Die Frage, wie Lernen gelingt, beschäftigt Pädagogen, Didaktiker und Neurowissenschaftler gleichermaßen. Gerhard Roth, Professor für Verhaltensphysiologie und Entwicklungsneurobiologie, hat sich intensiv mit dieser Thematik auseinandergesetzt und in seinem Werk "Bildung braucht Persönlichkeit. Wie Lernen gelingt" die Erkenntnisse der Hirnforschung in Bezug auf Lernen und Bildung zusammengetragen. Dieser Artikel beleuchtet Roths Thesen, seine Kritik am bestehenden Bildungssystem und seine Vorschläge für eine hirngerechtere Unterrichtsgestaltung.
Die untrennbare Verbindung von Gehirn und Persönlichkeit
Aus neurobiologischer Sicht sind Psyche und Persönlichkeit untrennbar mit Prozessen im Gehirn verbunden und entwickeln sich zusammen mit ihm. Diese Entwicklung wird neben genetischen und epigenetischen Vorgaben durch Umwelteinflüsse vor der Geburt und in früher Kindheit bestimmt, insbesondere im Rahmen der frühkindlichen Bindungserfahrung und frühen Sozialisation. Psychische Erkrankungen, die durch traumatisierende Erlebnisse wie Vernachlässigung, Misshandlung und Missbrauch entstehen, hinterlassen deutliche Spuren im Gehirn bis auf die zelluläre und molekulare Ebene. Die Erkenntnis dieser Zusammenhänge ist eine wichtige Voraussetzung für alle vorbeugenden und therapeutischen Bemühungen um die seelische Gesundheit von Kindern und Erwachsenen.
Neurobiologische Grundlagen des Lernens
Roth stellt in seinem Buch die grundlegenden neurobiologischen Abläufe bei Emotionen, extrinsischer und intrinsischer Motivation, Stress, Impulsivität, Bindung und Empathie, Realitätsbeurteilung und Risikowahrnehmung, Lernen und Gedächtnisstruktur, Erinnern und Vergessen, Aufmerksamkeit, Konzentration und Bewusstsein, Intelligenz und Begabung dar. Er geht auch auf Lernbeeinträchtigungen und Behinderungen, Kommunikation und Vertrauen, Ehrgeiz, Ausdauer und Fleiß, Lesen und Verstehen ein.
Gedächtnisstrukturen und Lernprozesse
Das Gedächtnis ist keine homogene Einheit, sondern ein komplexes System mit unterschiedlichen zeitlichen und inhaltlichen Aspekten. Roth unterscheidet zwischen dem Ultra-Kurzzeitgedächtnis (ein bis zwei Sekunden), dem Kurzzeit- oder Arbeitsgedächtnis (zwei bis dreißig Sekunden) und dem Langzeitgedächtnis (unbegrenzte Kapazität).
- Ultra-Kurzzeitgedächtnis: Ermöglicht das Lesen, indem es den Anfang eines Satzes bis zum Ende präsent hält.
- Kurzzeitgedächtnis: Begrenzte Kapazität (fünf bis sieben Items), verbessert durch ständige Wiederholung und einfache Assoziationen.
- Langzeitgedächtnis: Keine Kapazitätsgrenzen, aber ebenso wichtig ist das Vergessen.
Das Langzeitgedächtnis unterteilt sich weiter in:
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- Deklaratives oder explizites Gedächtnis: Bewusst zugänglich, umfasst das episodische Gedächtnis (autobiografisch, Quellen-Gedächtnis), das Wissensgedächtnis (Faktenwissen) und das Vertrautheitsgedächtnis.
- Emotionales Gedächtnis: Positives und negatives Gedächtnis, wobei das negative oft wichtiger ist.
- Implizites Gedächtnis: Unbewusst, umfasst Fertigkeiten, Gewohnheiten, klassische Konditionierung und Priming.
Die Rolle des Hippocampus
Die Großhirnrinde ist der Sitz des bewusstseinsfähigen Gedächtnisses, aber die Organisation des deklarativen Wissens erfolgt unbewusst durch den Hippocampus und die umgebenden Strukturen. Der Hippocampus organisiert das Ereignis im Kontext-Gedächtnis, während in der umgebenden Rinde das Faktengedächtnis und das Vertrautheitsgedächtnis lokalisiert sind.
Hemisphären-Spezialisierung
Die beiden Gehirnhälften verarbeiten Gedächtnisinhalte unterschiedlich: Die rechte Hemisphäre speichert eher episodisch-emotionale Inhalte, die Ich-Bezogenheit, während die linke Hemisphäre eher das Fachwissen verarbeitet.
