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Fachbezogene Pädagogische Kompetenzen und Wissenschaftsverständnis – Pädagogische Professionalität in Mathematik und Naturwissenschaften

  • Timo LeudersEmail author
  • Matthias Nückles
  • Silke Mikelskis-Seifert
  • Kathleen Philipp
Chapter

Zusammenfassung

Die Professionalität des pädagogischen Personals in Schulen und Kindertageseinrichtungen ist eine zentrale Determinante für die Qualität von Bildungsprozessen und Bildungsergebnissen. Professionelles pädagogisches Handeln ist bestimmt von einem komplexen Zusammenspiel unterschiedlicher Kompetenzfacetten: Neben allgemeinen pädagogischen sowie fachwissenschaftlichen Kompetenzen treten spezifische Kompetenzfacetten zur Gestaltung fachlicher Lernprozesse in den Vordergrund. Diese wurden erstmals von Shulman (1986, 1987) als pedagogical content knowledge (fachbezogenes pädagogisches Wissen) beschrieben und seitdem vielfach weiter ausdifferenziert und untersucht. In Hinblick auf das Professionswissen wurde ferner die Bedeutung eines reflektierten Verständnisses des zu lehrenden Fachs als Wissenschaft (nature of science) hervorgehoben. Die Vermittlung eines Verständnisses der Genese, Veränderbarkeit und Begründung fachwissenschaftlichen Wissens und dessen Bedeutung für die verschiedenen gesellschaftlichen Lebensbereiche wird zunehmend als ein wichtiges Ziel schulischer Bildung erachtet. Die Entwicklung empirischer Zugangsweisen für die genannten Kompetenzfacetten ist zurzeit noch ein Forschungsdesiderat, was unter anderem den konzeptuellen Unschärfen der beiden Konstrukte „pedagogical content knowledge“ sowie „nature of science“ geschuldet ist.

Der vorliegende Beitrag analysiert die genannten Kompetenzbereiche pädagogischer Professionalität in ihren verschiedenen Facetten (Fachbezogene diagnostische Kompetenzen und Lehrkompetenzen, berufsfeldspezifisches Fachwissen, Wissen schaftsverständnis etc.). Er bildet den theoretischen Rahmen für die nachfolgenden Einzelbeiträge, welche fachbezogene Kompetenzen von Lehrerinnen und Lehrern sowie von Erzieherinnen und Erziehern in den mathematisch-naturwissenschaftlichen Domänen hinsichtlich ihrer Struktur, ihren Entstehensbedingungen und ihren Wirkungen untersuchen. Damit wird ein wichtiger Beitrag zur empirischen Fundierung der Diskussion um die Qualität der Bildung des Personals in Bildungsinstitutionen geleistet.

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Literatur

  1. Abd-El-Khalick, F. & Lederman, N. (2000). Improving science teachers’ conceptions of nature of science: a critical review of the literature. International Journal of Science Education, 22, 665-701.CrossRefGoogle Scholar
  2. Abd-El-Khalick, F., & BouJaoude, S. (1997). An exploratory study of the knowledge base for science teaching. Journal of Research in Science Teaching, 34(7), 673-699.CrossRefGoogle Scholar
  3. Abd-El-Khalick, F., Bell, R. L., & Lederman, N. G. (1998). The nature of science and instructional practice: Making the unnatural natural. Science Education, 82(4), 417-36.CrossRefGoogle Scholar
  4. Abell, S. K. (2007). Research on science teacher knowledge. Handbook of research on science education, 1, 1105-1149.Google Scholar
  5. Abell, S. K., & Smith, D. C. (1994). What is science?: Preservice elementary teachers’ conceptions of the nature of science . International Journal of Science Education, 16(4), 475-487.CrossRefGoogle Scholar
  6. Anderson, J. R. (2007). Kognitive Psychologie. Deutsche Ausgabe herausgegeben von Joachim Funke. Heidelberg: Springer.Google Scholar
  7. Ball, D. (1990). Prospective elementary teachers understanding of division. Journal of Research in Mathematics Education, 21, 132-144.Google Scholar
  8. Ball, D. (1991). Research on teaching mathematics: Making subject-matter knowledge part of education. In J. Brophy (Ed.), Advances in research on teaching: Vol. 2. Teachers’ knowledge of subject matter as it relates to their teaching practice (pp. 1-48). Greenwich, CT: JAI Press.Google Scholar
  9. Ball, D. L., Thames, M. H., & Phelps, G. (2008). Content knowledge for teaching: What makes it special? Journal of Teacher Education, 59, 389-407.CrossRefGoogle Scholar
  10. Baumert, J. & Kunter, M. (2006). Stichwort: Professionelle Kompetenz von Lehrkräften. Zeitschrift für Erziehungswissenschaft, 9(4), 469-520.CrossRefGoogle Scholar
  11. Baumert, J., Kunter, M., Brunner, M., Krauss, S., Blum, W. & Neubrand, M. (2004). Mathematikunterricht aus Sicht der PISA-Schülerinnen und – Schüler und ihrer Lehrkräfte. In M. Prenzel et al. (Hrsg.), PISA 2003. Der Bildungsstand der Jugendlichen in Deutschland – Ergebnise des zweiten internationalen Vergleichs (S. 314-354). Münster: Waxmann.Google Scholar
  12. Baxter, J. A., & Lederman, N. G. (1999). Assessment and measurement of pedagogical content knowledge Examining pedagogical content knowledge (pp. 147-161). New York: Springer.Google Scholar
  13. Berry, A., Friedrichsen, P. J. & Loughran, J. (Hrsg.). (2015). Re-examining pedagogical content knowledge in science education. New York, NY: Routledge.Google Scholar
  14. Blömeke, S., Gustafsson, J.-E. & Shavelson, R. (2015). Beyond dichotomies: Competence viewed as a continuum. Zeitschrift für Psychologie, 223, 3–13.CrossRefGoogle Scholar
