Das mobiLLab ist ein mobiles Hightech-Labor mit zwölf Arbeitsplätzen, das einem Oberstufenzentrum in der Ostschweiz für einen oder mehrere Tage zur Verfügung gestellt wird. Das Ziel dieses Projekts besteht darin, bei den Jugendlichen das Interesse an Naturwissenschaften und Technik zu fördern. Mithilfe modernster Instrumente und Methoden sollen sie alltagsnahe Fragestellungen untersuchen und einen Einblick in die zeitgemässe Forschungs-, Industrie- und Arbeitswelt erhalten. Der Umgang mit den modernen Geräten soll sie motivieren und zu einer vertieften Auseinandersetzung mit der Thematik anregen. Mit multimedialem E-Learning können sie sich auf die gewählten Posten vorbereiten.

«Berzelius» bietet Schulen der Sekundarstufe II in der Schweiz über 25 ausleihbare Hightech-Geräte an – vom Digitalmikroskop über Chromatografen bis hin zu Spektrometern. Didaktisch durchdachte multimediale Laborjournale erklären Aufbau und Inbetriebnahme der Geräte, bieten Theorie, Hintergründe, Interviews und vieles mehr. Zu jedem Hightech-Gerät gibt es Experimentiermodule, welche die Jugendlichen zum Entdecken und Vermessen der Welt anregen und sie so für Naturwissenschaften und Technik begeistern sollen, ganz nach dem Motto «Man versteht nur, was man tut!». Auch im E-Learning werden die multimedialen Laborjournale erfolgreich eingesetzt.

Im Naturmuseum St.Gallen werden in Zusammenarbeit mit der PHSG unterschiedliche Experimentiernachtmittage für Kinder und Jugendliche im Jugendlabor sowie Klassenlabore für verschiedene Zielstufen angeboten. Diese werden von der PHSG in Zusammenarbeit mit dem Naturmuseum St.Gallen entwickelt und von PHSG-Studierenden geleitet. Die Jugendlabore richten sich an Schülerinnen und Schüler, welche die Labore in ihrer Freizeit am Mittwochnachmittag besuchen können. Die Klassenlabore bieten Schulklassen ab der 3. Klasse unterschiedliche thematische Labore wie «Fossiliendetektive», «Bionik», «Erneuerbare Energien» und «Boden» an und befassen sich unter anderem mit den Themen «Überwintern im Tierreich» und «Sehen im Tierreich».

Mit dem Projekt «Jules Vernes Kinder – Technikcampus» leistet die PHSG einen Beitrag zur Förderung des Interesses der jungen Generationen für die Natur und Technik. Die grundlegende Idee des Technikcampus besteht darin, die Industrielandschaft als einen besonderen ausserschulischen Lernort zu nutzen. Die angehenden Lehrpersonen werden in ihrer Verantwortung bestärkt und dabei unterstützt, die MINT-Disziplinen «Mathematik», «Informatik», «Naturwissenschaften» und «Technik» bei Kindern der 5. und 6. Primarstufe sowie der 1. Oberstufe zu fördern. Jedes Jahr beteiligen sich rund 75 Kinder sowie 15 Industriebetriebe der Region St.Gallen am Technikcampus.

Das Open-Access-Journal «Progress in Science Education» (PriSE) veröffentlicht qualitativ hochstehende Beiträge aus allen Bereichen der Naturwissenschaftsdidaktik in vier Sprachen (Englisch, Französisch, Deutsch und Italienisch). PriSE richtet sich nicht nur an etablierte Forschende, sondern bietet insbesondere Nachwuchsforschenden die Möglichkeit, ihre ersten wissenschaftlichen Ergebnisse zu veröffentlichen. Um die Bedeutung des Zusammenspiels zwischen Forschung und Praxis zu unterstreichen, gibt es neben Forschungsartikeln auch die Möglichkeit, Praxisberichte zu veröffentlichen. Darüber hinaus werden in PriSE Rezensionen von Publikationen im Bereich der Naturwissenschaftsdidaktik veröffentlicht.

«Smartfeld» ist eine interdisziplinäre Initiative mit dem Ziel, Kreativität und Zukunftskompetenzen zu fördern sowie Kinder und Jugendliche für die Herausforderungen des digitalen Zeitalters fit zu machen. Zudem ist «Smartfeld» eine Leadorganisation der IT-Bildungsoffensive des Kantons St.Gallen mit den Teilaufträgen «ICT Scouts», «Digital Entrepreneurship», «Fokusthemen» und «Ausserschulische Angebote zur MINT-Förderung». Gemäss dem Credo «Technologie + Kreativität» leistet «Smartfeld» einen Beitrag zur Förderung der MINT-Fächer und schafft darüber hinaus durch die Integration von Expertise aus Bildung, Forschung und Praxis inspirierende Lern- und Experimentierräume.

