analyse von Bedingungen, Prozessen und Ergebnissen mathematischer Bildung über alle Phasen der Bildungsbiografie. Dabei nehmen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vor allem indivi- duelle Voraussetzungen und Bedingungen des Unterrichts- und Lehrange- bots in den Blick, um empirisch abgesicherte Modelle der Entwicklung mathematischer Kompetenz zu beschreiben und Konzepte für Lernumge- bungen abzuleiten. Schwerpunkte im Berichtszeitraum lagen in den Bil- dungsphasen des Primarbereichs und des Übergangs von der Schule zur Hochschule. Darüber hinaus wurden Studien zum Lehrkräfteprofessions- wissen durchgeführt (vgl. Abschnitt zur Forschungslinie Professionelle Kompetenz). Exemplarisch für die Forschungsarbeiten im Bereich der Pri- marstufe steht ein binationales deutsch-taiwanesisches Projekt, in dem es um die Kompetenz des Schätzens von Längen geht. Die beteiligten Forschenden haben zum einen untersucht, inwiefern die Schätzkompe- tenz von Längen nach Charakteristika der betrachteten Schätzsituationen strukturiert ist (z. B. kleine oder große Schätzobjekte, Vergleichsobjekte vorhanden oder nicht). Zum anderen geht es um den Einfluss curricular- er Traditionen und individuellen Vorwissens auf die Kompetenzdimen- sionen. Grundlage sind Daten von 903 Schülerinnen und Schülern (450 aus Deutschland, 453 aus Taiwan) der Klassenstufen 3 und 4. 68 69 69

An die MaLeMINT-E-Ergebnisse knüpfen nun Folgestudien an, in denen Schülerinnen und Schüler sowie Lehrkräfte befragt werden, welche mathematischen Anforderungen sie in Studienfächern außerhalb des MINT-Bereichs erwarten. Neben den genannten Forschungsarbeiten wurden Projekte aus dem vorangegangenen Berichtszeitraum weitergeführt: Die IPN-Schulbuch- studie kann hier exemplarisch genannt werden. Die DFG fördert ab 2023 vertiefende Analysen zu Wirkungsmechanismen von Mathema- tikschulbüchern auf den Lernerfolg von Grundschulkindern. Ergänzt werden die Forschungsarbeiten der Abteilung durch die Beteiligung an größeren nationalen Forschungsverbünden. So wirken Mitarbeiterin- nen und Mitarbeiter bereits seit über zehn Jahren an den Arbeiten des Nationalen Bildungspanels (NEPS) mit: Sie entwickeln Tests, bereiten Daten auf und dokumentieren Kompetenzwerte für die Domäne Mathe- matik. Beim nationalen Bildungsmonitoring wirkte die Abteilung im Berichtszeitraum an den Vorbereitungen für die Trends in Internatio- nal Mathematics and Science Study (TIMSS) 2023 mit. Schließlich hat die Abteilung die Wissenschaftskommunikation auf die Agenda gehoben und veröffentlicht monatlich einen Podcast zu den Forschungstätigkeiten in der Didaktik der Mathematik. Sievert, H., van den Ham, A.-K., & Heinze, A. (2021). Are first graders' arithmetic skills related to the quality of mathematics textbooks? A study on students’ use of arithmetic principles. Learning and Instruction, 71, Article 101401. https://doi.org/10.1016/j. learninstruc.2020.101401 https://forschung-fuer-bil- dung.letscast.fm/index 70 71 71

Wie lassen sich Kinder, Jugendliche, Studierende sowie Erwachsene für Physik begeistern und ihre physikalischen und naturwis- senschaftlichen Kompetenzen systematisch aufbauen? Antworten auf diese zentralen Fragen sucht die Abteilung Didaktik der Physik in ihren Arbeiten. Den Kern physikalischer Kompetenz bildet ein Verständnis der zentralen Konzepte der Domäne. Ein gutes Beispiel ist das Energiekonzept. Bis- herige Arbeiten der Abteilung für Didaktik der Physik zeigen jedoch, dass der traditionelle Ansatz, das Energiekonzept im Physikunterricht zu erarbeiten, nicht zu einem ausreichenden Verständnis führt. Ein von der Abteilung Didaktik der Physik – gemeinsam mit der Michigan State Uni- versity und dem Weizmann-Institute of Science – entwickelter Ansatz geht deshalb einen neuen Weg: Er setzt nicht auf die Energieformen und ihre Umwandlung, sondern auf den Energietransfer zwischen Systemen. Die bisherigen Ergebnisse lassen vermuten, dass dieser Weg besser geeignet ist, um bei Schülerinnen und Schülern ein umfassenderes Energiever- ständnis zu entwickeln. Ähnlich erfolgreich war eine entsprechende Wei- terentwicklung des traditionellen Ansatzes, in der die für Schülerinnen und Schüler besonders schwer zu verstehenden potenziellen Energiefor- men über das Feldkonzept zugänglich gemacht werden. Mindestens eben- Fiedler, K., Kubsch, M., Neumann, K., & Nordine, J. (2022). Der potentiellen Energie ein Zuhause geben – Felder als didaktisches Hilfsmittel im Anfangsunter- richt zum Energiekonzept. Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften, 28, Article 6. https://doi.org/10.1007/ s40573-022-00143-8 72 73 73

