Die Hirnforschung hat in den letzten Jahren enorme Fortschritte gemacht und bietet neue Einblicke in die Funktionsweise des menschlichen Gehirns, insbesondere im Kontext des Lernens und Lehrens. Diese Erkenntnisse haben das Potenzial, die Pädagogik und Didaktik grundlegend zu verändern und den Unterricht effektiver und gehirngerechter zu gestalten. Allerdings gibt es auch kritische Stimmen, die vor einer Überbewertung neurowissenschaftlicher Erkenntnisse warnen und betonen, dass viele der Prinzipien effektiven Lernens bereits seit langem bekannt sind. Dieser Artikel beleuchtet die verschiedenen Aspekte der Hirnforschung im Kontext der Lehrerbildung und -praxis und untersucht, wie diese Erkenntnisse genutzt werden können, um den Unterricht zu verbessern und die Schüler optimal zu fördern.
Die Herausforderungen im Schulalltag
Lehrer stehen im Schulalltag vor vielfältigen Herausforderungen. Kira Fuchs, eine Grundschullehrerin, beschreibt die Schwierigkeiten, wenn Kinder bereits am Ende der ersten Klasse frustriert aufgeben wollen, weil sie beispielsweise beim Lesenlernen Schwierigkeiten haben. Eltern sind oft besorgt, ob ihr Kind ausreichend gefördert wird oder den Anschluss verliert. Lehrer müssen spontan auf Verständnisprobleme eingehen und ihren Unterricht flexibel anpassen.
Die Mär von den Lernfenstern
Ein Mythos, der sich hartnäckig hält, ist die Vorstellung von "Lernfenstern", in denen bestimmte Fähigkeiten angeblich nur in einem bestimmten Zeitraum erlernt werden können. So wird beispielsweise behauptet, dass man eine Zweitsprache vor dem siebten Lebensjahr lernen muss, um sie fließend zu sprechen, oder dass Kleinkinder klassische Musik hören müssen, um später kreativ zu sein. Wissenschaftlich betrachtet gibt es zwar sensible Phasen, in denen sich bestimmte Fähigkeiten besonders effizient entwickeln, aber es gibt keine empirischen Belege dafür, dass sich ein Lernfenster unwiderruflich schließt, wenn man eine bestimmte Altersgrenze überschreitet. Die Vorstellung von Lernfenstern kann schwerwiegende Folgen haben, wenn Lehrer davon ausgehen, dass Kinder mit Förderbedarf ihre Chance verpasst haben und eine individuelle Unterstützung daher vergeblich wäre.
Die Stärken des Gehirns nutzen
Neurobiologe Henning Beck betont, dass die Schwächen des Gehirns oft unsere Stärken sind. Gehirne sind unkonzentriert, lassen sich leicht ablenken und sind vergesslich, aber diese Eigenschaften ermöglichen es uns, über den Tellerrand hinauszuschauen und kreativ zu sein. Es ist wichtig, den Rhythmus des Gehirns zu nutzen, indem man Phasen intensiver Konzentration mit Austauschphasen und Ruhephasen abwechselt. Der Unterrichtsstil sollte variiert werden, um das Gehirn nicht zu langweilen.
Wissen durch Denken und Anwenden erwerben
Wissen entsteht, wenn man selbst denkt und die aufgenommenen Informationen nachträglich verdaut. Eine Möglichkeit, dies zu fördern, ist, den Unterricht umzudrehen und die Neugier und Lust auf neue Ideen zu nutzen. Anstatt eine Formel vorzugeben, könnte man die Schüler beispielsweise auffordern, selbstständig eine Lösung für ein Problem zu finden. Wichtig ist ein Umfeld, in dem man sich traut, neue Ideen auszusprechen, ohne Angst vor Fehlern zu haben.
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Informationen in Geschichten verpacken
Klassisches Lernen, bei dem Fakten, Vokabeln oder Daten gepaukt werden, ist nur eine Form der Informationsaufnahme. Informationen werden besser behalten, wenn sie in Geschichten verpackt werden. Es ist auch wichtig, Informationen abwechslungsreich anzubieten, anstatt sich auf bestimmte Lerntypen zu konzentrieren. Informationen sind nicht irgendwo im Gehirn gespeichert, sondern werden jedes Mal neu erzeugt. Es kommt also darauf an, das Gehirn so anzusprechen, dass es behält, wie es eine Information später erzeugen kann.
Didaktische Rekonstruktion als Planungs- und Forschungsrahmen
Um angehende Lehrkräfte bei der Konstruktion wissenschaftlich angemessener Lehr-Lern-Vorstellungen zu unterstützen, wurde das Modell der Didaktischen Rekonstruktion auf den Hochschulbereich übertragen. Dieses Modell umfasst eine fachliche Klärung mit fachwissenschaftlicher, fachdidaktischer und bildungswissenschaftlicher Analyse sowie die Gestaltung von Lehrveranstaltungselementen wie verschachteltes Lehren von Seminarinhalten, Erfahrungen stiften mit Methoden nachhaltigen Lernens und der Einsatz von Konzeptwechseltexten. Am Beispiel des Themas Gehirn und Lernen zeigt sich, dass sich dieses Modell in der Hochschulbildung anwenden lässt.
