Lernerfolg: Arbeitsgedächtnis entscheidender als IQ

Marcel Liechti, Gehirntrainer GfG, Master of Mathematics UZH

In einer wissenschaftlichen Studie an der Universität California wollte man herausfinden, welche Bedeutung der Arbeitsgedächtniskapazität (engl. working memory) bzw. die kognitiven Fähigkeiten bzw. flüssige Intelligenz oder flüssiger IQ für den Lernerfolg in den grundlegendsten Schulfächern in der Unter- und Oberstufe der Volksschule hat.

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Konkret: Lesen, Textverständnis, Rechtschreibung und Rechnen. Man untersuchte fast 200 Schüler im Alter von 8 bis 13 Jahren über einen Zeitraum von zwei Jahren. Wieder prüfte man deren Arbeitsgedächtnis und IQ und verglich dann diese Werte mit den oben erbrachten Schulleistungen in den erwähnten vier Bereichen. Bei der Analyse der gemessenen Daten und dem Vergleich des Arbeitsgedächtnisses mit dem IQ bestätigte sich klar, dass der klassische IQ sehr wenig zur Leistungsvorhersage beitrug.

Das Arbeitsgedächtnis ist ein verlässlicher Prädiktor

Dagegen erwies sich das Arbeitsgedächtnis als verlässlicher Prädiktor der Schulerfolgsvoraussage. Ein gutes Arbeitsgedächtnis war der entscheidende Vorteil, der den Schülern zu guten Noten verhalf – unabhängig von ihrem sozialen Status. Diese Erkenntnisse sind Aufsehen erregend. In diesem Aufsatz werden wir den Hintergrund beleuchten und zeigen was dies für den zukünftigen Schulunterricht bedeutet.

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Während längerer Zeit galt der klassische IQ als einziger sicherer Prädiktor(Faktor der Vorhersage) für zukünftigen Schulerfolg. Ein Forschungsteam unter der Leitung von Tracy Alloway der Universität California, kurz: FTAUC, hat dies nicht nur in Frage gestellt, sondern bewiesen, dass dies falsch ist!

In einer ausführlichen Studie an 200 Jugendlichen zwischen 8 und 13 Jahren wurde durch die FTAUC bewiesen, dass das Arbeitsgedächtnis  als verlässlicher Prädiktor für die zukünftigen erzielten Leistungen gilt und nicht der klassische IQ. Erstaunlich ist, dass die Voraussage zu nahezu 95% eintraf. Die Studie wurde dadurch erhärtet, dass die Voraussage auch nach rund 6 Jahren immer noch zutraf.

Die Kernaussage der Studie sagt folgendes: Jugendliche mit hohem klassischen IQ-Werten hatten kaum Vorteile gegenüber solchen, die eher durchschnittliche IQ-Werte besaßen, jedoch ein gutes Arbeitsgedächtnis. Klar im Vorteil sind durchwegs Schüler, die ein gutes Arbeitsgedächtnis besitzen.

An einem Beispiel soll erläutert werden wie sich die unterschiedlichen Kapazitäten des Arbeitsgedächtnis auswirken können.

Arbeitsgedächtniskapazität: Ein Beispiel

Nehmen wir zwei Schüler Marco und Marcel, beide mit einem überdurchschnittlichen IQ. Sei Marco der Schüler, der wesentlich eine geringere Arbeistgedächtniskapazität hat als Marcel. Das heißt der flüssige IQ von Marco ist geringer als der von Marcel.

Beide erhalten die Aufgabe auf der Basis der Satzgruppe des Pythagoras (konkret: Satz von Pythagoras, Höhensatz und Kathetensatz=Satz von Euklid) zwei sogenannte eingekleidete Aufgaben (Satzaufgaben) zu verstehen und das Vorgehen zu einer möglichen Lösung erklären. Beide Schüler können den Inhalt der drei Sätze formal etwa gleich wiedergeben. Das erzielte Resultat ist jedoch typisch: Während Marcel schnell den Inhalt und die korrekte Interpretation der Sätze in der Textaufgabe wieder erkennt und folglich auch zügig lösen, sowie am Schluss auch verständlich erklären kann, hat Marco bereits Mühe den Inhalt der Aufgabe zu verstehen und den Zusammenhang mit den vorgegebenen Sätzen zu erkennen. Marco konnte auf Anhieb auch keine Lösung erarbeiten und anschliessend nur mit Mühe das Resultat erklären.