Die Fachstelle «Umweltbildung» des Kantons St.Gallen bietet Lehrpersonen Unterstützung im Unterricht und bei Projekten in den Bereichen «Umwelt» sowie «Bildung für nachhaltige Entwicklung» und ist ausserdem Ansprechpartnerin für GLOBE Ostschweiz. Lehrpersonen werden über aktuelle Themen in der Umweltbildung informiert, erhalten Auskünfte rund um den neuen Volksschullehrplan und können sich entweder Praxiskisten zu diversen Umweltbildungsthemen ausleihen oder sich über ausserschulische Lernorte im Kanton informieren. Ausserdem kann die Fachstelle als Anlaufstelle für jegliche Fragen oder Weiterbildungen rund um Umweltbildung genutzt werden.

Ziel des Projekts «Umfeld-/Umweltidentitäten» ist die Förderung der Fähigkeit von Schülerinnen und Schülern in der Maturitätsphase, sich selbst im komplexen System unserer Umwelt zu verorten und dabei verschiedene Sichtweisen auf aktuelle Umweltthemen kennenzulernen. Hierbei sollen unterschiedliche Perspektiven auf das Themengebiet eingenommen, abgegrenzt, verglichen und für sich selbst beurteilt werden können. Die Auseinandersetzung mit den Themen findet bei den Schülerinnen und Schülern in einer wichtigen Phase der Persönlichkeitsentwicklung statt, in der Identität ausgebildet und ausprobiert wird.

Mit diesem Projekt werden der Einsatz und die Lehre von «Unterrichten im Freien» im Studiengang «Primarstufe» an den Pädagogischen Hochschulen der Schweiz erfasst. Dabei werden Dozierende und Studierende zu Lehrpraxis, Erfahrungen und Vorstellungen mit «Unterricht im Freien» befragt. Diese Bestandsaufnahme schafft eine Forschungsgrundlage, die Lücken und Good-Practice-Beispiele identifiziert. Ziel ist, die Anwendung von «Unterrichten im Freien» in der Ausbildung von Primarlehrpersonen weiterzuentwickeln. Die besten Ideen aus der Lehrpraxis und Ergebnisse aus der empirischen Forschung tragen wir in einem Lehrmedium für angehende Lehrpersonen zusammengetragen werden.

Das Projekt «KomMINT» erstellt verschiedene Unterrichtseinheiten, die im Themenbereich von Nature of Science (NOS) umgesetzt werden. Deren Anwendung ist gemäss Lehrplan 21 (NT.1) auf den Oberstufenunterricht ausgerichtet. Inhaltlich werden die Grundlagen der Kommunikationstechnologien erarbeitet. Die Lektionseinheiten werden durch praktische Anwendungen in Form von Schülerinnen- und Schülerversuchen durchgeführt. Zu diesem Zweck wird ein digitaler Open-Access-Kommentar für Lehrpersonen erstellt.

Das Projekt «optics&photonics@school» wurde vom Swissmem-Industriesektor «photonics» initiiert. Das Ziel besteht darin, Nachwuchs für die Berufe im optischen Industriesektor zu finden. Durch Fortbildung von Lehrpersonen soll das Thema «Optik» im Unterricht wieder vermehrt behandelt werden. In einem Kick-off wird die Wichtigkeit der Photonik für die Ostschweiz aufgezeigt. Industriebesuche und Einblicke in die Forschung sollen die Vermittlung dieser Inhalte unterstützen. Durch die gesponserte Abgabe eines optischen Unterrichtskoffers («Photonics explorer»), der diverse Materialien für Versuche im Unterricht enthält, wird den Lehrpersonen der Wiedereinstieg in die Optik erleichtert.

Mit der Herausgabe des letzten Bandes «NaTech 9» sowie dem Kartenset «Häufige Pflanzen in der Schweiz» konnte die Lehrwerksreihe «NaTech 7–9» abgeschlossen werden. Somit stehen für den Natur-und-Technik-Unterricht auf der Sekundarstufe I nun für jedes Schuljahr ein Grundlagenbuch, Arbeitsmaterialien für drei verschiedene Niveaus, ein Kommentar für Lehrpersonen sowie weiterführendes Material online zur Verfügung. Ergänzt werden die Lehrwerksteile mit einer Toolbox zum Erlernen naturwissenschaftlicher Denk- und Arbeitsweisen sowie einem Kartenset mit häufigen Pflanzen der Schweiz mit Zeigerwerten.

