Prof. Ulrich Herrmann: „Lernen findet im Gehirn statt –

Die Herausforderungen der Pädagogik durch die Hirnforschung“ SWR2 Aula. Redaktion: Ralf Caspary. Sendung: Sonntag, 29. Februar 2004,8.30 Uhr. Bitte beachten Sie: Das

Manuskript ist ausschließlich zum persönlichen, privaten Gebrauch bestimmt. Jede weitere Vervielfältigung und Verbreitung bedarf der ausdrücklichen Genehmigung des Urhebers bzw. des SWR.
Das Experiment über menschliches Lernverhalten mit acht Wochen alten Säuglingen war ebenso einfach wie sein Ergebnis verblüffend: Drei Wochen lang hängten Forscher über die Bettchen der Säuglinge jeden Tag für zehn Minuten Mobiles. Sie bildeten drei Gruppen. Die Gruppe A erhielt gewöhnliche Mobiles, die sich eben bewegten oder auch nicht. Die Gruppe B bekam Mobiles, die jede Minute fünf Sekunden lang eine Drehbewegung ausführten. Der Gruppe C wurden Mobiles über die Bettchen gehängt, die mit Drucksensoren in Verbindung standen, die in die Kopfkissen eingenäht waren, so dass die Kopfbewegungen der Säuglinge über die Drucksensoren in den Kopfkissen die Mobiles in Bewegung setzten. Was zeigte sich nach drei Wochen? In den Gruppen A und B – das sind die Säuglinge, die zufällige bzw. mechanisch wiederkehrende Mobilebewegungen gesehen hatten – veränderte sich die Häufigkeit der Kopfbewegungen nicht, wohl aber in der Gruppe C, also derjenigen Gruppe, wo Kopfbewegungen die Mobiles in Bewegung gesetzt hatten. Die Säuglinge der Gruppe C hatten offensichtlich in wenigen Tagen gelernt, dass sie mit ihren Kopfbewegungen das Mobile beeinflussen konnten. Ihr Interesse am Mobile wurde von Tag zu Tag größer, während die Kinder der Gruppen A und B ihre Mobiles immer weniger beachteten. Das Experiment hatte aber noch aufregend andere, völlig unerwartete Wirkungen auf das Verhalten der Säuglinge der Gruppe C. Im Unterschied zu denen der Gruppen A und B zeigten sie einen lebhafteren Gesichtsausdruck, sie lächelten mehr, und – vor allem – sie versuchten immer wieder, durch die Artikulation von Tönen ihrem Behagen und ihrer Freude Ausdruck zu verleihen. Aus diesem Experiment können mehrere Schlussfolgerungen gezogen werden. Erstens: „Die kindliche Neugier, ausgedrückt als Interesse und Freude, Lebhaftigkeit und Wohlbehagen, wird am meisten geweckt und bleibt am längsten erhalten, wenn sich das Kind aktiv betätigen kann.“ Zweitens: „Die Neugier ist nicht beliebig. Sie wird festgelegt durch diejenigen Fähigkeiten, die heranreifen und durch Erfahrungen gefestigt werden sollen. Die Neugier bringt das Kind dazu, die notwendigen Erfahrungen in seiner Umwelt zu suchen und auch zu machen. Die Neugier leitet das Kind beim Lernen.“ Drittens: „Die Eltern brauchen die Neugier und die Aktivität ihres Kindes nicht zu wecken oder gar zu steuern. Beides bringt das Kind mit. Es ist also ausreichend, wenn die Eltern dem Kind Erfahrungsmöglichkeiten anbieten. Und das Kind soll dann selbst bestimmen können, wie und in welchem Ausmaß es diese nutzen will. So weit die Schlussfolgerungen von Remo H. Largo, Professor für Entwicklungspädiatrie am Zürcher Kinderspital. Weitere Schlussfolgerungen sind aufgrund der aktuellen Gehirnforschung möglich. Sie ergeben sich zum einen aus der kognitiv orientierten Neuro-Wissenschaft, die sich – vereinfacht ausgedrückt – mit den Leistungen des Gehirns beschäftigt wie Wahrnehmen, Ordnen von Informationen, Denken usw. Zum andern ergeben sie sich aus der physiologisch bzw. biologisch orientierten Gehirnforschung, die sich für die Prozesse und die Substanzen in den Gehirnzellen und Gehirnarealen, in den Nervenbahnen und den Nervenverbindungen interessiert, durch die diese Leistungen erbracht werden. Eine vierte Schlussfolgerung formuliert also die Kognitionsforschung: Das Kind lernt offensichtlich „von sich aus“, „von selber“, ziemlich rasch, wenn genügend Gelegenheiten gegeben werden, eine Regel – hier diejenige des Zusammenhangs von Ursache und Wirkung –, ohne dass ihm diese Regel als solche erklärt worden wäre (was bei Säuglingen ja auch praktisch nicht ist). Genau so lernen Kinder im Normalfall in kurzer Zeit auch ihre komplizierte Muttersprache mit allen ihren Regeln und Ausnahmen und im Ausland innerhalb weniger Monate die dortige Landessprache. Daraus formuliert die kognitive Gehirnforschung die fünfte Schlussfolgerung: Was das Kind „von selber“ gelernt hat – in diesem Fall die Grammatik der gesprochenen Sprache –, das hat tatsächlich das Gehirn selber erzeugt. Der Beweis dafür lässt sich leicht führen: Kinder bilden zum Beispiel die regelgerechten Formen für die Mehrzahl, wo es sie in dieser Form umgangssprachlich nicht gibt – „Kohl“/„Köhle“, richtig wäre „Kohlköpfe“ oder – bei Verben – die analoge richtige Vergangenheitsform: weil aus „lernen“ immer „gelernt“ wurde, würde aus „drollen“ – was es nicht gibt – automatisch „gedrollt“. Des weiteren liegt auf der Hand, dass diese Lernprozesse für das Langzeitgedächtnis sehr langsam verlaufen und durch ständiges Üben und Wiederholen unterstützt werden müssen. Andernfalls bleibt das Aufgenommene im Kurzzeitgedächtnis und wird bald wieder vergessen. Daraus ergibt sich die sechste Schlussfolgerung: Das Gehirn erzeugt Wissen sowie die zugehörige Bedeutung auf eine Weise, die unserem Bewusstsein und damit auch unserer willentlichen Beeinflussung entzogen ist. Dieser Befund der Gehirnforschung steht in einem scharfem Gegensatz zur herkömmlichen Auffassung von Lernen als Informationsverarbeitung, eine Auffassung, die meint, das Gehörte bzw. Gelesene müsse nur auf geeignete Weise präsentiert und abgespeichert werden, damit es im Bedarfsfall wieder abgerufen werden kann. Nichts ist falscher als die Vorstellung, das Gehirn funktioniere wie ein Datenspeicher, denn in Wahrheit ist es ein Datenerzeuger. Genau dies hat auch das Experiment mit den Säuglingen bestätigt: die Gehirne der Gruppe C schalteten sich so, dass der Zusammenhang von Kopfbewegung und Drehbewegung des Mobiles als bedeutungsvoll erlebt wurde: die Bedeutung zeigte sich als lustvolle Neugier und als ein Zustand von Wohlbefinden, der durch Eigentätigkeit stimuliert worden war. Die siebte Schlussfolgerung ergibt sich aus der uns inzwischen bekannten Biochemie der zellulären Mechanismen und Prozesse im Gehirn: Gelernt wird nicht nur am besten, wenn damit eine Aktivität des Lernenden verbunden ist, sondern wenn diese Aktivität auch Spaß macht. Denn dieses Wohlbefinden setzt Botenstoffe frei, ohne deren Vorhandensein und Wirkung nichts gelernt werden kann, weil die elektrischen Impulse als Träger der Information nicht weitergegeben werden. Die unbewusst ablaufenden Prozesse der Wissens- und Bedeutungskonstruktion hängen vom Funktionieren eines Systems im Gehirn ab, das das limbische System genannt wird. Gemeint ist die Verteilung bestimmter Funktionen und Leistungen des Gehirns auf verschiedene Areale, die z. B. zuständig sind für unsere bewussten Emotionen und kognitiven Leistungen, für die Organisation unseres Faktengedächtnisses, für die Kontrolle negativer Gefühle und die Belohnung von Erfolgen. Wenn diese Vorgänge im Gehirn ablaufen, kann man sie durch bildgebende Verfahren sichtbar machen. Sichtbar wird natürlich nicht was dort geschieht, sondern dass dort etwas geschieht. Warum dort etwas geschieht, erklären die sogenannten neuro-modularischen Systeme, die – daher die Bezeichnung – die Gehirntätigkeit gestalten: „Steuerung von Aufmerksamkeit, Motivation, Interesse, Lernfähigkeit durch die Neuromodulatoren Noradrenalin für allgemeine Aufmerksamkeit, Erregung, Stress, durch Dopamin für Antrieb, Neugier, Belohnungserwartung, durch Serotonin für Dämpfung, Beruhigung, Wohlgefühl und durch Acetylcholin für gezielte Aufmerksamkeit und Lernförderung. Diese Systeme, schreibt der Bremer Gehirnforscher Gerhard Roth, „bilden das zentrale Bewertungssystem unseres Gehirns. Dieses System bewertet alles, was durch uns und mit uns geschieht, und zwar danach, ob es gut/vorteilhaft/lustvoll war und entsprechend wiederholt werden sollte, oder schlecht/nachteilig/schmerzhaft und entsprechend zu meiden ist. Das Gehirn legt diese Bewertungen im emotionalen Erfahrungsgedächtnis nieder, das weitgehend unbewusst arbeitet. In jeder Situation wird vom limbischen System geprüft, ob diese Situation bereits bekannt ist bzw. einer früheren sehr ähnelt, und welche Erfahrungen wir damit gemacht haben. Dieses System entscheidet insofern grundlegend über den Lernerfolg, als es bei jeder Lernsituation fragt: ‚Was spricht dafür, dass Hinhören, Lernen, Üben usw. sich tatsächlich lohnen?’ Dies geschieht überwiegend aufgrund der vergangenen, meist unbewusst wirkenden Erfahrung. Kommt das System zu einem positiven Ergebnis, so werden über die genannten neuro-modulatorischen Systeme die in der Großhirnrinde vorhandenen Wissens-Netzwerke so umgestaltet, dass neues Wissen entsteht.“ Und – so können wir fortsetzen – wenn das System zu einem negativen Ergebnis kommt, dann unterbindet das System die Entstehung neuen Wissens, mit anderen Worten: Dann wird nichts gelernt, ob der Lerner will oder nicht, denn er hat darauf keinen willentlichen Einfluss! Die Befunde über Gehirnaktivitäten beim erfolgreichen und erfolglosen Lernen, über deren Voraussetzungen und Rahmenbedingungen[1], haben eine lebhafte Debatte ausgelöst über die Bedeutung der Gehirnforschung für die Pädagogik[2] – und umgekehrt: der pädagogischen Erfahrung für die Interpretation der Befunde der Gehirnforschung. Diese Debatte wird derzeit sicherlich mit überzogenen Hoffnungen an die Gehirnforschung geführt (sie steht ja noch ganz am Anfang), und diese Debatte wird mit Abwehrreaktionen seitens der akdemischen Pädagogik emotionalisiert (etwa: wie etwas gelernt werde, sage doch noch lange nichts darüber, was zu lernen sei), worauf der Gegeneinwand kommt, die Lehrer sollten sich doch gefälligst mal dafür interessieren, ob und unter welchen Bedingungen überhaupt eine Gehirntätigkeit festzustellen sei, ohne deren Vorhandensein auch die beste pädagogische Absicht und Anstrengung lediglich vergebliche Liebesmüh sei. Die aktuelle Gehirnforschung teilt mit, was sie in der Grundlagenforschung über erfolgreiches Lernen herausgefunden hat. Der Magdeburger Gehirnforscher Henning Scheich konzentriert seinen Bericht über erfolgreiches Lernen auf folgende Punkte: Erstens: individuelle Erfolgserlebnisse sichern Motivation und Gedächtnis, und zweitens: klare Lernherausforderungen für bewältigbare Problemstellungen verhindern Vermeidungsverhalten.[3] Erfolgreiches (schulisches) Lernen beruht für Scheich auf der richtigen Mischung von Anregungen und Anforderungen, Motivation, Erfolgserlebnissen und neuen Herausforderungen; kurz gesagt: es beruht auf Zufriedenheit aufgrund von Aufgabenbewältigung (Leistung), also auf einem emotionalen Sachverhalt. Scheich beschließt seine Ausführungen mit einem überraschenden Satz zum Verhältnis von Gehirnforschung und Pädagogik: „Dies ist die Weisheit bestimmter Klassiker der Pädagogik und deshalb ein alter Hut. Wir wissen jetzt aber, warum sie Recht hatten.“ Nicht anders der Bremer Gehirnforscher Roth. Er betont sehr ausdrücklich, dass die aktuelle Gehirnforschung nichts vorträgt, was für den guten Pädagogen einstweilen inhaltlich neu wäre. „Der Fortschritt“, sagt Roth, „besteht vielmehr darin, zeigen zu können, warum das funktioniert, was ein guter Pädagoge tut, und das nicht, was ein schlechter tut. Nur so aber können bessere Konzepte des Lehrens und Lernens entwickelt werden, und die meisten Experten sind sich inzwischen darin einig, dass die gegenwärtigen Konzepte schlecht sind.“ Warum sind sie es? Weil sie, wie oben angedeutet, auf der kognitions- und lernpsychologischen Konstruktion von Lernen als Informationsverarbeitung beruhen und weil sie – wie wir jetzt wissen – von der falschen Vorstellung einer Steuerungs- und Optimierungsmöglichkeit dieser Informationsverarbeitung durch geeignete Instruktion ausgehen und weil die Lernen ermöglichenden und Lernen verhindernden Prozesse im Gehirn damals unbekannt waren. Das auf Erfahrung beruhende reformpädagogische Wissen vom erfolgreichen Lernen ist heute weitgehend in Vergessenheit geraten. Vorrangig geht es dabei um folgende Punkte, die die (deutsche) Reformpädagogik[4] seit über hundert Jahren auszeichnen und die nun überraschende Aktualität gewinnen bei dem Versuch, Gehirnforschung und Pädagogik in ein gegenseitiges Lern- und Anregungsverhältnis zu setzen (wie es der Ulmer Psychiater, Gehirn- und Lernforscher Manfred Spitzer tut. Wenden wir uns zunächst dem Bereich Selbsttätigkeit – Arbeitsschule – Projektarbeit zu. Das Gegenmittel gegen die „schläfrig“ machende Memorierschule des 18. Jahrhunderts war die Schule der Selbsttätigkeit. Selbsttätig sind die Schüler „bei der Sache“: Arbeitseifer überwindet Hindernisse, Misserfolge lenken auf den richtigen Weg, Erfolge erzeugen Motivation. Die Schüler können etwas, 4weil sie etwas getan haben: untersucht, geprüft, geplant, experimentiert, ausgeführt, vorgeführt. Seit dem Ende des 19. Jahrhunderts heißt dieses Konzept Arbeitsunterricht, die Medizin gegen die passive Buchschule. Heute ist entdeckendes Lernen das wichtigste Prinzip der selbstorganisierten Schülertätigkeit im fächerübergreifenden bzw. fächerverbindenden Unterricht in Projekten. Dabei wird das Lehrer-Instruktions-Modell ersetzt durch das Schüler-Selbstlern-Modell. Und das Gehirn „sagt“: Ich tue und kann und bewirke etwas und lerne, dass ich noch mehr kann – wenn man mich lässt. So haben auch die Säuglinge mit den Mobiles, die sie in Bewegung setzen konnten, ihren Zugewinn an Wohlbefinden und Neugier sowie den auffälligen Entwicklungsimpuls gelernt. Die Schule der Selbsttätigkeit ist die Schule des selbstorganisierten Lernens. Und wo bleibt der Lehrer? Er wird jetzt in ganz anderen Funktionen als im herkömmlichen fragend-entwickelnden Frontalunterricht benötigt, vor allem für die Entwicklung von Arbeits- und Lernmaterialien, die Interesse und Neugier wecken, und für die Organisation und Beratung der Arbeitsgruppen. Auf beides werden besonders Gymnasiallehrer heute so gut wie nicht vorbereitet. Aber das selbstorganisierte Lernen erfüllt fast alle zentralen Anforderungen an eine moderne Schulpädagogik, die von der Gehirnforschung gelernt hat. Vor allem löst es das Problem, dass kein langweiliger Lehrer die Schülergehirne nötigt, wegzuhören und sich Interessanterem zuzuwenden. Das Weghören wird als Desinteresse interpretiert und mit schlechten Noten bestraft, die anderweitige Beschäftigung im Unterrichts, der streng genommen gar keiner ist, wird als dessen Störung geahndet. Da hilft dann bekanntlich nur unauffälliges Abschalten – und genau das ist in Gruppen und Projekten nicht möglich: denn was dort nicht gearbeitet wird, wurde eben nicht gearbeitet, und die Verantwortung dafür können die Schüler nicht länger dem langweiligen Lehrer, sondern nur sich selbst zuschreiben. – Hier wurde übrigens die sanfte Variante der Schülerreaktion angeführt. Es ist nämlich gar nicht klar, ob nicht Hyperaktivität, Aufmerksamkeitsstörungen und Aggressivität ganz „normale“ mentale Reaktionen auf systematisch organisierte unterrichtliche Langeweile sind! Die Projektarbeit ermöglicht die Befolgung zweier weiterer reformpädagogischer Prinzipien: das exemplarische und das individualisierte Lernen. Unser Gehirn lernt unablässig, weil es angesichts der stetigen Flut von Informationen und dem Zwang zur Ordnung und Strukturierung auch gar nicht anders kann. Es speichert und organisiert aber nur bedeutungsvolle und deshalb wichtige Informationen. Bei 90 Prozent des Schul-„Stoffes“ handelt es sich aber nicht um solche Informationen, mithin werden sie unverzüglich vergessen. An die Stelle der Vermittlung des relativ bedeutungsarmen Schulbuchwissens tritt beim Exemplarischen Lernen die Erarbeitung eines bedeutungsvollen Sachverhalts, der vor allem durch seine interne inhaltliche Vielfalt ausgezeichnet ist, so dass sich vielfache Zugänge zu ihm didaktisch konstruieren lassen, was aus neurowissenschaftlicher Sicht den großen Vorzug hat, dass auf das so erworbene Wissen über mehrere neuronale Netze zugegriffen werden kann. Und dies erleichtert zugleich die weiterführende Vernetzung dieses Wissens mit späteren neuen Wissensstrukturen. Die selbstorganisierte Projektarbeit trägt einem weiteren Umstand Rechnung: Das Gehirn funktioniert um so besser, je attraktiver die Lernsituation empfunden wird, und die Attraktivität bemisst sich – wie könnte es anders sein – an der Abschätzung des zu erwartenden Erfolgs. Sobald aber die Rahmenbedingungen für Erfolg besonders mit Rücksicht auf die großen individuellen Unterschiede bei den Lernbefähigungen und Lernleistungen von den Schülern selbst gestaltet werden können, stellen sich generell erhöhte Lernbereitschaft und erhöhte Motiviertheit ein. Man braucht nur eine Schule zu besuchen, deren Lernarbeit nach dem Marchtaler Plan gestaltet wird, um zu sehen, wie sich Lernbereitschaft und Motiviertheit durch attraktive Lernumgebungen fördern lassen. Projektarbeit wird auch von einer weitern Einsicht der Gehirnforschung unterstützt: der Tatsache nämlich, dass das Lernen für das Langzeitgedächtnis langsam vor sich geht. Wer also vier oder sechs Stunden durch einen Unterrichtsvormittag