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Objectives: To explore environmental and individual factors that are associated with child development and to investigate whether the strength of these associations differs according to the age of the children. Design: Cross-sectional study. Setting: This study was part of the LIFE Child study, a large cohort study conducted in Leipzig, Germany. Participants: 778 children aged between 0.5 and 6 years (48.6% girls, mean age=2.67 years). Outcome measures: The outcomes were cognitive development, language development, body and hand motor skills, social- emotional development, and tracing skills, measured with a standardised development test. We analysed the associations between development and gestational age, socioeconomic status (SES), sex, behavioural difficulties, siblings, sleep duration, breastfeeding duration and overweight/obesity. We also tested for interactions between these variables and child age or sex. Results: Higher gestational age (b ranging between 0.12 and 0.26) and higher SES (b ranging between 0.08 and 0.21) were associated with better outcomes in almost all developmental domains (all p<0.019). Children with older siblings had improved body and hand motor skills compared with children without older siblings (both b=0.55, all p<0.029). Boys had poorer scores than girls in body and hand motor skills and tracing (b=−0.45, −0.68 and −1.5, all p<0.019). Children with behavioural difficulties had significantly poorer outcomes in most developmental domains. Some of the associations with SES and sex were stronger in older than in younger children. Associations between gestational age and motor development were weaker in older children. We did not find significant associations between child development and sleep duration, breastfeeding duration or overweight/obesity. Conclusion: Some factors had a protective, others an adverse effect on development of children under 6 years of age. The effect of SES and sex increased, while the effect of gestational age decreased with age.:Inhaltsverzeichnis I. Abkürzungsverzeichnis 1 Einführung 1.1 Entwicklung 1.2 Entwicklungsdiagnostik 1.2.1 Der Entwicklungstest für Kinder zwischen 6 Monaten und 6 Jahren - Revision 1.3 Forschungsstand 1.3.1 Gestationsalter 1.3.2 Sozioökonomischer Status 1.3.3 Geschlecht 1.3.4 Verhalten 1.3.5 Ältere Geschwister 1.3.6 Schlafdauer 1.3.7 Stilldauer 1.3.8 Übergewicht/Adipositas 1.4 Ableitung der Rationale für die Studie 2 Publikation 3 Zusammenfassung der Arbeit 4 Literaturverzeichnis II. Darstellung des eigenen Beitrags III. Erklärung über die eigenständige Abfassung der Arbeit IV. Lebenslauf V. Danksagung

Individuelle Unterschiede in der kognitiven Entwicklung von Kindern korrelieren mit ihrem sozioökonomischen Status (engl. socioeconomic status, SES). Allerdings hat die bisherige Forschung längsschnittliche Dynamiken meist ignoriert. Des Weiteren sind die Mechanismen, die zu SES–bedingten Diskrepanzen in der kognitiven Entwicklung führen, weitgehend unbekannt. Gemäß einer Hypothese ist es die Dysregulation der Sekretion des Stresshormons Cortisol die SES Unterschiede vermittelt, da niedriger SES robust mit höherem chronischen Stress assoziiert. Die vorliegende Dissertation weist im Längsschnitt nach, dass Veränderungen im Familieneinkommen die kognitive Entwicklung von armen Kindern im späteren Kindesalter vorhersagen (Studie I). Bemerkenswerterweise wirkt kindliche Kognition auch auf Veränderungen im elterlichen Einkommen, was auf bisher vernachlässigte bidirektionale Familiendynamiken hinweist. Zudem liefert die Dissertation querschnittliche empirische Evidenz für die Hypothese, dass ein stressbezogener Mechanismus in SES–bedingten Unterschieden kognitiver Entwicklung involviert ist. Höherer Stress und ein geringeres Einkommen waren beide mit Anzeichen des Hypocortisolismus in Kindern charakterisiert (Studie II und III). Außerdem gab es Hinweise, dass kognitive Kontrolle vor den Effekten von Stress schützen könnte (Studie II). Schließlich zeigt die Dissertation erstmalig, dass hyporeaktive Cortisolprofile in Reaktion auf akuten Stress in ärmeren Kindern mit deren niedrigerer Gedächtnisleistung assoziiert ist (Studie III). Beachtenswert ist, dass Ergebnisse dieser Dissertation nicht auf Umwelt oder genetisch vermittelte Kausalität schließen lassen. In zukünftigen Interventionsstudien sollte weiter untersucht werden, ob Interventionen die Einkommensgewinne stärken, Stress reduzieren oder die Reaktion von Kindern auf akuten Stress verbessern, kognitive Unterschiede im Zusammenhang mit SES verringern. / Individual differences in cognitive development in childhood vary along gradients of socioeconomic status (SES). Yet, research has largely ignored longitudinal dynamics, despite evidence that SES, especially income, also changes over time. Furthermore, fairly little is known about the mechanisms by which SES explains cognitive disparities. Lower SES environments are marked by high chronic stress exposure, which has led to the hypothesis that dysregulation of the stress response system resulting in altered cortisol secretion mediates disparities in cognition. This dissertation provides longitudinal evidence for the notion that family income gains and losses predict poor children’s cognitive development throughout later childhood (Paper I). Remarkably, children’s cognition also predicts their parents’ earning ability, indicating previously neglected bidirectional family dynamics. Moreover, this dissertation provides cross–sectional evidence for a stress mechanism involved in SES disparities of cognitive functioning. Both higher stress and lower income are associated with patterns of hypocortisolism in middle childhood (Paper II & III). Further, cognitive control skills may buffer against the embedding of stress exposure in diurnal cortisol secretion (Paper II). Lastly, cortisol hyporeactivity to stress found in low–income children is uniquely associated with their lower memory performance. Notably, this dissertation does not warrant environmentally– or genetically–mediated assumptions of causality. Future intervention studies should continue to explore whether facilitating family income gains, reducing stress exposure, normalizing cortisol secretion, or improving children’s stress coping by training cognitive control alleviates SES–related disparities in cognition.

