Fachdidaktische Diskussion von Informatiksystemen und der Kompetenzentwicklung im Informatikunterricht

In der vorliegenden Arbeit wird ein Unterrichtsmodell zur Kompetenzentwicklung mit Informatiksystemen für die Sekundarstufe II vorgestellt. Der Bedarf wird u. a. damit begründet, dass Informatiksysteme zu Beginn des 21. Jahrhunderts allgegenwärtig sind (Kapitel 1). Für Kompetenzentwicklung mit Informatiksystemen sind diese in ihrer Einheit aus Hardware, Software und Vernetzung anhand ihres nach außen sichtbaren Verhaltens, der inneren Struktur und Implementierungsaspekten zu analysieren. Ausgehend vom Kompetenzbegriff (Kapitel 2) und dem Informatiksystembegriff (Kapitel 3) erfolgt eine Analyse des fachdidaktischen Forschungsstandes zur Kompetenzentwicklung mit Informatiksystemen. Die Ergebnisse lassen sich in die Bereiche (1) Bildungsziele, (2) Unterrichtsinhalte, (3) Lehr-Lernmethodik und (4) Lehr-Lernmedien aufteilen (Kapitel 4). In Kapitel 5 wird die Unterrichtsmodellentwicklung beschrieben. Den Zugang zu Informatiksystemen bildet in der vorliegenden Dissertationsschrift das nach außen sichtbare Verhalten. Es erfolgt eine Fokussierung auf vernetzte fundamentale Ideen der Informatik und Strukturmodelle von Informatiksystemen als Unterrichtsinhalte. Es wird begründet, dass ausgewählte objektorientierte Entwurfsmuster vernetzte fundamentale Ideen repräsentieren. In Abschnitt 5.4 werden dementsprechend Entwurfsmuster als Wissensrepräsentation für vernetzte fundamentale Ideen klassifiziert. Das systematische Erkunden des Verhaltens von Informatiksystemen wird im Informatikunterricht bisher kaum thematisiert. Es werden Schülertätigkeiten in Anlehnung an Unterrichtsexperimente angegeben, die Schüler unterstützen, Informatiksysteme bewusst und gezielt anzuwenden (Abschnitt 5.5). Bei dieser Lehr-Lernmethodik werden das nach außen sichtbare Verhalten von Informatiksystemen, im Sinne einer Black-Box, und das Wechselspiel von Verhalten und Struktur bei vorliegender Implementierung des Systems als White-Box analysiert. Die Adressierung schrittweise höherer kognitiver Niveaustufen wird in die Entwicklung einbezogen. Unterstützend wird für das Unterrichtsmodell lernförderliche Software gestaltet, die vernetzte fundamentale Ideen in Entwurfsmustern und das Experimentieren aufgreift (Abschnitt 5.6). Schwerpunkte bilden im Unterrichtsmodell zwei Arten von lernförderlicher Software: (1) Die Lernsoftware Pattern Park wurde von einer studentischen Projektgruppe entwickelt. In ihr können in Entwurfsmustern enthaltene fundamentale Ideen der Informatik über ihren Lebensweltbezug im Szenario eines Freizeitparks analysiert werden. (2) Als weitere Art Lernsoftware werden kleine Programme eingesetzt, deren innere Struktur durch ausgewählte Entwurfsmuster gebildet und deren Verhalten direkt durch die darin enthaltenen fundamentalen Ideen bestimmt wird. Diese Programme können durch die Experimente im Unterricht systematisch untersucht werden. Mit dem Ziel, die normative Perspektive um Rückkopplung mit der Praxis zu ergänzen, werden zwei Erprobungen im Informatikunterricht vorgenommen. Diese liefern Erkenntnisse zur Machbarkeit des Unterrichtsmodells und dessen Akzeptanz durch die Schüler (Kapitel 6 und 8). Exemplarisch umgesetzt werden die Themen Zugriffskontrolle mit dem Proxymuster, Iteration mit dem Iteratormuster und Systemzustände mit dem Zustandsmuster. Der intensive Austausch mit Informatiklehrpersonen in der Kooperationsschule über Informatiksysteme und Kompetenzentwicklung sowie die Durchführung von zwei Lehrerfortbildungen ergänzen die Beobachtungen im unterrichtlichen Geschehen. Die erste Unterrichtserprobung resultiert in einer Weiterentwicklung des Unterrichtsmodells zu Informatiksystemen und Kompetenzentwicklung (Kapitel 