zappen muss, dem wird als Schüler gar keine Chance für nachhaltiges Lernen gelassen, sondern nur die Kurzzeitspeicherung bis zum nächsten Test – und fast alles ist wieder weg. Schule heute organisiert in ihrer jetzigen Betriebsform in der Regel sehr zuverlässig ihre eigene strukturelle relative Erfolglosigkeit, wie TIMSS und PISA gezeigt haben. Individualisierung ist die Voraussetzung für Motivation. Lernen-machen beruht auf erfolgreichen Lern-Veranlassungen und auf Erfolgserlebnissen. Durch pure „Stoffvermittlung“ oder für Klassenarbeiten lernen allein wird nichts gelernt, denn was wäre der Nutzen? Mit Erfolgen stellt sich Motivation ein, jene neugiergestützte Selbstwirksamkeitsüberzeugung und Erfolgsgewissheit, die aus Fehlern lernt und nicht durch sie entmutigt wird. Dafür muss aber das gehirn-interne „Belohnungssystem“ intakt bleiben: Spaß am Gelingen und Spaß an der Leistung, gelernt wird – sagt Scheich – unter der Dopamin-Dusche. – Das Gehirn „sagt“: Ich bringe etwas zuwege, und deshalb fühle ich mich wohl. Das möchte ich öfter erleben – sonst klinke ich mich aus und gehe entweder auf stand-by-Schaltung oder auf Tagtraum-Reisen. Interesse und Motiviertheit drücken sich aus im Aktivierungsgrad jener neuro-modularischen Systeme, die durch leichten Erwartungsstress, Belohnungserwartung, gezielte Aufmerksamkeit und Konzentration das Aufnehmen von Informationen steigern und für die Verankerung des Wissens im Langzeitgedächtnis sorgen, d. h. für effektives Lernen. Wie diese Prozesse im einzelnen ablaufen, ist noch nicht bekannt, wohl aber eine wichtige Grundbedingung für höhere Lern- und Gedächtnisleistungen, nämlich eine damit verbundene erhöhte Emotionalität, die sich in Begeisterung oder Gefesseltsein ausdrückt, in Betroffensein oder Betroffenheit. Der enge Zusammenhang von emotionaler Beteiligung und Lernen bzw. Gedächtnis zeigt sich an herausragenden einzelnen und einmaligen Ereignissen, die wir bis in Details behalten, obwohl es keine Wiederholungssituation gegeben hat. Und trotz vieler Wiederholungssituationen vergessen wir bedeutungslose Routine oder uns nicht betreffende Informationen wie die „Tagesschau“ von gestern Abend. Durch die Ermittlung der Bedeutung von Emotionalität und Spaß beim Lernen als wesentlicher Rahmenbedingung für Lernerfolge klärt die Gehirnforschung auch eine heute häufig geführte Diskussion, die hoch ideologisch aufgeladen ist: die Debatte über die sogenannte „Spaßpädagogik“. Damit kritisieren die Befürworter von betonten Leistungsanforderungen in der Schule einen pädagogischen Standpunkt, den sie abschätzig mit „links“ etikettieren, der es den Schülern zu leicht mache, diese sollten vor allem Spaß in der Schule haben und Anstrengungen umgehen können. Häufig wird dies auch „Kuschelpädagogik“ genannt. Hier sorgt die Gehirnforschung für Klarheit. „Kuschelpädagogik“ ist vor allem jene, die nicht nach den individuellen Interessen und Engagements der Schüler fragt und diese auch herausfordert – was ja mühsam genug ist! –, sondern meint, im lehrerzentrierten Unterricht die „Inhalte“ abrufbar „rübergebracht“ zu haben – also der klassische Irrtum der Instruktionspädagogik und Instruktionspsychologie. Denn was passiert? Die Gehirne der Schüler schalten ab, sie sind förmlich weggekuschelt worden. Hingegen ist es der Kern einer modernen erfolgreichen „Spaßpädagogik“, dass sie Lust macht auf fortgesetztes Lernen. Bei dieser Pädagogik steht der Lernende im Mittelpunkt, seine Wertschätzung und seine positive Selbstwahrnehmung. Was er tut und lernt, hat mit ihm zu tun. Deshalb ist etwas wichtig (und nicht, weil es im Lehrplan steht), und deshalb wird es gelernt. – Das Gehirn „sagt“: Endlich werde ich richtig beschäftigt, weil mein Lernen nicht durch sinnlose oder sinnwidrige Informationsüberflutung behindert wird – denn andernfalls muss und werde ich abschalten bzw. meine automatischen Filter schützen mich vor diesem ganzen Unsinn. Gegen diesen Unsinn gibt ein probates Mittel: die Erlebnispädagogik. Sieist eine reformpädagogische Praxis mit ungewöhnlichen Erfolgen, innerhalb und außerhalb der Schule und des Unterrichts, nicht anders als im Tourismus, wo die Kundschaft auch gern dafür bezahlt. Die Gehirnforschung erklärt das Konzept so:Menschen, ihre Schicksale, ihre Emotionen, interessieren uns, weil wir daraus etwas lernen über uns und unsere Zeit. Literatur, Kino und Fernsehen bedienen dieses elementare Bedürfnis optimal. Der eigentliche Gegenstand menschlichen Interesses ist zunächst einmal – der Mensch selbst und seine Lebenswelt. Wir, für uns wichtige Menschen, unsere Lebensumstände sind uns wichtig und lernenswert, erst dann kommen Formeln und Formalitäten. Gelernt wird, wo Emotionen im Spiel sind! Reformpädagogisch inspiriertes Lehren nutzt genau dies: Es lehrt in Szenen und Bildern, durch die Vergegenwärtigung menschlicher geistiger und kultureller Herausforderungen und Leistungen. Mathematik und Naturwissenschaften werden so z. B. aufregende Bereiche alter kultureller Praxis: Sie zeigen nämlich Denksportaufgaben und erlauben Entdeckungsreisen in das Innere, was die Welt im Innersten zusammen hält. Weiter: Lernen ist ein Kommunikationsprozess, mithin am erfolgreichsten in und durch Gruppen, die für sich selbst verantwortlich sind. Lernen in der Gruppe ermöglicht zugleich optimale Individualisierung, weil jeder auf seine Weise und nach seinen Kräften wahrnehmbar zum Gruppenerfolg beitragen kann. So wird – durch Selbstwahrnehmung und Selbstkritik – zugleich auch Respekt und Toleranz gelernt. Lernen bildet! – Das Gehirn „sagt“: Diese strukturierte „Lernumgebung“ hilft mir, meine eigenen Strukturen werden stabiler und zugleich differenzierter. Ich habe das schöne Gefühl der Selbstentwicklung. Für die Masse der Schüler sieht der Schulalltag leider sehr anders aus. Wer kennt nicht die Grundschüler, die stolzgeschwellt, die Schultüte unter dem Arm, endlich mit den Gleichaltrigen in die Welt des Lesens und Schreibens, des Rechnens und Zeichnens eintauchen wollen, eine Welt, die sie endlich mit den Erwachsenen teilen können. Und nach zwei oder drei Jahren? Schulmüdigkeit breitet sich aus. Eine empirische Untersuchung über Einstellungen von 15-Jährigen hat gezeigt, dass sie mit Schule vor allem das Treffen mit Freunden verbinden, auch noch interessanten Unterricht – hin und wieder, aber „Lernen“? Gerade mal 20 Prozent. Sind Schulen auf breiter Front eine Institution der Verhinderung von Spaß am Lernen und dadurch von Lernerfolgen? Die Gehirnforschung würde dies so sehen müssen, denn Leistungsmessung und Leistungsbewertung erfolgen in der Regel in angst- oder stress-besetzten Situationen, in denen das Gehirn kein verzweigtes, sondern nur isoliertes Faktenwissen zur Verfügung stellen kann. Es wird also nicht nur nicht ermittelt, was die Schüler wirklich können, sondern die Art der Ermittlung vermittelt den meisten von ihnen noch dazu das entmutigende Gefühl, dass ihre Anstrengungen entwertet werden. Eine andere Lehrerausbildung für einen anderen, sozusagen „gehirngerechten“ Unterricht müsste hier ansetzen. Die Studierenden kommen mit hohen Erwartungen nicht nur an die fachliche, sondern vor allem an die pädagogische und psychologische Ausbildung, an Einführungen in die Kunst des Unterrichtens, des Anleitens, für den Umgang mit Lernschwierigkeiten, mit anderen Worten: mit hohen Erwartungen an eine berufsbezogene Ausbildung. Und was wird ihnen in der Regel an der Universität geboten? Wissenschaftswissen wird in sie hineingestopft, halb verstanden, unverdaulich, gelernt für Klausuren und damit prompt wieder größtenteils vergessen. Ob sie später einmal Schüler auf geistige Entdeckungsreisen mitnehmen können, bleibt ungewiss. Aber Schüler wollen sich und die Welt verstehen, und was bekommen sie geboten? „Stoff“ laut Lehrplan, demnächst noch auf Flaschen gezogen, die man „Bildungsstandards“ nennt. Die nicht wenigen guten Lehrerinnen und Lehrer haben sich ihre Expertise mühsam und auf sich gestellt aneignen müssen, Unterstützung hatten sie dabei kaum. Einen krasseren Widerspruch kann es kaum geben als denjenigen zwischen Normierung von Leistungen, die unter erfolgswidrigen Umständen zu erbringen sind, und den Einsichten der modernen Gehirnforschung in die Voraussetzungen und Bedingungen erfolgreichen individuellen nachhaltigen Lernens und Leistens. Eine Schulpolitik hat dies zu verantworten, die die Schulen durch unpädagogische Vorgaben und Vorschriften dereguliert hat. Es steht zu hoffen, dass die moderne Gehirnforschung dort mehr Wirksamkeit entfalten kann, wo sie bisher der Pädagogik versagt geblieben ist.

