Umsetzung evidenzorientierten Lernens
- ein 3-Ebenen-Modell
Die Debatte um evidenzbasierte, wissenschaftlich fundierte Entwicklung unserer Schulen ist unübersichtlich und fragmentiert. Lehrkräfte, Schulsysteme und Bildungspolitik erleben sie oftmals als Konfettiregen von Ideen, Forderungen und Erkenntnissen, so dass meist nur äußerliche Veränderungen diskutiert werden statt die Lernqualität im Kern zu verbessern.
Wir wollen daher ein offenes Strukturierungsangebot mit diesem dreischichtigen Konkretisierungsmodell anbieten:
1. Wir stellen die Basis-Erkenntnisse zu den Mechansimen des Lernens und Denkens im Gehirn mit Bezug zu Neurowissenschaften und Kognitionspsychologie dar.
2. Wir legen 5 Lehr-Lern-Prinzipien an, die diese Basis-Erkenntnisse bedienen und empirisch valide sind.
3. Davon trennen wir die unendlichen Möglichkeiten an Lehr-Lern-Settings, deren jeweiliges Potenzial mit den 5 Prinzipien abzugleichen ist.
Die Activation Matrix
Hier strukturieren wir das Verständnis vom Gehirn, erläutern mit vielen Beispielen die abgeleiteten Prinzipien eines gehirngerechten Lernens und verweisen auf Grundlagen-Training, auf förderliche Lernumgebung sowie das Ziel der Selbstregulation durhc Schüler, die diese Zusammen-hänge verstehen und anwenden.
Denkmodi und ihre chemischen Antreiber
BASICS - Von den Funktionen des Gehirns
Wir machen die komplexe Funktionsweise des Gehirn an funktionalen Schichten (Layers) deutlich, die natürlich nicht räumlich getrennt übereinander liegen, sondern einander durchdringen:
Die neuronale Ebene beschriebt die Struktur und Dynamik der Nervenzellen und -fasern sowie ihre Vernetzung zu immer komplexeren neuronalen Netzen.
Die Biochemie bringt das Gehirn in verschiedene funktionale Zustände, die Denken und Merken erst möglich machen.
Daraus entstehen ständig wechselnde Modi, in denen das Gehirn 'arbeitet' - von der strengen Fokussierung bis zum 'Konsolidieren' im REM-Schlaf.
Schließlich ist die Speicherung von Informationen ein vielfältiger Prozess vom Arbeitsgedächtnis bis zur Langzeitpotenzierung, von automatisierten Lernen bis zum bewussten Verstehen.
Die neuronale Ebene
Prozedurales vs. deklaratives Lernen
Vom Stirnhirn in den Neokortex
Wege des Merkens und Verstehens
Im Focused Mode arbeitet das Gehirn mit Hochdruck an einer abgegrenzten Aufgabenstellung, erfasst eine Aufgabenstellung, formuliert eine Lösung, rechnet u.ä..
Der Präfrontale Kortex (PFC) hat volle Kontrolle, Noradrenalin schafft eine hohenergetische Grundaufmerksam-keit, Acethylcholin (ACh) hilft den geistigen Blick auf die Problem-stellung zu richten und sie für die Langzeitpotenzierung (LTP) vorzube-reiten.
Wie ein Scharfschütze agiert man am besten mit fixiertem, engem Blick an klarem, abgegrenzten Arbeitsplatz. Nach 'Alter+1' Minuten muss aber ein Moduswechsel die Anstrengung auflösen.
Wird ein angelegter Gedankengang zu einer Lösung oder einem wirklichen Verständnis geführt, wird der Wechsel zum Diffuse Mode nötig, bei dem die neuen Informationen mit bisherigen aus dem Neokortex abgeglichen und neu geordnet werden.
ACh und Noradrenalin sinken, dafür verspricht Dopamin die Auflösung einer gedanklichen Herausforderung.
Der PFC gibt etwas Kontrolle ab, der Hippocampus vermittelt zu bisherigen Erfahrungen und Erlebnissen, die der Auflösung helfen könnten - wie ein Radar-Blick!