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Das leistungsstärkere Arbeitsgedächtnis von Marcel erlaubt diesem die Aufgabe effizient zu lösen und auch zu erklären, wobei Marco dies nur mit großer Mühe kann und dies auch viel umständlicher. Dem aufmerksamen Lehrer fällt auf, dass genau diese Fähigkeiten zu vermitteln die große Herausforderung im Schulzimmer ist.
Das Team FTAUC fordert aus den gemachten Erfahrungen im Klassenzimmer das Arbeitsgedächtnis intensiv zu fördern und zu trainieren.

Arbeitsgedächtnis und Lernstörungen

Wo auch immer Sie in einem Klassenzimmer auftauchen, Sie werden wahrscheinlich immer ein bis zwei Schüler antreffen, die Lernstörungen aufweisen. Zu diesen Lernstörungen gehören vor allem ADHS, Dyslexie und Autismus. Alle drei Lernstörungen haben eine gemeinsame Basis: ein leistungsschwaches Arbeitsgedächtnis. Der Zusammenhang zwischen Lernstörungen und Arbeitsgedächtnis ist hoch komplex, was auch das FTAUC-Team erfahren musste. Viele Forschergruppen arbeiten intensiv an den Kausalitäten und Ursachen dieses Zusammenhangs. Eindeutig ist, dass es ihn gibt und dass ein verbessertes Arbeitsgedächtnis praktisch immer Linderung bringt.

Bedeutung des Arbeitsgedächtnisses für die Schule

Die Erforschung des Arbeitsgedächtnis und deren Erkenntnisse sind entscheidend für das Lernen und hat enorme Folgen für unsere Schulen; genauso für Bildung und Erziehung allgemein. Über das Arbeitsgedächtnis eines Schülers Bescheid zu wissen kann für Lehrer sehr von Vorteil sein. Ist es doch ein leistungsfähiges Instrument den Lernerfolg positiv zu beeinflussen und nötigenfalls die nötigen Schritte einzuleiten.

Flüssige Intelligenz und flüssiger IQ

Als Testinstrumentarium zur Messung der flüssigen Intelligenz oder flüssige IQ gibt es einerseits den LIE-KAI-Test von Neuronalfit, (hier kann die kostenlose App: LIE-KAI-Test geladen werden) und der in der Schweiz noch unbekannte AWMA-Test der FTAUC, der vor allem in California eingesetzt wird. Hier gilt es neu die Lehrpläne der Volksschulen nach arbeitgedächtnisfördernden Aufgaben und Konzepten zu durchleuchten und anzupassen. Eine sehr interessante aber auch lohnende Aufgabe für zukünftige Lehrer.

Studie: Wunderkinder haben ein extrem gutes Arbeitsgedächtnis

Während die eine Gruppe von Neuroforschern davon ausgeht, dass Wunderkinder eine genetisch günstige Disposition haben, geht die andere Gruppe davon aus, dass es besondere familiäre oder soziale Bedingungen sind, die Spitzenleistungen ermöglichen.

 

Vertreter der ersten Gruppe verweisen gerne auf den genialen Mathematiker Carl Friedrich Gauß, der aus einfachsten Verhältnissen stammend, zu einem der bedeutendsten Wissenschaftler seiner Zeit wurde. Wunderkindern wie Goethe oder Mozart hingegen, wurde schon in frühester Kindheit Privatunterricht erteilt, was eine Erklärung für deren großartigen Leistungen in Kindesalter sein könnte. Was trifft nun zu?

Die Faktoren, die Wunderkinder zu dem machen, wurden systematisch untersucht. Die Faktoren sind: Allgemeine Intelligenz; das Arbeitsgedächtnis, das ein spezieller Aspekt der Intelligenz darstellt (sogen. Gf-Faktor), oder eine Art von Autismus.

