Differenzielles Lernen - Variationen statt Pauken
Wir wollen mit Wolfgang Schöllhorn erkunden, warum das Gehirn sowohl motorische als auch kognitive Lernprozesse differenziell, also in Variationen besonders effektiv lernt und trainiert.
Prämisse 1: Bewegung und Denken sind stets höchst variabel
Die Messung der Bodenreaktionskräfte beim Gehen zeigen einen individuellen Fingerabdruck jeder Person, aber auch eine Variabilität jeden Schrittes bei jedem Individuum. Wir reproduzieren unser charakteristisches Bewegungsmuster also nie zweimal identisch.
Daraus lässt sich ableiten, dass die adaptiven Systeme des Bewegens und Denkens immer neue Varianten benötigen, um effizient zu lernen und zu trainieren. Sie lernen dann im 'Differenziellen Lernen' sozusagen durch ständiges Vergleichen und Anpassen - von selbst!
Prämisse 2: Lernen findet am besten in Entspannung statt
Effektives Lernen findet nicht unter Stress, sondern in Entspannung statt:
Mit Gehirnwellenbereichen von Theta (Dösen) und Alpha (Gedanken fließen lassen) gehen
-Aufmerksamkeitssteuerung,
-Gedächtnisverarbeitung,
-Integration neuer Informationen
gut zusammen.
Folgerung 1: Ideale Varianz steigert förderliche Gehirnzustände
Lässt man im Badminton steigernd variabel trainieren - von reiner Wiederholung über geplante bis unvorhersehbare Variablilität, so stellt sich bei höchstem Grad an Varianz zuehmend Stress beobachten (Beta und Gamma). Gleichzeitig entfernt sich die Theta- und Alpha-Aktivierung vom Bereich des Frontalhirns (unten im Bild), das bewusste Steuerung leistet; weil die bewusste Steuerung nicht mehr möglich ist.
Bei hoher, aber nicht chaotischer Variablilität der Übungen überwiegt eine Aktivierung von Theta und Alpha gerade im Bereich der Steuerung. Hier wird also ideal gelernt, kein Stress stört.
Dieses Maß an Abwechslung gilt es zu treffen - den 'Sweetspot'.
Es gibt ein ideales Maß an Unterschiedlichkeit zwischen zwei Übungen. In der Grafik wird nach rechts das Hintergrundrauschen zunehmender Varianz im Üben immer größer. Das Gehirn reagiert mit 'stochastischer Resonanz': es passt sich an die zufälligen Veränderungen aktiv an, bis es irgendwann überfordert ist.
Der Sweetspot liegt bei Kindern udn Anfängern eher bei weniger Varianz weiter links, bei Erwachsenen bzw. Fortge-schrittenen bei mehr Unterschiedlichkeit.
Diese Studie von Schöllhorn bestätigt, dass ideal variables Seilspringen auch eine ideales Herz-Gehirn-Zusammenspiel erzeugt.
Folgerung 2: Differenzielles Bewegen kann Denken verbessern
Die Schüler in dieser Studie haben in den Post-Tests direkt nach der Mathematik-stunde nicht besser abgeschnitten, wenn sie zuvor oder nach dem Unterricht differenziell Springseil-Übungen absolviert hatten. In einem Test Tage nach der Stunde aber erlitten sie kaum einen Lernverlust - wie das bei den traditionell unterrichteten Schülern der Fall war!
Das Gehirn kann offenbar den durch das Springen angeregten Zustand nutzen, um
unbewusst nach der Mathe-Stunde 'weiter zu lernen', was in folgenden Entspannungs-Phasen im Default Mode passiert.
Da differenzielle Körperübungen wie abwechslungsreiches Seilspringen im Gehirn von dieser eine Theta- und Alpha-Aktivierung im Frontalhirn erreichen, kann auch anspruchsvolles kognitives Lernen von dieser Aktivierung profitieren: -> vor oder nach dem Mathe-Lernen!
Folgerung 3: Wechselnde Arbeitshaltung verbessert Lernen
Die lernwirksame Theta-Aktivierung wird durch den instabilen Swopper-Hocker besonders gut von der ersten Minute an ermöglicht. Das Arbeitsgedächtnis, das mit dem d2-Test gemessen wird, ist dauerhaft aktiv.
Ein fixer Hocker lässt die Leistung schwanken, ein üblicher Stuhl zeigt schnelle Ermüdung der Konzentration.
Dynamisches Arbeiten mit Wechseln aus Stehen, Anlehnen und Sitzen sowie mit Bewegungs-elementen erhöht die Theta- und Alpha-Aktivität auch über längere Arbeitsphasen hinweg.
Ausschließliches Sitzen führt zu rascher kognitiver Ermüdung - das muss uns Schulunterricht ganzn anders denken lassen!
Folgerung 4: Differenziell lernen statt pauken
Abwechslungsreiche Bewegungseinheiten und variable Arbeitshaltung sollten also fester Bestandteil eines Schultages sein - auch in Mathe und Deutsch!