Freierer, offener Raum macht peripheres Sehen möglich, Bewegung erleichtert das elastischere Denken.
Eine mögliche Lösung wird wieder im Focused Mode gefasst - so entsteht ein ständiges Pendel der Modi.
Die Festigung von Konzepten und bessere Verknüpfung mit Vorwissen findet allerdings im Hintergrund bei Ruhephasen statt - im Default Mode.
In ruhigen und Informationsarmen Phasen am Tag sowie v.a. im REM-Schlaf führt der Hippocampus relevante, erlebnisstarke und vielfältig sowie aktiv angelegte Informations-Netzwerke zu einer schnellen und häufigen Wiederholung, die sie immer mehr konsolidiert.
Serotonin ermöglicht die Entspannung, alle aktivierenden Botenstoffe befinden sich auf Minimalniveau.
Die Kombination von chemischem und elektrischem System macht unser Gehirn so plastisch, so anpassungsfähig, dass es sich während des (ununterbrochenen) Gebrauchs immerfort verändert.
Über die Axone, die unter aktiver Benutzung immer mehr myelinisiert und damit leitfähig werden, wandert der Strom in die Dentriden, wo biochemisch der Kontakt über wachsende Spines immer mehr gebahnt wird - bis zur sogenannten Langzeitpotenzierung am synap-tischen Spalt.
Neuronale Verbindungen stärken sich und etablieren Wissen, Verstehen und Können im Gehirn.
Erste Wissensstrukturen sind neuronale Muster, die als 'Konzepte' zunächst 'enkodiert', also einge-schrieben werden und von da an immer mehr konsolidiert werden.
Bewusst geschieht das durch gehirngerecht aktives Training wie Abruflernen, Vergleich, Interleaving, Anschluss an Vorwissen und Multikanaligkeit, unbewusst geschieht es v.a. im Schlaf, wenn es als bedeutsam, aktiv und vielkanalig vom Hippocampus bewertet wird.
Solche Konzepte treten miteinander in kognitiv aktivierenden Kontakt, neue übergreifende Konzepte entstehen und bilden bei entsprechender Komplexität und Aussagekraft ein 'Schema'.
Prozedurales Lernen ist typisch für das kindliche Lernen von Muttersprache bis Fahrradfahren: Durch vielfältiges Wiederholen und unterbewusstes Auswerten von Wahrnehmung etablieren sich Wissens- und Könnens-Netze langsam, die aber sehr sicher und schnell abge-rufen werden können.
Exekutive Kontrolle über den PFC findet kaum statt, die Basalganglien speisen die Netze in den Neokortex ein.
Auch späteres Lernen etwa in Mathe profitiert von der Kombination von prozedural und deklarativ Gelerntem.
Schulisches Lernen ist zumeist deklaratives Lernen,
bei dem Schritt für Schritt schnell und flexibel neue Information verstanden und gespeichert wird. Der hippocampale Abgleich mit bisher Erfahrenem und Gewusstem ist zentral, der Abruf oder Abgleich mit
einer Fragestellung erfordert Zeit und kognitive Aktivität.
ADHS-Begabte können so leicht über Assoziationen neue Informationen einspeichern, benötigen aber beim Abruf das für sie mühsam zu erwerbende prozedurale Wissen, um ihr ohnehin weniger starkes Arbeitsgedächtnis zu entlasten.
Das Arbeitsgedächtnis (WM) kann nur 4-5 Informationseinheiten kurzzeitig festhalten, wenn der Hippocampus die Informationen als bedeutend einordnet, kann er sie einordnen mit Vorerlebnissen und -wissen aus dem Neocortex. Zunächst muss er beim Verstehen und Abrufen noch vermitteln, was Kapazitätsgrenzen hat.
Erst wenn über aktives Üben und gelingendes Default Mode Bearbeiten v.a. im Schlaf die Konsolidierung vorangeschritten ist, kann man direkt auf die Konzepte im Neocortex zugreifen. Diese geringere kognitive Last v.a. im WM ermöglicht eine effizientere Bearbeitung von Aufgaben.