Aus früheren Forschungen ist bekannt, dass überdurchschnittlich viele Personen, die an Autismus (Asperger-Syndrom) leiden, hochbegabt sind. Die Wissenschaftler Joanne Ruthsatz und Jourdan Urbach haben 2012 insgesamt 8 Wunderkinder ausgiebig befragt und untersucht. Die befragten Kinder haben bereits mit 10 Jahren Großes geleistet, sei es in Kunst, Mathematik oder Musik. Um die klassisische Intelligenz und das Arbeitsgedächtnis zu testen, wurde der Stanford-Binet IQ-Test vorgegeben.

Fazit 1: Der IQ war nur relativ leicht erhöht, der ca 20% über dem Durchschnitt der Bevölkerung lag. Insgesamt lässt sich sagen, dass die Wunderkinder zwar intelligent sind, jedoch nicht in dem Ausmaß, wie man es hätte erwarten können.
Fazit 2: Arbeitsgedächtnis (engl: working memory) lag im oberen Extrembereich.

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Bei der Analyse der Arbeitsgedächtnisse der Wunderkinder stießen die Wissenschaftler auf ein verblüffendes Ergebnis: Jedes einzelne der acht Wunderkinder besaß ein Arbeitsgedächtnis, das besser war, als jenes von 99% der Bevölkerung. Jedes der acht Kinder gehört somit zu dem einen Prozent der Bevölkerung mit dem höchsten Arbeitsgedächtnis. Wir erinnern uns dem Arbeitsgedächtnis kommt im Alltag eine Vielzahl von Aufgaben zu, und dient vor allem dazu, Informationen zwischen zu speichern und gleichzeitig mehrere Informationen im Kopf zu behalten und schnell wiederzugeben

Das Positive dieser Studie ist nicht unerwartet.

Arbeitsgedächtnis trainieren und verbessern

Auch wenn die meisten von uns vermutlich zu alt sind um ein Wunderkind zu werden, können wir doch unser Arbeitsgedächtnis durch regelmäßiges Trainieren massiv steigern. In vielen Studien wurde demonstriert, dass Gehirn-Training, wie es die GfG oder Neuronalfit anbietet, in der Lage ist, das Arbeitsgedächtnis dauerhaft und bedeutsam zu steigern. Für die Schulen ist diese Erkenntnis bahnbrechend. Dies führt zwingend zu neuen Trainingsmethoden im Schulunterricht. Rektoren und Schulleiter tun gut daran sich ausgiebig darüber Gedanken zu machen.

Nachhaltiges Gehirntraining hilft

Tipp:  Mit dem Spezialangebot Primus-Flex können Sie ein nachhaltiges Gehirntraining absolvieren, was wohl zum Besten gehört was zurzeit auf dem Markt erhältlich ist. Es gibt ein kostenloses und ein günstiges kostenpflichtiges Angebot! Nutzen Sie es. Empfehlenswert ist auch der Anbieter Neuronation, der viele wissenschaftlich fundierte Gehirntrainingübungen anbietet.

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Dank Arbeitsgedaechtnistraining fit fuer die Schule: Teil II

 Marcel Liechti, Gehirntrainer GfG, Master of Mathematics UZH

 

Arbeitsgedächtnis-Kapazität

Arbeitsgedächtnis-Kapazität in der Schule

Serie Teil 2:    Arbeitsgedaechtnistraining oder IQ? Was ist wichtiger für den Schulerfolg?

Der IQ… Jeder kennt ihn, den Intelligenz-Quotienten, jedoch kaum den Begriff Arbeitsgedaechtnistraining. Schon bei unseren Kindern wird er gemessen und getestet. Und das Ergebnis stand immer dafür, wie schlau jemand ist, oder eben auch nicht. Lange Zeit wurden die IQ-Ergebnisse auch als Vorhersagefaktor genutzt wie der schulische Erfolg später mal aussehen könnte oder würde. Aber ist dieser Wert wirklich so zentral für den Erfolg in der Schule? Wie die jüngere Forschung unter Alloway belegt ist die Arbeitsgedächtniskapazität oder Arbeitsgedächtnisleistung als Vorhersagefaktor aussagekräftiger und sicherer als der IQ. Dieser Artikel erklärt es!