Schiering, D., Sorge, S., Keller, M. M., & Neumann, K. (2023). A proficiency model for pre-service phys- ics teachers' pedagogical content knowledge (PCK )— What constitutes high-level PCK ? Journal of Research in Science Teaching, 60(1), 136-163. https://doi.org/10.1002/ tea.21793 Vor diesem Hintergrund fokussieren aktuelle Arbeiten darauf, wie sich fachdidaktisches Wissen von Lehramtsstudierenden abhängig von Stu- dienstrukturen und individuellen Voraussetzungen entwickelt. Dabei zeigte sich, dass zwar Fachwissen wichtig ist, damit das fachdidaktische Wissen wächst – bei zunehmender Komplexität des fachdidaktischen Wissens werden jedoch eigene praktische Lehrerfahrungen immer be- deutsamer, das Fachwissen verliert an Bedeutung. Schulische Bildung allein reicht aber nicht aus, um junge Menschen auf den Umgang mit gesellschaftlichen Herausforderungen wie die Energie- wende und den Klimawandel vorzubereiten. Vielmehr sind Angebote jen- seits der Schule notwendig. Die PhysikOlympiade bietet talentierten und interessierten Schülerinnen und Schülern eine willkommene Möglichkeit, sich kompetitiv mit physikalischen Inhalten zu beschäftigen. Tatsäch- lich aber ist dieser Wettbewerb nicht für alle Schülerinnen und Schüler gleichermaßen zugänglich und förderlich – das legen Arbeiten aus den Berichtsjahren nahe. Deshalb widmen sich Arbeiten zur Talentförderung der Frage, wer aus welchen Gründen von der PhysikOlympiade profitiert. Aber auch die breite Öffentlichkeit braucht Gelegenheiten, um sich über die Schulzeit hinaus weiterzubilden. In diesem Zusammenhang über- nimmt die Wissenschaftskommunikation eine wichtige Rolle: Sie stellt der breiten Öffentlichkeit aktuelle Forschungsinhalte bereit – allerdings bleibt die Zahl der Nutzerinnen und Nutzer nach wie vor überschaubar. Wie es künftig besser gelingt, komplexe Forschungsinhalte für ein breites Publikum verständlich und visuell ansprechend aufzuarbeiten, will das Projekt Kiel Science Communication Network (KielSCN) herausfinden. Es ist 2021 gestartet und baut, gemeinsam mit der CAU und der Muthesius Kunsthochschule, innerhalb der nächsten fünf Jahre ein transdisziplinäres Zentrum für visuelle Wissenschaftskommunikation auf. 74 75 75

Drei IPN-Forschungslinien bestimmen die aktuellen Arbeitsschwer- punkte der Abteilung Erziehungswissenschaft und Pädagogische Psychologie: So stehen in der Forschungslinie Fachliches Lernen im vor- schulischen und schulischen Bereich längsschnittliche Feldstudien und experimentelle Arbeiten im Mittelpunkt, in denen fachspezifische Kompe- tenz- und Motivationsverläufe im vorschulischen und schulischen Bereich untersucht werden. Neben den mathematisch-naturwissenschaftlichen Leistungen stehen dabei auch sprachproduktive Leistungen in der Bil- dungssprache Deutsch und der Fremdsprache Englisch im Fokus. Große längsschnittliche Datensätze – u. a. aus dem Nationalen Bildungspanel (NEPS), der BERLIN-Studie und der Hamburger Lernausgangslagenun- tersuchung (LAU) – erlauben es, über längere Zeiträume schulische Leis- tungen vorherzusagen – und zwar mithilfe von Persönlichkeitsvariablen, motivationalen Merkmalen und Hintergrundmerkmalen wie soziale Her- kunft oder Migrationshintergrund. Die Covid-19-Pandemie hat zudem eine weitere Längsschnittstudie am IPN veranlasst: In Distanzlernen in Schleswig-Holstein, DiSCH, untersuchen Forschende systematisch die Quantität und Qualität des Distanzlernens während der Schulschließungen und die umgesetzten Maßnahmen des Corona-Aufholprogramms der Bundesregierung. 76 77 77

Viele Arbeiten der Abteilung finden sich in der Forschungslinie Metho- denforschung und -entwicklung wieder. Einen Schwerpunkt bildet die Testentwicklung für das Nationale Bildungspanel (NEPS). So werden Tests für naturwissenschaftliche und computerbezogene Kompetenzen in un- terschiedlichen Altersgruppen konzipiert – das Spektrum reicht vom Kin- dergarten bis ins Erwachsenenalter. Dabei hat in den vergangenen Jahren ein deutlicher Wechsel stattgefunden: weg von papierbasierten hin zu computerbasierten Tests. Einen weiteren Schwerpunkt dieses Komplex- es bilden die Auswertungen und Dokumentationen der großen interna- tionalen Schulleistungsstudien PISA (Programme for International Stu- dent Assessment) und TIMSS (Trends in International Mathematics and Science Study). Ein vorerst letzter Schwerpunkt in der Methodenforschung und -entwick- lung konzentriert sich auf kognitionspsychologische, überwiegend experi- mentelle Arbeiten, in denen Designprinzipien von Aufgaben in mathe- matisch-naturwissenschaftlichen Tests untersucht werden. Dabei geht es beispielsweise um die Frage, ob Testaufgaben einfacher oder schwieriger werden, wenn sie Bilder oder Animationen enthalten. Antworten geben sollen Untersuchungen, in denen die Blickbewegungen der Teilnehmen- den aufgezeichnet werden. Daraus lassen sich Rückschlüsse ziehen, wie Texte und Bilder individuell verarbeitet werden. Lindner, M. A., Schult, J., & Mayer, R. E. (2022). A multimedia effect for multiple-choice and con- structed-response test items. Journal of Educational Psychology, 114(1), 72-88. https://doi.org/10.1037/ edu0000646 78 79 79