7). Darin erfolgt eine Fokussierung auf das nach außen sichtbare Verhalten von Informatiksystemen und eine Verfeinerung der Perspektiven auf innere Struktur und ausgewählte Implementierungsaspekte. Anschließend wird die zweite Unterrichtserprobung durchgeführt und evaluiert (Kapitel 8). Am Schluss der Forschungsarbeit steht ein in empirischen Phasen erprobtes Unterrichtsmodell.In the 21st century, informatics systems are ubiquitous. Therefore, the author presents an educational model for competencies with respect to informatics systems (Chapter 1). To achieve such competencies at upper secondary level, observable behaviour, internal structure and implementation aspects of informatics systems have to be analysed by students. Based on a definition of the terms competency (Chapter 2) and informatics system (Chapter 3), the state of the art in Didactics of Informatics is investigated. In the national and international scientific work, (1) educational objectives, (2) themes and subject matters, (3) teaching and learning methods, as well as (4) educational means and media are identified (Chapter 4). In Chapter 5 the development of the educational model is described. The approach to competencies with respect to informatics systems concentrates on the observable behaviour of the systems. We focus on networked fundamental ideas of informatics as a quality factor and structural models of informatics systems. Selected object-oriented design patterns represent networked fundamental ideas. In Section 5.4 design patterns as knowledge representations of fundamental ideas are classified. Systematic exploration of informatics systems is uncommon in informatics education at upper secondary level. Therefore, students\u27 activities are developed according to educational experiments to enable students to use systems consciously (Section 5.5). Systematic exploration puts students in a position to analyse the observable behaviour as a black box. Given the source code and documentation of a system, experimenting with such a system relates behaviour to its internal structure. Succeeding cognitive processes are also considered in this approach. To support learning, software was developed, which emphasises fundamental ideas in design patterns and enables experimenting (Section 5.6). There are two kinds of learning software: (1) The learning software Pattern Park was developed by a student project group. In the software fundamental ideas within design patterns can be understood through a real-life analogy in the context of a theme park. (2) As a second kind of learning software we use small programs, whose internal structure is built by selected design patterns. Their observable behaviour depends on networked fundamental ideas of informatics. These programs can be analysed systematically by students. Aiming at complementing the normative perspective with concrete learning processes, two classroom practice projects were conducted. These offered results with respect to feasibility of the educational model and acceptance by the students (Chapter 6 and 8). Exemplarily, access control by Proxy design pattern, iteration by Iterator design pattern, and states of systems by State design pattern were chosen. Cooperation with teachers and conduction of teacher training workshops complement observations within the classroom projects. The first classroom project resulted in a refinement of theory to foster competencies with respect to informatics systems (Chapter 7). In particular, perspectives on informatics systems were elaborated. Afterwards, a second classroom project was conducted and evaluated (Chapter 8). In conclusion of the research project, there is an empirically tested educational model to foster competencies with respect to informatics systems

