Naturwissenschaftlicher Unterricht wurde in den vergangenen Jahren zunehmend durch außerschulische Lernangebote unterstützt. Den Schülerinnen und Schülern einiger Schulen ist es aber nicht möglich, außerschulische Lernangebote wahrzunehmen. Um diesen ebenfalls ein unterrichtsergänzendes Angebot zu bieten, haben sich einige mobile Schülerlabore etabliert. Wenig bekannt ist, ob mobile Angebote es gleichermaßen vermögen, motivationssteigernd zu sein, oder ob diese positiven Effekte nur an außerschulischen Lernorten zu beobachten sind. Um dies zu überprüfen wurden drei quantitative Studien durchgeführt. Verglichen werden eine mobile und eine stationäre Varianten zum Schülerlabor GreenLab_OS (GLO), das für diese Studie etabliert wurde. Die teilnehmenden Schülerinnen und Schüler wurden mit einem Fragebogen in einem Prä-, Post- und Follow-up-Test Design befragt. Durch die Teilnahme am Schülerlabor kann zwar kein dispositionales Fach- oder Sachinteresse verbessert werden, es zeigen sich aber positive Effekte für die empfundene Freude oder die aktuelle Interessiertheit im Chemieunterricht. Weiterhin geben die Schülerinnen und Schüler nach der Teilnahme am GLO eine geringere Langeweile und niedrigere Frustration an. Positive Effekte sind an beiden Lernorten zu erkennen, jedoch zeigen sich in der Vor- und Hauptstudie stärkere Effekte nach der Teilnahme am mobilen Schülerlabor. Bei einer Unterrichtseinheit als dritte quantitative Studie wurde beobachtet, dass diese Effekte nicht im Rahmen des chemischen Unterrichts eintreten.

Vor dem Hintergrund einer fortwährenden Professionalisierung in den Gesundheitsberufen gewinnen seit mehreren Jahren auch das simulationsbasierte Lernen sowie das Skills-Lab-Konzept in der beruflichen Bildung an Bedeutung. Beide suggerieren, bezugnehmend auf Theorien konstruktivistischer Instruktion und einer Handlungsorientierung, probate didaktische Ansätze zur Anbahnung beruflicher Handlungskompetenz zu sein. Ziel der Untersuchung ist es der Frage nachzugehen, welche Potenziale die Umsetzung des Skills-Lab-Konzeptes bietet, praxisbezogene Gestaltungsansätze bzw. Prinzipien kompetenzorientierter Lehr-/Lernarrangements zu bedienen. Der Ansatzpunkt des Verstehens liegt in der Fallrekonstruktion hochschulischer Bildungseinrichtungen und der Sichtweisen der Lehrenden als analytische Bezugspunkte. Die Datenauswertung erfolgt anhand der inhaltlich strukturierenden qualitativen Inhaltsanalyse nach Kuckartz (2016) und zeigt: die Prinzipien Rollenerwartungen (1), Lerngegenstände (2), Lerngelegenheiten (3), medienbasierte Lehr-/Lernformen (4) und Learning Outcomes (5) finden Berücksichtigung bei der Umsetzung des Skills-Lab-Konzeptes.