Die MINT-Fachdidaktiken haben in den vergangenen Jahren viele trag- fähige Unterrichtskonzepte entwickelt und deren prozessbezogene Wirkungen und summative Wirksamkeit untersucht. Aber wie kommen diese Konzepte und ihre zugrunde liegenden didaktischen Ideen bei Lehr- kräften und Lernenden auch tatsächlich an? Zur breiten Implementation reicht es nicht aus, Unterrichtsmaterialien zu verteilen, stattdessen sind die Unterrichtspraktiken der einzelnen Lehrkräfte entscheidend, um Un- terrichtskonzepte umzusetzen und für ihre jeweils eigenen Kontexte zu adaptieren. Fachbezogene Fortbildungen professionalisieren Lehrkräfte für lernwirk- sames Unterrichten, wenn die Fortbildungen sowohl bei deren Gestal- tung als auch bei der Fokussierung der Inhalte eine hohe Qualität errei- chen. Forschende haben Merkmale für Gestaltungsqualität (das „Wie“) bereits gegenstandsübergreifend identifiziert, aber die Sicherung von Inhaltsqualität (das „Was“) für jeden Fortbildungsgegenstand erfordert weitere Forschung. Gemäß dem entwickelten Expertisemodell für Fort- bildende sollten die Qualifizierungen dann gegenstandsübergreifende und gegenstandsbezogene Forschungsbefunde einbeziehen. Neugebauer, P., & Prediger, S. (2022). Quality of teach- ing practices for all students: Multilevel analysis of lan- guage-responsive teaching for robust understanding. International Journal of Sci- ence and Mathematics Edu- cation, 21, 811-834. https:// doi.org/10.1007/s10763- 022-10274-6 Prediger, S., Roesken- Winter, B., Stahnke, R., & Pöhler, B. (2022). Concep- tualizing content-related PD facilitator expertise. Journal for Mathematics Teacher Education, 25(4), 403-428. https://doi.org/10.1007/ s10857-021-09497-1 80 81 81

Dabei stellt sich die Frage, inwieweit neben Diagnosepraktiken auch Förderpraktiken in Fortbildungen gezielt thematisiert werden müssen (personale Strategie auf Fortbildungsebene). Am Beispiel der Sprachbil- dung im Mathematikunterricht zeigte sich in einem DZLM-Projekt, dass die üblichen Fortbildungsinhalte, beispielsweise zur Sensibilisierung für Schwierigkeiten und zur Steigerung der diagnostischen Kompetenz, Lehr- kräfte weniger gut zu lernwirksamem Unterricht befähigen als Fortbil- dungen, die explizit Förderansätze thematisieren. Diese bewirken bei den Lernenden signifikant höhere Zuwächse im Textaufgaben-Verständnis. In diesem Zusammenhang startete im August 2022 ein DFG-Projekt der Abteilung, das diese Befunde auch in Bezug auf die materiale Strategie und auf Grundlage eines valideren Designs ausdifferenzieren wird. Wer Lehrkräfte praxisnah professionalisieren will, braucht dafür gute Aufgaben für eigene Unterrichtserprobungen. Forschende haben in ei- nem DZLM-Netzwerk-Projekt nachgewiesen, dass Lehrkräfte Aufgaben zielführender im Unterricht einsetzen, wenn sie diese in der Fortbildung bereits inhaltlich gut durchgearbeitet haben, sie also die fachdidaktische Substanz der Aufgaben, die konkrete unterrichtliche Einbettung und mögliche Herausforderungen erfasst haben. Zukünftig soll nun unter- sucht werden, inwieweit bestimmte Voraussetzungen der Lehrkräfte, z. B. Vorwissen und Beliefs, sowie die Nutzung der Fortbildungsangebote den Kompetenzzuwachs beeinflussen. Dieses Projekt zählt zu den sieben Pro- jekten, die das IPN im DZLM-Netzwerk fördert, um die oben genannten vier aktuellen Schwerpunkte zusätzlich zu den drittmittelgeförderten Pro- jekten der Abteilung zu beforschen. Darüber hinaus ist die Abteilung federführend beteiligt in folgenden länderübergreifenden Implementationsprojekten: „Mathe sicher kön- nen“, „Mathematik aufholen nach Corona“, „Schule macht stark“, „Leis- tung macht Schule“. Zusammengeführt werden die Erkenntnisse in der im Dezember 2021 von der Kultusministerkonferenz (KMK) beschlossenen ländergemeinsamen Fortbildungsinitiative QuaMath – Unterrichts- und Fortbildungs-Qualität in Mathematik entwickeln. Dieses Zehnjahres-Programm, das von der Abteilung Fachbezogener Erkenntnistransfer und dem DZLM-Netzwerk gemeinsam durchgeführt wird, startet offiziell am 1. Januar 2023, umfang- reiche Planungen und Vorarbeiten wurden in 2022 durchgeführt. 82 83 83

Die Abteilung Pädagogisch-Psychologische Methodenlehre ist disziplinär in der empirischen Bildungsforschung, angewandten Statistik und pädagogischen Psychologie einzuordnen. Die Abteilung be- fasst sich schwerpunktmäßig mit statistischen und methodischen Heraus- forderungen, mit denen sich die pädagogisch-psychologische und fachdi- daktische Forschung konfrontiert sieht. So weisen die in den nationalen und internationalen schulischen Vergleichsstudien erhobenen Datensätze meistens eine Mehrebenenstruktur auf, die dadurch gegeben ist, dass Schülerinnen und Schüler innerhalb von Klassen und Klassen wiederum innerhalb von Schulen geschachtelt sind. Diese komplexe Struktur führt zu Abhängigkeiten in den Daten, die es in den Analysen zu berücksich- tigen gilt. Zusätzlich werden die statistischen Auswertungen dadurch erschwert, dass nicht für alle Personen, die für eine Studie ausgewählt wurden, tatsächlich auch alle Angaben vorliegen (Missing Data), da man- che entweder einzelne Fragen auslassen oder gar nicht erst an der Unter- suchung teilnehmen. 84 85 85

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Publikationen 2021 / 2022 PUBLIKATIONEN 2021 PUBLIKATIONEN 2022 90 113 88 89

