Digitality-related Pedagogical and Content Knowledge Modell (DPACK-Modell)

Das Konzept des „Digitality-related Pedagogical and Content Knowledge“ (DPACK)^[1][2][3] beschreibt das professionelle Handlungswissen, das Lehrkräfte für eine Integration von Technologie in den Unterricht benötigen. Innerhalb des Ordnungsrahmens können verschiedene Arten des erforderlichen Wissens und Verständnisses der Lehrkräfte analysiert werden, um eine durch Technologien verbesserte Lernumgebung für Schüler und Studierende zu schaffen.

Hier geht es zu den Hauptpublikationen: 

• Thyssen, C., Huwer, J., Irion, T., & Schaal, S. (2023). From TPACK to DPACK: The Digitality-Related Pedagogical and Content Knowledge-Model in STEM-Education. education sciences, 13(8), 769. https://www.mdpi.com/2227-7102/13/8/769 

• Huwer, J., Irion, T., Kuntze, S., Schaal, S., & Thyssen, C. (2019). Von TPaCK zu DPaCK - Digitalisierung des Unterrichts erfordert mehr als technisches Wissen. Der mathematische und naturwissenschaftliche Unterricht(5), 358-364. 

• Huwer, J., Irion, T., Kuntze, S., Schaal, S., & Thyssen, C. (2019). Digitality-related Paedagogical Content Knowledge (DPaCK) - A Framework for teacher education in the digital age. In M. Shelly & A. Kiray (Eds.), Education Research Highlights in Mathematics, Science and Technology 2019 (pp. 298-309). IRES Publishing. 
   

Hintergrund

Die Idee der "Pedagogical Content Knowledge^[4]" (PCK) wurde zuerst von Lee Shulman beschrieben. TPACK^[5] baut auf diesen Kerngedanken durch die Einbeziehung der Technologie auf. Shulmans System wurde durch Punya Mishra und Matthew J. Koehler von der Michigan State University entsprechend erweitert. Das TPACK-Modell fokussiert das professionelle Wissen der Pädagogen basierend auf der Fachkompetenz der Lehrkräfte in Bezug auf technologisches Wissen per se sowie auf die Didaktik und Inhalte ihrer Fächer. Im Gegensatz dazu sind Kenntnisse, die für das tägliche Leben und sozial-kulturelle Interaktionen darüber hinaus relevant sind, im TPACK-Modell noch nicht eindeutig enthalten. Aufgrund der zunehmenden gesellschaftlichen, beruflichen, wissenschaftlichen und bildungsspezifischen Transformationsprozessen, welche durch digitale Technologie angestoßen und vorangetrieben werden, reicht alleine die Dimension des technischen Wissens (Technological Knowledge) nicht mehr aus, um den Anforderungen des 21. Jahrhunderts gerecht zu werden. Daher erfordert die digitale Transformation im MINT-Unterricht zusätzliches professionelles Wissen unter Berücksichtigung der Transformation von Kommunikation, Medialisierung und Gesellschaft.

In der Folge wurde vorgeschlagen, das TPACK-Modell mit Wissenskomponenten digitaler kultureller Transformationen (Digitalität) zu ergänzen und somit das TPACK-Modell zu einem „Digitality-related Pedagogical and Content Knowledge^[1]“ (DPACK-Modell) zu erweitern, wobei D für Digitalität steht. Durch diese Erweiterung sollte der Fokus auch auf die Notwendigkeit gerichtet werden, dass Kinder und Jugendliche in der digital geformten Welt auch befähigt werden müssen, kritisch über die Veränderungsprozesse nachzudenken und sie auf ethisch verantwortungsvolle Weise zu gestalten. Aus diesem Grund benötigen Lehrkräfte auch professionelles Wissen, um die digitale Transformation zu reflektieren, zu analysieren, zu nutzen und zu gestalten, was in nationalen und internationalen Bildungsstandards regelmäßig gefordert wird. Als Grundlage für die Aus- und Weiterbildung von MINT-Lehrkräften wird ein integriertes Modell zur Diskussion gestellt, das diese Wissens- und Kompetenzfacetten kombiniert und in der Folge schnell Eingang in bildungspolitische Leitlinien und erziehungswissenschaftliche Diskurse in Deutschland gefunden hat. Um soziokulturelle Konsequenzen der Digitalisierung in das TPACK zu integrieren, schlagen die Autoren des Modells eine neue Hemisphäre, das soziokulturelle Wissen, vor, welche die bestehenden TPACK-Komponenten erweitert. Deren Schnittmenge mit dem TPACK-Modell ergibt dann das Konzept der Digitalität und definiert Bereiche professionellen Handlungswissen im Bereich der Digitalität.

