Die zunehmende Digitalisierung aller Lebensbereiche führt auch zu einer Veränderung von Lehr- und Lernprozessen an Schulen in Deutschland (Scheiter, 2021). Diese Entwicklung betrifft sowohl das Lernen mit digitalen Medien, d.h. deren Nutzung zur Gestaltung von Lehr- und Lernprozessen, als auch das Lernen über digitale Medien, d.h. deren kompetente Nutzung wird zum ausdrücklichen Lernziel (KMK, 2017). Dabei ist die Schule nicht der einzige Kontext, in dem Schüler*innen Kompetenzen im Umgang mit digitaler ICT (Information and Communication Technology) anwenden und erwerben können. Auch in der Freizeit ist die Nutzung von ICT von wachsender Bedeutung (Wößmann et al., 2021) und bietet potentielle Lerngelegenheiten für den kompetenten Umgang mit ICT. Neben Schule und Freizeit ist auch der gezielte Einsatz digitaler Lernumgebungen zum Kompetenzerwerb ein wichtiges Feld, welches ICT-bezogene Kompetenzen sowohl erfordert als auch fördern kann. In all diesen Kontexten finden Lernprozesse statt, die mehr oder weniger erfolgreich ablaufen können.

Faktoren, die zum Gelingen dieser Lernprozesse beitragen, sind vielfältig und sowohl auf Ebene der Schüler*innen, der Lehrkräfte bzw. des Unterrichts als auch der spezifisch verwendeten digitalen Medien zu finden. Um diese Faktoren zu untersuchen bieten sich verschiedene empirische und methodische Zugänge, wie die drei Beiträge des Symposiums zeigen.

Das Symposium stellt aktuelle empirische Forschungsbefunde zur ICT-Nutzung und ICT-bezogenen Lerngelegenheiten Jugendlicher innerhalb und außerhalb des Unterrichts vor. Dabei werden in den Beiträgen verschiedene Perspektiven eingenommen: Die Einbindung von digitalen Medien in die Gestaltung von schulischen Lehr-/Lernprozessen; die Nutzung von digitalen Medien in Schule und Freizeit; sowie selbstgesteuerte Lernprozesse in digitalen Umgebungen. Neben dem Erwerb von ICT-bezogenen Kompetenzen, wird auch der Zusammenhang zwischen der Nutzung von digitalen Medien mit der selbsteingeschätzten ICT-Kompetenz beleuchtet.

Der erste Beitrag befasst sich mit der Gestaltung von Lehr-/Lernprozessen unter den Bedingungen der Digitalität an solchen Schulen, die in der ICILS-2018 Studie unerwartet gut abgeschnitten haben. Insbesondere wird der Forschungsfrage nachgegangen, wie an den resilienten Schulen digital-gestützte Lehr-/Lernprozesse im Hinblick auf die Basisdimensionen guten Unterrichts gestaltet werden. In diesem Beitrag stellt der Erwerb von ICT-bezogenen Kompetenzen also kein explizites Lernziel dar, sondern es steht die Qualität von ICT-gestützten Unterrichtsprozessen im Vordergrund. Die qualitative Studie analysiert dazu Unterrichtsvideos sowie Interviews mit Schüler*innen und Lehrkräften.

Der zweite Beitrag stellt international vergleichend Befunde zur Mediennutzung von 15jährigen in Schule und Freizeit vor. Zudem untersucht die Studie, wie die schulische und außerschulische Nutzung digitaler Medien mit Lesekompetenz, selbsteingeschätzte Kompetenz und Lernmotivation im Umgang mit digitalen Medien zusammenhängt. Dieser Beitrag betrachtet die Nutzung von ICT als Faktor im Lernprozess, als auch ICT-Kompetenz als Lernziel. Für den internationalen Vergleich mit Deutschland werden Fragebogendaten der aktuellen PISA 2022 Erhebung herangezogen.