Die Bedeutung der Relevanz und Motivation
Die Hirnforschung hat den Blick auf das Lernen verändert. Lernen ist ein alltäglicher neuronaler Prozess, der mit Freude verbunden ist. Motivation und Relevanz sind entscheidend. Was dem Gehirn wichtig ist, saugt es auf. Die Präferenzen des Hirnbesitzers werden im limbischen System verhandelt, wo das Gütesiegel "wichtig" vergeben wird. Lernen wird so zu einer beglückenden Erfahrung.
Individuelle Förderung und Vorbildfunktion
Jedes Gehirn ist anders, daher lernt jeder Schüler anders. Der Lehrer muss sich auf jedes Kind individuell einlassen. Die Vorbildfunktion des Lehrers ist wichtiger als der eigentliche Stoff, denn soziales Lernen ist eine der wichtigsten Säulen im schulischen Lernprozess. Der Lehrer sollte sein Thema wichtig nehmen und dem Schüler vermitteln, dass der aktuelle Stoff interessant und spannend ist.
Fehler als Chance nutzen
Fehler sind ein wichtiger Aspekt des Lernprozesses. Das Prinzip "dumm, aber lernfähig" zieht sich durch die gesamte Natur. Im Klassenzimmer sollten Fehler nicht als etwas Negatives betrachtet werden, sondern als Möglichkeit zur Erkenntnis.
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Erkenntnisse aus den sozialen Neurowissenschaften
Die sozialen Neurowissenschaften liefern Erkenntnisse über den Umgang der Menschen untereinander, Empathie, Mimik und Fairness. Diese Erkenntnisse betonen die Bedeutung menschlichen Verhaltens im Lernprozess. Eine grundlegende Wertschätzung und Fairness dem Schüler gegenüber sind wichtig.
Die Rolle der Dopaminergen Neurone
Dopaminerge Neurone im Tegmentum sind permanent beschäftigt mit einem Abgleich von Soll und Ist und haben auf ihre Art tatsächlich Erwartungen. Sie passen sich im Fehlerfall auch an. Allerdings sind diese Neurone Gewohnheitstiere und habituieren bei der immer gleichen Belohnung. Der Lehrer muss ein klares Ziel definieren und einen Anreiz, eine Belohnung in Aussicht stellen.
Die Notwendigkeit der Entlastung von Lehrern
Die Umsetzung der Erkenntnisse der Neurowissenschaften verlangt Kraft. Lehrer sind oft Zwängen und Stress ausgesetzt und von Burnout betroffen. Es ist wichtig, Lehrer schon in der Ausbildung mit Empowerment-Techniken zu versorgen und sie zu entlasten. Auch die Eltern müssen in die Pflicht genommen werden, da Kinder am meisten durch Vorbilder lernen.
Die Bedeutung der Persönlichkeit in der Bildung
Die Schule leistet einen bedeutenden Beitrag zur Entwicklung der Persönlichkeit. Die Art, wie jemand lehrt und lernt, wird durch seine Persönlichkeit bestimmt. Gerhard Roth stellt die Erkenntnisse der Hirnforschung in einem verständlichen Überblick dar und betont die entwicklungsabhängige Verankerung der Persönlichkeit im Gehirn. Er referiert auch kritisch gegenwärtige allgemeine und fachdidaktische Konzepte sowie Ratgeber für "hirngerechtes" Lehren und Lernen.
Modellprojekte für einen optimierten Unterricht
Die Einbeziehung der neurowissenschaftlichen Erkenntnisse in die schulische Praxis bleibt mangelhaft. Roth und seine Mitarbeiter haben in Zusammenarbeit mit Schulen Modellprojekte mit einem ganztätigen, fächerübergreifenden und durch "Methoden-Mix" gekennzeichneten Unterricht entwickelt, der Orientierung bieten soll.
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Die Synchronität der Gehirnaktivität beim Lernen
Forscher haben die Hirnaktivität von Schülern während des Unterrichts mit tragbaren Hirnstrom-Messgeräten beobachtet. Dabei zeigte sich, dass je engagierter die Schüler dem Unterricht folgten, desto synchroner waren ihre Hirnströme untereinander - ein Zeichen für hohe gemeinsame Aufmerksamkeit. Eine besonders hohe Aktivität der Alphawellen zeigte eine starke Bereitschaft und Fähigkeit des Gehirns an, neue Informationen aufzunehmen und zu verarbeiten. Gruppenarbeit oder das gemeinsame Anschauen eines Videos sorgte für deutlich mehr Gleichtakt als das klassische Dozieren beim Frontalunterricht. Je wohler sich ein Schüler in der Gruppe fühlt, desto eher schwingen seine Gehirnwellen im Gleichtakt mit denen der anderen.