[1] Wolf Singer: Was kann ein Mensch wann lernen? In: Ders.: Der Beobachter im Gehirn. Frankfurt/M. 2002, S. 43-59.

[2] Die Geburt der Intelligenz. Wie Kinder denken lernen. Titelgeschichte des SPIEGEL, Nr. 43, 20.10.2003. – Die Entschlüsselung des Gehirns. SPIEGEL-Spezial 4/2003.

[3] Henning Scheich: Lernen unter der Dopamindusche. In: DIE ZEIT, Nr. 39, 18.9.2003, S. 38.

[4] Ehrenhard Skiera: Reformpädagogik in Geschichte und Gegenwart. München/Wien 2003.

S. 216-219. – Ders.: Medizin für die Pädagogik. In: DIE ZEIT, Nr. 39, 18.9.2003, S. 38

Ralph Schumacher: Das Lernen lernen . Wie lässt sich selbstständiges Lernen fördern?

SWR2 Wissen Aula -

Autor und Sprecher: Dr. Ralph Schumacher * ; ralph.schumacher@ifv.gess.ethz.ch
Redaktion: Ralf Caspary, Susanne Paluch
Sendung: Sonntag, 8. Juni 2008, 8.30 Uhr, SWR 2
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Bitte beachten Sie:
Das Manuskript ist ausschließlich zum persönlichen, privaten Gebrauch bestimmt.
Jede weitere Vervielfältigung und Verbreitung bedarf der ausdrücklichen
Genehmigung des Urhebers bzw. des SWR.

ÜBERBLICK
Ein zentrales Ziel des Schulunterrichts ist die Förderung selbstständigen Lernens. Schließlich sollen die Schülerinnen und Schüler darauf vorbereitet werden, sich im Studium und Beruf eigenständig neues Wissen anzueignen, um sich ständig fortzubilden. Zudem wird durch die selbstständige Kontrolle der eigenen Lernprozesse das schulische Lernen verbessert, indem zum Beispiel das Verständnis der betreffenden Inhalte vertieft und eine Integration neuer Informationen in das bereits bestehende Vorwissen gefördert wird. Dr. Ralph Schumacher vom Institut für Verhaltenswissenschaften der ETH Zürich zeigt Wege, wie man im Unterricht die Schüler zum selbstständigen Lernen ermuntern kann.