  15. Blömeke, S., Kaiser, G. & Lehmann, R. (Hrsg.) (2010). TEDS-M 2008 – Professionelle Kompetenz und Lerngelegenheiten angehender Mathematiklehrkräfte für die Sekundarstufe I im internationalen Vergleich. Münster: Waxmann.Google Scholar
  16. Blömeke, S., Müller, C., Felbrich, A. & Kaiser, G. (2008). Epistemologische Überzeugungen zur Mathematik. In Blömeke, S., Kaiser, G. & Lehmann, R. (Hrsg.), Professionelle Kompetenz angehender Lehrerinnen und Lehrer. Wissen, Überzeugungen und Lerngelegenheiten deutscher Mathematikstudierender und -referendare. Erste Ergebnisse zur Wirksamkeit der Lehrerausbildung (S. 219-246). Münster: Waxmann.Google Scholar
  17. Blömeke, S., Zlatkin-Troitschanskaia, O., Kuhn, C. & Fege, J. (2013). Modeling and Measuring Competencies in Higher Education: Tasks and Challenges. In S. Blömeke, O. Zlatkin-Troitschanskaia, C. Kuhn & J. Fege (Hrsg.), Modeling and Measuring Competencies in Higher Education (S. 1-12). Rotterdam: Sense Publishers.CrossRefGoogle Scholar
  18. Borko, H., & Putnam, R. T. (1996). Learning to Teach. In D. C. Berliner & R. C. Calfee (Eds.), Handbook of Educational Psychology (pp. 673-708). New York: Macmillan.Google Scholar
  19. Borowski, A., Neuhaus, B. J., Tepner, O., Wirth, J., Fischer, H. E., Leutner, D., … Sumfleth, E. (2010). Professionswissen von Lehrkräften in den Naturwissenschaften (ProwiN) – Kurzdarstellung des BMBF-Projektes. Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften, 16, 341–349.Google Scholar
  20. Brickhouse, N. W. (1990). Teachers’ Beliefs About the Nature of Science and Their Relationship to Classroom Practice, Journal of Teacher Education, 41(3), S. 53-62.CrossRefGoogle Scholar
  21. Brickhouse, N., & Bodner, G. M. (1992). The beginning science teacher: Classroom narratives of convictions and constraints. Journal of Research in Science Teaching, 29(5), 471-485.CrossRefGoogle Scholar
  22. Bromme, R. & Kienhues, D. (2008). Allgemeinbildung. In W. Schneider & M. Hasselhorn (Hrsg.) Handbuch der Pädagogischen Psychologie (S. 619-628). Göttingen: Hogrefe.Google Scholar
  23. Bromme, R. & Rheinberg, F. (2006). Lehrende in Schulen. In A. Krapp & B. Weidenmann (Hrsg.), Pädagogische Psychologie. S. 296-334 (5. Auflage). Weinheim: Beltz.Google Scholar
  24. Bromme, R. (1992). Der Lehrer als Experte. Zur Psychologie des professionellen Wissen. Bern: Huber.Google Scholar
  25. Bromme, R. (1997). Kompetenzen, Funktionen und unterrichtliches Handeln des Lehrers. In F. E. Weinert (Hrsg.), Psychologie des Unterrichts und der Schule. Enzyklopaedie der Psychologie, Serie I, Bd. 3 (S. 177-212). Goettingen: Hogrefe.Google Scholar
  26. Bromme, R. (2001). Teacher Expertise. In N. J. Smelser, P. B. Baltes & F. E. Weinert (Eds.), International Encyclopedia of the Behavioral Sciences: Education (pp. 15459-15465). London: Pergamon.CrossRefGoogle Scholar
  27. Bromme, R. (2004). Das implizite Wissen des Experten. In B. Koch-Priewe, F.U. Kolbe & J. Wildt (Hrsg.). Grundlagenforschung und mikrodidaktische Reformansätze zur Lehrerbildung (S. 22-48). Klinkhardt: Bad Heilbrunn.Google Scholar
  28. Bromme, R. (2005). Thinking and knowing about knowledge: A plea for and critical remarks on psychological research programs on epistemological beliefs. In J. Lenhard, M. Hoffmann & F. Seeger (Eds.), Activity and sign – Grounding mathematics education (pp. 191-201). Dordrecht: Kluwer Academic Press.Google Scholar
  29. Bromme, R. (2008a). Lehrerexpertise. In W. Schneider & M. Hasselhorn (Hrsg.). Handbuch der Pädagogischen Psychologie (S. 159-167). Göttingen: Hogrefe.Google Scholar
  30. Bromme, R. (2008b). Wissenschaft und Öffentlichkeit: Das Verständnis fragiler und konfligierender wissenschaftlicher Evidenz. Antrag an die DFG auf Einrichtung eines Schwerpunktprogramms.Google Scholar
  31. Bromme, R., Rambow, R., & Nückles, M. (2001). Expertise and estimating what other people know: The influence of professional experience and type of knowledge. Journal of Experimental Psychology: Applied, 7, 317-330.Google Scholar
  32. Broström, S. (2006). Care and education. Towards a new paradigm in early childhood education, Child Youth Care Forum, 35, 391-405.CrossRefGoogle Scholar
  33. Brownlee, J. & Berthelsen, D. (2008). Developing relational epistemology through relational pedagogy: New ways of thinking about personal epistemology in teacher education. In M. S. Khine (Ed.), Knowing, knowledge and beliefs. epistemological studies across diverse cultures (pp. 405-422). New York: Springer.CrossRefGoogle Scholar
  34. Brownly, J., Bouton-Lewis, G. & Berthelsen, D. (2008). Epistemological beliefs in child care: Implications for vocational education, British Journal of Educational Psychology, 78, 457-471.CrossRefGoogle Scholar
  35. Brunner, M., Kunter, M., Krauss, S., Klusmann, U., Baumert, J., Blum, W., …, Löwen, K. (2006). Die professionelle Kompetenz von Mathematiklehrkräften. Konzeptualisierung, Erfassung und Bedeutung für den Unterricht. Untersuchungen zur Bildungsqualität von Schule. Abschlussbericht des DFG-Schwerpunktprogramms, 54-82.Google Scholar