Der dritte Beitrag nimmt die Modellierung von erworbenem Wissen in der innovativen PISA 2025-Domäne – Lernen in der digitalen Welt (LDW) – in den Blick. Untersucht wird, welche Schüler*innen besser abschneiden, als man es aufgrund ihrer Vorkenntnisse erwarten würde, und ob diese Leistungen als das Resultat erfolgreicher Lernprozesse interpretiert werden können. In diesem Beitrag ist der Erwerb von ICT-bezogenen Kompetenzen ein explizites Lernziel. Dabei werden sowohl Leistungs- als auch Verhaltensdaten aus der nationalen Begleitforschung in Ankopplung an PISA 2022 analysiert.

Das Symposium schließt mit einer Diskussion der einzelnen Beiträge und einer Einordnung der präsentierten Ergebnisse.

Die Nutzung digitaler Medien hat sowohl im Unterricht als auch in der Freizeit von Jugendlichen weltweit enorm an Bedeutung gewonnen, nicht zuletzt durch die Corona-Pandemie (Wößmann et al., 2021). Ziel der schulischen Nutzung digitaler Medien in Deutschland ist unter anderem die Entwicklung und Förderung der ICT (Information and Communication Technology) Literacy der Schüler*innen. So sollen diese die notwendigen Kompetenzen erwerben, um digitale Medien sicher und zielgerichtet als Lernwerkzeuge zu verwenden, sich zu informieren, zu kommunizieren und zu kooperieren und Informationen zu produzieren und zu präsentieren und dabei ihr Tun sowie die digitalen Medien kritisch zu reflektieren und zu bewerten (Kultusministerkonferenz [KMK], 2017, 2021). Darüber hinaus kann die schulische Nutzung von digitalen Medien das Leseverständnis begünstigen (z. B. Moran et al., 2008). Diesen Zielsetzungen stehen große Herausforderungen auf Seiten der Schulen und Lehrkräften gegenüber, einen effektiven Einsatz digitaler Medien im Unterricht zu realisieren (Scheiter, 2021). Neben der quantitativen Ausstattung mit digitalen Medien spielt insbesondere deren gezielter lernförderlicher Einsatz im Unterricht eine große Rolle, sowohl für den fachlichen als auch den medienbezogenen Kompetenzerwerb. Zu dieser Thematik wurde in der PISA 2022 Studie u.a. der Einsatz digitaler Medien im Unterricht sowie deren Nutzung durch die Schüler*innen erfasst.

Im Rahmen des Beitrags werden Daten der PISA 2022 analysiert, die auf Antworten von über 20.000 Schüler*innen und über 7.500 Lehrkräften beruhen. Um einen Einblick in die aktuelle Nutzung digitaler Medien im Unterricht zu erhalten, werden Befunde zur Nutzungshäufigkeit digitaler Tools im Unterricht aus Sicht der Lehrkräfte in Deutschland sowie im internationalen Vergleich (Österreich, Schweiz, Dänemark) präsentiert. Diesen Befunden wird die Nutzungshäufigkeit digitaler Medien aus Sicht der Schüler*innen gegenübergestellt und ebenfalls international eingeordnet. Dazu wird die Häufigkeit des Einsatzes digitaler Medien im Unterricht sowie die Häufigkeit verschiedener Nutzungsformen, wie beispielsweise Multimedia-Präsentationen erstellen oder digitale Lernspiele spielen berichtet. Ergänzend werden die Häufigkeit und Art der Nutzung digitaler Medien in der Freizeit vorgestellt. Basierend auf diesen Befunden werden Analysen zur selbsteingeschätzten Kompetenz in Bezug auf ICT-Literacy, und Lernmotivation im Umgang mit digitalen Medien sowie die fachliche Kompetenz im Bereich Lesen der Schüler*innen vorgestellt und mithilfe von Regressionsanalysen zur Mediennutzung in Schule und Freizeit in Bezug gesetzt. Hierbei werden sowohl die Zusammenhänge für die Schüler*innen in Deutschland als auch in ausgewählten OECD-Staaten (Österreich, Schweiz, Dänemark) berichtet. Abschließend werden die Befunde mit Blick auf den aktuellen Stand digitalisierungsbezogener Lerngelegenheiten an Schulen in Deutschland und mögliche Implikationen für deren Weiterentwicklung und Praxis diskutiert.