Konzept

Soziokulturelles Wissen (SK) ist ein relevantes Element der Lehrerausbildung^[6][7]. Im Bildungskontext beschreiben Rakhimova et al.^[8] (S. 56) es als „die Fähigkeiten zur interkulturellen Kommunikation mit Vertretern unterschiedlicher Kulturen“, einschließlich „des Wissens um soziales und kulturelles Leben, Verständnis für die eigene und fremde Kultur, Kenntnisse der eigenen und einer fremden Sprache“. Um sich effektiv mit Individuen aus diversen kulturellen Hintergründen auseinandersetzen zu können, ist der Erwerb von soziokulturellem Wissen im Entwickeln soziokultureller Kompetenzen unerlässlich. Dieses Wissen ermöglicht es Einzelnen, Interaktionen und Beziehungen mit Partnern zu navigieren, die tief in verschiedenen kulturellen Kontexten verwurzelt sind.

Die Erweiterung des TPACK-Modells mit SK als der vierten Wissensdimension führt zur Bildung neuer, zusätzlicher Schnittstellen oder Komponenten. Die Integration von soziokulturellem Wissen kann mit einer zusätzlichen Sphäre visualisiert werden, die mit den drei etablierten Wissensdomänen im TPACK-Modell interagiert. Dieser Ansatz hilft, die Verflechtungen und Abhängigkeiten zwischen den verschiedenen Wissensdomänen zu veranschaulichen und unterstreicht die Bedeutung, den soziokulturellen Kontext als eine umfassende Domäne mit einer Vielzahl von Faktoren zu berücksichtigen. Aus diesem Grund wird vorgeschlagen, SK als eine dreidimensionale Sphäre zu integrieren, die TPACK umgibt, was zum DPACK-Modell führt.

Bereiche des DPACK Modells

DPACK besteht aus den aus 7 verschiedenen Wissensbereichen des TPACK Modells, welche durch die Schnittmenge :

Technologiewissen (TK)

Technologiewissen im Rahmen der Integration von Technologien in Schulen umfasst digitale Technologien wie Laptops, das Internet und Software-Anwendungen. TK geht jedoch über digitale Kompetenz hinaus. Es umfasst Wissen, das den Anwender dazu befähigt, den Zweck einer bestehenden Technologie (z. B. Wikis) so zu ändern, dass diese in eine durch diese Technologie verbesserte Lernumgebung passt.

Inhaltswissen (CK)

Inhaltswissen umfasst Wissen über Konzepte, Theorien, konzeptuellen Rahmen sowie Kenntnisse über akzeptierte Wege zur Entwicklung von neuem fachspezifischen Wissen.

Pädagogische Kenntnisse (PK)

Pädagogische Kenntnisse umfasst allgemeine Kenntnisse darüber, wie Schüler lernen, über Lehrmethoden, Bewertungsmethoden und Kenntnisse über verschiedene Theorien über das Lernen.

Pädagogische inhaltliche Kenntnisse (pedagogical content knowledge, PCK)

Inhaltsspezifische pädagogische Kenntnisse umfasst Kenntnisse darüber, wie die Pädagogik mit dem Inhaltswissen effektiv zusammengeführt werden kann. Es ist damit Wissen darüber, wie ein Thema für die Lernenden verständlich gemacht werden kann. Archambault und Crippen fanden heraus, dass zum Wissensgebiet PCK auch das Wissen darüber gehört, ob ein Thema leicht oder schwer zu erlernen ist und welche Schülerfehlvorstellungen mit diesem Thema einhergehen.