  36. Büchter, A. & Leuders, T. (2005a). Appropriate Problems for Learning and for Performing – an Issue for Teacher Training. Zentralblatt für Didaktik der Mathematik (ZDM), Jg. 37, H. 5, S. 343-350.CrossRefGoogle Scholar
  37. Büchter, A. & Leuders, T. (2005b), Mathematikaufgaben selbst entwickeln. Lernen fördern – Leistung überprüfen. Berlin: Cornelsen Scriptor.Google Scholar
  38. Buelens, H., Clement, M., & Clarebout, G. (2002). University assistants’ conceptions of knowledge, learning and instruction. Research in Education, 67, 44-57.CrossRefGoogle Scholar
  39. Carey, S., Evans, R., Honda, M., Jay, E. & Unger, C. (1989). ‘An experiment is when you try it and see if it works’: a study of grade 7 students’ understanding of the construction of scientific knowledge. International Journal of Science Education, 11, special issue, 514-529.CrossRefGoogle Scholar
  40. Carpenter, T. P., Fennema, E., Peterson, P. L., Chiang, C.-P, & Loef, M. (1989). Using knowledge of children’s mathematics thinking in classroom teaching: An experimental study. American Educational Research Journal, 26(4), 499–531.CrossRefGoogle Scholar
  41. Cauet, E., Liepertz, S., Kirschner, S., Borowski, A. & Fischer, H. E. (2015). Does ist Matter What We Measure? Domain-specific Professional Knowledge of Physics Teachers. Schweizerische Zeitschrift für Bildungswissenschaften, 37(3), 463–480.Google Scholar
  42. Cauet, E. (2016). Testen wir relevantes Wissen? Zusammenhang zwischen dem Professionswisen von Physiklehrkräften und gutem und erfolgreichem Unterrichten. Dissertationsschrift, Universität Duisburg-Essen).Google Scholar
  43. Chi, M. T. H. (2005). Common sense conceptions of emergent processes: Why some misconceptions are robust. Journal of the Learning Sciences, 14, 161-199.CrossRefGoogle Scholar
  44. Chi, M. T. H., Siler, S., & Jeong, H. (2004). Can tutors monitor students’ understanding accurately? Cognition and Instruction, 22, 363-387.CrossRefGoogle Scholar
  45. Dann, H.D., Humpert, W. (1987). Eine empirische Analyse der Handlungswirksamkeit subjektiver Theorien von Lehrern in aggressionshaltigen Unterrichtssituationen. Zeitschrift für Sozialpsychologie, 18, 40-49.Google Scholar
  46. Depaepe, F., Verschaffel, L., & Kelchtermans, G. (2013). Pedagogical content knowledge: A systematic review of the way in which the concept has pervaded mathematics educational research. Teaching and Teacher Education 34, 12-25.CrossRefGoogle Scholar
  47. Develaki, M. (1998): Die Relevanz der Wissenschaftstheorie für das Physikverstehen und Physiklernen. Ein Beitrag zur Untersuchung von Physiklehrern und Physikstudenten. Unveröffentlichte Dissertation, Kiel: IPN.Google Scholar
  48. Diedrich, M., Thusbas, C. & Klieme, E. (2002). Professionelles Lehrerwissen und selbstberichtete Unterrichtspraxis im Fach Mathematik. In M. Prenzel & J. Doll (Hrsg.), Bildungsqualität von Schule: Schulische und außerschulische Bedingungen mathematischer, naturwissenschaftlicher und überfachlicher Kompetenzen (Beiheft der Zeitschrift für Pädagogik Nr. 45) (S. 107-123). Weinheim: Beltz.Google Scholar
  49. Duell, O. K. & Schommer-Aikins, M. (2001). Measures of people’s beliefs about Knowledge and learning. Educational Psychology Review, 13, 419-449.CrossRefGoogle Scholar
  50. Duit, R. & Pfundt, H. (1985-1994). Bibliography „Students’ alternative frameworks and science education“ – Bibliographie „Alltagsvorstellungen und naturwissenschaftlicher Unterricht“. Kiel: IPNGoogle Scholar
  51. Eggert, S. & Bögeholz, S. (2006). Göttinger Modell der Bewertungskompetenz – Teilkompetenz „Bewerten, Entscheiden und Reflektieren“ für Gestaltungsaufgaben Nachhaltiger Entwicklung. ZfDN – Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften, 12, 199-217.Google Scholar
  52. Ericsson, K. A. (Ed.). (1996). The road to excellence. The acquisition of expert performance in the arts and sciences, sports and games. Mahwah, NJ: Erlbaum.Google Scholar
  53. Ericsson, K. A. and Smith, J. (1991), Toward a general theory of expertise: Prospects and limits. Cambridge: Cambridge University Press.Google Scholar
  54. Ericsson, K. A., Charness, N., Feltovich, P., Hoffman, R. (2006). Cambridge handbook of expertise and Expert Performance. New York, NY: Cambridge University Press.Google Scholar
  55. Ernest, P. (1989). The impact of beliefs on the teaching of mathematics. In P. Ernest (Ed.), Mathematics teaching: The state of the art (pp. 249-253). New York: Falmer.Google Scholar
  56. Fenstermacher, G. D., (1994). The Knower and the Known: The Nature of Knowledge in Research on Teaching. In Darling Hammond, L. (Ed.), Review of Research in Education Vol. 20 (pp. 3-56). Washington, DC: American Educational Research Association.Google Scholar
  57. Fischler, H. (2008). Physikdidaktisches Wissen und Handlungskompetenz. Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften, 14, 27-49.Google Scholar
  58. Franke, M. L., Carpenter, T. P., Levi, L., & Fennema, E. (2001). Capturing teachers’ generative change: A follow-up study of professional development in mathematics. American Educational Research Journal, 38(3), 653–689.CrossRefGoogle Scholar