With the epidemiological transition, causes of death shifted from communicable to non-communicable diseases (NCDs) and life expectancy increased, as these NCD deaths occurred later in life. However, in the United States, over the past years, life expectancy has been stagnating or decreasing despite decreasing NCD mortality rates. Analyses of the most important underlying causes of death with increasing premature mortality reveal that psychoactive substance use played a crucial role for these increases. Furthermore, it can be shown, that a high proportion of the increased premature mortality and decreased life expectancies happened in lower socio-economic strata. Substance use policies should thus focus on lowering the gap between substance-attributable mortality in higher versus lower socioeconomic strata.

Die vorliegende Dissertation untersucht, ob bildungs¬sprachliche Anforderungen für Grundschulkinder mit nicht-deutscher Familien¬sprache mit größeren Schwierigkeiten verbunden sind als für monolingual deutschsprachige Kinder. Zudem geht sie der Frage nach, ob das Verständnis von Bildungssprache für schulische Leistungen bedeutsamer ist als das Verständnis von Alltagssprache. In Teilstudie 1 wurde ein experimentelles Design mit sprachlich unterschiedlich anspruchsvollen Hörverstehenstexten umgesetzt. Bei der Bearbeitung der Hörverstehensaufgaben erzielten Schülerinnen und Schüler mit nicht-deutscher Familien¬sprache unabhängig von der sprachlichen Komplexität der Texte geringere Leistungen als monolingual deutschsprachige Schülerinnen und Schüler. Differenzielle Leistungsnachteile bei der Bearbeitung der bildungssprachlichen Texte ergaben sich jedoch nicht. Teilstudie 4 erbrachte vergleichbare Ergebnisse auf Basis eines Leseverständnistests. In den Teilstudien 2 und 3 wurde überprüft, ob bildungssprachliche Merkmale von Testaufgaben aus den Bereichen Mathematik und Leseverstehen mit DIF (Differential Item Functioning) gegenüber Grundschulkindern mit nicht-deutscher Familiensprache bzw. gegenüber deutschsprachigen Kindern aus Familien mit niedrigem sozioökonomischen Status (SES) zusammenhängen. Es ergaben sich substanzielle Zusammenhänge zwischen verschiedenen bildungssprachlichen Merkmalen und DIF. Diese waren für Kinder mit nicht-deutscher Familiensprache zahlreicher und ausgeprägter als für deutschsprachige Kinder aus Familien mit niedrigem SES. In Teilstudie 4 korrelierte das Verständnis von Bildungssprache höher mit schulischen Leistungen—operationalisiert über die mathematischen Kompetenzen—als das Verständnis von Alltagssprache. Im Anschluss an eine zusammenfassende Diskussion der Ergebnisse der vier Teilstudien werden Implikationen für die pädagogische Praxis abgeleitet und Perspektiven für die zukünftige Forschung zum Konzept der Bildungssprache aufgezeigt. / The present dissertation examines whether academic language demands are disproportionally more difficult for elementary school children with non-German home languages than for children who are monolingually German-speaking. Furthermore, it addresses the question of whether the comprehension of academic language is more relevant for school achievement than the comprehension of everyday language. Study 1 is based on an experimental design, including listening comprehension texts that differed in their academic language complexity. When answering the listening comprehension tasks, children with a non-German home language performed more poorly than children with German home language, regardless of the linguistic complexity of the texts. However, differential effects of academic language on listening comprehension of students with a non-German home language did not emerge. Study 4 yielded comparable results based on a reading comprehension test. Studies 2 and 3 investigated whether academic language features of test items in mathematics and reading comprehension are associated with DIF (differential item functioning) against school children who are not monolingually German-speaking and German monolingual students from families with low socioeconomic status (SES), respectively. There were substantial relationships between various academic language features and DIF. These relationships were more numerous and more pronounced for children who were not monolingually German-speaking than for German monolingual students from low SES families. Study 4 showed that the comprehension of academic language was more highly correlated with school achievement, operationalized with students’ mathematical achievement, than the comprehension of everyday language. After a joint discussion of the four studies’ results, implications for educational practice are drawn and perspectives for future research on the concept of academic language are presented.