Technologiespezifisches Inhaltswissen (technological content knowledge, TCK)

Technologiespezifisches Inhaltswissen bezieht sich auf Wissen darüber, wie Technologie verwendet werden kann und welche Möglichkeiten sie bietet um neue Unterrichtsinhalte zu vermitteln. Beispielsweise ermöglichen digitale Animationen, dass Schüler Vorstellungen über die Abläufe im Inneren eines Elektromotors/Generators gewinnen können und welche Bedeutung Elektronen hierfür besitzen.

Technologisch-pädagogisches Wissen (TPK)

Technologisch pädagogisches Wissen bezieht sich auf die Erfordernisse und die Zwänge, welche die Technologie als Ermöglicher verschiedener Lehrmethoden mit sich bringt. Tools zur Online-Zusammenarbeit (Online Collaboration) können z. B. Soziales Lernen für örtlich getrennte Lernende erleichtern (z. B. gemeinsames anfertigen von Hausaufgaben)

Technologisch-pädagogisches Inhaltswissen (TPACK)

Technologisch pädagogisches Inhaltswissen bezieht sich auf das Wissen und das Verständnis für das Zusammenspiel von CK, PK und TK bei Einsatz von Technologie im Lehr-Lern-Prozess. Es enthält ein Verständnis für die Komplexität der Beziehungen zwischen Schülern, Lehrern, Inhalte, Methoden und Technologien.

im DPACK Modell wird das TPACK Modell um folgende neu hinzukommende Kompetenzbereiche erweitert:

Sociocultural Knowledge (SK)

Sociocultural Knowledge (SK) ist das Wissen über soziokulturelle Aspekte.

Digitality Related Knowledge (DK) (= Sociocultural Technological Knowledge - STK)

Sociocultural Technological Knowledge (STK) ist das für das Verständnis der Wechselwirkungen zwischen soziokulturellem Hintergrund und der Nutzung von Technologie erforderliche professionelle Handlungswissen. Diese Interaktionen werden als reziprok betrachtet, und somit beeinflusst die Technologie auch soziale Dynamiken und Interaktionen. Gemäß dem Frankfurter Dreiecksmodell sind drei Perspektiven für diese Art von soziokulturellem Wissen relevant:

• technologisch-mediale Perspektive

• soziokulturelle Perspektive

• Interaktionsperspektive

Für die Lehrerausbildung ist die Wechselwirkung zwischen diesen Perspektiven im Sinne von STK bedeutsam. Die Entwicklung von Technologie ist nur ein wesentlicher Faktor der digitalen Transformation. Auch die Interaktion zwischen den drei Perspektiven ist relevant: z.B. werden in der digitalen Transformation kulturelle Praktiken, digitale Technologien und Medien auf verknüpfte Weise und wechselseitig transformiert. Mit digitalen Technologien zu leben bedeutet auch, in einer Welt zu leben, in der neue kulturelle Praktiken und Möglichkeiten der Medienkommunikation entstehen. Wissen und kritische Reflexion dieser medien- und technologieangereicherten Kommunikationsformen und Praktiken sind wesentliche Bestandteile des Wissens über die digitale Transformation, zusätzlich zu rein technologiebezogenem Wissen. Ziel ist es, ein kritisches Bewusstsein für die stark vernetzte Natur von soziokulturellen, technologischen und medienrezeptiven/produktiven Praktiken zu entwickeln. Daher muss ein reflektierender Praktiker in der Lehrerausbildung die Informationskompetenz, Medienkompetenz, Datenkompetenz und Kenntnisse über die Beziehung zu soziokulturellen Praktiken und Gewohnheiten berücksichtigen.