  59. Gess-Newsome, J. (2015). A model of teacher professional knowledge and skill including PCK: Results of the thinking from the PCK Summit. In A. Berry, P. J. Friedrichsen & J. Loughran (Hrsg.), Re-examining pedagogical content knowledge in science education (1. publ, S. 28–42). Teaching and Learning in Science Series. New York, NY: Routledge.Google Scholar
  60. Gramzow,Y., Riese, J. & Reinhold, P. (2013). Modellierung fachdidaktischen Wissens angehender Physiklehrkräfte. Zeitschrift für die Didaktik der Naturwissenschaften, 2013 (19), 7-29.Google Scholar
  61. Gramzow, Y., Riese, J. & Reinhold, P. (2015). Fachdidaktisches Wissen Physik – Validierungsstudien. In Bernholt, S. (Hrsg.), Heterogenität und Diversität – Vielfalt der Voraussetzungen im naturwissenschaftlichen Unterricht. Kiel: IPNGoogle Scholar
  62. Grigutsch, S., Raatz, U., & Törner, G. (1998). Einstellungen gegenüber Mathematik bei Mathematiklehrern. Journal für Mathematik-Didaktik, 19, 3-45.CrossRefGoogle Scholar
  63. Groeben, N., Wahl, D., Schlee, J. & Scheele, B. (1988). Das Forschungsprogramm Subjektive Theorien. Eine Einführung in die Psychologie des reflexiven Subjekts. Tübingen: Francke.Google Scholar
  64. Grossman, P. L. (1989). A study in contrast: Sources of pedagogical content knowledge for secondary English. Journal of Teacher Education, 40, 24-31.CrossRefGoogle Scholar
  65. Grossman, P. L. (1990). The making of a teacher: Teacher knowledge and teacher education. New York: Teachers College Press.Google Scholar
  66. Gruber, H. & Renkl, A. (1997). Wege zum Können. Verlag Hans Huber.Google Scholar
  67. Gruber, H. & Ziegler, A. (Hrsg.). (1996). Expertiseforschung: Theoretische und methodische Grundlagen. Opladen: Westdeutscher Verlag.Google Scholar
  68. Günther, J., Grygier, P., Kircher, E., Sodian, B. & Thörmer, C. (2004). Studien zum Wissenschaftsverständnis von Grundschullehrkräften. In Döll, J., Prenzel, M. (Hrsg.), Bildungsqualität von Schule. Münster, S. 93-113.Google Scholar
  69. Herppich, S., Wittwer, J., Nückles, M., & Renkl, A.(2010). Do tutors’ content knowledge and beliefs about learning influence their assessment of tutees’ understanding? In S. Ohlsson & R. Catrambone (Eds.), Proceedings of the 32th Annual Conference of the Cognitive Science Society (pp. 314-319). New York, NY: Erlbaum.Google Scholar
  70. Hill, H. C., Rowan, B., & Ball, D. L. (2005). Effects of teachers’ mathematical knowledge for teaching on student achievement. American Educational Research Journal, 42, 371-406.CrossRefGoogle Scholar
  71. Hill, H. C., Schilling, S. G., & Ball, D. L. (2004). Developing measures of teachers’ mathematics knowledge for teaching. The Elementary School Journal, 105(1), 11-30.CrossRefGoogle Scholar
  72. Hill, H., Ball, D. L., & Schilling, S. (2008). Unpacking „pedagogical content knowledge“: Conceptualizing and measuring teachers’ topic-specific knowledge of students. Journal for Research in Mathematics Education, 39 (4), 372-400.Google Scholar
  73. Hodson, D. (1993). Re-thinking Old Ways: Towards A More Critical Approach To Practical Work In School Science. Studies in Science Education, 22, 85-142.CrossRefGoogle Scholar
  74. Hodson, D. (1996). Laboratory work as scientific method: Three decades of confusion and distortion. Journal of Curriculum Studies, 28, 115-135.CrossRefGoogle Scholar
  75. Hodson, D. (1998). Teaching and Learning Science – a personalized approach. Buckingham: Open University Press.Google Scholar
  76. Hofer, B. K. (2000). Dimensionality and disciplinary differences in personal epistemology. Contemporary Educational Psychology, 25, 378-405.CrossRefGoogle Scholar
  77. Hofer, B. K. (2001): Personal epistemology research: Implications for learning and transfer. Educational Psychology Review, 13, 353-383.CrossRefGoogle Scholar
  78. Hofer, B. K. (2004a). Exploring the dimensions of personal epistemology in differing classroom contexts: Students interpretations during the first year of college. Contemporary Educational Psychology, 29, 129-163.CrossRefGoogle Scholar
  79. Hofer, B. K. (2004b). Epistemological understanding as a metacognitive process: Thinking aloud during online searching. Educational Psychologist, 39(1), 43-55.CrossRefGoogle Scholar
  80. Hofer, B. K., & Pintrich, P. R. (1997). The development of epistemological theories: Beliefs about knowledge and knowing and their relation to learning. Review of Educational Research, 67(1), 88-140.CrossRefGoogle Scholar
  81. Hofer, B. K., & Pintrich, P. R. (Eds.) (2002). Personal epistemology: The psychology of beliefs about knowledge and knowing. Mahwah: Lawrence Erlbaum.Google Scholar
  82. Hoffman, R. R.: 1992, The psychology of expertise. Cognitive research and empirical artificial intelligence. New York: Springer.Google Scholar
  83. Hußmann, S., Leuders, T. & Prediger, S (2007) (Hrsg.): Diagnose – Schülerleistungen verstehen, Praxis Mathematik in der Schule 49(15).Google Scholar
  84. Johnston, P., Woodside-Jiron, H., & Day, J. (2001). Teaching and learning literate epistemologies. Journal of Educational Psychology, 93, 223-233.CrossRefGoogle Scholar
  85. Kardash, C. M., & Scholes, R. J. (1996). Effects of preexisting beliefs, epistemological beleifs, and need for cognition on interpretation of controversial issues. Journal of Educational Psychology, 88(2), 260-271.CrossRefGoogle Scholar
