According to the cognitive action architecture approach (CAA-A; Schack, 2002, 2004), mental representations play a central role in movement control, as they are hierarchically structured in long-term memory and differentiate due to expertise. By means of structural dimensional analysis - motoric (SDA-M; Schack, 2012), movements are subdivided into basic action concepts (BACs) that are related to each other, to make mental representation structures visible. The method seeks to psychometrically depict the structural dimensions of conceptually ordered motor knowledge, both case-by-case and group-specific, and has been applied to a variety of sports contexts (Land, Volchenkov, Bläsing, & Schack, 2013). Although the examination of mental representationsseems promising regarding the gain of insights into the structure of movements, motor learning processes and the relation of cognitive and movement structures, research in the field of educational research has not been conducted so far. Therefore, the aim of this dissertation project is to address the main research question: What influence can the knowledge about mental representation structures of movements have in the context of physical education and the optimization processes of learning and teaching?
The research issue, research program and research questions are presented in the general introduction of this thesis (chapter 1). To answer the main research question, three different perspectives are introduced in the main part. The first perspective focuses on the structure of motor skills and the methodological approach to acquiring the mental representation structures. The practical implementation of the SDA-M is discussed in a text-image comparison of questionnaire items (chapter 2). The study aimed at determining an appropriate item format for the use of the SDA-M in the context of physical education. In light of the findings, the use of text or combined items is recommended when applying the SDA-M to children or adolescents.
The second perspective focuses on knowledge about the mental representation structure of learners and their execution of the skill. Based on pupils’ mental representation structure, specific instructions are developed that might contribute to the optimization of movement execution (chapter 3). Results revealed that specific instructions based on pupils’ mental representation of a gymnastics skill have a positive impact on their mental representation structure and on their motor performance.
The third perspective focuses on knowledge about the mental representation structure of teachers, here represented by sports students, examining its relation with their evaluation of pupils’ movements (chapter 4). Results indicate that more structured mental representations are linked with a more precise performance evaluation. Therefore, a relation between physical education students’ mental representation structure and their evaluation of gymnastics skills can be assumed.
Conclusively, in the general discussion, the key findings are highlighted, limitations are discussed and an outlook concerning practical implications and further research is provided (chapter 5). In sum, according to the findings of this dissertation, the acquisition and analysis of the structure of mental representations might constitute an effective means of optimizing the quality of physical education and can be seen as important for improving physical education teacher training as well as motor learning processes in general.

Laut des Cognitive Action Architecture Approaches (CAA-A; Schack, 2002, 2004) spielen mentale Repräsentationen eine zentrale Rolle bei der Bewegungssteuerung, da sie hierarchisch im Langzeitgedächtnis strukturiert sind und sich aufgrund von Expertise unterscheiden. Mittels Strukturdimensionaler Analyse - Motorik (SDA-M; Schack, 2012) werden Bewegungen in Basic Action Concepts gegliedert (BACs), die miteinander in Beziehung gesetzt werden, um mentale Repräsentationsstrukturen sichtbar zu machen. Die Methode versucht, die strukturdimensionalen Zusammenhänge konzeptuell geordneten Bewegungswissens sowohl einzelfallbezogen als auch gruppenspezifisch psychometrisch darzustellen und wurde bereits in einer Vielzahl von sportlichen Kontexten angewendet (Land, Volchenkov, Bläsing, & Schack, 2013). Obwohl die Untersuchung von mentalen Repräsentationen vielversprechend erscheint, um Einblicke in die Struktur von Bewegungen, in motorische Lernprozesse und in das Verhältnis von kognitiven Strukturen und Bewegungsstrukturen zu gewinnen, fehlen Untersuchungen auf dem Gebiet der Bildungsforschung. Ziel dieses Dissertationsprojekts ist es daher, die zentrale Frage zu beantworten, welchen Einfluss das Wissen über mentale Repräsentationsstrukturen von Bewegungen im Kontext von Schulsport bzw. den Optimierungsprozessen von Lehren und Lernen haben kann.
Der Forschungsgegenstand, das Forschungsprogramm und die Forschungsfragen werden in einer allgemeinen Einführung dieser Arbeit vorgestellt (Kapitel 1). Um die dem Projekt übergeordnete Fragestellung zu beantworten, werden im Hauptteil drei verschiedene Perspektiven vorgestellt.
Erstens, wird eine Perspektive präsentiert, die sich auf die Struktur der motorischen Fertigkeit und den methodischen Ansatz zur Erfassung mentaler Repräsentationsstrukturen konzentriert. Die praktische Umsetzung der SDA-M wird in einem Text-Bild-Vergleich von Fragebogenitems diskutiert (Kapitel 2). Ziel der Studie war es, ein geeignetes Itemformat für den Einsatz des SDA-M im Rahmen des Sportunterrichts zu ermitteln. Angesichts der Ergebnisse wird die Verwendung von Textitems oder kombinierten Text-Bild-Items empfohlen, wenn die SDA-M bei Kindern oder Jugendlichen angewendet werden soll.
Zweitens, wird eine Perspektive vorgestellt, die sich auf das Wissen über die mentale Repräsentationsstruktur der Lernenden und ihre Bewegungsausführung konzentriert. Basierend auf der mentalen Repräsentationsstruktur von Schüler_innen werden spezifische Instruktionen entwickelt, die zu einer Optimierung der Bewegungsausführung beitragen könnten (Kapitel 3). Die Ergebnisse zeigen, dass spezifische Instruktionen, die auf mentalen Repräsentationen einer turnspezifischen Fertigkeit basieren, einen positiven Einfluss auf ihre mentale Repräsentationsstruktur sowie auf ihre motorische Leistung haben.
Drittens, wird eine Perspektive vorgestellt, die sich auf das Wissen über mentale Repräsentationsstrukturen von Lehrenden, repräsentiert durch Sportstudierende, konzentriert. Die Beziehung zwischen der mentalen Repräsentationsstruktur von Lehrenden und ihrer Bewertung von Schüler_innenbewegungen wird untersucht (Kapitel 4). Die Ergebnisse zeigen, dass strukturiertere mentale Repräsentationen mit einer präziseren Leistungsbewertung einhergehen. Daher kann ein Zusammenhang zwischen der mentalen Repräsentationsstruktur von Sportstudierenden und ihrer Bewertung von turnerischen Fertigkeiten angenommen werden.
Abschließend werden in der allgemeinen Diskussion die wichtigsten Ergebnisse herausgestellt, Limitationen diskutiert und ein Ausblick in Bezug auf die Anwendungspraxis und weitere Forschung gegeben (Kapitel 5). Um die Ergebnisse dieser Dissertation zusammenzufassen, kann gesagt werden, dass das Erfassen und Analysieren mentaler Repräsentationsstrukturen ein wirksames Mittel zur Optimierung der Qualität von Sportunterricht darstellen kann und als wichtig für die Verbesserung der Ausbildung von Sportlehrer_innen als auch für motorische Lernprozesse im Allgemeinen angesehen werden sollte.