Debugging im Informatikunterricht

Debugging ist ein Schlüsselproblem des Informatikunterrichts: Programmierfehler zu finden und zu beheben stellt für Schülerinnen und Schüler ein erhebliches Hindernis beim Programmierenlernen dar und ist eine große Quelle für Frustration. Gleichzeitig stehen aber auch die Lehrkräfte vor der enormen Herausforderung, allen Lernenden gleichzeitig gerecht zu werden. Nichtsdestotrotz fehlt es bisher an informatikdidaktischer Forschung, die sich diesem gravierenden schulpraktischen Problem annimmt. In dieser Arbeit wird gemäß dem Forschungsformat der didaktischen Rekonstruktion der Prozess Debugging aus informatikdidaktischer Sicht aufgearbeitet. Dazu werden zunächst im Zuge der fachlichen Klärung vier Fähigkeiten identifiziert, die Schülerinnen und Schüler für selbstständiges Debugging benötigen: Die Anwendung eines systematischen Debuggingvorgehens, die Anwendung von Debuggingstrategien, die Verwendung von Heuristiken und Mustern für typische Fehler sowie von Werkzeugen. Das daraus resultierende Modell der Debuggingfähigkeiten für Novizen stellt damit die inhaltliche Basis für die Vermittlung von Debugging dar. Weiterhin wird die Perspektive der Lehrkräfte untersucht und analysiert, mit welchen Herausforderungen diese beim Debuggen im Unterricht konfrontiert sind und wie sie mit diesen umgehen. Die Lehrkräfte berichten dabei von großen Schwierigkeiten aufgrund mangelnder Selbstständigkeit der Schülerinnen und Schüler bei der Fehlerbehebung. Außerdem unterrichten sie Debugging kaum explizit, da es ihnen an Zeit, Konzepten und Materialien fehlt. Aus ihren Erfahrungen können weiterhin Gestaltungshinweise abgeleitet werden, wie etwa, dass Debugging nicht "auf Vorrat", sondern bei Bedarf unterrichtet und dabei die Selbstständigkeit der Lernenden auch aktiv eingefordert werden sollte. Darüber hinaus werden gesellschaftliche Ansprüche des Debugging untersucht und drei mögliche Beiträge zur Allgemeinbildung identifiziert: Zur Erklärung des Phänomens "fehlerhafte Software" aus der Lebenswelt, bezüglich des Lernens aus Fehlern sowie als Herangehensweise des Computational Thinking für Troubleshooting im Alltag. Daneben werden hinsichtlich der Perspektive der Lernenden Debugging-Lernvoraussetzungen von Schülerinnen und Schülern anhand ihres Vorgehens beim Troubleshooten erhoben, die deren Debuggingvorgehen beeinflussen. So wenden die Lernenden zwar ein systematisches Vorgehen für das Troubleshooten an und beziehen bisherige Erfahrungen und Muster für typische Fehler mit in diesen Prozess ein, haben aber insbesondere Probleme mit dem Aufstellen von (Alternativ-)Hypothesen oder dem Rückgängigmachen von erfolglosen Änderungen. Weiterhin haben sie Schwierigkeiten mit der Anwendung von Strategien wie dem Testen oder einer topographischen Suche, die entsprechend im Informatikunterricht adressiert werden müssen. Auf dieser Basis werden zehn Gestaltungskriterien für Konzepte und Materialien für das Debugging im Unterricht entwickelt sowie ein konkretes integratives Unterrichtskonzept für den Informatikunterricht entworfen. Die Wirksamkeit der expliziten Vermittlung von Debugging wird anhand des Unterrichtskonzepts empirisch validiert: Die Ergebnisse zeigen dabei die Bedeutung eines systematischen Vorgehens als Grundlage für erfolgreiches Debugging für Novizen auf und verdichten empirisch die These, dass Debugging explizit vermittelt werden sollte. Abschließend wird die Praxiswirksamkeit der Ergebnisse die Gestaltung einer Fortbildung untersucht und bezüglich des Transfers in die Unterrichtspraxis evaluiert. Dabei zeigt sich, dass die professionelle Kompetenz der Lehrkräfte sowie der Stellenwert des Themas Debugging für ihren Unterricht gestiegen ist. Außerdem versuchen sie, eine positive Fehlerkultur im Unterricht zu etablieren, und adaptieren und erweitern dazu die Fortbildungsinhalte. Zusammenfassend legt diese Arbeit damit die theoretische Grundlage für die Vermittlung von Debugging im Unterricht, indem relevante Debuggingfähigkeiten, unterrichtspraktische Anforderungen und Lernvoraussetzungen identifiziert werden. Darüber hinaus geben die Gestaltungskriterien sowie das evaluierte Unterrichtskonzept eine praxiswirksame Antwort auf die Frage, wie Debugging im Unterricht vermittelt werden kann. Neben diesen inhaltlichen Beiträgen werden im Rahmen dieser Arbeit zudem zwei methodische Beiträge geleistet. So wird einerseits ein Instrument zur Messung von Debuggingleistung und andererseits ein innovativer methodischer Ansatz zur Untersuchung von Troubleshooting-Vorgehensweisen entwickelt