Digitality Related Paedagogical Knowledge (DPK) (= Sociocultural Technological Paedagogical Knowledge - STPK)

In Anlehnung an die Beschreibung des Technological Pedagogical Knowledge von Koehler und Mishra^[9] (S. 102), dass „TPK refers to an understanding of technology can constrain and afford specific pedagogical practices“, ist Digitality Related Paedagogical Knowledge - DPK (= Sociocultural Technological Paedagogical Knowledge - STPK) professionelles Handlungswissen, das sich speziell an den soziokulturellen Grundlagen des Lernens mit Technologie orientiert. In Integrationsphasen von Nicht-Muttersprachlern kann dies zum Beispiel der Einsatz von Fernunterricht mit der Einbeziehung geeigneter muttersprachlicher Lehrkräfte, digitalen Materialien oder Plattformen aus dem jeweiligen Herkunftsland sein, die an zuvor bekannte schulische Traditionen angepasst sind, oder die Nutzung von Übersetzungssystemen. Des Weiteren muss auch die Verfügbarkeit geeigneter Technologien und Geräte je nach sozialer Klasse oder kultureller Gruppe berücksichtigt werden.

Digitality Related Content Knowledge (DCK) (Sociocultural Technological Content Knowledge - STCK)

In Bezug auf die Beschreibug des Technological Content Knowledge, die von Koehler and Mishra^[9] (S. 102) gegeben wurde, und die besagt, dass TCK „sich auf das Wissen über die wechselseitige Beziehung zwischen Technologie und Inhalt bezieht. Fachwissen ist oft durch Technologien und ihre repräsentativen und funktionalen Fähigkeiten definiert und eingeschränkt“ und dass z. B. in der naturwissenschaftlichen Bildung dies mit der Nutzung von Technologie im wissenschaftlichen Bereich verbunden ist, umfasst Digitality Related Content Knowledge - DCK (Sociocultural Technological Content Knowledge - STCK) professionelles Handlungswissen, das beispielsweise notwendig ist, um technologiebezogene ethische Entscheidungen als einen kulturellen Konsens65, das Fehlen davon und wie dies Wissenschaftler, Regierungen und Unternehmensagenturen (allgemein Akteure im jeweiligen Inhaltsbereich) im Umgang mit zum Beispiel Big Data leiten wird, neu zu überdenken. Das jeweilige Wissen bezieht sich auf Bereiche, die durch den Inhalt der von den Lehrkräften gehaltenen Vorlesungen abgedeckt werden. Dieses Wissen bezieht sich auch auf inhaltsspezifisches STK.

Sociocultural Pedagogical Knowledge (SPK)

Sociocultural Content Knowledge (SPK) ist das professionelles Handlungswissen über soziokulturelle Aspekte in pädagogischen Kontexten. Bildungssysteme unterscheiden sich von Land zu Land. Kulturelle Unterschiede waren schon immer mit unterschiedlichen Bildungsperspektiven und -strukturen verbunden. Mit der zunehmenden Globalisierung und Vielfalt innerhalb der Gesellschaften werden jedoch diese Unterschiede und ihre Berücksichtigung zunehmend zu einer Herausforderung in der Bildung. Daher müssen soziokulturelle Faktoren wie Herkunft, Religion, sexuelle Orientierung oder Ethnizität (vgl. Big 8 des Diversity Managements) bei der Gestaltung von Lernprozessen berücksichtigt werden. Wetzel et al.^[10] listen Rahmenwerke auf, die diesen Bereich adressieren, und zeigen, dass dieses Feld nicht neu ist (z. B. Ladson-Billings^[11], die sich mit kulturell relevanter Pädagogik beschäftigen, oder Marosi et al.^[12], die kulturell ansprechende Pädagogik in der naturwissenschaftlichen Bildung definieren), aber bisher lag der Fokus des Modells einfach nicht auf diesem Bereich. Ein leicht verständliches Beispiel ist der mögliche Einfluss des Fastens während des Ramadans auf die Schülerleistung, der bei der Unterrichtsplanung berücksichtigt werden muss.