Vertiefender Hinweis zum Projekt "Selbständiges Lernen": http://www.educ.ethz.ch/ll/sl

* Zum Autor:
Ralph Schumacher ist Kognitionswissenschaftler und lehrt am Institut für Verhaltenswissenschaften an der ETH in Zürich. Schwerpunkte seiner Arbeit sind: Lernforschung und Lerntheorien, des weiteren Philosophie des Geistes, Kognitionsforschung, Theorien des Bewusstseins und der Wahrnehmung. Gastprofessuren u. a. in Princeton und Philadelphia, Fellowship am Hanse-Wissenschaftskolleg. Gegenwärtig leitet er beim Bundesministerium für Bildung und Forschung ein Projekt zu den Wirkungen des aktiven Musizierens auf den Erwerb von Lernstrategien, die Persönlichkeitsentwicklung und die Lernmotivation.

Wichtige Buchveröffentlichungen:
Perception and Reality (2004)
Lehr-Lern-Forschung und Neurowissenschaften: Erwartungen, Befunde und Forschungsperspektiven (zusammen mit E. Stern & R. Grabner) (2005)
Macht Mozart schlau? Die Förderung kognitiver Kompetenzen durch Musik (2007), Perspectives on Colour Perception (2007).

INHALT
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Ansage:

Heute mit dem Thema: „Das Lernen lernen – Wie lässt sich selbständiges Lernen fördern?“

Das ist ja ein zentrales Ziel eines modernen Schulunterrichts: Die Kinder sollen nicht nur neues Wissen aufnehmen, sie sollen zugleich Einblicke bekommen in die Art und Weise, wie Lernprozesse ablaufen. Dadurch werden sie kompetenter im Hinblick auf die eigenen Lernstrategien. Derjenige Schüler, der weiß, wie er lernt, wo seine Defizite liegen, wie er effizient neues Wissen aufnehmen kann, wie er sich etwa beim Vokabellernen verbessern kann, der lernt prinzipiell besser und vor allem selbständiger, er ist nicht mehr so stark angewiesen auf den Lehrer. Außerdem proklamiert die Pädagogik ja sowieso das Ideal des autonomen Schülers, der sein Wissen möglichst selbständig strukturiert und erweitert, auch dazu passt eben das Modell vom selbständigen Lernen.

Dr. Ralph Schumacher ist Kognitionswissenschaftler und lehrt am Institut für Verhaltenswissenschaften an der ETH in Zürich. Schwerpunkte seiner Arbeit sind: Lernforschung und Lerntheorien.

In der SWR2 AULA zeigt Schumacher Strategien zur Förderung selbständigen Lernens in der Schule und er skizziert viele Studien, die die Bedeutung dieser Art des Lernens klar machen.

Ralph Schumacher:

Stellen Sie sich vor, Sie befinden sich in der folgenden Situation: Sie sitzen in einem neutralen Raum und man bietet Ihnen eine Ihrer Lieblingssüßigkeiten wie zum Beispiel eine Tafel feiner Schweizer Schokolade an und legt sie gut sichtbar auf den Tisch vor Ihnen. Bei dieser Gelegenheit teilt man Ihnen außerdem mit, dass Sie die Option haben, entweder diese Süßigkeit sofort zu bekommen oder die doppelte Menge zu erhalten, wenn Sie so lange warten, bis der Versuchsleiter wieder in das Zimmer zurückkommt.

Dieses Experiment wurde nämlich von dem Entwicklungspsychologen Walter Mischel mit vier und fünf Jahre alten Vorschulkindern durchgeführt, wobei die Kinder im Durchschnitt ungefähr 15 Minuten auf die Rückkehr des Versuchsleiters warten mussten. Ein besonders interessantes Ergebnis dieses Experiments besteht darin, dass sich die Fähigkeit, Selbstkontrolle auszuüben und die Belohnung aufzuschieben, als besonders zuverlässiges Merkmal herausstellte, um spätere Leistungsunterschiede vorherzusagen. Denn es zeigte sich, dass diejenigen Kinder, die im Vorschulalter in der Lage waren, ihre spontanen Handlungsimpulse zu kontrollieren und auf die größere Belohnung zu warten, zehn Jahre später auch deutlich bessere geistige Fähigkeiten und schulische Leistungen aufwiesen als die Kinder, die das nicht konnten.

Das heißt natürlich nicht, dass Intelligenz für schulische Leistungen unerheblich ist. Vielmehr bedeutet es, dass es auch bei Schülern von gleicher Intelligenz noch viele Leistungsunterschiede geben kann und dass sich diese Unterschiede eben anhand der verschiedenen Ausprägungen ihrer Selbstdisziplin zuverlässig vorhersagen und erklären lassen.

Diese Forschungsergebnisse sind gute Nachrichten, denn sie zeigen, dass schulische Leistungen nicht nur von eher feststehenden Größen wie Begabung und Intelligenz, sondern ganz wesentlich auch von Kompetenzen zur Selbststeuerung wie zum Beispiel der Selbstdisziplin abhängen, auf die wir Einfluss nehmen können und die sich durch geeignete Trainings verbessern lassen. Eine dieser Selbststeuerungs-Kompetenzen, die für schulische Leistungen besonders wichtig ist, ist die Fähigkeit zum selbständigen Lernen. Im Folgenden wird der aktuelle Forschungsstand zu drei verschiedene Arten von Instruktionen vorgestellt, mit denen sich selbständiges Lernen im Unterricht effizient trainieren lässt:

Das erste Training besteht darin, Schüler zur Konstruktion von sogenannten „Selbsterklärungen“ anzuleiten. Bei Selbsterklärungen handelt es sich um einen Typ von Erklärungen, die man für sich selber entwickelt, um sich einen Sachverhalt verständlich zu machen. Stößt man zum Beispiel beim Lesen eines Biologiebuches auf die Feststellung, dass Wale und Delfine keine Fische, sondern Säugetiere sind, dann kann man sich dies nur erklären, wenn man sich das Prinzip vor Augen führt, dass Tiere nicht anhand ihres Lebensraumes, sondern anhand der Art und Weise ihrer Fortpflanzung klassifiziert werden. Und wird man beispielsweise in einem Physiktext mit der Behauptung konfrontiert, dass zwei Körper von unterschiedlicher Masse mit der gleichen Kraft auf einen dritten Körper einwirken, dann muss man nach einem geeigneten physikalischen Gesetz suchen, um sich dies erklären zu können. In dem vorliegenden Fall muss man sich vergegenwärtigen, dass Kraft das Produkt von Masse und Beschleunigung ist und dass die geringere Masse des einen Körpers deshalb durch eine größere Beschleunigung kompensiert werden kann. Mit Selbsterklärungen wird also nach den zugrunde liegenden Gesetzmäßigkeiten und Prinzipien gesucht, die man erfasst haben muss, um neue Informationen verstehen und sinnvoll in das bereits bestehende Vorwissen integrieren zu können. Neben der Erinnerung an Prinzipien, die dem Lernenden bereits bekannt sind, gehört dazu natürlich auch die Ersetzung alter durch neue Prinzipien. Selbsterklärungen sind damit für die aktive Wissenskonstruktion von zentraler Bedeutung.

Zwischen dem Lernerfolg und der Anzahl der spontan gebildeten Selbsterklärungen besteht ein positiver Zusammenhang, der in der wissenschaftlichen Literatur als Selbsterklärungs-Effekt bezeichnet wird: Je größer die Anzahl der spontan gebildeten Selbsterklärungen, desto größer ist auch der Lernerfolg. Die Entdeckung dieses Selbsterklärungs-Effekts hat zu einer Reihe von experimentellen Studien geführt, die sich mit der Frage befassen, ob sich schulische Leistungen verbessern lassen, indem Schüler gezielt zur Bildung von Selbsterklärungen aufgefordert werden. Tatsächlich konnte in mehreren Untersuchungen gezeigt werden, dass sich Selbsterklärungen, zu denen Schüler aufgefordert werden, deutlich positiv auf deren Lernleistungen auswirken.