Sprachbildung in der Lehramtsausbildung Mathematik

Wie lassen sich Fachdidaktik und Sprachbildung im Lehramtsstudium so verknüpfen, dass zukünftige Mathematiklehrkräfte optimal auf sprachbewussten Fachunterricht vorbereitet werden? Dieser Frage geht dieses Open Access Buch aus interdisziplinärer Perspektive nach – fachlich fundiert, forschungsorientiert und anschaulich: Die vorgestellten Leitideen und Design-Prinzipien für eine sprachbewusste Hochschullehre bilden den konzeptionellen Rahmen, der auch für die Weiterentwicklung eigener Lehrveranstaltungen genutzt werden kann. An zahlreichen empirischen Beispielen aus Schule und Hochschule werden Synergien zwischen Mathematikdidaktik und Sprachbildung aufgezeigt und Vorschläge für die konkrete Ausgestaltung der Hochschullehre gemacht. Einen besonderen Schwerpunkt bildet das Forschende Lernen in Praxisphasen an der Schnittstelle von Fach und Sprache. Impulse aus anderen Fachdidaktiken (Informatik, Chemie) eröffnen Transfermöglichkeiten. Mit seinen vielfältigen Einblicken in das hochaktuelle Thema Sprachbildung im Fachunterricht als Gegenstand einer sprachbewussten Hochschullehre ist das Buch für Hochschuldozierende und Studierende in der Lehramtsausbildung Mathematik gleichermaßen von Interesse. Das Buch bietet Konzepte für die Verknüpfung von Mathematikdidaktik und Sprachbildung in der Lehrkräfteausbildung Mathematik, ist interdisziplinär und forschungsorientiert, ist geeignet für Hochschuldozierende und Studierende. Das Buch ist unter den Bedingungen der Creative Commons Attribution 4.0 International License über SpringerLink (link.springer.com) frei zugänglich

Die Kompetenzen der Lehrenden an Schulen im Umgang mit digitalen Medien und die Wechselwirkungen zwischen Lehrtheorien und mediendidaktischem Handeln