Sociocultural Content Knowledge (SCK)

Sociocultural Content Knowledge (SCK) ist das professionelle Handlungswissen über soziokulturelle Aspekte im entsprechenden naturwissenschaftlichen Fach. In der naturwissenschaftlichen Bildung wird dies oft als sozio-wissenschaftliche Themen (SSI) bezeichnet, die oft als eine besondere Form des kontextbasierten Lernens bei der Gestaltung von naturwissenschaftlichen Lehrplänen gesehen werden. Die Thematisierung oder Problematisierung von SSIs in der naturwissenschaftlichen Bildung ist wichtig, um naturwissenschaftliche Lehrpläne relevant zu machen und das Interesse am Lernen von Naturwissenschaften zu fördern^[13]: „Es gab viele Versuche, das mangelnde Interesse der Schüler am Lernen von Naturwissenschaften durch kontextbasierte naturwissenschaftliche Bildung zu beheben, wie etwa die Bewegung Wissenschaft-Technologie-Gesellschaft, welche gesellschaftliche Themen hervorhebt, um die kritischen Denkfähigkeiten und die soziale Verantwortung der Schüler zu stärken“ (^[14] S. 2).

Sociocultural Pedagogical Content Knowledge (SPCK)

In Bezug auf die Beschreibung des Pedagogical Content Knowledge von Koehler und Mishra (^[9], S. 102), dass PCK „gemäß Shulmans (1986) Vorstellung von 'einem Verständnis dafür, wie bestimmte Themen, Probleme oder Fragen organisiert, dargestellt und an die unterschiedlichen Interessen und Fähigkeiten der Lernenden angepasst und für den Unterricht aufbereitet werden' (S. 8)“ ist, ist SPCK also soziokulturelles Wissen speziell zu jenen Themen usw., bei denen soziokulturelle Aspekte von besonderer Bedeutung sind. Als Beispiele können hier kulturell sensible Sexualerziehung^[15] und Bildung in Bezug auf Ernährung oder Evolution genannt werden. Diese Unterrichtsbereiche müssen möglicherweise unter Verwendung angemessener Strategien an den soziokulturellen Hintergrund der Zielgruppe angepasst werden.

Digitality Related Pedagogical and Content Knowledge - DPACK (Sociocultural Technological Pedagogical Content Knowledge - STPCK)

In Anlehnung an die Beschreibung des Technological Pedagogical Content Knowledge von Koehler und Mishra (^[9] S. 102), wonach TPACK „sich auf Wissen über die komplexen Beziehungen zwischen Technologie, Pädagogik und Inhalt bezieht, das es Lehrkräften ermöglicht, angemessene und kontextspezifische Lehrstrategien zu entwickeln“, beinhaltet STPACK (auch bekannt als DPACK) speziell das soziokulturelle professionelle Handlungswissen, das für eine optimale Unterrichtsplanung notwendig ist.

Das Digitality Related Pedagogical and Content Knowledge - DPACK-Modell legt daher ein größeres Augenmerk auf den soziokulturellen Kontext der Technologieintegration. Durch die Einbeziehung dieser Überlegungen in den Rahmen bietet das DPACK-Modell eine ganzheitlichere Perspektive auf die Technologieintegration. Abschließend baut das DPACK-Framework auf dem grundlegenden TPACK-Modell auf, um einen umfassenderen Ansatz zur Technologieintegration zu bieten, der besser geeignet ist, um den komplexen und sich rasch entwickelnden Anforderungen der zeitgenössischen Bildung gerecht zu werden. Durch die stärkere Betonung der digitalen Kompetenz und soziokultureller Überlegungen stellt das DPACK-Modell eine Entwicklung im Bereich der Technologieintegration dar, die das Potenzial hat, die Wirksamkeit und den Einfluss der pädagogischen Praxis zu erhöhen.

Relevanz und Bedeutung des DPACK Modells

Aus bildungspolitischer Sicht befasst sich die Ständige Wissenschaftliche Kommission der Kulturministerkonferenz mit dem DPACK-Modell und stellt fest, dass das "Das DPACK-Modell als Erweiterung [Ergänzung: des TPACK Modells...] inhaltlich vielversprechend" für die Lehrkräftebildung ist^[16].

Aus wissenschaftlicher und hochschuldidaktischer Sicht wird das DPACK Modell immer häufiger als Grundlage für die Lehrkräfteprofessionalisierung angewandt und ist Grundlage für die Konzeption von Lerngelegenheiten^{[17][18][19][20][21][22][23][24]}.