Beiträge in Zeitschriften Ochsen, S., Bernholt, S., Bernholt, A., & Parchmann, I. (2021). Chemie finde ich eigentlich interessant, aber manchmal auch nicht: Zusammenhänge zwischen Merkmalen des Chemieunterrichts und dem situationalen Interesse von Lernenden. Un- terrichtswissenschaft. Advance online publication. https://doi.org/10.1007/s42010-021-00133-8 Prediger, S., & Buró, R. (2021). Fifty ways to work with students’ diverse abilities? A video study on inclusive teaching practices in secondary mathe- matics classrooms. International Journal of Inclusi- ve Education. Advance online publication. https:// doi.org/10.1080/13603116.2021.1925361 Prediger, S., & Neugebauer, P. (2021). Can students with different language backgrounds profit equally from a language-responsive instructional approach for percentages? Differential effectiveness in a field trial. Mathematical Thinking and Learning. Advance online publication. https://doi.org/10.1080/10986 065.2021.1919817 Ulitzsch, E., Lüdtke, O., & Robitzsch, A. (2021). Alleviating estimation problems in small sample structural equation modeling : A comparison of constrained maximum likelihood, Bayesian estima- tion, and fixed reliability approaches. Psychological Methods. Advance online publication. https://doi. org/10.1037/met0000435 Wieczorek, L. L., Mueller, S., Lüdtke, O., & Wag- ner, J. (2021). What makes for a pleasant social experience in adolescence? The role of per- ceived social interaction behavior in associations between personality traits and momentary so- cial satisfaction. European Journal of Persona- lity. Advance online publication. https://doi. org/10.1177/08902070211017745 Willard, J. A., Leyendecker, B., Kohl, K., Bihler, L.- M., & Agache, A. (2021). Does variation in early childhood education matter more for dual language learners’ than for monolingual children’s language development? Applied Developmental Science. Ad- vance online publication. https://doi.org/10.1080/ 10888691.2021.1978845 Veröffentlicht Becherer, J., Köller, O., & Zimmermann, F. (2021). Ex- ternalizing behaviour, task-focused behaviour, and academic achievement: An indirect relation? British Journal of Educational Psychology, 91(1), 27-45. https://doi.org/10.1111/bjep.12347 Becker, M., Baumert, J., Tetzner, J., Wagner, J., Maaz, K., & Köller, O. (2021). Zum Zusammenspiel von Selbstwert, sozialer Herkunft und kognitiven Fähigkeiten für die Vorhersage des Bildungs- und Berufserfolgs im Erwachsenenalter. Zeitschrift für Pädagogik, 67(5), 682-702. https://doi. org/10.3262/ZP2105682 Becker, M., & Tetzner, J. (2021). On the relations of sociocognitive childhood characteristics, education, and socioeconomic success in adult- hood. Contemporary Educational Psychology, 67, Article 102024. https://doi.org/10.1016/j.ced- psych.2021.102024 Bernholt, A., Lindfors, M., & Winberg, M. (2021). Stu- dents’ epistemic beliefs in Sweden and Germany and their interrelations with classroom characteris- tics. Scandinavian Journal of Educational Research, 65(1), 54-70. https://doi.org/10.1080/00313831.2 019.1651763 Bock, D., Harms, U., & Mahler, D. (2021). Examining the dimensionality of pre-service teachers’ enthu- siasm for teaching by combining frameworks of educational science and organizational psychology. PLOS ONE, 16(11), Article e0259888. https://doi. org/10.1371/journal.pone.0259888 90 91

Beiträge in Zeitschriften Eitel, A., Prinz, A., Kollmer, J., Niessen, L., Russow, J., Ludäscher, M., Renkl, A., & Lindner, M. A. (2021). The misconceptions about multimedia learning questionnaire: An empirical evaluation study with teachers and student teachers. Psychology Learning & Teaching, 20(3), 420-444. https://doi. org/10.1177/14757257211028723 Engelhardt, L., Goldhammer, F., Lüdtke, O., Köller, O., Baumert, J., & Carstensen, C. H. (2021). Separating PIAAC competencies from general cognitive skills: A dimensionality and explanatory analysis. Studies in Educational Evaluation, 71, Article 101069. https://doi.org/10.1016/j.stueduc.2021.101069 Enzingmüller, C., & Prechtl, H. (2021). Construct- ing graphs in biology class: Secondary biology teachers’ beliefs, motivation, and self-reported practices. International Journal of Science and Mathematics Education, 19(1), 1-19. https://doi. org/10.1007/s10763-019-09975-2 Erath, K., Ingram, J., Moschkovich, J., & Prediger, S. (2021). Designing and enacting instruction that enhances language for mathematics learn- ing: A review of the state of development and research. ZDM: The International Journal on Ma- thematics Education, 53(2), 245-262. https://doi. org/10.1007/s11858-020-01213-2 Etzel, J. M., Holland, J., & Nagy, G. (2021). The internal and external validity of the latent voca- tional interest circumplex: Structure, relation- ships with self-concepts, and robustness against item-order effects. Journal of Vocational Behavior, 124, Article 103520. https://doi.org/10.1016/j. jvb.2020.103520 Etzel, J. M., & Nagy, G. (2021). Challenging the multidimensional conception of perceived per- son-environment fit: Are specific fit dimensions related to educational outcomes beyond a high- er-order factor? European Journal of Psycholo- gical Assessment, 37(5), 368-376. https://doi. org/10.1027/10155759/a000622 Etzel, J. M., & Nagy, G. (2021). Stability and change in vocational interest profiles and interest congruence over the course of vocational education and train- ing. European Journal of Personality, 35(4), 534- 556. https://doi.org/10.1177/08902070211014015 Euler, M. (2021). Creativity in action: Exploring cross-cutting models of self-organization and emer- gence in science and technology. Proceedings of the Singapore National Academy of Science, 15(2), 135- 150. https://doi.org/10.1142/S2591722621400123 Euler, M. (2021). The mechanics of creative cognition: Orchestrating the productive interplay of proce- dural and conceptual knowledge in STEM educa- tion. Proceedings of the Singapore National Academy of Science, 15(2), 105-117. https://doi.org/10.1142/ S259172262140010X Fischer, J., Jansen, T., Möller, J., & Harms, U. (2021). Measuring biology trainee teachers’ professional knowledge about evolution: Introducing the Stu- dent Inventory. Evolution: Education and Outreach, 14, Article 4. https://doi.org/10.1186/s12052-021- 00144-0 Fischer, J., Machts, N., Möller, J., & Harms, U. (2021). Der Simulierte Klassenraum Biologie: Erfassung deklarativen und prozeduralen Wissens bei Leh- ramtsstudierenden der Biologie. Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften, 27(1), 215-229. https://doi.org/10.1007/s40573-021-00136-z Flunger, B., Trautwein, U., Nagengast, B., Lüdtke, O., Niggli, A., & Schnyder, I. (2021). Using multilevel mixture models in educational research: An illus- tration with homework research. Journal of Experi- mental Education, 89(1), 209-236. https://doi.org/1 0.1080/00220973.2019.1652137 92 93