  86. Khine, M. S. (Ed.) (2008). Knowing, knowldge and beliefs. Epistemological studies across diverse cultures. Perth: Springer.Google Scholar
  87. Kircher E., Dittmer, A. (2004). Lehren und lernen über die Natur der Naturwissenschaften – ein Überblick. In Hössle, C., Höttecke, D., Kircher, E. (Hrsg.), Lehren und lernen über die Natur der Naturwissenschaften. Schneider Verlag Hohengehren, Baltmannsweiler, 2004, 2-22.Google Scholar
  88. Kirschner, S. (2013). Modellierung und Analyse des Professionswissens von Physiklehrkräften. Studien zum Physik- und Chemielernen. Berlin: Logos-Verlag.Google Scholar
  89. Kitchener, K. S. (1983). Cognition, metacognition, and epistemic cognition. A three-level model of cognitive processing. Human Development, 26, 222–232.CrossRefGoogle Scholar
  90. Klieme, E. & Leutner, D. (2006). Kompetenzmodelle zur Erfassung individueller Lernergebnisse und zur Bilanzierung von Bildungsprozessen. Beschreibung eines neu eingerichteten Schwerpunktprogramms der DFG. Zeitschrift für Pädagogik, 52(6), 876-903.Google Scholar
  91. Krauss, S., Baumert, J. & Blum, W. (2008). Secondary mathematics teachers’ pedagogical content knowledge and content knowledge: Validation of the COACTIV constructs. The International Journal on Mathematics Education, 40 (5).CrossRefGoogle Scholar
  92. Krauss, S., Brunner, M., Kunter, M., Baumert, J., Blum, W., Neubrand, M. & Jordan, A. (2008). Pedagogical content knowledge and content knowledge of secondary mathematics teachers. Journal of Educational Psychology, 100, 716-725.CrossRefGoogle Scholar
  93. Krauss, S., Kunter, M., Brunner, M., Baumert, J., Blum, W., Neubrand, M., et al. (2004). COACTIV: Professionswissen von Lehrkräften, kognitiv aktivierender Mathematikunterricht und die Entwicklung von mathematischer Kompetenz. In J. Doll & M. Prenzel (Eds.), Bildungsqualität von Schule: Lehrerprofessionalisierung, Unterrichtsentwicklung und Schülerförderung als Strategien der Qualitätsentwicklung (pp. 31-53). Münster: Waxmann.Google Scholar
  94. Krist, H. (1999). Die Integration intuitiven Wissens beim schulischen Lernen. Zeitschrift für Pädagogische Psychologie, 13, 191-206.CrossRefGoogle Scholar
  95. Kröger, J., Euler, M., Neumann, K., Härtig, H., & Petersen, S. (2012). Messung Professioneller Kompetenz im Fach Physik. In Bernholt, S. (Hg.), Konzepte fachdidaktischer Strukturierung für den Unterricht. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik. Jahrestagung in Oldenburg 2011. (616–618). Berlin: LIT Verlag.Google Scholar
  96. Kulgemeyer, C., Borowski, A., Fischer, H.; Gramzow, Y.; Reinhold, P., Riese, J., Schecker, H., Tomcyszyn, E. & Walzer, M. (2012). ProfiLe-P – Professionswissen in der Lehramtsausbildung Physik. Vorstellung des Forschungsprojekts. PhyDid B – Beiträge zur DPG-Frühjahrstagung.Google Scholar
  97. Kuhn, D. (1991).The skills of argument. Cambridge: Cambridge University Press.Google Scholar
  98. Kuhn, D. (2001). How do people know? Psychological Science, 12, 1-8.CrossRefGoogle Scholar
  99. Kunter, M., Baumert, J., Blum, W.; Klusmann, U., Krauss, S., &Neubrand, M. (Hg.) (2011). Professionelle Kompetenz von Lehrkräften. Ergebnisse des Forschungsprogramms COACTIV. Münster u.a: Waxmann.Google Scholar
  100. Leach, J., Driver, R., Millar, R., & Scott, P. (1997). A study of progression in learning about the ‘nature of science’: Issues of conceptualisation and methodology. International Journal of Science Education, 19, 147-166.CrossRefGoogle Scholar
  101. Leder, G., Pehkonen, E., & Törner, G. (Eds.). (2002). Beliefs – a hidden variable in mathematics education? Dordrecht: Kluwer Publications 2002.Google Scholar
  102. Lederman, N. G. (1992). Students’ and teachers’ conceptions of the nature of science: A review of the research, Journal of Research in Science Teaching, 29, S. 331-359.CrossRefGoogle Scholar
  103. Lederman, N. G. (1999). Teachers’ understanding of the nature of science and classroom practice: Factors that facilitate or impede the relationship. Journal of Research in Science Teaching, 36(8), 916-929.CrossRefGoogle Scholar
  104. Lederman, N. G., Wade, P. D., & Bell, R. L. (1998). Assessing the nature of science: What is the nature of our assessments. Science and Education, 7, 595-615.Google Scholar
  105. Lederman, N.G. (1992). Students’ and teachers’ conceptions of the nature of science: A review of the research. Journal of Research in Science Teaching, 29, 331–359.CrossRefGoogle Scholar
  106. Lipowsky, F. (2006), Auf den Lehrer kommt es an. Empirische Evidenzen für Zusammenhänge zwischen Lehrerkompetenzen, Lehrerhandeln und dem Lernen der Schüler. Beiheft der Zeitschrift für Pädagogik 51, S. 47-70.Google Scholar
  107. Lipowsky, F. (2010). Lernen im Beruf – Empirische Befunde zur Wirksamkeit von Lehrerfortbildung. In Müller, F., Eichenberger, A., Lüders, M. & Mayr, J. (Hrsg.), Lehrerinnen und Lehrer lernen – Konzepte und Befunde zur Lehrerfortbildung (S. 51-72). Münster: Waxmann.Google Scholar
  108. Lüders, M., & Wissinger, J. (2007). Forschung zur Lehrerbildung: Kompetenzentwicklung und Programmevaluation. Münster: Waxmann.Google Scholar