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Ein „schlauer“ Mensch namens Alloway konnte daran auch nicht wirklich glauben. Also begannen Untersuchungen mit Kindern, die die Schule noch nicht besuchten. Der Intelligenz-Quotient sowie die Leistungen des Arbeitsgedächtnisses wurden getestet und gemessen, um sie anschließend mit den späteren Schulnoten zu vergleichen.

(Hier geht es zum Teil I )


Dabei kam zum Teil Verblüffendes heraus. Kinder, die einen durchschnittlichen IQ hatten, hätten eigentlich keine Probleme haben dürfen, dem Schulstoff zu folgen und mindestens durchschnittliche Noten zu erzielen. Aber wie es im Leben halt so ist, kam alles anders als gedacht. Einige Kinder mit einem hohen oder durchschnittlichen IQ bekamen im Laufe des Untersuchungszeitraums Probleme in der Schule und erreichten die ursprünglich erwarteten Noten. Das wiederum zeigt, dass der Intelligenz-Quotient und die Notenleistungen in der Schule nicht wirklich zusammenhängen konnten.

Also konzentrierte man sich nun auf die Arbeitsgedächtnis-Kapazität der Schüler und versuchte, zwischen diesem und den Schulnoten eine Verbindung herzustellen. Und siehe da… War die Leistung des Arbeitsgedächtnisses unterdurchschnittlich, hatten die Kinder Schwierigkeiten, dem Stoff zu folgen und halbwegs gute Noten zu erreichen.

Arbeitsgedächtnis-Kapazität

Ergebnis: Wenn wir vorhersagen wollen, wie die späteren Leistungen der Kinder in der Schule höchstwahrscheinlich aussehen werden, dürfen wir und nicht auf den IQ konzentrieren, sondern die Arbeitsgedächtnis-Kapazität sollte im Mittelpunkt der Aufmerksamkeit stehen!

 

Und es scheint fast unglaublich, aber… Wusste Alloway die Leistungsfähigkeit des Arbeitsgedächtnisses, so konnten die späteren Schulleistungen mit 95%iger Sicherheit vorhergesagt werden. Klingt ja fast wie der Blick in eine Kristallkugel. Nur die Treffsicherheit ist um einiges höher!

Also nochmal: der IQ ist eigentlich nebensächlich. Das Zauberwort lautet Arbeitsgedächtnis-Kapazität!

Wie Wissenschaftler nun mal so sind, mussten diese Ergebnisse aber noch mal überprüft und noch einmal bestätigt werden. Also fand eine weitere Untersuchung mit etwa 70 Schülern statt, bei der die zentrale Frage im Vordergrund stand, welche mentalen Fähigkeiten am wichtigsten für den Erfolg in den schulischen Grundlagen (Rechnen, Lesen & Verstehen und Schreiben) sind. Auch hier wurden wieder IQ-Werte und Arbeitsgedächtnis-Kapazität gemessen. Und auch hier war das Ergebnis eindeutig: der IQ spielt in Bezug auf die erreichten Noten nur eine nebensächliche Rolle. Es kommt auf die Arbeitsgedächtnis-Leistungen an!

In anderen internationalen Studien konnte außerdem herausgefunden werden, dass eine niedrige Leistung des Arbeitsgedächtnisses die Wahrscheinlichkeit für eine Lese- und Rechtschreibschwäche erhöht. Gleiches wurde auch für den Bereich des Rechnens bestätigt. Und es erscheint auch mehr als logisch. Unser Arbeitsgedächtnis ist dafür zuständig, Informationen aufzunehmen und zu verarbeiten. Wenn beides nicht sonderbar gut funktioniert, wie sollen dann bspw. Textaufgaben im Mathematik-Unterricht richtig gelöst werden? Wenn schriftliche Informationen auf eine mathematische Gleichung übertragen werden sollen, hat unser Arbeitsgedächtnis einfach eine Menge zu tun. Zahlen aufnehmen, Daten aufnehmen, den Text richtig verstehen, die Wörter auf Zahlen übertragen und ganz viel logisches Denken. Wenn das Arbeitsgedächtnis nicht auf Hochtouren arbeitet und wie ein Uhrwerk funktioniert, kann auch die mathematische Lösung nicht wirklich richtig sein… Diese Verbindung zwischen der Arbeitsgedächtnis-Kapazität und den Leistungen im Bereich Mathematik wurden noch von einigen anderen Wissenschaftlern eindeutig belegt.