Wie sehen solche Trainings im Einzelnen aus? Ein gutes Beispiel ist die experimentelle Studie von Michelene Chi, in der die Leistungen von zwei Gruppen 14-jähriger Schüler miteinander verglichen wurden. In der Versuchsgruppe wurde den Schülern ein Biologietext über den menschlichen Blutkreislauf präsentiert, und sie erhielten die Instruktion, nach jedem gelesenen Satz eine Selbsterklärung zu konstruieren und aufzuschreiben. In der Kontrollgruppe wurde den Schülern derselbe Text präsentiert, aber sie wurden nicht ausdrücklich aufgefordert, Selbsterklärungen zu bilden. Stattdessen erhielten sie die Instruktion, den Text zweimal zu lesen, damit sie genauso viel Zeit mit dem Text zubrachten wie die Schüler der Versuchsgruppe. Bei allen Schülern wurde das Wissen über den menschlichen Blutkreislauf vor und nach dem Lesen des Textes getestet. Dabei zeigte sich, dass die Schüler in der Versuchsgruppe einen deutlich größeren Wissenszuwachs vom Vor- zum Nach-Test hatten als die Schüler in der Kontrollgruppe. Zudem förderten die Selbsterklärungen die Vertiefung des Verständnisses. Dies zeigte sich daran, dass Schüler mit vielen Selbsterklärungen komplexere Fragen beantworten konnten als Schüler mit wenigen Selbsterklärungen. Schüler mit vielen Selbsterklärungen lernten daher mehr und mit größerem Verständnis als Schüler mit wenigen Selbsterklärungen.

Auch die gezielte Integration neuer Informationen in das bereits vorhandene Vorwissen lässt sich mit Selbsterklärungen effizient fördern. So wurden in einer anderen Untersuchung neun- und zehnjährige Schüler dazu aufgefordert, insbesondere solche Selbsterklärungen zu bilden, die die neuen Informationen in Beziehung zu ihrem bisherigen Vorwissen setzen. Dabei wurden sie beispielsweise dazu angeleitet, sich zu überlegen, inwieweit Gemeinsamkeiten und Unterschiede zwischen den neuen Aufgabenstellungen und den Aufgaben bestehen, die sie bereits bearbeitet hatten. Bei diesen Schülern stellten sich deutlich größere Lernerfolge ein als bei den Schülern einer Kontrollgruppe, die Selbsterklärungen bilden sollten, die vor allem darauf abzielten, Verbindungen innerhalb des neuen Lernstoffs herzustellen.

Die positiven Wirkungen von Selbsterklärungen auf die schulischen Leistungen beruhen vor allem auf den folgenden fünf Gründen:

Erstens werden im Zuge von Selbsterklärungen bereichsspezifische Prinzipien und Gesetzmäßigkeiten konstruiert wie zum Beispiel das bereits erwähnte physikalische Gesetz, dem zufolge Kraft das Produkt aus Masse und Beschleunigung ist. Dieses Wissen von Naturgesetzen und Prinzipien steht den Schülern anschließend für Problemlösungen zur Verfügung.

Zweitens wird beim Selbsterklären das eigene Lernens reflektiert und kontrolliert, denn die Schüler stellen sich dabei Fragen wie die folgenden: „Habe ich die vorliegende Behauptung verstanden? Welche Möglichkeiten habe ich, um diese Behauptung zu erklären? Trifft mein Erklärungsvorschlag wirklich die zentrale Aussage dieser Behauptung?“ Durch diese Art der Reflexion kommt es zu weniger Illusionen über das eigene Verstehen – und damit zu einem besseren Verständnis des betreffenden Lernstoffs.

Drittens werden Erklärungen, die von den Lernenden selbst konstruiert werden, besser erinnert als Erklärungen, die ihnen fertig präsentiert werden.

Viertens lassen sich Selbsterklärungen dazu nutzen, um neue Informationen gezielt in das bereits bestehende Vorwissen zu integrieren. Durch diese Anbindung an das vorhandene Wissen werden die Schüler in die Lage versetzt, Analogien zu bilden und bereits bekannte Konzepte und Lösungsstrategien beim Bearbeiten neuer Aufgabenstellungen heranzuziehen. Geht es beispielsweise im Biologieunterricht darum zu verstehen, warum Fledermäuse nicht zu den Vögeln, sondern zu den Säugetieren zählen, dann kann es hilfreich sein, sich mithilfe der Analogie der Wale das Prinzip vor Augen zu führen, dass Tiere nicht anhand ihres Lebensraums, sondern anhand der Art ihrer Fortpflanzung klassifiziert werden. Wie sich Analogien beim Problemlösen gewinnbringend einsetzen lassen, verdeutlicht zum Beispiel der berühmte Fall des Archimedes, der bei der Beobachtung der eigenen Wasserverdrängung in der Badewanne auf die Idee kam, wie er den Goldgehalt der Krone von König Hieron von Syrakus prüfen konnte, ohne sie zu zerstören.

Fünftens hat das Konstruieren von Selbsterklärungen zur Folge, dass dadurch die betreffenden Inhalte geistig aktiviert werden und daher im Bewusstsein besonders präsent sind. In mehreren Untersuchungen des Entwicklungspsychologen Robert Siegler konnte zum Beispiel gezeigt werden, dass sich die richtigen Lösungsstrategien aktivieren und die falschen Strategien gezielt deaktivieren lassen, indem man Schüler auffordert zu erklären, warum die korrekten Lösungsstrategien korrekt und warum die inkorrekten Strategien inkorrekt sind. Wenn auf diese Weise die richtigen Strategien aktiviert und die falschen Strategien gezielt unterdrückt werden, dann können Schüler in Problemlösungssituationen sehr viel besser entscheiden, welche Problemlösungsstrategie sie bei einer bestimmten Aufgabenstellung anwenden sollten – und welche Strategie sie besser vermeiden sollten.

Eine weitere Methode zur Förderung selbständigen Lernens besteht darin, Schüler durch bestimmte Instruktionen gezielt zur Reflexion über ihre eigenen Lernprozesse anzuleiten, damit sie ihre Lernfortschritte selber kontrollieren, Verstehensillusionen aufdecken und auf die Organisation ihres Wissens Einfluss nehmen können. Da es sich bei Lernprozessen um kognitive Prozesse handelt, wird dieses Training, bei dem die Lernprozesse selber zum Gegenstand der Reflexion werden, als metakognitives Training bezeichnet. Im Rahmen dieses Trainings werden die Lernenden mit Fragen wie den folgenden aufgefordert, ihre Aufmerksamkeit auf die eigenen Lernprozesse zu richten:

Verständnisfragen: Habe ich die zentralen Begriffe und die Aufgabenstellung verstanden?

Verknüpfungsfragen: In welchen Hinsichten ist die vorliegende Aufgabe anderen Aufgaben ähnlich, die ich bereits bearbeitet habe, – und in welchen Hinsichten unterscheidet sie sich von ihnen?

Strategiefragen: Welches ist die beste Strategie zur Lösung dieser Aufgabe – und aus welchen Gründen ist sie die beste Strategie?

Reflexionsfragen: Ist der von mir erarbeitete Lösungsvorschlag tatsächlich plausibel? Und welche Bedeutung besitzt diese Aufgabe in einem größeren Zusammenhang?

Der positive Einfluss solcher metakognitiven Trainings auf den Lernerfolg wird durch mehrere Untersuchungen wie zum Beispiel durch die experimentelle Studie von Zemira Mevarech und Bracha Kramarski belegt. In dieser Studie ging es darum, den Einfluss von zwei verschiedenen Trainings auf die mathematischen Leistungen im Bereich der Algebra zu untersuchen. Dazu wurden 122 vierzehnjährige Schüler auf zwei Gruppen verteilt. In der Versuchsgruppe erhielten die Schüler ein metakognitives Training. Das heißt, sie wurden mit den bereits genannten Verständnis-, Verknüpfungs-, Strategie- und Reflexionsfragen angeleitet, ihre Aufmerksamkeit auf die eigenen Lernprozesse zu richten und ihre eigenen Lernfortschritte zu reflektieren. Dabei arbeiteten die Schüler in Kleingruppen zusammen und mussten sich gegenseitig Fragen zum Beispiel dazu stellen, ob sie die zentralen Begriffe und die Aufgabenstellung auch verstanden haben und welche Lösungsstrategien in verschiedenen Fällen am besten geeignet sind. Hingegen wurden die Schüler in der Kontrollgruppe, die ebenfalls in Kleingruppen zusammenarbeiteten, angeleitet, mithilfe sogenannter „ausgearbeiteter Beispiele“ zu lernen. Dabei wird den Schülern anhand exemplarischer Fälle ausführlich erklärt, welche Schritte sie im Einzelnen in einer bestimmten Reihenfolge ausführen müssen, um die vorgegebenen Probleme zu lösen.