Auf Grund des bis 5.12.2023 bestehenden OECD-Embargos für die PISA 2022 Daten können die Befunde der Analysen zum Zeitpunkt der Beitragseinreichung nicht berichtet werden.

Hintergrund

Die innovative PISA-Domäne „Lernen in der digitalen Welt (LDW)“ integriert die Erfassung des Vorwissens mit Möglichkeiten zum Wissenserwerb. Die bereitgestellte digitale Umgebung enthält Lernressourcen sowie Lern- und Testaufgaben zur Erfassung der Kompetenz, komplexe Systeme mit Hilfe digitaler Werkzeuge zu modellieren und algorithmische Probleme zu lösen. Dabei durchlaufen die Schüler*innen einen Prozess des selbstgesteuerten Lernens, in dem sie die Lösung von komplexen Problemstellungen erarbeiten.

Um konstituierende Faktoren dieses Lernens zu untersuchen, ist es notwendig den Teil der Leistung, der auf bestehende Fertigkeiten und Wissensstrukturen zurückgeht, von dem Teil zu trennen, der sich durch Fertigkeiten und Wissensstrukturen ergibt, die während der Bearbeitung der Lernaufgaben erworben werden.

Fragestellung

1) Gibt es systematische interindividuelle Unterschiede in der finalen Testleistung, die sich nicht durch Vorkenntnisse der Teilnehmenden erklären lassen?

2) Können diese Unterschiede als im Lernprozess erworbene Kenntnisse und Fähigkeiten interpretiert werden?

Methode

In der Studie wurden sechs Lerneinheiten des Typs „Systemmodellieren“ bzw. „Blockbasiertes Programmieren“ verwendet. Die Schüler*innen bearbeiteten jeweils zwei Einheiten (eine je Typ), wobei eine Einheit ca. 30 Minuten dauerte. Innerhalb einer Einheit erhielten sie zunächst eine Einführung in die Umgebung, gefolgt von einem Test zur Erfassung des für die Einheit spezfischen Vorwissens. Danach durchliefen die Schüler*innen eine Reihe interaktiver Lernaufgaben, in denen sie sich schrittweise Lösungen erarbeiten und in der Lernumgebung angebotenen Lernmaterialien und Hilfen nutzen konnten.

Dabei wurde die Nutzung der zur Verfügung stehenden Lernmaterialien als Verhaltensindikator für „Lernen“ erfasst. Abschließend wurden die Schüler*innen in einer „Big Challenge“-Aufgabe, welche alle Anforderungen der vorhergegangenen Lernaufgaben integrierte, getestet. Die Leistung in dieser Aufgabe wurde als Indikator für die Kombination aus Vorwissen und erworbenem Wissen erfasst und als abhängige Variable für die weiteren Analysen verwendet.

Zur Validierung der Interpretation dieser Indikatoren wurden Intelligenz (BefKi, Wilhelm et al., 2014), Komplexes Problemlösen (Microdyn, Krieger et al., 2021) und Lernzielorientierung (Spinath et al., 2012) in Form von Leistungstests und Selbstauskünften miterhoben.

An der Studie nahmen 737 Schüler*innen der Deutschen PISA 2022-Stichprobe teil.

Die Frage, inwieweit Schüler*innen in der „Big Challenge“ gemessen an ihrem Vorwissen besser bzw. schlechter als erwartet abschneiden (Fragestellung 1), wurde per Strukturgleichungsmodell untersucht, in dem das Vorwissen die „Big Challenge“-Leistung vorhersagt und die unerklärte Varianz einer neuen Residualvariable zugewiesen wird. Dadurch wird nur der Teil der Leistung, der linear unabhängig vom Vorwissen ist, von der Residualvariable repräsentiert. Um unspezifische Vorkenntnisse im komplexen Problemlösen zu kontrollieren, wurde in einem weiteren Modell für dieses – analog zum spezifischen Vorwissen – kontrolliert. Die zugrundeliegende Annahme ist dabei, dass die Problemlösekompetenz relevant für das Bearbeiten der Aufgabe ist, nicht aber für den Lernprozess.