Zusammenhang zwischen Arbeitsgedächtnis und Sprachenlernen

Andere Forscher beschäftigten sich mit dem Zusammenhang zwischen Arbeitsgedächtnis und dem Erlernen einer neuen Sprache. Und auch hier ist die Arbeitsgedächtniskapazität der zentrale Faktor. Wenn wir eine neue Sprache lernen, müssen wir sehr viel vergleichen und transferieren. Wenn das Verständnis eines Textes in der Muttersprache schon schwer fällt, ist es bei einer fremden Sprache bestimmt nicht besser. Außerdem müssen unzählige neue Vokabeln gelernt werden, das Arbeitsgedächtnis muss in der Lage sein, andere grammatikalische Regeln zu verstehen und diese parallel zur Grammatik der Muttersprache abzuspeichern. Und das Ganze auch noch, ohne alles durcheinander zu bringen. Und ohne bereits Gelerntes einfach zu löschen. Eine große Aufgabe für das Arbeitsgedächtnis. Und je „stärker“ es ist, umso leichter fallen diese Aufgaben.

Ganz besonders heikel wird es für Kinder, die sowohl einen niedrigen IQ, als auch ein eher unterdurchschnittliche Arbeitsgedächtnisleistungen zeigen. Ein niedriger IQ kann im Bereich der schulischen Leistungen gut ausgeglichen werden. Mit einer schlechten Arbeitsgedächtnis-Kapazität geht das leider nicht. Ohne sie sind wir nicht in der Lage zu lernen. Oder nur unter sehr erschwerten Bedingungen. So kann Lernen doch gar keinen Spaß machen, oder?

Arbeitsgedächtnis-Kapazität

Wenn wir den Spieß aber nun mal herum drehen… Was ist mit den „hochbegabten“ Kindern? Hochbegabung wird schließlich auch am IQ gemessen und nicht an der Arbeitsgedächtnis-Kapazität. Mindestens 130 IQ-Punkte müssen wir haben, um als hochbegabt zu gelten. Dann gelten wir nämlich als besonders schlau. Aber hilft das Kindern in der Schule? Sind die Hochbegabten auch gleichzeitig immer die Klassenbesten? In der Realität eindeutig nicht. Viele Eltern versuchen, ihre hochbegabten Kinder besonders zu fördern. Denn viele würden sich im normalen Schulalltag einfach  nur langweilen und würden daher eher schlechte Noten schreiben.

Hochbegabung

Auch unter Wissenschaftlern ist das Thema „Hochbegabung“ ein sehr oft erforschtes Gebiet. Einer von ihnen startete eine Langzeitstudie. Arbeitsgedächtnis-KapazitätViele der hochbegabten Kinder machten eine steile Karriere als Anwälte oder Ärzte. Aber nicht alle. Einige fanden sich im späteren Berufsleben auch in Helfertätigkeiten wieder, für die keine spezielle Ausbildung erforderlich ist. Aber warum ist das so? Ich denke, Sie können sich die Antwort bereits denken…

Zwar hatten alle untersuchten Schüler einen hohen IQ, aber nicht alle hatten eine hohe Arbeitsgedächtnis-Kapazität. Und genau hier auch die Erklärung zu finden, warum manche ihr Leben lang erfolgreich waren und andere eben nicht.

Zur Verdeutlichung ein kleines, typisches Beispiel:

Lisa und Marie besuchen dieselbe Klasse desselben Gymnasiums. Sie sind also ungefähr im gleichen Alter und beide haben einen IQ, der etwas über dem Durchschnitt liegt. Sie besuchen beide den Spanisch-Unterricht, schreiben oft gute Noten, vor allem wenn ein Vokabel-Test oder ähnliches anliegt.