Obwohl bereits Trainings mit ausgearbeiteten Beispielen im Allgemeinen die Lernleistungen deutlich verbessern, wurde diese Art des Trainings in diesem Experiment von dem metakognitiven Training sogar noch übertroffen. Die Schüler aus der Versuchsgruppe zeigten nämlich sowohl in einem Test unmittelbar nach dem Experiment als auch in einem späteren Test, der ein Jahr danach durchgeführt wurde, deutlich größere Lernfortschritte als die Schüler aus der Kontrollgruppe. Dabei zeigten sich die Unterschiede in den Lernfortschritten sowohl bei den Mathematikleistungen als auch bei der Fähigkeit, die eigenen Überlegungen mündlich und schriftlich zu erklären.

Untersuchungen wie diese zeigen, dass sich metakognitive Trainings einsetzen lassen, um die Fähigkeit zum selbständigen Problemlösen wirkungsvoll zu verbessern. Die positiven Wirkungen dieser Instruktionen sind aber nicht auf die Förderung von Problemlösungskompetenzen beschränkt, sondern sie lassen sich ebenfalls zur Verbesserung der Lesekompetenz heranziehen. Ein konkretes Beispiel liefert die experimentelle Studie von Adina Koch zum Verstehen von Physiktexten. Den Ausgangspunkt dieser Studie bildet die Beobachtung, dass einerseits Physiktexte besonders hohe Anforderungen an das Textverstehen stellen, denn im Unterschied zu Zeitungsartikeln und populärwissenschaftlichen Aufsätzen lassen sie sich nicht einfach überfliegen, sondern sie erfordern das präzise Erfassen sämtlicher begrifflicher Bedeutungen und aller Schlussfolgerungen im Text. Andererseits verfügen aber viele Physikstudenten gerade zu Beginn des Studiums noch nicht über ausreichende Lesekompetenzen. Es stellt sich daher die Frage, wie sich Physikstudenten so trainieren lassen, dass sich ihre Lesekompetenzen in Bezug auf Physiktexte deutlich verbessern.

Zu diesem Zweck wurden 62 Studenten zwischen 21 und 28 Jahren auf zwei Gruppen verteilt und über einen Zeitraum von drei Monaten mit unterschiedlichen Trainings zur Verbesserung des Textverstehens geschult. Die Studenten in der Kontrollgruppe haben mithilfe des so genannten Koch-Eckstein-Tests geübt. Dieser Test besteht im Wesentlichen darin, dass zuerst ein kurzer anspruchsvoller Physiktext präsentiert wird, den die Studenten lesen. Anschließend wird ihnen ein zweiter Physiktext präsentiert, der sich auf das gleiche Thema bezieht. Die Studenten haben nun die Aufgabe zu beurteilen, ob die einzelnen Behauptungen des zweiten Textes auch im ersten Text (a) enthalten oder (b) nicht enthalten sind – oder ob sie (c) mit dem ersten Text zwar verträglich, aber nicht ausdrücklich in ihm enthalten sind. Auf diese Weise lernen die Studenten, den ersten Text sehr genau zu lesen. Die Studenten in der Versuchsgruppe haben ebenfalls mit diesem Test geübt. Ihnen wurden aber zusätzlich metakognitive Fragen vorgelegt, die darauf abzielten, vor allem die folgenden drei Aspekte der Selbstbeobachtung zu fördern:

Erstens: die Einschätzung des eigenen Textverständnisses;
zweitens: die Einsicht in die Gründe für die eigenen Defizite beim Textverstehen;
drittens: die Beobachtung der Veränderung der eigenen Leistungen beim Textverstehen.

Der Vergleich der Vor- und Nachtests beider Gruppen zeigte, dass sich das Textverständnis der Versuchsgruppe im Zuge des dreimonatigen Trainings deutlich stärker verbessert hatte als bei der Kontrollgruppe. Dieses Ergebnis spricht also dafür, dass das metakognitive Training einen eigenständigen Beitrag zur Verbesserung der Lesekompetenz leistete, der über den Beitrag des Koch-Eckstein-Tests hinausgeht.

Die positiven Wirkungen der dargestellten metakognitiven Instruktionen auf die Lernleistungen beruhen vor allem auf den folgenden drei Gründen:

Erstens wird durch metakognitives Training die Aufmerksamkeit auf die eigenen Lernprozesse gelenkt. Durch die intensivere Reflexion und Kontrolle der eigenen Lernfortschritte werden die Illusionen darüber, was man glaubt verstanden zu haben, reduziert. Zugleich wird das Verständnis des betreffenden Lernstoffs vertieft, da sich die Lernenden beständig vergewissern, ob sie etwas auch wirklich verstanden haben.

Zweitens werden die Lernenden im Zuge des metakognitiven Trainings dazu angeleitet, neue Informationen gezielt in das bereits bestehende Vorwissen zu integrieren. Ebenso wie die Aufforderungen zur Konstruktion von Selbsterklärungen fördert also auch diese Art des Trainings die Anbindung neuer Informationen an das vorhandene Wissen – und unterstützt damit zum Beispiel durch die Bildung von Analogien das Verständnis neuer Konzepte und Problemlösungsstrategien. Im Fall des metakognitiven Trainings wird dies insbesondere durch die bereits erwähnten Verknüpfungsfragen geleistet, mit denen die Lernenden angeleitet werden, sich zu überlegen, in welchen Punkten die vorliegenden Aufgaben anderen Aufgaben ähnlich sind, die sie bereits bearbeitet haben – und in welchen Hinsichten sich die neuen Aufgaben von den alten unterscheiden.

Der dritte Grund für die Wirksamkeit des metakognitiven Trainings steht in engem Zusammenhang mit der konstruktivistischen Auffassung, dass der Erwerb von Wissen stets die aktive Konstruktion einer intelligenten Wissensorganisation durch den Lernenden erfordert. Wissen, das einen in der Lage versetzt, neue Informationen zu verstehen und neue Probleme zu lösen, lässt sich nicht durch bloßes Auswendiglernen erwerben. Vielmehr ist es dazu erforderlich, Inhalte nach Kriterien zu ordnen, die für das Lösen von Problemen relevant sein können. Das bedeutet zum Beispiel, dass man Objekte nicht nach Oberflächenmerkmalen klassifiziert, sondern nach theoretischen Gesichtspunkten wie nach den zugrunde liegenden biologischen oder physikalischen Prinzipien. Wer zum Beispiel Tiere nach ihren Lebensräumen klassifiziert hat, wird die Gemeinsamkeiten von Walen und Fledermäusen weitaus schwerer nachvollziehen können als jemand, der Tiere nach der Art ihrer Fortpflanzung geordnet hat.

Ein wichtiger Punkt, der in diesem Zusammenhang unbedingt beachtet werden muss, betrifft die Einbettung des metakognitiven Trainings in einen spezifischen inhaltlichen Zusammenhang. Es hat sich nämlich gezeigt, dass sich vor allem die Kombination metakognitiver und inhaltsbezogener Anleitungen als besonders wirksam herausstellte, mit denen die Lernenden zusätzlich aufgefordert wurden, sich mit konkreten inhaltlichen Fragen auseinander zu setzen. Die Beschäftigung mit inhaltlichen Fragen des betreffenden Lernstoffs lässt sich vertiefen, indem man die Schüler anleitet, beispielsweise Fragen wie die folgenden zu bearbeiten:

Erstens: Worin bestehen die zentralen Punkte des Lernstoffs?
Zweitens: Welche Überschriften eignen sich am besten, um den Lernstoff sinnvoll zu gliedern?
Drittens: Welche Beispiele und Analogien eignen sich besonders gut, um den Lernstoff zu illustrieren und zu bestätigen – und welche scheinen mit ihm unverträglich zu sein?