  109. Maaß, K. (2009). What are German Teachers’ beliefs about effective mathematics teaching? In J. Cai, G. Kaiser, B. Perry & N. Y. Wong (Eds.), Effective Mathematics Teaching from Teachers’ Perspectives: National and Cross-National Studies. New York: Sense Publisher.Google Scholar
  110. Markic, S., & Eilks, I. (2007). Vorstellungen von Lehramtsstudierenden der Physik über Physikunterricht zu Beginn ihres Studiums und ihre Einordnung. Physik und Didaktik in Schule und Hochschule, 2(6), 31-42.Google Scholar
  111. Mason, L., & Boscolo, P. (2004). Role of epistemological understanding and interest in interpreting a controversy and in topic-specific belief change. Contemporary Educational Psychology, 29, 103-128.CrossRefGoogle Scholar
  112. McComas, W. F., Almazroa, H., & Clough, M. P. (1998). The nature of science in science education: An introduction. Science and Education, 7, 511-532.Google Scholar
  113. McComas, W. F., Clough, M. P., & Almazroa, H. (1998). The Role and Character of the Nature of Science in Science Education. In: W. F. Mc-Comas (Ed.), The Nature of Science in Science Education. Dordrecht, Boston, London: Kluwer Academic Publishers. 3-39.Google Scholar
  114. Meyling, H. (1990): Wissenschaftstheorie im Physikunterricht der gymnasialen Oberstufe. Das wissenschaftstheoretische Schülervorverständnis und der Versuch seiner Veränderung durch explizit wissenschaftstheoretischen Unterricht. Bremen, Diss.Google Scholar
  115. Mikelskis-Seifert, S., & Müller, C. T. (2005): Schülervorstellungen von der Physik als Wissenschaft – Eine Bestandsaufnahme. In Proceedings der DPG-Tagung 2005, Berlin.Google Scholar
  116. Mikelskis-Seifert, S. (2002). Die Entwicklung von Metakonzepten zur Teilchenvorstellung bei Schülern. Untersuchung eines Unterrichts über Modelle mithilfe eines Systems multipler Repräsentationsebenen. Berlin: Logos Verlag.Google Scholar
  117. Möller, K., Hardy, I., Jonen, A., Kleickmann, T., & Blumberg, E. (2006). Naturwissenschaften in der Primarstufe: zur Förderung konzeptuellen Verständnisses durch Unterricht und zur Wirksamkeit von Lehrerfortbildungen. In: Untersuchungen zur Bildungsqualität von Schule: Abschlußbericht des DFG-Schwerpunktprogramms (pp. 161-193). Waxmann.Google Scholar
  118. Muis, K. R., Bendixen, L. D., & Haerle, F. C. (2006). Domain-generality and domain-specificity in personal epistemology research: Philosophical and empirical reflections in the development of a theoretical framework. Educational Psychology Review, 18, 3-54.CrossRefGoogle Scholar
  119. Nathan, M. & Koedinger, K. (2000). An investigation of teachers’ beliefs of students’ algebra development. Cognition and Instruction, 18, 209-237.CrossRefGoogle Scholar
  120. Nathan, M. & Petrosino, A. (2003). Expert blind spot among preservice teachers. American Educational Research Journal, 40, 905-928.CrossRefGoogle Scholar
  121. Neuweg, G. H. (2002). Lehrerhandeln und Lehrerbildung im Lichte des Konzepts des impliziten Wissens. Zeitschrift für Pädagogik, 48(1), 10-29.Google Scholar
  122. Norris, S. P., Macnab, J. S., Wonham, M., & de Vries, G. (2009). West Nile Virus: Using adapted primary literature in mathematical biology to teach scientific and mathematical reasoning in high school. Research in Science Education, 39, 321-329.CrossRefGoogle Scholar
  123. Nott, M., & Wellington, J. (1996). When the black box springs open: practical work in schools and the nature of science. International Journal of Science Education, 18, 807-818.CrossRefGoogle Scholar
  124. Nott, M., & Wellington, J. (1998). Eliciting, interpreting and developing teachers’ understandings of the nature of science. Science & Education, 7(6), 579-594.CrossRefGoogle Scholar
  125. Nückles, M., Wittwer, J., & Renkl, A. (2005). Information about a layperson’s knowledge supports experts in giving effective and efficient online advice to laypersons. Journal of Experimental Psychology: Applied, 11, 219-236.Google Scholar
  126. Oswald, M. & Gadenne, V. (1984). Wissen, Können und künstliche Intelligenz. Sprache und Kognition, 3, 173-184.Google Scholar
  127. Ostermann, A., Leuders, T., & Nückles, M. (2015). Wissen, was Schülerinnen und Schülern schwer fällt. Welche Faktoren beeinflussen die Schwierigkeitseinschätzung von Mathematikaufgaben? Journal für Mathematik-Didaktik, 36(1), 45-76.CrossRefGoogle Scholar
  128. Pajares, M. F. (1992). Teachers’ beliefs and educational research: Cleaning up a messy construct. Review of Educational Research, 62(3), 307-332.CrossRefGoogle Scholar
  129. Paris, S. G., Lipson, M. Y., & Wixson, K. K. (1983). Becoming a strategic reader. Contemporary Educational Psychology, 8, 293–316.CrossRefGoogle Scholar
  130. Pomeroy, D. (1993). Implications of teachers’ beliefs about the nature of science: Comparison of the beliefs of scientists, secondary science teachers, and elementary teachers. Science Education, 77, 261-278.CrossRefGoogle Scholar
  131. Prenzel, M., Artelt, C., Baumert, J., Blum, W., Hammann, M., Klieme, E. & Pekrun, R. (Hrsg.) (2007). PISA 2006. Die Ergebnisse der dritten internationalen Vergleichsstudie. Münster: Waxmann.Google Scholar
  132. Priemer, B. (2003). Ein diagnostischer Test zu Schüleransichten über Physik und Lernen von Physik – eine deutsche Version des Tests „Views About Science Survey“. Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften, 9, 160-178.Google Scholar