Die vorliegende Arbeit setzt sich mit der Frage der Kompetenzen der Lehrenden in Zusammenhang mit dem Lehren und Lernen mit digitalen Medien und über digitale Medien an Schulen auseinander. Notwendige Voraussetzungen für die Erstellung eines Kompetenzmodells für Lehrende werden theoretisch abgeleitet und empirisch untersucht. Die Frage der schulorganisatorischen Umsetzung, die der Legitimation von digitalen Medien im Unterricht und die Auseinandersetzung mit Lehrtheorien sind Prämissen für das Design des Kompetenzmodells. Das Rahmenmodell TPCK wird zum Ausgangspunkt für die Ausformulierung der Kompetenzen. Im Rahmen der empirischen Untersuchung wird der vermutete Zusammenhang zwischen konstruktivistischer Sichtweise und dem verstärkten Einsatz digitaler Medien untersucht. Aber auch die Korrelationen zwischen Anwendungskenntnissen und pädagogischen Kenntnissen bei Lehrenden sowie die Relation zwischen Unterrichtserfahrung und den Kenntnissen der Lehrenden sind ein wesentlicher Bestandteil der quantitativen Forschungsarbeit. Es werden folgende Forschungsfragen behandelt: Inwiefern bestehen Wechselwirkungen zwischen der lehrtheoretischen Sichtweise von Lehrenden an Schulen und dem Einsatz digitaler Medien im Unterricht? Inwiefern ist die Verwendung digitaler Medien im Unterricht abhängig von den Anwendungs-kenntnissen der Lehrenden und welchen Stellenwert haben informatische Kenntnisse sowie Kompetenzen im Umgang mit Social Media bei den Anwendungskompetenzen der Lehrenden? Inwiefern ist das Lehren und Lernen mit digitalen Medien und über digitale Medien abhängig von der Unterrichtserfahrung der Lehrenden und welche Bedeutung hat in diesem Zusammenhang die Art der Kommunikation und Kooperation am Schulstandort und über den Schulstandort hinaus? Das Ziel dieser Abhandlung ist es, mit der Erstellung eines Kompetenzmodells für Lehrende einen bislang fehlenden Grundstein sowohl für die Ausbildung künftiger Lehrerinnen und Lehrer zu setzen, aber auch eine Zielvorgabe für die Fort- und Weiterbildung bereitzustellen.The present work discusses the question of the competences of teachers in conjunction with teaching and learning using digital media, and via digital media at schools. The necessary prerequisites for the creation of a competence model for teachers are theoretically deduced and empirically analyzed. Premises for the design of the competence model are the question of the organizational implementation, the legitimation of digital media for teaching and the discussion of teaching theories. The framework model TPCK is the starting point for the formulation of the competences. The assumed correlation between a constructivist approach and the increasing use of digital media is analyzed within the framework of the empirical examination. However, the correlations between the application knowledge and pedagogic knowledge among the teaching staff, and the relation between teaching experience and knowledge of the teachers are also a main part of the quantitative research. The following research questions are covered: To what extent are there interactions between the theoretical view of teaching at schools and the use of digital teaching media in teaching? To what extent does the use of digital media in teaching depend on the application knowledge of teachers, and how important are computer knowledge and competence in the use of social media for the application competence of the teachers? To what extent are teaching and learning with digital media and using digital media dependent on the teaching experience of the teachers, and what is the significance in these in relation to the means of communication and cooperation within and beyond the school premises? This works aims to create a missing corner stone through the creation of a competence model for teachers for the training of future teachers and also for the further and advanced training of teachers

Die Kompetenzen der Lehrenden an Schulen im Umgang mit digitalen Medien und die Wechselwirkungen zwischen Lehrtheorien und mediendidaktischem Handeln