Als in einer Klausur jedoch verlangt wird, ein bestimmtes geschichtliches Ereignis mit der Entwicklung zum heutigen Spanien und dem spanischen Staatsverständnis miteinander in Verbindung zu bringen, wird der Unterschied sehr deutlich. Genügend Faktenwissen über die Geschichte Spaniens haben beide. Lisa fällt es auch nicht schwer, die für die Fragestellung relevanten Informationen abzurufen und sie mit dem heutigen Spanien in Verbindung zu setzen. Ihr Arbeitsgedächtnis funktioniert sehr gut, sodass ihr diese Aufgabe sehr leicht fällt. Die Note lautet: 6!

Marie hingegen fällt das alles sehr schwer. Zwar weiß sie alle Jahreszahlen und die Namen aller Beteiligten, aber das schlussfolgernde Denken und die Übertragung bzw. der Vergleich von abgespeichertem Wissen auf das heutige Spanien ist für sie sehr anstrengend. Sie besteht die Klausur, aber mit ihrer 4er-Note ist sie so gar nicht zufrieden.

Wir sehen also, der IQ ist nicht alles. Vielleicht mag ein hoher IQ oft sehr hilfreich sein, aber ein Garant für gute schulische Leistungen ist er leider überhaupt nicht. Auch, wenn sehr lange Zeit davon ausgegangen wurde. Auch eine Hochbegabung ist deshalb kein aussagekräftiger Faktor für einen guten Schulerfolg.

Wollen wir hierauf bei der Förderung unserer Kinder Rücksicht nehmen, muss ein generelles Umdenken stattfinden. Der IQ kann zwar gemessen werden und das Ergebnis beruhigt mit Sicherheit auch viele Eltern. Aber zum schulischen und somit später auch beruflichen Erfolg trägt er nicht sonderbar viel bei. Hier muss die Konzentration absolut auf der Leistungsfähigkeit des Arbeitsgedächtnisses liegen! Und wir wissen ja mittlerweile auch, dass unser Arbeitsgedächtnis kein festes und unveränderliches Konstrukt ist. Durch nachhaltiges Arbeitsgedächtnis-Training und eine gesunde Lebensweise kann die Leistungsfähigkeit deutlich verbessert werden.

Fazit:

Vielleicht sollte also die klassische Idee von nur Mathe- oder Englisch-Nachhilfe langsam begraben werden. „Arbeitsgedächtnis-Nachhilfe“ könnte unsere Schüler viel einfacher und schneller zum Erfolg führen. Und zwar nicht nur in einem bestimmten Fach, sondern ganz generell und umfassend.

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Das Training der „Exekutiven Funktionen“ fördert die Mathematikkompetenz

Marcel Liechti, neuronalfit.ch

Das Konzept der „Exekutiven Funktionen“ ist machtentscheidend für Jugendliche und deren Erfolg in der Schule! Die Gruppe der „Exekutiven Funktionen“ bezieht sich in der Gehirnforschung auf die kognitiven Fähigkeiten, des menschlichen Denkens und Handelns. Wenn wir zB. Jugendliche ermahnen aufzupassen oder sich auf eine Sache zu fokussieren, so hat dies mit dem „Exekutiven-System“ im Frontalhirn zu tun.

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Exekutive Funktionen

Exekutiv-Funktionen und Mathematische Förderung
Die exekutiven Funktionen, Arbeitsgedächtnis und Inhibition stehen dabei in einer engen Beziehung zur sprachlichen, mathematischen und naturwissenschaftlichen Lernleistung der Schülerinnen und Schüler. Vom Vorschulalter bis zur Matur (Abitur) sagen die Messwerte des Arbeitsgedächtnisses und der Inhibition sehr genau voraus, welche Schulleistungen in Mathematik und beim Lesen erreicht werden. Jugendliche mit geringerer mathematischer Leistungsfähigkeit haben oftmals Schwierigkeiten sich von bereits angewandten Lernstrategien zu lösen, um zu einer neuen, besseren Strategie zu wechseln. Schüler mit gut trainierten Exekutiven Funktionen“ sind eher in der Lage, sich mehr Zahlen zu merken und können dadurch leichter addieren bzw. subtrahieren. Diese Jugendlichen zeigen eine bessere Arbeitsgedächtnisleistung als solche mit geringerer Rechenspanne. Diese Erkenntnis machen wir uns beim Mathematik-Coaching zu Nutze! Nebst ergänzenden Gehirnübungen streuen wir immer Arbeitsgedächtnis fördernde Übungen in das Coaching mit ein. Der Erfolg lässt sich mit dem speziell entwickelten Arbeitsspeichertest „LIE-KAI“ wöchentlich messen. Mehr Infos erhalten Sie direkt bei ml@mathematik-lernen.ch . Man geht davon aus, dass die bessere Leistungsfähigkeit beim Lösen von Mathematik-Aufgaben auch darauf zurückzuführen ist, dass Informationen, die zuvor im Arbeitsgedächtnis gespeichert wurden, aber

