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Im Zeitalter von „Google Earth“ und Co ist es inzwischen annähernd jedem möglich, einen fesselnden Blick auf die Erde "von oben" zu werfen. Eingebunden in den Unterricht ermöglicht es die aktivierende Auseinandersetzung mit Satellitenbildern, vielfältige geographische Fragestellungen zu untersuchen. Das vielfach attestierte Lernpotential im Umgang mit dem Geomedium "Satellitenbild" differenziert zu untersuchen, ist eines der zentralen Anliegen dieser Studie. Im Rahmen der Treatments bearbeiteten die Untersuchungsteilnehmer mit Hilfe der webbasierten Fernerkundungssoftware „BLIF“ auf Grundlage von LANDSAT-Daten selbständig eine bildungsrelevante Fragestellung und führten die Satellitenbild-Analysen teilweise im Anschluss im regulären Geographieunterricht ihrer Schule fort. Die begleitende Untersuchung, welche primär die Testung kurz- und mittelfristiger Effekte der Auseinandersetzung mit digitalen Satellitenbildern intendierte, wurde als Fragebogenstudie mit Messwiederholung konzipiert. Um Aussagen über den didaktischen Mehrwert des Einsatzes von Satellitenbildern im Rahmen der Treatments zu tätigen, wurden bei 322 Schülern im Alter von 12-17 Jahren neben der Lernmotivation und dem akademischen Selbstkonzept als die zentralen Prädiktoren der Erhebung auch die Computer und Satellitenbild bezogenen Selbstwirksamkeitserwartungen zu verschiedenen Messzeitpunkten erfasst und deren Veränderung im Laufe der Erhebungsphase untersucht. Dabei zeigt sich, dass die handlungsorientierte Auseinandersetzung mit Satellitenbildern als motivationssteigernd und lernfördernd sowohl für Realschüler als auch für Gymnasiasten zu bewerten ist. Die Studie belegt, neben deutlichen Gendereffekten, u.a. eine hoch signifikante Zunahme des Selbstbestimmungsindex (SDI) im Rahmen der Treatments. Mit der Steigerung des SDI als bedeutsamer Prädiktor für die Qualität von Bildungsprozessen kann ein positiver Ausblick auf die Lernleistung der Schüler prognostiziert werden. Methodisch validiert wird dies u.a. durch die clusteranalytische Untersuchung der Nutzer- und Veränderungstypen hinsichtlich des Selbstkonzeptes und der Motivationsstruktur. Die Ergebnisse der Studie bestätigen, dass über die aktive Auseinandersetzung mit Satellitenbilddaten es möglich erscheint, bildende Lernprozesse zu initiieren. Diese werden dabei zu einem hohen Maß durch den selbstbestimmt motivierten Antrieb der Lernenden gesteuert.
Aufgaben spielen eine bedeutende Rolle im Hinblick auf den Kompetenzaufbau und die Kompetenzentwicklung. Damit ein entsprechender Kompetenzaufbau nachhaltig initiiert und strukturiert werden kann, treten Sets von aufeinander aufbauenden Aufgaben in den Fokus. Ziel des Dissertationsvorhabens ist es, der Fachdidaktik, der Lehrpersonenbildung sowie der Bildungsforschung ein empirisch validiertes und erprobtes Messinstrument zur Verfügung zu stellen, mit dem die Aufgabenqualität analysiert und anschließend zentralen Aufgabentypen im Lernprozess (Konfrontation, Erarbeitung, Übung, Synthese und Transfer) zugeordnet werden können. Die neun Merkmale des Aufgaben-Analyse-Instruments (AAI) sind: Kompetenzabbild, Lebensweltbezug, Lernendenvorstellung, Wissensart, Wissensaktivität, Repräsentationsform, Offenheit, Lernunterstützung und Lernweg. Das operationalisierte AAI ist aus bestehenden und teilweise erprobten Kategoriensystemen entwickelt und unter Berücksichtigung unterschiedlicher Testgütekriterien mehrfach validiert worden. Die zur Validierung verwendeten Aufgaben (N = 146) stammen aus dem „MINT unterwegs“-Projekt (Teilstudie I). Das AAI wurde in der Folge in drei Anwendungsstudien erprobt (Teilstudien II bis IV). In der ersten Anwendung werden MINT-Aufgaben gemäß den Autor:innen den entsprechenden Aufgabentypen zugewiesen (z.B. nKonfrontationsaufgaben = 25) und mit dem AAI von geschulten Rater:innen beurteilt. Anschließend werden die Aufgabenbeurteilungen einem theoretischen Expert:innenvorschlag gegenübergestellt. Die Ergebnisse dieser Teilstudie lassen den Schluss zu, dass Qualitätsmerkmale in Form von Aufgabenprofilen mit dem AAI gemessen und in Bezug zu einer theoretischen Norm gestellt werden können. Die ausgewiesenen Abweichungen der Analyse und des Expert:innenvorschlags in Bezug auf die Qualitätsmerkmale, aufbereitet in Form eines Ampelsystems, können dazu genutzt werden, Aufgaben gezielt zu überarbeiten. In der zweiten Anwendungsstudie werden mit dem AAI erfasste MINT-Aufgaben (n = 58) aufgrund ihrer beurteilten Qualitätsmerkmale mittels einer Clusteranalyse gruppiert. Die Befunde dieser Studie zeigen, dass eine Zuordnung möglich ist, sich die Aufgabengruppen jedoch nicht in allen Merkmalen signifikant unterscheiden. Die gewonnenen Erkenntnisse können dazu dienen, Aufgaben bei der Entwicklung von Lernarrangements den verschiedenen Lernphasen zuzuordnen. Die dritte AAI-Anwendung untersucht, wie Lernende (N = 805) in ausgewählten MINT-Aufgaben (N = 16) den Lebensweltbezug, ein Merkmal des AAI, wahrnehmen und wie sich diese Beurteilungen von der Setzung der Lehrmittelautor:innen unterscheiden. Die Ergebnisse dieser Teilstudie verdeutlichen, dass die Lehrmittelautor:innen die Authentizität in den Aufgaben generell höher beurteilen als die Lernenden. Um diesem Problem entgegenzuwirken, wäre ein iterativer Aufgabenentwicklungsprozess zusammen mit der Praxis, wie sie der Design-Based-Research-Ansatz in der Forschung verfolgt, in Betracht zu ziehen. Insgesamt zeigen die Befunde dieses Dissertationsvorhabens, dass das entwickelte und validierte AAI MINT-Aufgaben in neun Qualitätsmerkmalen messen kann. Die Resultate können in weiteren Analysen dazu genutzt werden, Aufgaben den verschiedenen Typen nach dem Lernprozessmodell zuzuordnen und gemäß einer theoretischen Norm zu überarbeiten. Somit lassen sich einerseits Schlüsse zur Aufgabenanalyse ziehen und andererseits Folgerungen für zukünftige Aufgabenentwicklungsprojekte diskutieren.