Digitale Kompetenzen für den Lehrberuf in den Naturwissenschaften

Die unaufhaltsame Digitalisierung im Alltag erfordert von allen Bürgerinnen und Bürgern grundlegende Kompetenzen im Umgang mit digitalen Medien. Dies betrifft nicht lediglich die Befähigung, digitale Technologien zu bedienen, sondern auch weit darüberhinausgehende Kompetenzen. Hierzu gehören sowohl Medienkompetenzen im Sinne von Digital Literacy als auch Kompetenzen im Bereich der Digitalität, um eine mündige Teilhabe in einer sich durch die digitale Transformation stetig ändernden Gesellschaft zu ermöglichen.

Gleichermassen werden von Arbeitnehmenden in der Zukunft neue Fähigkeiten und Fertigkeiten verlangt, die über die Erwartungen an vorangegangene Generationen hinaus gehen. Entsprechend wurden ausgehend von staatlichen und überstaatlichen Initiativen verschiedene Rahmenmodelle zu Kompetenzen von Schülerinnen und Schülern entwickelt, die abstecken, worauf sich die zukünftige Unterrichtsgestaltung ausrichten sollte.

Somit müssen auch Lehrpersonen neue Kompetenzen für ihre Unterrichtsgestaltung erwerben. Die Förderung der in diesen Rahmenmodellen beschriebenen Kompetenzen muss in die Aus- und Weiterbildung von Lehrpersonen implementiert werden. Jedoch fehlt den derzeit zur Verfügung stehenden allgemeinpädagogischen Rahmenmodellen in der Regel eine fachspezifische Ausschärfung, so dass diese nur eine geringe Relevanz für den fachdidaktischen Teil der Lehrpersonenaus- und -weiterbildung haben. Zudem fehlen geeignete Instrumente, um die Erreichung der Kompetenzen und die Wirksamkeit von entsprechenden Fördermassnahmen empirisch beurteilen zu können.

An dieser Stelle setzt das Projekt an und baut dabei auf umfangreichen Vorarbeiten auf. In einer standortübergreifenden Kollaboration von neun Expertinnen und Experten im Lehren und Lernen mit digitalen Medien aus den Fachdidaktiken Biologie, Chemie und Physik wurde für Deutschland der Orientierungsrahmen DiKoLAN - Digitale Kompetenzen für das Lehramt in den Naturwissenschaften entwickelt und angereichert mit 23 Praxisbeispielen publiziert (im Folgenden wegen der Ausrichtung auf Deutschland als DiKoLAN-D bezeichnet). Die in dem vorliegenden Projektantrag beteiligten Personen (Johannes Huwer, Lars-Jochen Thoms und Julia Arnold) sind an DiKoLAN-D bzw. an der angedockten Research Initiative Digital Education (RIDE) beteiligt. DiKoLAN-D spezifiziert die von allen Lehramtsstudierenden bis zum Ende des Studiums zu erwerbenden digitalisierungsbezogenen Kompetenzen, welche für einen zukunftsfähigen naturwissenschaftlichen Unterricht unverzichtbar sind. Somit definiert DiKoLAN-D auch einen Übergabepunkt an der Schnittstelle zwischen der ersten (universitären) Ausbildungsphase und der sich in Deutschland daran anschliessenden zweiten Ausbildungsphase (Referendariat).

Aufgrund dieser spezifischen Ausrichtung auf das deutsche Bildungssystem lässt sich DiKoLAN-D in seiner derzeitigen Form nicht in der Schweiz nutzen. Es bedarf grundlegender struktureller, inhaltlicher und ggf. sprachlicher Anpassungen, um ein fachdidaktisch abgestütztes Rahmenmodell für die Schweiz bieten zu können.

In unserem Forschungsvorhaben wird zunächst ein für die Schweiz geeigneter Orientierungsrahmen digitaler Kompetenzen DiKoLAN-CH anhand einer mehrschichtigen Befragung von Expertinnen und Experten basierend auf DiKoLAN-D entwickelt. Darauf aufbauend werden - weltweit erstmalig - Messinstrumente zur Diagnose des Kompetenzstands im digitalisierungsbezogenen fachdidaktisch-naturwissenschaftlichen Bereich entwickelt, die a) für die Querschnittserhebung des Ist-Standes der digitalen Kompetenzen von Studierenden in Lehrberufsstudiengängen in der Schweiz benötigt werden, b) eine direkte Messung der Wirksamkeit von Massnahmen zur Förderung des Kompetenzerwerbs in Aus- und Weiterbildung ermöglichen und c) die Grundlage für eine valide Kompetenzstrukturaufklärung darstellen.

Mangels bestehender objektiver Diagnoseinstrumente zu digitalen Kompetenzen im Allgemeinen sowie von Selbsteinschätzungsinstrumenten speziell für den digitalen naturwissenschaftlichen Unterricht bedarf es zur Validierung der zu entwickelnden Testinstrumente einer Triangulation. Für eine Erhebung in einem Mixed-Methods-Design werden dazu zunächst sowohl Multiple-Choice-Tests als auch aufgabenbasierte Kompetenztests entwickelt und zur vergleichenden objektiven Messung bereitgestellt. Zur Ergänzung bestehender, aber fachunspezifischer Selbsteinschätzungsinstrumente zu eigenen digitalen Kompetenzen wird darüber hinaus ein Instrument zur subjektiven Einschätzung des eigenen fachspezifischen Kompetenzstands konzipiert.

Die zu entwickelnden Tests werden erstmals im Herbstsemester 2025 in einer standortübergreifenden Querschnittserhebung der digitalen Kompetenzen Studierender von Lehrberufen mit Bezug zu Naturwissenschaften genutzt und abschliessend validiert. Darüber hinaus soll das Kompetenzraster in der Lehrpersonenaus- und -weiterbildung perspektivisch zur Selbst- und Peer-Reflexion dienen und für die Notwendigkeit des Kompetenzaufbaus sensibilisieren.