Beiträge in Zeitschriften Jansen, M., Becker, M., & Neumann, M. (2021). Dimensional comparison effects on (gendered) educational choices. Journal of Educational Psy- chology, 113(2), 330-350. https://doi.org/10.1037/ edu0000524 Jansen, T., Vögelin, C., Machts, N., Keller, S., Köller, O., & Möller, J. (2021). Judgment accuracy in ex- perienced versus student teachers: Assessing es- says in English as a foreign language. Teaching and Teacher Education, 97, Article 103216. https://doi. org/10.1016/j.tate.2020.103216 Jeschke, C., Kuhn, C., Heinze, A., Zlat- kin-Troitschanskaia, O., Saas, H., & Lindmeier, A. M. (2021). Teachers’ ability to apply their sub- ject-specific knowledge in instructional settings: A qualitative comparative study in the subjects mathematics and economics. Frontiers in Educa- tion, 6, Article 683962. https://doi.org/10.3389/ feduc.2021.683962 Jeschke, C., Lindmeier, A., & Heinze, A. (2021). Vom Wissen zum Handeln: Vermittelt die Kompetenz zur Unterrichtsreflexion zwischen mathematischem Professionswissen und der Kompetenz zum Han- deln im Mathematikunterricht? Eine Mediation- sanalyse. Journal für Mathematik-Didaktik, 42(1), 159-186. https://doi.org/10.1007/s13138-020- 00171-2 Jobs, A., Grund, S., de Waha-Thiele, S., Ledwoch, J., Sievert, H., Rassaf, T., Luedike, P., Kelm, M., Hell- hammer, K., Horn, P., Westenfeld, R., Patzelt, J., Langer, H. F., Lurz, P., Desch, S., Eitel, I., & Thiele, H. (2021). Deep sedation versus general anaesthe- sia for transcatheter mitral valve repair: An indi- vidual patient data meta-analysis of observational studies. EuroIntervention, 16(16), 1359-1365. htt- ps://doi.org/10.4244/EIJ-D-20-00607 Junge, K., Schmerse, D., Lankes, E-M., Carstensen, C. H., & Steffensky, M. (2021). How the home learn- ing environment contributes to children’s early science knowledge: Associations with parental characteristics and science-related activities. Early Childhood Research Quarterly, 56, 294-305. https:// doi.org/10.1016/j.ecresq.2021.04.004 Kampa, N., Scherer, R., Saß, S., & Schipolowski, S. (2021). The relation between science achievement and general cognitive abilities in large-scale assess- ments. Intelligence, 86, Article 101529. https://doi. org/10.1016/j.intell.2021.101529 Khan, S., & Krell, M. (2021). Patterns of scientific rea- soning skills among pre-service science teachers: A latent class analysis. Education Sciences, 11(10), Article 647. http://dx.doi.org/10.3390/educs- ci11100647 Kiessling, T., Knickmeier, K., Kruse, K., Gatta-Rose- mary, M., Nauendorf, A., Brennecke, D., Thiel, L., Wichels, A., Parchmann, I., Körtzinger, A., & Thiel, M. (2021). Schoolchildren discover hotspots of floating plastic litter in rivers using a large- scale collaborative approach. Science of The Total Environment, 789, Article 147849. https://doi. org/10.1016/j.scitotenv.2021.147849 Klusmann, U., Aldrup, K., Schmidt, J., & Lüdtke, O. (2021). Is emotional exhaustion only the result of work experiences? A diary study on daily hassles and uplifts in different life domains. Anxiety, Stress, & Coping, 34(2), 173-190. https://doi.org/10.1080/ 10615806.2020.1845430 Köhler, C., Robitzsch, A., Fährmann, K., von Davier, M., & Hartig, J. (2021). A semiparametric approach for item response function estimation to detect item misfit. British Journal of Mathematical and Statistical Psychology, 74(S1), 157-175. https://doi. org/10.1111/bmsp.12224 94 95