  133. Prosser, M., Martin, E., Trigwell, K., Ramsden, P., Lueckenhausen, G. (2005). Academics experiences of understanding of their subject matter and the Relationship of this to their experiences of teaching and learning. Instructional Science, 33, 137-157.CrossRefGoogle Scholar
  134. Putnam, R. T. (1987). Structuring and adjusting content for students: A study of live and simulated students tutoring of addition. American Educational Research Journal, 24, 13-48.CrossRefGoogle Scholar
  135. Qian, G., & Alvermann, D. (1995). Role of epistemological beliefs and learned helplessness in secondary school students’ learning science concepts from text. Journal of Educational Psychology, 87(2), 282–292.CrossRefGoogle Scholar
  136. Qian, G., & Alvermann, D. E. (2000). Relationship between epistemological beliefs and conceptual change learning. Reading & Writing Quarterly, 16, 59-74.CrossRefGoogle Scholar
  137. Reinhold, P. (2004). Naturwissenschaftsdidaktische Forschung in der Lehrerausbildung. Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften, 10, 117-145.Google Scholar
  138. Riese, J. & Reinhold, P. (2008). Entwicklung und Validierung eines Instruments zur Messung professioneller Handlungskompetenz bei (angehenden) Physiklehrkräften. Lehrerbildung auf dem Prüfstand, 1 (2), 625–640.Google Scholar
  139. Riese, J. & Reinhold, P. (2009). Fachbezogene Kompetenzmessung und Kompetenzentwicklung bei Lehramtsstudierenden der Physik im Vergleich verschiedener Studiengänge. Lehrerbildung auf dem Prüfstand, 2 (1), 104–125.Google Scholar
  140. Riese, J. & Reinhold, P. (2010). Empirische Erkenntnisse zur Struktur professioneller Handlungskompetenz von angehenden Physiklehrkräften. Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften, 16, 167–187.Google Scholar
  141. Riese, J. & Reinhold, P. (2012). Die professionelle Kompetenz angehender Physiklehrkräfte in verschiedenen Ausbildungsformen. Zeitschrift für Erziehungswissenschaft, 15 (1), 111–143.CrossRefGoogle Scholar
  142. Rikers, R. M. J. P., Schmidt, H. G. & Boshuizen, H. P. A. (2002), On the constraints of encapsulated knowledge: Clinical case representations by medical experts and subexperts. Cognition and Instruction, 20, 27-45.CrossRefGoogle Scholar
  143. Rott, B., Leuders, T., & Stahl, E. (2015). Assessment of Mathematical Competencies and Epistemic Cognition of Pre-Service Teachers. Zeitschrift für Psychologie, 223(1), 39-46CrossRefGoogle Scholar
  144. Ryan, A. G., & Aikenhead, G. S. (1992). Students’ preconceptions about the epistemology of science. Science Education, 76(6), 559-580.CrossRefGoogle Scholar
  145. Ryan, M. P. (1984). Conceptions of prose coherence: Individual differences in epistemological standards. Journal of Educational Psychology, 76, 1226-1238.CrossRefGoogle Scholar
  146. Ryder, J., Leach, J., & Driver, R. (1999). Undergraduate science students’ images of science. Journal of Research in Science Teaching, 36(2), 201-219.CrossRefGoogle Scholar
  147. Schmelzing, S. (2010). Das fachdidaktische Wissen von Biologielehrkräften. Berlin: Logos.Google Scholar
  148. Schmidt, H. G. & Boshuizen, H. P. A. (1990). On acquiring expertise in medicine. Educational Psychology Review, 5, 205-221.CrossRefGoogle Scholar
  149. Schoenfeld, A. H. (1992). Learning to think mathematically: Problem-solving, meta-cognition, and sense making in mathematics. In A. D. Grouws (Ed.), Handbook of research on mathematics teaching and learning (pp. 334-370). New York: Macmillan.Google Scholar
  150. Schoenfeld, A. H. (1988). When good teaching leads to bad results: The disasters of „well-taught“ mathematics courses. Educational Psychologist, 23, 145-166.CrossRefGoogle Scholar
  151. Schommer, M. (1990). Effects of beliefs about the nature of knowledge on comprehension. Journal of Educational Psychology, 82, 498-504CrossRefGoogle Scholar
  152. Schommer, M. (1993). Epistemological development and academic performance among secondary students. Journal of Educational Psychology, 85(3), 406-411.CrossRefGoogle Scholar
  153. Schommer, M., Calvert, C., Giana, G., & Bajaj, A. (1997). The development of epistemological beliefs among secondary students: A longitudinal study. Journal of Educational Psychology, 89(1), 37-40.CrossRefGoogle Scholar
  154. Schraw, G. (1998). Promoting general metacognitive awareness. Instructional Science, 26, 113e125.Google Scholar
  155. Seidel, T. & Prenzel, M. (2006). Stability of teaching patterns in physics instruction: Findings from a video study. Learning and Instruction, 16, 228-240.CrossRefGoogle Scholar
  156. Shulman, L. (1986). Those who understand: Knowledge growth in teaching. Educational Researcher, 15(2), 4-14.CrossRefGoogle Scholar
  157. Shulman, L. (1987). Knowledge and teaching: Foundations of the new reform. Harvard Educational Review, 57(1), 1-22.CrossRefGoogle Scholar
  158. Sinatra, G. M. & Pintrich, P. R. (2003). Intentional conceptual change. Mahwah, NJ: Lawrence Erlbaum Associates.Google Scholar
  159. Smith, C. L., Maclin, D., Houghton, C., & Hennessey, G. (2000). Sixth-grade students’ epistemologies of science: The impact of school science experiences on epistemological development. Cognition and Instruction, 18(3), 349-422.CrossRefGoogle Scholar