Dem Erwerb geometrischer Kompetenzen wird in der Primarstufe im Allgemeinen eine wichtige Bedeutung zugemessen. Geometrische Inhalte finden sich in Deutschland sowohl in den nationalen Bildungsstandards als auch in den Lehrplänen der Bundesländer wieder. An einer strukturierten empirischen Aufarbeitung der Kompetenzentwicklung, der Fähigkeiten sowie der Schwierigkeiten der Schülerinnen und Schüler in der Auseinandersetzung mit diesen Inhalten mangelt es dennoch in einigen dieser Bereiche. Damit einhergehend fehlen auch erforderliche Grundlagen, die es Lehrkräften ermöglichen, Unterricht planen zu können und somit ein anschlussfähiges Verständnis bei den Schülerinnen und Schülern aufzubauen. Aus der Lehrerprofessionsforschung liegen Modelle vor, welche zentrale Wissensfacetten, die eine Rolle bei der unterrichtlichen Vermittlung fachlicher Inhalte spielen, beschreiben (u.a. Weinert, Schrader & Helmke 1990; Shulman 1986; Bromme 1992, 1997; Baumert & Kunter 2006, 2011; Ball, Thames & Phelps 2008). Insbesondere dem fachlichen sowie dem fachdidaktischen Wissen der Lehrperson wird eine entscheidende Rolle bezüglich des Lernerfolgs der Schülerinnen und Schüler zugeschrieben (u.a. Kunter et al. 2013). Ein geometrischer Inhaltsbereich, in dem bereits Wissen vorliegt, auf das Lehrerinnen und Lehrer zurückgreifen können, ist die Achsenspiegelung und -symmetrie. Dieses Wissen bezieht sich jedoch überwiegend auf die Sekundarstufe und ist wenig systematisch angelegt bzw. lückenhaft. Diese Arbeit verfolgt daher das Ziel, systematisch Wissen herauszuarbeiten, auf das Lehrkräfte zurückgreifen können, um im Geometrieunterricht der Grundschule fachlich fundierte Entscheidungen treffen zu können und im Bereich der Achsenspiegelung und Achsensymmetrie mit Bezug auf die individuellen Fähigkeiten der Schülerinnen und Schüler ein anschlussfähiges und tragfähiges Verständnis aufzubauen. Basierend auf einer integrativen Betrachtung der Facetten professionellen Wissens werden inhaltsspezifisch relevante Facetten des Wissens von Lehrkräften herausgearbeitet. Diese Perspektiven der Lehr-Lern-Forschung werden aufgegriffen und bieten eine Rahmung zur fachlichen und fachdidaktischen Einordnung der einzelnen Forschungsarbeiten dieser Dissertation. Die Forschungsschwerpunkte dieser Arbeit werden daraufhin ebenfalls in der Rahmung verankert, anschließend vorgestellt und ihre Ergebnisse zusammengefasst. • Der erste Forschungsschwerpunkt setzt sich mit wichtigen Grundlagen zu spezifischen Anforderungen von Aufgabenstellungen sowie typischen schwierigkeitsgenerierenden Merkmalen bei der Achsenspiegelung und Achsensymmetrie auseinander (vgl. Götz & Gasteiger 2019; Götz et al. 2020; Götz 2018). Dabei führt der Abgleich psychometrisch erfasster Aufgabenschwierigkeiten mit inhaltlich fachdidaktischen Analysen der Fehler und theoretischen Erkenntnissen zur Achsenspiegelung zu einem Kategorienschema mit unterschiedlichen schwierigkeitsgenerierenden Merkmalen bei Aufgaben zur Achsenspiegelung und deren Ausprägungen. • Der zweite Forschungsschwerpunkt nimmt das Wissen über das mathematische Denken von Schülerinnen und Schülern bei der Achsenspiegelung in den Fokus. Um dieser Frage nachzugehen, wurden in dieser Studie Äußerungen der Schülerinnen und Schüler während ihrer Lösungsprozesse bei Aufgaben zur Achsenspiegelung beobachtet und analysiert (vgl. Götz & Gasteiger 2022). Der Mehrwert dieser Arbeit liegt insbesondere in den Erkenntnissen zu fachdidaktischem Wissen bezüglich des Unterrichtens der Achsensymmetrie und Achsenspiegelung in der Grundschule. Ein Kategorienschema zu den schwierigkeitsgenerierenden Merkmalen bei der Achsenspiegelung, ein Überblick über Fehlerarten bei Aufgaben zur Achsensymmetrie sowie Zusammenstellungen, die Rückschlüsse auf das Verständnis von Schülerinnen und Schülern bei der Achsenspiegelung ermöglichen, bieten eine wertvolle Wissensbasis für Lehrkräfte in der Grundschule. Für die Unterrichtspraxis sind die Ergebnisse dieser Arbeit an unterschiedlichen Stellen relevant. Zum einen stellen die Ergebnisse dieser Arbeit ein Handlungsgerüst zur Erstellung adäquater Aufgaben, zum anderen liefern sie eine wertvolle Unterstützung bei der Kompetenzdiagnostik. Gleichzeitig geht aus den Ergebnissen dieser Arbeit die hohe Bedeutung adäquater Unterrichtsmaterialien hervor – wobei diesbezüglich wertvolle Hinweise zur Auswahl geeigneter Arbeitsmittel gegeben werden.