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Büche / Sammelwerke // Beiträge in Büchern / Sammelwerken Transfer Veröffentlicht Anders, Y., Daniel, H.-D., Hannover, B., Köller, O., Lenzen, D., McElvany, N., Roßbach, H.-G., Seidel, T., Tippelt, R., & Wößmann, L. (2021). Nachhaltigkeit im Bildungswesen – was jetzt getan werden muss: Gutachten. Waxmann. https://doi. org/10.31244/9783830993018 Anders, Y., Daniel, H.-D., Hannover, B., Köller, O., Lenzen, D., McElvany, N., Seidel, T., Tippelt, R., Wilbers, K., & Wößmann, L. (2021). Führung, Leitung, Governance: Verantwortung im Bildungs- system: Gutachten. Waxmann. https://doi. org/10.31244/9783830994008 Nordine, J., & Lee, O. (Eds.). (2021). Crosscutting con- cepts: Strengthening science and engineering learning. NSTA. Becker, M., & Schmiedek, F. (2021). Längsschnitt in der Schulforschung. In T. Hascher, T.-S. Idel, & W. Helsper (Eds.), Handbuch Schulforschung 3rd ed., pp. 195-217. Springer VS. https://doi.org/10.1007 %2F978-3-658-24734-8_8-1 Bernholt, S., & Höft, L. (2021). Developmental pat- terns of students’ understanding of core concepts in secondary school chemistry. In O. Levrini, G. Tasquier, T. G. Amin, L. Branchetti, & M. Levin (Eds.), Engaging with contemporary challenges through science education research: Selected papers from the ESERA 2019 conference (pp. 107-118). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-030- 74490-8_9 Bernholt, S., & Parchmann, I. (2021). Unterrichtsfor- schung unter fachlichen Perspektiven: Naturwis- senschaften. In T. Hascher, T.-S. Idel, & W. Helsper (Eds.), Handbuch Schulforschung 3rd ed., pp. 1037– 1060. Springer VS. https://doi.org/10.1007/978-3- 658-24734-8_50-1 Opitz, S., & Schroeter, B. (Eds.). (2021). IBO assess- Erath, K., & Prediger, S. (2021). Quality dimensions ments: Theoretical and practical tasks from 2013 to 2015. IPN - Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik. Beiträge in Büchern /Sammel- werken Forschung Veröffentlicht Aldrup, K., & Klusmann, U. (2021). Soziale Einge- bundenheit mit Schülerinnen und Schülern: Welche Rolle spielt sie für das berufliche Wohl- befinden von Lehrkräften? In G. Hagenauer & D. Raufelder (Eds.), Soziale Eingebundenheit: Sozial- beziehungen im Fokus von Schule und Lehrer*in- nenbildung (pp. 271-285). Waxmann. https://doi. org/10.31244/9783830992660 for activation and participation in language-re- sponsive mathematics classrooms. In N. Planas, C. Morgan, & M. Schütte (Eds.), Classroom research on mathematics and language (pp. 167-183). Rout- ledge. https://doi.org/10.4324/9780429260889-12 Harms, U. (2021). Bedeutung und Aufgaben einer universitären Didaktik der Biologie: Wo stehen wir und wo soll es hingehen? In M. Meier, C. Wulff, & K. Ziepprecht (Eds.), Vielfältige Wege biologie- didaktischer Forschung: Vom Lernort Natur über Naturwissenschaftliche Erkenntnisgewinnung zur Lehrerprofessionalisierung: Festschrift für Prof. Dr. Jürgen Mayer (pp. 247-257). Waxmann. https:// doi.org/10.31244/9783830991182 Keller, M. M., & Lazarides, R. (2021). Effekte von Lehreremotionen auf Unterrichtsgestaltung und Schüleremotionen: Eine Tagebuchstudie im Fach Mathematik. In C. Rubach & R. Lazarides (Eds.), 104 105

Beiträge in Büchern / Sammelwerken Verhältnisbestimmungen aus der Perspektive von Fachdidaktiken (pp. 311-332). Springer. https://doi. org/10.1007/978-3-658-32568-8_18 Wulff, P., Petersen, S., Keller, M., Borowski, A., & Neumann, K. (2021). Förderung von Schülerin- nen in naturwissenschaftlichen Enrichmentpro- grammen: Evaluation eines Förderangebots im Rahmen der PhysikOlympiade. In R. Lazarides & D. Raufelder (Eds.), Motivation in unterrichtlichen fachbezogenen Lehr-Lernkontexten: Perspektiven aus Pädagogik, Psychologie und Fachdidaktiken (pp. 389- 426). Springer VS. https://doi.org/10.1007/978-3- 658-31064-6_14 In Druck Graulich, N., Rodemer, M., Eckhard, J., & Bernholt, S. (in press). Gibt es ideale Blickmodelle zur Förderung der Lernenden beim Lösen organ- isch-chemischer Aufgaben? In P. Klein, N. Graulich, J. Kuhn, & M. Schindler (Eds.), Eye-Tracking als Me- thode in der Mathematik- und Naturwissenschaftsdi- daktik: Forschung und Praxis. Springer Spektrum. Lehre Veröffentlicht Andersen, J., Block, D., Neumann, K., & Neumann, I. (2021). Lehramtsausbildung Physik 2.0 (LaP 2.0): Implementierung digitaler Lerninhalte. In M. Kubsch, S. Sorge, J. Arnold, & N. Graulich (Eds.), Lehrkräftebildung neu gedacht: Ein Praxishandbuch für die Lehre in den Naturwissenschaften und deren Didaktiken (pp. 258-262). Waxmann. https://www. waxmann.com/index.php?eID=download&buchn- r=4349#page=258 Mahler, D., Mühling, A., & Arnold, J. (2021). Digitale Medien selbst gemacht: AppLaus - ein Koopera- tionsprojekt zwischen Biologie- und Informatik- didaktik. In M. Kubsch, S. Sorge, J. Arnold, & N. Graulich (Eds.), Lehrkräftebildung neu gedacht: Ein Praxishandbuch für die Lehre in den naturwis- senschaften und deren Didaktiken (pp. 218-222). Waxmann. https://www.waxmann.com/index. php?eID=download&buchnr=4349#page=218 Syskowski, S., Sorge, S., Rincke, K., Boshuis, T., & Wöhlke, C. (2021). Selbst entwickeln oder die Umsetzung reflektieren? Ansätze zur Ausgestal- tung von Lehr-Lern-Laboren im Vergleich. In M. Kubsch, S. Sorge, J. Arnold, & N. Graulich (Eds.), Lehrkräftebildung neu gedacht: Ein Praxishandbuch für die Lehre in den Naturwissenschaften und de- ren Didaktiken (pp. 186-196). Waxmann. https:// www.waxmann.com/index.php?eID=download&- buchnr=4349#page=186 Transfer Veröffentlicht Anderson, C. W., Nordine, J., & Welch, M. (2021). Energy and matter: Flows, cycles, and conserva- tion. In J. Nordine & O. Lee (Eds.), Crosscutting concepts: Strengthening science and engineering learning (pp. 165-194). NSTA. Becker-Mrotzek, M., & Prediger, S. (2021). Unter- richtsentwicklung zwischen Schulautonomie und gelungener Unterstützung. In K. Maaz & M. Beck- er-Mrotzek (Eds.), Schule weiter denken: Was wir aus der Pandemie lernen (pp. 76-90). Dudenverlag. Bruckermann, T., & Mahler, D. (2021). Online-Cit- izen-Science-Plattformen zum Mitforschen. In J. Meßinger-Koppelt & J. Maxton-Küchenmeister (Eds.), Naturwissenschaften digital: Toolbox für den Unterricht (pp. 60-63). Joachim Herz Stiftung. 106 107