  160. Solomon, J., Scott, L., & Duveen, J. (1996). Large-scale exploration of pupils’ understanding of the nature of science. Science Education, 80(5), 493-508.CrossRefGoogle Scholar
  161. Staub, F. C., & Stern, E. (2002). The nature of teachers’ pedagogical content beliefs matters for students’ achievement gains: Quasi-experimental evidence from elementary mathematics. Journal of Educational Psychology, 94(2), 344-355.CrossRefGoogle Scholar
  162. Stipek, D. J., Givvin, K. B., Salmon, J. M., & MacGyvers, V. L. (2001). Teachers’ beliefs and practices related to mathematics instruction. Teaching and Teacher Education, 17, 213-226.CrossRefGoogle Scholar
  163. Tepner, O., Borowski, A., Dollny, S., Fischer, H.E., Jüttner, M., Kirschner, S., Leutner, D., Neuhaus, B.J., Sandmann, A., Sumfleth, E., Thillmann, H., & Wirth, J. (2012). Modell zur Entwicklung von Testitems zur Erfassung des Professionswissens von Lehrkräften in den Naturwissenschaften. Zeitschrift für die Didaktik der Naturwissenschaften (18) (2012), 7-28.Google Scholar
  164. Tesch, M. & Duit, R. (2004). Experimentieren im Physikunterricht – Ergebnisse einer Videostudie, ZfDN 10, 71-87.Google Scholar
  165. Thoermer, C., Sodian, B. (2002). Science undergrates’ and graduates’ epistemologies of science: The notion of interpretative frameworks. In: New Ideas in Psychology 20, S. 263-283.CrossRefGoogle Scholar
  166. Thompson, A. (1992). Teachers’ beliefs and conceptions: A synthesis of the research. In D. Grouws (Ed.), Handbook of research on mathematics teaching and learning (pp. 127-146). New York: Macmillan.Google Scholar
  167. Tobin, K., & McRobbie, C. J. (1997). Beliefs about the nature of science and the enacted science curriculum. Science & Education, 6(4), 355-371.CrossRefGoogle Scholar
  168. Törner, G., & Grigutsch, S. (1994). „Mathematische Weltbilder“ bei Studienanfängern – eine Erhebung. Journal für Mathematik-Didaktik, 15, 211-251.CrossRefGoogle Scholar
  169. Toth, E.E., Suthers, D.D. & Lesgold, A.M. (2002). „Mapping to know“: The effects of representational guidance and reflective assessment on scientific inquiry. Science Education, 86, 264-286.CrossRefGoogle Scholar
  170. Trautwein, U., & Lüdtke, O. (2004). Aspekte von Wissenschaftspropädeutik und Studierfähigkeit. In O. Köller, R. Watermann, U. Trautwein & O. Lüdtke (Hrsg.), Wege zur Hochschulreife in Baden-Württemberg: TOSCA – eine Untersuchung an allgemeinbildenden und beruflichen Gymnasien (S. 327-366). Opladen: Leske + Budrich.CrossRefGoogle Scholar
  171. Trautwein, U. & Lüdtke, O. (2007). Epistemological beliefs, school achievement, and college major: A large-scale, longitudinal study on the impact of certainty beliefs. Contemporary Educational Psychology, 32, 348-366.CrossRefGoogle Scholar
  172. Tsai, C. (1998). An analysis of scientific epistemological beliefs and learning orientations of Taiwanese eighth graders. Science Education, 82(4), 473-489.CrossRefGoogle Scholar
  173. Urhahne, D., & Hopf, M. (2004). Epistemologische Überzeugungen in den Naturwissenschaften und ihre Zusammenhänge mit Motivation, Selbstkonzept und Lernstrategien. Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften, 10, 70-86.Google Scholar
  174. Vosniadou, S., & Brewer, W. F. (1992). Mental models of the earth: A study of conceptual change in childhood. Cognitive Psychology, 24, 535-585.CrossRefGoogle Scholar
  175. Wahl, D., Wölfling, W. Rapp, G. & Heger, D. (1995). Erwachsenenbildung konkret (5. Aufl.). Weinheim: Deutscher Studien Verlag.Google Scholar
  176. Weinert, F. E. (2001): Vergleichende Leistungsmessung in Schulen – eine umstrittene Selbstverständlichkeit. In: Weinert, Franz E. (Hg.), Leistungsmessungen in Schulen. Weinheim, Basel: Beltz, S. 17-31.Google Scholar
  177. Wittwer, J., Nückles, M., & Renkl, A. (2010). Using a diagnosis-based approach to individualize instructional explanations in computer-mediated communication. Educational Psychology Review 22, 9-23.CrossRefGoogle Scholar
  178. Woitkowski, D. (2015). Fachliches Wissen Physik in der Hochschulausbildung: Konzeptualisirung, Messung, Niveaubildung. Studien zum Physik- und Chemielernen. Berlin: Logos-Verlag.Google Scholar
  179. Woolfolk Hoy, A., Davis, H., & Pape, S. J. (2006). Teacher knowledge and beliefs. In P. A. Alexander & P. H. Winne (Eds.), Handbook of Educational Psychology (2nd ed., pp. 715-737). Mahwah, NJ: Lawrence ErlbaumGoogle Scholar

Copyright information

© Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH, ein Teil von Springer Nature 2019

Authors and Affiliations

  • Timo Leuders
    • 1
    Email author
  • Matthias Nückles
    • 2
  • Silke Mikelskis-Seifert
    • 3
  • Kathleen Philipp
    • 4
  1. 1.Institut für Mathematische BildungPädagogische Hochschule FreiburgFreiburgDeutschland
  2. 2.Institut für ErziehungswissenschaftAlbert-Ludwigs-Universität FreiburgFreiburgDeutschland
  3. 3.Institut für Chemie, Physik, Technik und ihre DidaktikenPädagogische Hochschule FreiburgFreiburgDeutschland
  4. 4.Institut PrimarstufePädagogische Hochschule FHNW BaselMuttenzSchweiz

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