Die vorliegende Arbeit setzt sich mit der Frage der Kompetenzen der Lehrenden in Zusammenhang mit dem Lehren und Lernen mit digitalen Medien und über digitale Medien an Schulen auseinander. Notwendige Voraussetzungen für die Erstellung eines Kompetenzmodells für Lehrende werden theoretisch abgeleitet und empirisch untersucht. Die Frage der schulorganisatorischen Umsetzung, die der Legitimation von digitalen Medien im Unterricht und die Auseinandersetzung mit Lehrtheorien sind Prämissen für das Design des Kompetenzmodells. Das Rahmenmodell TPCK wird zum Ausgangspunkt für die Ausformulierung der Kompetenzen. Im Rahmen der empirischen Untersuchung wird der vermutete Zusammenhang zwischen konstruktivistischer Sichtweise und dem verstärkten Einsatz digitaler Medien untersucht. Aber auch die Korrelationen zwischen Anwendungskenntnissen und pädagogischen Kenntnissen bei Lehrenden sowie die Relation zwischen Unterrichtserfahrung und den Kenntnissen der Lehrenden sind ein wesentlicher Bestandteil der quantitativen Forschungsarbeit. Es werden folgende Forschungsfragen behandelt: Inwiefern bestehen Wechselwirkungen zwischen der lehrtheoretischen Sichtweise von Lehrenden an Schulen und dem Einsatz digitaler Medien im Unterricht? Inwiefern ist die Verwendung digitaler Medien im Unterricht abhängig von den Anwendungs-kenntnissen der Lehrenden und welchen Stellenwert haben informatische Kenntnisse sowie Kompetenzen im Umgang mit Social Media bei den Anwendungskompetenzen der Lehrenden? Inwiefern ist das Lehren und Lernen mit digitalen Medien und über digitale Medien abhängig von der Unterrichtserfahrung der Lehrenden und welche Bedeutung hat in diesem Zusammenhang die Art der Kommunikation und Kooperation am Schulstandort und über den Schulstandort hinaus? Das Ziel dieser Abhandlung ist es, mit der Erstellung eines Kompetenzmodells für Lehrende einen bislang fehlenden Grundstein sowohl für die Ausbildung künftiger Lehrerinnen und Lehrer zu setzen, aber auch eine Zielvorgabe für die Fort- und Weiterbildung bereitzustellen.The present work discusses the question of the competences of teachers in conjunction with teaching and learning using digital media, and via digital media at schools. The necessary prerequisites for the creation of a competence model for teachers are theoretically deduced and empirically analyzed. Premises for the design of the competence model are the question of the organizational implementation, the legitimation of digital media for teaching and the discussion of teaching theories. The framework model TPCK is the starting point for the formulation of the competences. The assumed correlation between a constructivist approach and the increasing use of digital media is analyzed within the framework of the empirical examination. However, the correlations between the application knowledge and pedagogic knowledge among the teaching staff, and the relation between teaching experience and knowledge of the teachers are also a main part of the quantitative research. The following research questions are covered: To what extent are there interactions between the theoretical view of teaching at schools and the use of digital teaching media in teaching? To what extent does the use of digital media in teaching depend on the application knowledge of teachers, and how important are computer knowledge and competence in the use of social media for the application competence of the teachers? To what extent are teaching and learning with digital media and using digital media dependent on the teaching experience of the teachers, and what is the significance in these in relation to the means of communication and cooperation within and beyond the school premises? This works aims to create a missing corner stone through the creation of a competence model for teachers for the training of future teachers and also for the further and advanced training of teachers

Leistung macht Schule. Förderung leistungsstarker und potenziell besonders leistungsfähiger Schülerinnen und Schüler

Der Band stellt die theoretischen Grundlagen, die inhaltlichen Schwerpunkte und methodischen Vorgehensweisen des international einmaligen Forschungs- und Schulentwicklungsprojekts zur Förderung leistungsstarker und potenziell besonders leistungsfähiger Schüler/innen vor. Eingebettet in die Bund-Länder-Initiative "Leistung macht Schule" arbeitet der Forschungsverbund LemaS mit bundesweit 300 Schulen aller Schulformen in Teilprojekten an Materialien für den potenzialfördernden Fachunterricht, an Konzepten zur diagnosebasierten Förderung (potenziell) leistungsstarker Kinder und Jugendlicher sowie an Maßnahmen zur leistungsfördernden Schulgestaltung und kooperativen Netzwerkbildung. Die Beiträge zeigen die enge transdisziplinäre Verknüpfung aktueller theoretischer Ansätze und empirischer Erkenntnisse zur Leistungs- und Begabungsförderung im engen Dialog mit der Praxis. (DIPF/Orig.

Fundamentale Ideen in der beruflichen Lehrkräftebildung – eine fachdidaktische Analyse am Beispiel der Elektrotechnik und ihre Potenziale für die Berufspädagogik