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Mathematische Förderung

für die aktuelle Aufgabenlösung keine Bedeutung mehr besitzen, besser unterdrückt werden können (Inhibition). Zudem reduziert eine erhöhte Kapazität des Arbeitsgedächtnisses das gedankliche Abschweifen. Dagegen wird die Aufrechterhaltung von Gedanken bei veränderten Aktivitäten, die Konzentration erfordern, unterstützt; also bessere Fokussierung. Somit fördert ein gut entwickeltes Arbeitsgedächtnis die Problemlösungskompetenz in Mathematik. Andererseits verfügen Kinder mit Rechenstörungen sowie Lese-Rechtschreib-Schwäche über beeinträchtigte exekutive Funktionen. Gut ausgebildete exekutive Funktionen liefern also eine wichtige Basis für schulisches Lernen und tragen damit entscheidend dazu bei, dass Jugendliche ihre geistigen Potentiale und ihre Lernleistung voll entfalten können.

Fazit: Die Lernleistungsschwäche von Jugendlichen in Mathematik ist vor allem auf mangelnde Arbeitsspeicherkapazität zurückzuführen und weniger auf den traditionellen IQ.

Das Konzept der „ Exekutiven Funktionen“ steht teilweise in Konkurrenz zu dem Arbeitsspeichermodell von Baddeley. Für die globalen Betrachtungen stellt dies jedoch kein grösseres Problem dar. Viele Resultate liefern dann teilweise überschneidende Erklärungen, in der Sache ist aber das gleiche gemeint. Gut ausgebildete „Exekutive Funktionen“ bzw. ein gut trainiertes Arbeitsgedächtnis sind eine wichtige Voraussetzung für erfolgreiches Lernen, speziell in der Mathematik. Deshalb ist es so wichtig, dass diese „Exekutiven Funktionen“ im Gehirn in der Schule gehirngerecht geschult, trainiert und gefördert werden.
Im Konzept der „Exekutiven Funktionen“ unterscheidet man drei Komponenten: Inhibition, Arbeitsgedächtnis und die geistige (kognitive) Flexibilität. In der Folge werden die drei Komponenten genauer beschrieben.

1. Die Hemmung des Aufmerksamkeitsfokus (Inhibition)
Unter Inhibition versteht man die Fähigkeit etwas „nicht zu tun“, trotz vorhandenem Reiz sich ablenken zu lassen. Die Fokussierung und die Arbeitshaltung können durch eine gut funktionierende Inhibition merklich verbessert werden. Mit einer funktionierenden Inhibtion ist es für Jugendliche leichter, den TV auszuschalten um besser die Hausaufgaben zu erledigen. Genau diese Inhibition ist verantwortlich, dass ein Konflikt überlegt mit Worten anstelle mit roher Gewalt geführt wird.