Um die Interpretation der Residualvariablen als „erworbenes Wissen“ zu validieren (Fragestellung 2), kann diese von diversen Kovariaten erklärt werden. Dazu wurden Effekte von Intelligenz als Lernvorrausetzung und der Nutzung angebotener Lernressourcen als lernbezogenes Verhalten geprüft.

Ergebnisse

Nach der Vorhersage der Performanz in der „Big Challenge“ durch das Vorwissen und die Problemlösekompetenz verblieb eine signifikante Residualvarianz von 21%. Es gibt also systematische Unterschiede zwischen Schüler*innen über ihr spezifisches Vorwissen und ihre Problemlösekompetenz hinaus.

Das Residuum konnte signifikant durch die Nutzung von angebotenen Lernressourcen (β = .58) sowie die Intelligenz der Schüler*innen (β = .50) erklärt werden.

Die Nutzung der angebotenen Lernressourcen konnte signifikant durch die Lernzielorientierung der Schüler*innen erklärt werden, wobei der positive Effekt der Lernzielorientierung auf das Residuum komplett durch die Nutzung der Lernressourcen mediiert wurde. Dies unterstützt die Interpretation des Indikators als lernbezogenes Verhalten.

Zusammen liefern diese Befunde Evidenz dafür, dass tatsächlich ein Lernprozess bei der Bearbeitung LDW-Einheiten stattfindet und dass die Residualvariable auf interindividueller Ebene anteilig als Indikator für „erlerntes Wissen“ interpretiert werden kann. Diese Erkenntnisse liefern die Basis für weitere Untersuchungen von Vorrausetzungen und Prozessen erfolgreichen Lernens in digitalen Umgebungen.

Hintergrund

Die Digitalisierung aller Lebens- und Arbeitsbereiche stellt Schulen vor neue Herausforderungen (Eder, Scheiter & Lachner, 2023; Scheiter, 2021). Um auf die veränderten gesellschaftlichen Anforderungen angemessen zu reagieren, gilt es, digitale Medien in unterrichtlichen Lehr- und Lernprozessen so zu nutzen, dass sie zu einem (über)fachlichen Kompetenzerwerb aller Schüler:innen und damit zur Förderung der Chancengerechtigkeit beitragen (KMK, 2021). Bezogen auf die digitalen Kompetenzen hat sich empirisch international und für Deutschland gezeigt, dass diese vergleichsweise hohen sozialen Disparitäten unterliegen (Senkbeil et al., 2019). Dennoch lassen sich auch in Deutschland Schulen identifizieren, deren Schüler:innen trotz herausfordernder Schülerkomposition überdurchschnittliche digitale Kompetenzen erreichen (Drossel et al., 2020). Diese Schulen können für den Bereich der digitalen Kompetenzen, anknüpfend an Studien für andere Kompetenzbereiche (Schelvis et al., 2014), als organisational resilient bezeichnet werden. Studien, die fachspezifische Kompetenzen fokussieren, zeigen, dass diese Schulen gemeinsame Merkmale aufweisen, die sich insbesondere auch auf die Gestaltung von Lehr- und Lernprozessen beziehen (Agasisti et al., 2018). Unter Rückbezug auf Merkmale guten Unterrichts mit digitalen Medien (Lachner, Scheiter & Stürmer, 2020) geht der vorliegende Beitrag anknüpfend an die ICILS-2018-Studie mit einer vom BMBF geförderten qualitativen Vertiefungsstudie der Forschungsfrage nach, wie digital-gestützte unterrichtliche Lehr- und Lernprozesse im Hinblick auf die Basisdimensionen guten Unterrichts an empirisch identifizierten organisational resilienten Schulen gestaltet werden.