Eine dritte Methode zur Förderung selbständigen Lernens lässt sich am besten mit dem Stichwort „Lernen am Beispiel anderer“ charakterisieren. Zu dieser Methode liegt bislang zwar nur eine einzelne experimentelle Studie vor. Aber die Ergebnisse dieser Studie sind sehr viel versprechend und weisen in eine interessante Richtung für zukünftige Forschungen. Diese Untersuchung geht von der Beobachtung aus, dass durch Einzelunterricht manchmal deutlich größere Lernerfolge erzielt werden können als durch den normalen Schulunterricht im Klassenzimmer. Da es aus Kostengründen natürlich nicht möglich ist, für jeden Schüler Einzelunterricht anzubieten, haben die Psychologin Michelene Chi und ihre Kollegen von der Universität Pittsburgh eine neue Lernmethode entwickelt, bei der die Vorteile des Einzelunterrichts mit den Vorteilen selbständigen kooperativen Lernens in Kleingruppen kombiniert werden sollen. Bei dieser Lernmethode betrachten Schüler oder Studenten nämlich in Zweiergruppen einen Videofilm, in dem ein Lehrer einem anderen Schüler oder Studenten Einzelunterricht erteilt. Die Lernenden haben – ähnlich wie bei den Selbsterklärungen - die Aufgabe, selbständig Fragen zum Lernstoff zu entwickeln und sich die betreffenden Inhalte gegenseitig zu erklären. Dabei werden ihnen einige Anleitungen dazu vorgegeben, welche Arten von Fragen sie sich gegenseitig stellen sollten. Dieser Studie liegt die Hypothese zugrunde, dass diese Lernmethode besonders effizient ist, weil sie die Lernenden im Zuge der gemeinsamen Entwicklung von Erklärungen zur aktiven Wissenskonstruktion anregt.

An dieser Studie haben 70 Studenten Anfang 20 teilgenommen. Bei allen Versuchsteilnehmern wurden vor und nach den verschiedenen Trainings Tests zum Wissen im Bereich der physikalischen Bewegungslehre, der Kinematik, vorgenommen. Diese Trainings wurden ebenfalls im Zusammenhang mit Unterricht im Bereich der Kinematik durchgeführt. Zehn Studenten wurden der Versuchsgruppe zugeordnet, bei der sie jeweils paarweise ein Video mit Einzelunterricht betrachteten und dazu selbständig Fragen und Erklärungen entwickelten. Die übrigen 60 Versuchsteilnehmer wurden auf vier Kontrollgruppen verteilt, die im Einzelnen die folgenden Trainings erhielten: In der ersten Gruppe erhielten alle Studenten Einzelunterricht. In der zweiten Gruppe betrachteten die Teilnehmer jeweils einzeln das Video mit dem Einzelunterricht und entwickelten selbständig Erklärungen. In der dritten Gruppe lernten die Studenten paarweise und konstruierten selbständig Erklärungen, allerdings ohne ein Video anzusehen. Und in der vierten Gruppe lernten die Teilnehmer für sich allein, wiederum ohne ein Video anzusehen.

Der Vergleich der Lernerfolge in den fünf verschiedenen Gruppen erbrachte, dass die Studenten in der Versuchsgruppe, die paarweise das Video mit dem Einzelunterricht angesehen hatten, fast ebenso große Lernfortschritte erzielten wie die Studenten, die Einzelunterricht erhalten hatten. Hingegen fielen die Lernfortschritte in den übrigen Kontrollgruppen deutlich geringer aus. Dies zeigt also, dass diese neue Unterrichtsmethode unter bestimmten Bedingungen tatsächlich zu vergleichbaren Lernerfolgen führen kann wie der Einzelunterricht!

Es wäre natürlich falsch, daraus jetzt den Schluss zu ziehen, schulischer Unterricht ließe sich dadurch ersetzen, dass man Schüler paarweise Videos mit Einzelunterricht betrachten lässt. Das ist allein schon aus dem Grund nicht möglich, weil es im Unterricht neben den Phasen der Einführung und Erläuterung neuer Konzepte auch Phasen der Wiederholung und Einübung gibt, die dazu dienen, dass die Schüler Sicherheit bei der Anwendung bestimmter Lösungsverfahren erlangen. In diesen Abschnitten des Unterrichts kommt es ganz wesentlich darauf an, dass die Lehrer individuell auf die Schüler eingehen, deren unterschiedliche Misskonzepte erkennen und sich mit den daraus resultierenden spezifischen Schwierigkeiten befassen. Diese Abstimmung neuer Lerninhalte auf das Vorwissen der Schüler kann sicherlich nur durch den Lehrer geleistet werden. Hingegen zeigt diese neue Unterrichtsmethode aber durchaus, dass bestimmte Arten des kooperativen Lernens die Fähigkeit zum selbständigen Lernen fördern sowie zu deutlich besseren Lernleistungen führen können.

Die Gründe für die positiven Wirkungen dieses kooperativen Lernens am Beispiel anderer bestehen vor allem in den beiden folgenden Punkten: Erstens werden die Lernfortschritte der Schüler im Zuge der gemeinsamen Bearbeitung von Problemen sowie der kooperativen Konstruktion von Erklärungen besonders intensiv reflektiert und kontrolliert. Dadurch kommt es zu weniger Täuschungen über das eigene Verstehen und das Verständnis wird vertieft. Zweitens wird durch die selbständige Wissenskonstruktion im Zuge des kooperativen Lernens die intelligente Organisation der Wissensbasis nach problemlösungsrelevanten Kriterien gefördert.

Wenn es darum geht, die Fähigkeit zur selbständigen Organisation und Kontrolle der eigenen Lernprozesse durch entsprechende Trainings zu verbessern, dann darf dabei ein wichtiger Faktor nicht außer Acht gelassen werden – und zwar das Wissen der Lernenden darüber, wie ihr eigenes Lernen wirklich funktioniert. Wer also weiß, wie Lernprozesse tatsächlich ablaufen und welche geistigen Anforderungen mit ihnen verbunden sind, der wird auch besser in der Lage sein, Lerntrainings umzusetzen als jemand, der unrealistische Ansichten über das Lernen hat.

Ein Beispiel für die Bedeutung solcher Überzeugungen für die Lernleistungen besteht in den Überzeugungen über die Veränderbarkeit der eigenen Lernfähigkeit: Wer glaubt, dass seine Lernfähigkeit von Geburt an festgelegt ist, der wird die Lösung von schwierigen Aufgaben weniger hartnäckig verfolgen und bei Problemen eher aufgeben als jemand, der sich sagt, dass seine Leistungen in erster Linie von seinem Arbeitseinsatz und Übungsaufwand abhängen.

Ein weiteres Beispiel betrifft Überzeugungen über die Struktur des Wissens. In mehreren Untersuchungen konnte nämlich gezeigt werden, dass Schüler und Studenten, die glauben, dass Wissen aus einer Ansammlung von Einzelfakten besteht, ganz anders lernen als Schüler und Studenten, die Wissen als einen komplexen Zusammenhang von Ideen, Hypothesen und empirischen Belegen betrachten. Personen aus der ersten Gruppe tendieren im Allgemeinen dazu, Einzelfakten auswendig zu lernen und zu glauben, ein Wissensgebiet zu beherrschen, wenn sie diese Einzelfakten aufsagen können. Hingegen bemühen sich Personen, die Wissen als zusammenhängendes Gefüge von Ideen und Daten betrachten, deutlich intensiver darum, Zusammenhänge zwischen neuen Informationen herzustellen und gezielt an der Organisation ihres Wissens zu arbeiten.

Für den Erfolg von Trainings zur Förderung selbständigen Lernens ist es daher entscheidend, dass sie durch Instruktionen darüber ergänzt werden, wie menschliches Lernen tatsächlich funktioniert.