Die Bedeutung des Unterrichtsstils und der sozialen Dynamik
Die Gehirnaktivität beim schulischen Lernen wird durch mehrere Faktoren beeinflusst: Der Unterrichtsstil und die Beliebtheit des Lehrers spielen eine Rolle, aber auch die persönlichen und sozialen Eigenheiten der jeweiligen Klasse. Der Gleichtakt der Gehirnwellen spiegelt eine spezielle Form der Aufmerksamkeit wider: Wenn sich alle Beteiligten auf den gleichen Reiz oder die gleiche Abfolge von Reizen konzentrieren, koordiniert diese Stimulation auch ihre Gehirnwellen.
Gehirnforschung und Lernen: Ein dynamischer Prozess
Die Gehirnforschung hat in den letzten Jahren enorme Fortschritte gemacht und hilft zu verstehen, wie Kinder und Erwachsene lernen und wie man das Lernen gezielt fördern kann. Das Gehirn ist kein statischer Computer, sondern ein höchst dynamisches Organ. Bei jeder neuen Erfahrung verändern sich die Verknüpfungen zwischen den Nervenzellen. Kindliche Gehirne sind besonders plastisch und aufnahmefähig. Dieses Wissen kann den Unterricht alltagstauglicher machen: Es unterstreicht, wie wichtig Motivation, Emotionen und eine spielerische Lernatmosphäre sind.
Methoden der Gehirnforschung
Gehirnforscher nutzen verschiedene Methoden, um im lebenden Menschen Einsicht in die Hirnaktivität zu gewinnen, wie MRT, PET und EEG. Diese Forschungsmethoden haben bereits viele Überraschungen geliefert. So fanden Hirnforscher heraus, dass beim Erlernen eines Instruments wie Geige bestimmte Hirnareale wachsen oder stärker verknüpft werden.
Die Funktionsweise des Gedächtnisses
Das Gehirn speichert Informationen nicht wie eine Festplatte. Es baut komplexe Netzwerke aus Neuronen auf und verändert ständig deren Verbindungen. Jede Sinneswahrnehmung oder Gelerntes verändert das Gehirn: Es ändern sich die Verschaltungen der Nervenzellen. Lerninhalte werden also verteilt in vielen Gehirnbereichen abgespeichert - es gibt nicht nur einen "Speicherort". Beim Merken sind unterschiedliche Gedächtnissysteme aktiv, wie Ultrakurzzeit-, Kurzzeit-, Arbeits- und Langzeitgedächtnis.
Effektives Lernen: Reizfilterung, Wiederholung, Motivation und Belohnung
Lernen ist ein aktiver Prozess der Informationsverarbeitung: Das Gehirn muss wahrgenommene Inhalte filtern, bearbeiten und schließlich speichern. Beim Lernen sollte man Störquellen minimieren und sich auf den Lernstoff konzentrieren. Damit Neues langfristig im Langzeitgedächtnis haften bleibt, ist Wiederholung unerlässlich. Besonders effektiv ist dabei das spaced learning: Lernstoff in kleinen Portionen über mehrere Tage verteilt wiederholen. Das Gehirn lernt leichter, wenn es einen Grund hat - wenn eine Information als relevant oder belohnend wahrgenommen wird. Aktivitäten, die Lust oder Erfolgserlebnisse bringen, aktivieren die Ausschüttung von Neurotransmittern wie Dopamin.
Die Plastizität des kindlichen Gehirns
Kinderhirne sind enorm plastisch und befinden sich noch im Umbau. Das menschliche Gehirn ist erst im jungen Erwachsenenalter voll ausgereift. Kinder nehmen passiv die Muster von Sprache oder Bewegungsabläufen auf, ohne dass eine bewusste Anstrengung erforderlich ist. Erwachsene müssen Neues gezielter üben, um es ins vorhandene Netz einzubetten. Kinderhirne lernen flexibler und schneller in bestimmten Bereichen, weil ihre Netzwerke gerade entstehen und sehr formbar sind. Dieses Potenzial sinkt mit dem Alter. Daher lohnt es sich, Grundsteine in frühen Jahren zu legen und nicht zu lange zu warten.
Rahmenbedingungen für optimales Lernen
Ausreichend Bewegung, genügend Schlaf und Ruhepausen, gesunde Ernährung, eine angenehme Lernumgebung und emotionale Unterstützung sind wichtige Rahmenbedingungen für optimales Lernen.
Nachhilfe als individuelle Förderung
Nachhilfe kann eine wertvolle Brücke zwischen Theorie und Praxis schaffen, weil sie individuelle Förderung ermöglicht. Nachhilfelehrer nehmen sich Zeit, alle Fragen des Schülers geduldig und verständlich zu beantworten. Eine stabile emotionale Bindung baut Ängste ab und fördert die Aufnahmebereitschaft. Neue Regeln und Konzepte werden anhand konkreter Beispiele erklärt. Der Stoff wird in kleinen, überschaubaren Schritten erklärt und Altes mit Neuem verknüpft.