Das Training kognitiver Fähigkeiten sollte aber auch von diesen Erkenntnissen profitieren: Statt immer gleiche Aufgaben zu pauken, sollten die Schülergehirne gut gemischt und variierend lernen - ohne dass Chaos Stress verursacht.
Switch Thinking - den Gehirnmodus gezielt wechseln
Der Wechsel zwischen fokussiertem Blick auf einen vorstrukturierten Gedanken etwa bei der Anwendung eines bekannten Rechenweges und dem frei assoziierenden Denken, das entfernte Gedanken zu einem komplexen Verständnis oder einer neuen, kreativen Idee zusammenfügt, ist ein Schlüssel zu kognitiver Leistung. Das entspricht dem hohen Maß an Theta- und Alpha-Aktivierung. Mit Barbara Oakley, Wolfgang Schöllhorn und anderen wollen wir dieses 'Switching Thinking' verstehen und sehen, wie es zu fördern ist.
Kurze, anstrengende Focused-Mode-Phasen braucht jedes Lernen: Ausrechnen, Kopfrechnen, Wörtlich Übersetzen, final Ausformulieren ... . Wirkliches Lernen und Trainieren aber findet im entspannteren von Theta und Alpha geprägten Diffuse Mode statt. Hier wird verglichen, vernetzt, neu geordnet.
Um aus der fokussierten Phase etwa beim ersten Lesen und Analysieren der Aufgabenstellung in den kreativeren Diffuse Mode zu gelangen braucht es eine Bereitschaft im Gehirn zum Adaptieren, einen 'Adaptive State'.
Denken öffnen: Wie kommen wir in den Adaptive State?
Wolfgang Schöllhorn schlägt hier über Bewegung mit einem hohen Maß an Variation als äußere Destabilisierung vor.
Bei Mary Helen Immordino-Young finden wir das Konzept, dass das Gehirn die Relevanz eines Lerninhaltes für den Lernenden selbst erkennt und so in in Adaptionsbereictschaft und damit einen Modus-Wechsel gelangt: Weil der Inhalt Bedeutung, Wert oder relevante Zukunft andeutet.
Die innere Destabilisierung wie sie Jonathan Smallwood vorschlägt, bringt den Lernenden aus dem Lerninhalt selsbt zur aktiven Auseinandersetzung, also einen Diffuse Mode: Schüler wechseln die Perspektive, stellen Hypothesen auf, simulieren Lösungen.
Stets werden die zunächst ispolierten Lerngegenstände in der Adaption mit Vorwissen, Interresse, bestehenden Netzwerken in Kontakt gebracht - und schließlich im gelingenden Diffuse-Mode-Lernprozess neu und breit vernetzt.
Im Ruhezustand das Gelernte festigen
Die erfolgreiche differenzielle Bewegung NACH der Mathe-Stunde zeigte, dass das eigentliche Lernen in den Ruhephasen nach Unterricht und Hausaufgaben stattfindet. Im Default Mode dösen wir an der Bushaltestelle, spazieren durch den Wald oder schlafen.
Sind beim aktiven Lernen Konsolidierungs-Marker gesetzt worden - Vielkanaligkeit, Bedeutung, Freude, Begegnung, Aktivität - kann sozusagen 'offline' das Gelernte stabilisiert und vernetzt werden.
Neben den Markern ist auch eine Phase des Refocusing hilfreich: etwa über eine Technik der RETRIEVAL PRACTICE wird der Kern des neuen Inhaltes noch einmal neu zusammengesetzt, aktiv wiederholt, auf den Punkt gebracht, als Konzept geschärft, in seiner Struktur bewusst gemacht. Das muss aktiv durch den Lernenden geschehen und wird durch erneute Adaptionshilfen - gerne danach! - erleichtert.
Wie geht das in Mathematik - Thema 'Funktionen'?
Die erfolgreiche differenzielle Bewegung NACH der Mathe-Stunde zeigte, dass das eigentliche Lernen in den Ruhephasen NACH Unterricht oder Hausaufgaben stattfindet. Im Default Mode dösen wir an der Bushaltestelle, spazieren durch den Wald oder schlafen.
Sind beim aktiven Lernen Konsolidierungs-Marker gesetzt worden - Vielkanaligkeit, Bedeutung, Freude, Begegnung, Aktivität - kann sozusagen 'offline' das Gelernte stabilisiert und vernetzt werden.
Neben den Markern ist auch eine Phase des Refocusing hilfreich: etwa über eine Technik der RETRIEVAL PRACTICE wird der Kern des neuen Inhaltes noch einmal neu zusammengesetzt, aktiv wiederholt, auf den Punkt gebracht, als Konzept geschärft, in seiner Struktur bewusst gemacht. Das muss aktiv durch den Lernenden geschehen und wird durch erneute Adaptionshilfen - gerne danach! - erleichtert.