Die Dissertation trägt zur Diskussion bei, wie die fachliche Kompetenzentwicklung bei berufsbildenden Lehramtsstudierenden und bei Auszubildenden unterstützt werden kann. Im Fokus steht die Fragestellung, wie der didaktische Ansatz der Fundamentalen Ideen auf die berufliche Fachrichtung Elektrotechnik übertragen werden kann und welche Fundamentalen Ideen sich für diese entwickeln lassen. Erstmals wird der strukturorientierte Ansatz auf die berufliche Bildung übertragen, exemplarisch für die gewerblich-technische Fachrichtung Elektrotechnik. An der Schnittstelle von Fachdidaktik und Berufspädagogik erfolgt ein Beitrag für die Theoriebildung in der Fachdidaktik der Elektrotechnik und für die Gestaltung der berufsbildenden Lehrkräftebildung allgemein. Grundlagenlehrbücher werden mittels Grounded Theory auf zentrale fachliche Konzepte, Prinzipien und Ideen analysiert. Die potenziellen Ideen werden mit etablierten und für die Berufsbildung adaptierten Kriterien daraufhin überprüft, ob sie als fundamental gelten können. Ihre fachliche Relevanz wird durch Experteninterviews validiert. Als Ergebnis werden sechs Fundamentale Ideen vorgeschlagen, die grundlegende fachliche Strukturen und Zusammenhänge in der beruflichen Fachrichtung Elektrotechnik abbilden. Die Ideen werden zu einem fachdidaktischen Gesamtmodell zusammengefasst, das eine übergeordnete Zweck-Mittel-Perspektive auf elektrische Systeme, eine physikalisch-technische Perspektive sowie eine an den situativen Bedingungen orientierte Implementierungsperspektive umfasst. Die Fundamentalen Ideen knüpfen an die allgemeine Zielsetzung der beruflichen Bildung an, umfassende Handlungskompetenz zu fördern. Mit den entwickelten Fundamentalen Ideen wird ein neues fachdidaktisches Instrument vorgelegt. Wirkung kann es entfalten, wenn die Ideen in spiralförmigen Lernprozessen explizit gemacht werden. Es werden Vorschläge skizziert, wie die Ideen zur Förderung universitärer, berufsschulischer und selbstgesteuerter fachbezogener Lernprozesse eingesetzt werden könnten. Das vorgeschlagene Gesamtmodell liefert einen Beitrag, wie berufsbildende Lehrkräfte und berufliche Fachkräfte in einem technischen Umfeld mit hoher Veränderungsdynamik ihr fachliches Wissen über das Berufsleben hinweg aktualisieren und anschlussfähig halten können. Für angehende Lehrkräfte könnte zudem die fachdidaktische Kompetenzentwicklung unterstützt werden. Der erprobte methodische Ansatz bietet Übertragungsmöglichkeiten auf andere berufliche Fachrichtungen.Abstract (english):The dissertation contributes to the discussion on how to support the professional competence development of vocational teacher training students and trainees. The focus is on the question of how to adapt the didactic approach of fundamental ideas to the vocational discipline of electrical engineering and which fundamental ideas can be developed for it. For the first time, this structure-oriented approach is transferred to vocational education, exemplarily for the vocational discipline of electrical engineering. At the intersection of subject didactics and vocational education, a contribution is made to theory-building in the subject didactics of electrical engineering and to the design of vocational teacher training in general. Textbooks are analysed using a grounded theory approach to identify essential technical concepts, principles and ideas. The potential ideas are further reviewed using established criteria adapted for vocational education to determine whether they can be considered fundamental. Their professional relevance is validated through expert interviews. As a result, six fundamental ideas are proposed that represent basic subject-related structures and interrelations in the vocational discipline of electrical engineering. The ideas are summarized in an overarching subject didactic model, which comprises three perspectives: a superordinate purpose-means perspective on electrical systems, a physical-technical perspective, and an implementation perspective aligned with situational conditions. The fundamental ideas are linked to the general objective of vocational education and training to promote comprehensive action competence. The development of these fundamental ideas introduces a new didactic instrument, which can be effective when the ideas are emphasized within spiral learning process. Initial suggestions are outlined as to how the fundamental ideas could be used to enhance subject-based learning processes in teacher training, in vocational school teaching and in self-organised learning. The proposed comprehensive model is intended to help vocational teachers and professionals working in a technical environment with high dynamics of change to continuously update and adapt their technical knowledge. Furthermore, it could also support the development of subject-specific didactic competencies for prospective teachers. The developed methodological approach offers potential for adaptation to other vocational disciplines