In der Dissertation wurden Effekte der zuwanderungsbezogenen Klassenzusammensetzung auf verschiedene Leistungsmaße und psychosoziale Schülermerkmale im Rahmen von drei Zeitschriftenbeiträgen untersucht. In Teilstudie eins wurden Effekte der sozialen und zuwanderungsbezogenen Zusammensetzung auf das Leseverständnis im Verlauf der neunten Klasse und deren Vermittlung durch Merkmale der Unterrichtsqualität analysiert. Der Klassenanteil von Heranwachsenden mit Zuwanderungshintergrund war unter Kontrolle des mittleren sozioökonomischen Status nicht mit der Leseleistung assoziiert. Es zeigten sich Hinweise einer partiellen Vermittlung des Effekts sozialer Zusammensetzung durch das Ausmaß herausfordernden Sprachunterrichts. Teilstudie zwei beschäftigte sich mit Effekten der Zusammensetzung auf die Lernmotivation im Verlauf der neunten Klasse und deren Vermittlung durch das Ausmaß schülerorientierten Unterrichtsklimas. Heranwachsende mit Zuwanderungshintergrund berichteten höhere Motivation, wenn sie Klassen mit einem höheren Anteil von Heranwachsenden mit Zuwanderungshintergrund besuchten. Es zeigten sich keine vermittelten Effekte durch Merkmale des Unterrichtsklimas. In Teilstudie drei wurden der Anteil von Kindern mit Zuwanderungshintergrund und Maße zuwanderungsbezogener Heterogenität in ihrer Assoziation mit Mathematik- und Leseleistung sowie dem Verbundenheitsgefühl mit Peers von Kindern der vierten Klasse verglichen. Es bestanden stärkere negative Effekte des Klassenanteils im Vergleich zu Heterogenitätsmaßen. Bei simultaner Berücksichtigung von Klassenanteil und Heterogenitätsmaßen waren Heterogenitätseffekte größtenteils nicht mehr signifikant. Es zeigten sich jedoch leicht positive Heterogenitätseffekte auf die Mathematikleistung. Es bestanden keine Effektunterschiede zwischen Heterogenitätsmaßen. Die Befunde verweisen auf die Bedeutung der Schulklasse für die akademische Entwicklung sowie für die Erklärung zuwanderungsbezogener Disparitäten im Bildungssystem. / The thesis at hand explored effects of the language-related and ethnic makeup of classrooms on several achievement outcomes as well as psychosocial outcomes in three research articles. The first article investigated effects of socioeconomic and language minority classroom composition on ninth graders’ reading achievement across two measurement points and explored the mediating role of instructional quality. The proportion of minority students had no effect on achievement after controlling for the socioeconomic composition. The results suggest that the effect of the socioeconomic composition on achievement may be mediated partially by the teacher’s focus on language during instruction. The second article focused on effects of the proportion of language minority students on the development of ninth graders’ motivation and the mediating role of a student-oriented climate. The analyses revealed that minority students were increasingly motivated in classrooms with a higher proportion of minority students. The compositional effect was not mediated by the instructional climate. The third article explored various measures of the ethnic makeup of classrooms and their relationship with student outcomes. The proportion of minority students and measures of diversity were compared in their prediction of fourth graders’ achievement in math and reading as well as the feeling of belonging with one’s peers. The proportion of minority students showed stronger negative effects on student outcomes than the diversity measures. Including diversity measures and the proportion of minority students, the diversity effects mostly lost their significance. However, students showed slightly higher levels of math achievement in more diverse classrooms. The various measures of diversity led to similar results. The findings add to the evidence indicating that the classroom learning environment affects students’ academic development and contributes to ethnic disparities in the education system.