Das Projekt zielt darauf ab, die Genderkompetenz von angehenden Lehrpersonen für das Fach «Natur und Technik» nachhaltig zu erhöhen, indem diese für die Problematik sensibilisiert und dazu befähigt werden, einen gendergerechten Natur- und Technikunterricht durchzuführen, um so schliesslich die Berufswahl von Mädchen in Richtung technischer und naturwissenschaftlicher Berufe zu fördern. Langfristige soll eine strukturelle Wirkung in der Lehrpersonenbildung der Deutschschweiz erzielt werden, die zudem vom Austausch und der Kooperation der beteiligten fünf grössten Pädagogischen Hochschulen der Deutschschweiz profitiert.

Genderkompetenzen sind für Lehrpersonen unabdingbar, damit sie Unterrichtssettings gestalten können, die Mädchen und Jungen im Physikunterricht gleichermassen fördern. Dies erfordert von Lehrpersonen sowohl Wissen über genderrelevante Aspekte als auch die Fähigkeit zu deren Wahrnehmung und Interpretation in komplexen Unterrichtssituationen. Diese Fähigkeit wird als «professionelle Unterrichtswahrnehmung» bezeichnet und gilt als zentraler Bestandteil der Kompetenzen von Lehrpersonen. Die vorliegende Studie erforscht die Struktur der Genderkompetenzen von Lehrpersonen im Physikunterricht, indem der Zusammenhang zwischen der professionellen Unterrichtswahrnehmung und den impliziten und expliziten Geschlechterstereotypen von Lehrpersonen untersucht wird.

Studierende der PHSG entwickeln und erproben unter fachdidaktischer Begleitung ein Bildungsangebot auf der Basis des Wissensbuchs «Globi und die Energie». Die Unterrichtseinheiten für die 3., 4. und 5. Primarstufe sollen handelndes Lernen ermöglichen, drinnen und draussen stattfinden können und sowohl analoge als auch digitale Lernmittel einsetzen. Der Fokus wird auf die drei Themen «Energiepolitik» als Basis, «CO2-Reduktion im Gebäude» und «Stromversorgung im Winterhalbjahr» gelegt, wobei Partizipation, Anreize zum Handeln sowie klimafreundliche Gebäude, Stromversorgung im Winterhalbjahr und Stromerzeugung durch Biomasse als Schwerpunkte gelten.

In diesem Projekt wird der Nutzung von MINT-Angeboten wie zum Beispiel «Smartfeld», «mobiLLab» und «Klassenlabore im Naturmuseum» nachgegangen. Das Ziel besteht darin, im Laufe der kommenden Jahre einen Rahmen für eine zielgerichtete Weiterentwicklung von MINT-Initiativen festzulegen. Dazu werden die Einstellungen und die Nutzung der Lehrpersonen und der Schülerinnen und Schüler erfasst und dokumentiert. Auf dieser Basis sollen Massnahmen für die Weiterentwicklung der bestehenden Initiativen formuliert werden.

Die BioDivSchool-WebApp wird auf der Basis einer Masterarbeit der PHSG entwickelt. Mithilfe dieser WebApp können Schulen im Unterricht das ökologische Potenzial ihres eigenen Schulgeländes analysieren und Biodiversitäts-Aufwertungsmassnahmen planen und umsetzen. Während dreier zeitlich und geografisch gestufter Skalierungsphasen soll die Anwendung der WebApp zunächst im Pilotkanton St.Gallen gefördert werden, damit sie danach in einer zweiten Skalierungsphase auf die Deutschschweiz und schliesslich in einer dritten Skalierungsphase, übersetzt ins Französische und Italienische, auf die ganze Schweiz ausgedehnt werden kann.

Im Kontext des Bildungsraums «Smartfeld» wird Digitaltransformation fassbar gemacht und neue Lernsettings werden erprobt. In diesem Bildungsraum wird operationalisiert, welcher Zusammenhang bei den Schülerinnen und Schülern der Sekundarstufe I zwischen den Einstellungen zum Umgang mit Fehlern und den Einstellungen zu wissenschaftlichen Erkenntnisgewinnungsprozessen in digital basierten Lernprozessen festgestellt werden kann. Ausserdem wird untersucht, ob und, wenn ja, wie sich die Einstellungen durch eine Intervention beeinflussen lassen.