Methode

Zur Beantwortung der Forschungsfrage werden Daten des Projektes ‚Unerwartbar erfolgreiche Schulen im digitalen Wandel – eine qualitative Vertiefungsstudie zu ICILS 2018’ (UneS-ICILS 2018; Laufzeit 2020-2023) herangezogen. Schulen werden als ‚unerwartbar erfolgreich‘ identifiziert, wenn der mittlere sozioökonomische Status (SES) der Achtklässler*innen in den Daten der Studie ICILS 2018 unterdurchschnittlich ausfiel (untere 40% im HISEI) und gleichzeitig die mittleren, in ICILS 2018 gemessenen digitalen Kompetenzen (5 Plausible Values, Eickelmann et al., 2019) sich überdurchschnittlich in der repräsentativen Gesamtverteilung für Deutschland einordnen lassen (Drossel et al., 2019). Dieses zweiteilige Kriterium erfüllen in Deutschland 17% (N=36) der ICILS-2018-Schulen (Drossel et al., 2020).

In die Analysen gehen videobasierte Unterrichtsanalysen (N=12 an 4 Schulen), Lehrkräfteinterviewdaten (N=22 an 11 Schulen) sowie Schüler:innengruppeninterviewdaten (N=7 an 4 Schulen) ein. Die Auswertung der videographierten Unterrichtsstunden erfolgt mittels quantitativer Videoanalyse (Riordan, 2022; 1=‚trifft nicht zu‘ bis 4=‚trifft im hohen Maße zu‘) unter Berücksichtigung der Intraklassenkorrelation (Rauin et al., 2016). Die einbezogenen Interviews werden inhaltsanalytisch untersucht (Mayring, 2010).

Ergebnisse und ihre Bedeutung

Die Videoanalysen zeigen, dass eine effiziente Klassenführung besonders häufig zu beobachten ist. Die beobachteten Klassen zeigen einen routinierten Umgang mit digitalen Medien (M=3.50, SD=0.87), effiziente Lösungen mit technischen Störungen (M=3.28, SD=0.92) und Lehrkräfte nutzen zudem häufig digitale Medien zur Unterrichtsorganisation (M=3.60, SD=0.48). Die Ergebnisse zur kognitiven Aktivierung zeigen hingegen, dass digitale Medien selten für die Herstellung ein tieferes Verständnis genutzt (M=1.60, SD=0.76) und zudem die Potenziale neuartiger Aufgabenformate wenig ausgeschöpft werden (M=2.10, SD=0.91). Bezüglich der konstruktiven Unterstützung zeigt sich eine respektvolle gegenseitige Unterstützung zwischen Schüler:innen und Lehrkräften (M=2.10, SD=1.30). Demgegenüber werden digitale Medien selten differenzierend (M=1.20, SD=0.05) und für kollaboratives Arbeiten (M=1.10, SD=0.48) eingesetzt. Diese Beobachtungen entlang der drei Basisdimensionen decken sich mit den Ergebnissen der Analysen der Schüler:innengruppeninterviews. Betrachtet man hingegen die Aussagen der Lehrkräfte, wird ersichtlich, dass diese die Umsetzung der drei Basisdimensionen deutlich positiver einschätzen.

Folgt man den Ergebnissen und zieht hinzu, dass Lehrkräfte die ‚key stone species‘ für die erfolgreiche Implementierung digitalen Lernens in Schulen sind (Davis et al., 2014), könnte an der aus den Interviews ersichtlichen positiven Sichtweise der Lehrkräfte angeknüpft werden, um im Sinne eines Transfers die Gestaltung unterrichtlicher Lehr- und Lernprozesse unter den Bedingungen der Digitalität an Schulen mit benachteiligter Schülerkomposition zu verbessern. Die UneS-Studie macht deutlich, dass LSA (hier ICILS) ein Ausgangspunkt für die Analyse von Lernen in der Digitalität sein können, aber gleichzeitig ein vertiefender qualitativer Blick wichtig ist, um Bildungsprozesse zu verstehen.