Beiträge in Büchern / Sammelwerken // Beiträge in Konferenzbänden Beiträge zum Mathematikunterricht 2021: Vom GDM-Monat 2021 der Gesellschaft für Didaktik der Mathematik (GDM) (pp. 303-304). WTM. https:// doi.org/10.17877/DE290R-22288 Jeschke, C., Lindmeier, A. M., & Heinze, A. (2021). Does successful preparing and reflecting on lessons support pre-service teachers’ actions? A media- tion study. In M. Inprasitha, N. Changsri, & N. Boonsena (Eds.), Proceedings of the 44th Conference of the International Group for the Psychology of Mathematics Education (Vol. 3, pp. 88-95). PME. https://pme44.kku.ac.th/home/uploads/volumn/ pme44_vol3.pdf Korntreff, S., & Prediger, S. (2021). Fachdidaktische Qualität von YouTube-Erklärvideos. In C. Maurer, K. Rincke, & M. Hemmer (Eds.), Fachliche Bildung und digitale Transformation - Fachdidaktische For- schung und Diskurse: Fachtagung der Gesellschaft für Fachdidaktik 2020 (pp. 123-126). Universität Regensburg. Kron, S., Sommerhoff, D., Achtner, M., Stürmer, K., Wecker, C., Siebeck, M., & Ufer, S. (2021). The accuracy of pre-service teachers’ diagnosis and its relation to professional knowledge. In M. Inpra- sitha, N. Changsri, & N. Boonsena (Eds.), Procee- dings of the 44th Conference of the International Group for the Psychology of Mathematics Education (Vol. 1, p. 159). PME. https://pme44.kku.ac.th/ home/uploads/volumn/pme44_vol1.pdf Kubsch, M., Rosenberg, J. M., & Krist, C. (2021). Be- yond supervision: Human / machine distributed learning in learning sciences research. In E. de Vries, Y. Hod, & J. Ahn (Eds.), Proceedings of the 15th International Conference of the Learning Scien- ces - ICLS 2021 (pp. 897-898). International Society of the Learning Sciences. https://repository.isls. org/handle/1/7609 Rolfes, T., & Fahse, C. (2021). Students’ preferences in numerical formats for quantifying probabilistic situations. In M. Inprasitha, N. Changsri, & N. Boonsena (Eds.), Proceedings of the 44th Confe- rence of the International Group for the Psychology of Mathematics Education (Vol. 1, p. 175). PME. https://pme44.kku.ac.th/home/uploads/volumn/ pme44_vol1.pdf Rosenberg, J. M., & Kubsch, M. (2021). Considering K-12 learners’ use of Bayesian methods. In E. de Vries, Y. Hod, & J. Ahn (Eds.), Proceedings of the 15th International Conference of the Learning Scien- ces - ICLS 2021 (pp. 947-948). International Society of the Learning Sciences. https://repository.isls. org/handle/1/7635 Sommerhoff, D., & Brunner, E. (2021). Mathema- tisches Argumentieren und Beweisen von Primar- stufe bis Hochschule: Einblicke in drei Podiums- diskussionen. In K. Hein, C. Heil, S. Ruwisch, & S. Prediger (Eds.), Beiträge zum Mathematikunterricht 2021: Vom GDM-Monat 2021 der Gesellschaft für Didaktik der Mathematik (GDM) (pp. 219-220). WTM. https://doi.org/10.17877/DE290R-22329 Sommerhoff, D., & Heinze, A. (2021). Pre-service teachers’ enthusiasm for school and university mathematics. In M. Inprasitha, N. Changsri, & N. Boonsena (Eds.), Proceedings of the 44th Conferen- ce of the International Group for the Psychology of Mathematics Education (Vol. 4, pp. 74-83). PME. https://pme44.kku.ac.th/home/uploads/volumn/ pme44_vol4.pdf Sorge, S., Kubsch, M., Breuer, J., Syskowski, S., & Wöhlke, C. (2021). Lehrkräftebildung neu gedacht: Ergebnisse des GDCP Hackathons 2020. In S. Habig (Ed.), Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?: Gesellschaft für Didak- tik der Chemie und Physik online Jahrestagung 2020 (pp. 45-47). Universität Duisburg-Essen. https:// www.gdcp-ev.de/wp-content/tb2021/TB2021_45_ Sorge.pdf Sporn, F., Sommerhoff, D., & Heinze, A. (2021). Be- ginning university mathematics students’ proof understanding. In M. Inprasitha, N. Changsri, & N. Boonsena (Eds.), Proceedings of the 44th Conferen- ce of the International Group for the Psychology of 108 109