2. Der Arbeitsspeicher oder Arbeitsgedächtnis (working memory)
Das Arbeitsgedächtnis hat eine begrenzte Kapazität von ungefähr sieben bis neun Elementen (Chunks) wie einzelne Zeichen oder Wörter, Gegenstände und Figuren, welche über eine Zeitspanne von wenigen Sekunden präsent im Arbeitsspeicher gehalten werden können . Trotz dieser relativ begrenzten Kapazität des Arbeitsspeichers ist die Existenz von großer Bedeutung. Dank ihm können Informationen vorübergehend gespeichert und anschliessend abgearbeitet werden. Es sei erinnert, dass das Finden einer Lösung oder die Berechnung einer Rechenaufgabe im Gehirn auf Zwischenergebnisse oder teilweise auf Zugriffe auf externe Speicher (Kurz- oder Langzeitgedächtnis) angewiesen ist. Zugriffe und Zwischenspeichern von Informationen im Arbeitsspeicher ist auch erforderlich, wenn wir einen Satz sprechen oder ihn richtig interpretieren wollen. Wenn wir eine Fremdsprache lernen und dauernd von der einen Sprache in die andere „switchen“, wird einem die grosse Bedeutung des Arbeitsspeichers sehr bewusst. Bei Mathematik ist dies sogar entscheidend. Das Arbeitsgedächtnis spielt bei aller Art von Planung und geschachtelten Vorgängen oder Handlungsanweisungen die entscheidende Rolle. Wer ein Defizit in der Arbeitsspeicherfunktionalität hat, kann definitiv nur geringe geistige Leistungen erbringen. Nachhaltiges Arbeitsspeicher-Training hat genau diese Verbesserung als Hauptziel.

3. Die kognitive Flexibilität
Die kognitive Flexibilität basiert auf den beiden Elementen Arbeitsspeicher und die Inhibition . Eine gut ausgebildete kognitive Flexibilität ermöglicht dem Jugendlichen, sich schnell auf neue Anforderungen anpassen zu können oder zu reagieren. Sie generiert auch die Fähigkeit, Menschen und Situationen aus anderen neuen Perspektiven zu betrachten und zwischen diesen Perspektiven zu interagieren. Eine gut ausgebildete kognitive Flexibilität öffnet die Fähigkeit aus einmal gemachten Fehlern zu lernen. Sich auf neue Anforderungen schneller einzustellen wie auch eine höhere Flexibilität in neuen Lebenssituationen sind das Resultat. Wir alle wissen, dass eine Einschränkung der kognitiven Fähigkeit für den Erfolg im Alltag, ganz speziell in der Schule, bedeutend ist.

4. Selbstregulation
Unter Selbstregulation versteht man oft das Zusammenspiel aller drei Exekutiven Funktionen (siehe auch Abbildung oben).

Wichtigkeit der „Exekutiven Funktionen“
Je höher die Plastizität des Gehirns, desto flexibler kann man mit der Umwelt interagieren. Wie wichtig dies für den Schulerfolg eines Jugendlichen ist wurde bereits klar. Wie diese intensiv zu trainierenden „Exekutiven Funktionen“ den Alltag beinflussen, zeigt die folgende kurze Aufstellung der wichtigsten zu förderden Fähigkeiten in der Schule:

  • Der Jugendliche kann sein Handeln immer häufiger bewusst steuern
  • Er kann Handlungsabläufe bewusst planen ( In der Mathematik sehr wichtg; Ablaufplanung einer Aufgabe)
  • Er kann Störreize gezielt ausblenden (Inhibition)
  • Er kann bewusst und willentlich seine Aufmerksamkeit fokussieren
  • Er kann sich Ziele setzen (Inhibition und Selbstreguliereung)
  • Er kann sich Prioritäten setzen(basiert auf Inhibition, Arbeitsgedächtnis und kognitive Flexibilität)
  • Er kann über Handlungsabläufe nachdenken (alle drei )
  • Er ist befähigt über sein soziales Verhalten zu reflektieren (Selbststeuerung der Emotionen)
  • Er kann eigene emotionale Impulse kontrollieren (Inhibition und Selbstregulation)
  • Systematisch eine Mathematik-Aufgabe richtig lösen (Arbeitsspeicher und Selbstregulation)
  • Usw.

Wie bereits in vielen Forschungsberichten zu erfahren ist, muss dem Training der „Exekutiven Funktionen“ im zukünftigen Schulunterricht viel Beachtung geschenkt werden. Professoren wie Tracy Alloway , Manfred Spitzer und Marcus Hasselhorn sagen schon seit ca 10 Jahren:

Die Lernleistungen von Jugendlichen in den wichtigsten Schulfächern wird im Wesentlichen vom trainierten Zustand des Arbeitsgedächtnisses bzw. allgemein von den „Exekutiven Funktionen“ bestimmt und weniger von der Höhe des traditionellen IQ’s.