Synaptische Verbindungen
Die Großhirnrinde besteht aus etwa sechzig bis hundert Milliarden Pyramidenzellen, von denen jede mit zehn- bis zwanzigtausend anderen Zellen verknüpft ist. Die Übertragungseigenschaften an den synaptischen Kontaktpunkten ändern sich während der Gedächtnisbildung. Es gibt unterschiedliche zeitliche Fenster des Gedächtnisses, die auf unterschiedlichen Prozessen beruhen: sehr schnelle (innerhalb einer Sekunde), langsamere (dreißig Sekunden), noch langsamere (eine Minute bis eine halbe Stunde) und anatomische Umbauten (Stunden bis Tage).
Neuromodulatorische Systeme
Systeme, die mit Gefühlen und Gefühlszuständen zu tun haben (neuromodulatorische Systeme), beherrschen unser Gedächtnis und unser Denken. Wichtige Stoffe sind Noradrenalin, Dopamin, Serotonin und Acetylcholin.
Kritik am bestehenden Bildungssystem
Roth kritisiert die mangelhafte Einbeziehung neurowissenschaftlicher Erkenntnisse in die schulische Praxis. Er bemängelt, dass der akademische Lehrbetrieb in Pädagogik und Didaktik vorrangig Prinzipielles und Konzeptuelles vermittelt, weniger die Unterrichtspraxis. Die Bildungspolitik sei Ländersache und damit parteipolitisch ausgerichtet, häufig auf fortschrittlich klingende Absichtserklärungen beschränkt. Schulbehörden seien mit Verwaltungs- und Finanzproblemen belastet. Lehrer erarbeiten sich ihre Unterrichtskonzepte individuell, ohne Kooperation oder gar Supervision.
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Roth kritisiert auch, dass Lehrerinnen und Lehrer oft nicht miteinander reden, dass man am 45-Minuten-Takt und veralteten Methoden festhält. Die klassische Unterrichtsstunde verhindere einfachste pädagogische und didaktische Dinge.
Roths Forderungen und Vorschläge für eine hirngerechtere Unterrichtsgestaltung
Roth plädiert für eine Unterrichtspraxis, die durch Einbeziehung und anwendungsbezogener kritisch-konstruktiver Reflexion neurowissenschaftlicher Einsichten deutlich optimiert wird. Er fordert, dass Behördenvertreter, Pädagogik- und Didaktikprofessoren und Lehrer gemeinsam neue Unterrichtskonzepte entwickeln, und zwar indem sie die Forschungsergebnisse der Neurobiologie mit einbeziehen.
Konkret schlägt Roth vor:
- Weniger Stoff, exemplarisches Lernen
- Autorität des Lehrers
- Abschied vom 45-Minuten-Takt
- Fächerübergreifender Unterricht
- Schüler sollen lernen, große Aufgaben in kleine zu zerlegen
- Tägliche Sprechstunde der Lehrenden für jeden Lernenden zur persönlichen Aussprache
Roth und seine Mitarbeiter haben in Zusammenarbeit mit Schulen in verschiedenen Bundesländern Modellprojekte mit einem ganztätigen, fächerübergreifenden und durch „Methoden-Mix“ gekennzeichneten Unterricht entwickelt, der Orientierung bieten sollte.
Die Hattie-Studie und ihre Bedeutung für das Lernen
Roth hebt die „Mega-Studie“ von Hattie und Mitarbeitern hervor, in der 50.000 Übersichtsstudien der weltweiten Lernforschung zusammengefasst ausgewertet wurden. Die Hattie-Studie betont die Bedeutung der Beziehung zwischen Schülern und Lehrpersonen für den Lernerfolg. Lehrerinnen und Lehrer müssen vertrauens- und glaubwürdig sein.
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Lernen als Vertrauenssache
Die Aussagen der Hattie-Studie bestätigen: Lernen ist eine Vertrauenssache. Wenn jemand etwas erzählt, dem man nicht intuitiv glaubt, dann nimmt man das nicht nachhaltig in sein Gedächtnis auf. Die Qualität der Beziehung zwischen Schülern und ihren Lehrpersonen entscheidet über Lernerfolge.
Selbstständiges Lernen
Selbstständiges Lernen ist am Anfang ein Lernen unter Anleitung der Lehrerinnen und Lehrer. Der Schüler muss erst einmal lernen, wie man lernt. Es ist ein langer Weg von der reinen Instruktion zur Selbstkonstruktion, und er muss gemacht werden und das kann man nur in der Ganztagsschule.