Beiträge in Konferenzbänden // Arbeitspapiere // Unterrichts- und Fortbildungsmaterialien No. 84). Leibniz Institute for Educational Trajecto- ries, National Educational Panel Study. https://doi. org/10.5157/NEPS:SP84:1.0 Köller, O., Anders, Y., Attig, M., Mathes, B., Pauen, S., Roßbach, H.-G., Schupp, J., Spieß, C. K., & Weinert, S. (2021). Bremer Initiative zur Stärkung frühkindlicher Entwicklung (BRISE): Schlussbericht 1. Förderphase. IPN - Leibniz-Institut für die Päd- agogik der Naturwissenschaften und Mathematik. https://doi.org/10.2314/KXP:1807517519 Transfer Veröffentlicht Köller, O., & Steffensky, M. (2021). MINT Nachwuchs- barometer 2021: Eine Studie von acatech, IPN und Körber Stiftung. https://www.acatech.de/publika- tion/mint-nachwuchsbarometer-2021/ Unterrichts- und Fortbildungsmaterialien Veröffentlicht Garrecht, C., Harms, U., Döhler, S., Ohmann, L., & Schneider, C. (2021, Januar). Aktionsheft zur Expedition Erdreich: Mit Teebeuteln den Boden er- forschen. Bundesministerium für Bildung und For- schung. https://www.expedition-erdreich.de/files/ EE_AH_barr.pdf Garrecht, C., Harms, U., Döhler, S., Ohmann, L., & Schneider, C. (2021, Januar). Lehr- und Arbeits- material zur Expedition Erdreich: Mit Teebeuteln den Boden erforschen. Bundesministerium für Bildung und Forschung. https://www.expedi- tion-erdreich.de/files/EE_LuA_barr.pdf Hassel, L., Garrecht, C., & Harms, U. (2021, April). Tierversuche in der Diskussion: Eine Unterrichtseinheit zur Förderung von Bewertungskompetenz. IPN - Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik. https:// www.tierversuche-verstehen.de/wp-content/up- loads/2021/03/Unterrichtseinheit_IPN.pdf Lorke, J. (2021). Wissenschaft zum Mitforschen: Citizen Science für die Schulpraxis. In J. Meßinger- Koppelt, & J. Plath (Eds.), Miterleben, wie Wissen entsteht: Mit Schülerinnen und Schülern im Unter- richt forschen (pp. 34-37). Joachim Herz Stiftung. https://www.joachim-herz-stiftung.de/fileadmin/ Redaktion/JoachimHerzStiftung_Miterleben_wie_ Wissen_entsteht.pdf Prediger, S. (2021, September). Mathematik aufholen nach Corona – Verstehensgrundlagen im Fokus. MaCo. https://maco.dzlm.de/einfuehrung-verstehensgrun- dlagen-im-fokus Prediger, S., & Rösike, K. (2021, September). Mul- tiplikations- und Divisionsverständnis (Jhg. 5–6): Unterrichtsmaterial. MaCo. https://maco.dzlm.de/ multiplikations-und-divisionsverstaendnis Rösike, K., & Tondorf, A. (2021, November). Stellenw- ertverständnis (Jhg. 4–6): Unterrichtsmaterial. MaCo. https://maco.dzlm.de/stellenwertverstaendnis Sannert, R., & Hendel, B. (2021). Plastik in Tieren - Plastik in uns? Einflüsse von Mikrostoffen auf Daphnien mit Counter-App messen. Digital Unter- richten BIOLOGIE, 2021(1). Wessel, L., & Rösike, K. (2021, September). Zahl- und Operationsverständnis bei Brüchen (Jhg. 6–7): Unterrichtsmaterial. MaCo. https://maco.dzlm.de/ zahl-und-operationsverstaendnis-bei-bruechen 110 111

Netzpublikationen // Webapplikation // Beiträge in Zeitschriften PUBLIKATIONEN 2022* Beiträge in Zeitschriften Forschung Elektronische Veröffentlichung vor Drucklegung Basarkod, G., Marsh, H. W., Sahdra, B. K., Parker, P. D., Guo, J., Dicke, T., & Lüdtke, O. (2022). The dimensionality of reading self-concept: Examining its stability using local structural equation models. Assessment. Advance online publication. https:// doi.org/10.1177/10731911211069675 Bruckermann, T., Greving, H., Schumann, A., Still- fried, M., Börner, K., Kimmig, S. E., Hagen, R., Brandt, M., & Harms, U. (2022). Scientific reason- ing skills predict topic-specific knowledge after participation in a citizen science project on urban wildlife ecology. Journal of Research in Science Teaching. Advance online publication. https://doi. org/10.1002/tea.21835 Brunner, M., Keller, L., Stallasch, S. E., Kretschmann, J., Hasl, A., Preckel, F., Lüdtke, O., & Hedges, L. V. (2022). Meta-analyzing individual participant data from studies with complex survey designs: A tuto- rial on using the two-stage approach for data from educational large-scale assessments. Research Syn- thesis Methods. Advance online publication. https:// doi.org/10.1002/jrsm.1584 Bednorz, D., & Kleine, M. (2022). Unsupervised ma- chine learning to classify language dimensions to constitute the linguistic complexity of mathemati- cal word problems. International Electronic Journal of Mathematics Education. Advance online publica- tion. https://doi.org/10.29333/iejme/12588 Büscher, C., & Prediger, S. (2022). Teachers’ practices of integrating challenging demands of inclusive mathematics education in a professional devel- opment program. Journal of Mathematics Teacher Education. Advance online publication. https://doi. org/10.1007/s10857-022f-09560-5 Beniermann, A., Moormann, A., & Fiedler, D. (2022). Validity aspects in measuring evolution acceptance: Evidence from surveys of preservice biology teach- ers and creationists. Journal of Research in Science Teaching. Advance online publication. https://doi. org/10.1002/tea.21830 Bernholt, S., Härtig, H., & Retelsdorf, J. (2022). Re- production rather than comprehension? Analysis of gains in students’ science text comprehension. Research in Science Education. Advance online publication. https://doi.org/10.1007/s11165-022- 10066-6 Bleckmann, E., Lüdtke, O., Mueller, S., & Wagner, J. (2022). The role of interpersonal perceptions of so- cial inclusion and personality in momentary self-es- teem and self-esteem reactivity. European Journal of Personality. Advance online publication. https://doi. org/10.1177/08902070221080954 * Stand Dezember 2022 Dröse, J., & Prediger, S. (2022). Prospective teachers’ diagnostic thinking on students’ understanding of multi-digit multiplication: A content-related analysis on unpacking of knowledge elements. Journal für Mathematik-Didaktik. Advance online publication. https://doi.org/10.1007/s13138-022- 00214-w Garrecht, C., Czinczel, B., Kretschmann, M., & Reiss, M. J. (2022). ‘Should we be doing it, should we not be doing it, who could be harmed?’: Address- ing ethical issues in science education. Science & Education. Advance online publication. https://doi. org/10.1007/s11191-022-00342-2 Golumbic, Y. N., Dalyot, K., Barel-Ben David, Y., & Keller, M. (2022). Establishing an everyday scientific reasoning scale to learn how non-scien- 112 113