Partizipation - Neurowissenschaftliche Perspektiven zur Beteiligung von Lernenden. Dr. Zrinka Sosic-Vasic

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1 Partizipation - Neurowissenschaftliche Perspektiven zur Beteiligung von Lernenden. Dr. Zrinka Sosic-Vasic TransferZentrum für Neurowissenschaften und Lernen Universität Ulm

2 Teil 1 Lernen im Gehirn Wie es funktioniert

3 Was ist lernen? Wortherkunft lais~ (indogermanisch) : Spur, Bahn, Furche Spuren hinterlassen, nachspüren

4 Was ist lernen?

5 Was ist lernen? Lernen = der Auf- und Ausbau synaptischer Verbindungen im Gehirn auf Basis gemachter Erfahrungen: Wachstum von Dendriten höhere Synapsendichte = schnellere Informationsübertragungen Rückentwicklung von Dendriten

6 Neuroplastizität

7

8 Neuroplastiztität Jenkins et al., J Neurophysiol 1990

9 Neuronale Netze Hund Hund Gassi gehen Pinsel Erdbeere Kuchen Kaffee Farbe rot Maler blau essen Torte Himmel

10 Neuronale Netze Hund? Hund Hund Gassi gehen Wir sehen die Dinge nicht, wie sie sind, wir sehen die Dinge wie wir sind. Pinsel Erdbeere Kuchen Kaffee Farbe rot Maler blau essen Torte Himmel (Anaïs Nin)

11 Neuronale Netze Ähnliche Umwelten = ähnliche neuronale Verknüpfungen Individuelle Erfahrungen = individuelle neuronale Verknüpfungen

12 Menschen sind unterschiedlich Plastizität ist die Grundlage für individuelle Gehirne.

13

14 Teil 2 Exekutive Funktionen und Selbstkontrolle Voraussetzungen für erfolgreiche Partizipation

15 Anforderungen an das Erwachsen sein Erwachsen werden erfordert selbstregulatorische Fähigkeiten bzgl. des Verhaltens und der Emotionen UND die Fähigkeit zu lernen, wie unter selbst starken Emotionen komplexe soziale Situationen gemeistert werden. Die Grundlage hierfür bilden sogenannte Exekutive Funktionen im Gehirn.

16 Exekutive Funktionen Selbstregulationsfähigkeit = sich im Griff haben Exekutive Funktionen Arbeitsgedächtnis Kognitive Flexibilität Inhibition / Hemmung 16

17 Sich schlecht im Griff haben o Niedrige Exekutive Funktionen heißt, sich schlecht im Griff zu haben o Schlechte Exekutive Funktionen = geringer Lernerfolg?

18 Exekutive Funktionen und Lernerfolg Exekutive Funktionen Schulischer Lernerfolg Komplexe innere Prozesse zur Verhaltenssteuerung Arbeitsgedächtnis Inhibition Selbstregulation exekutive Aufmerksamkeit kognitive Flexibilität Zeitplanung Informationen und Materialen gewichten und organisieren Wesentliches von Details unterscheiden Lösungsstrategien flexibel anpassen Lernfortschritte überwachen Selbstdisziplin Frustrationstoleranz

19 WALTER MISCHEL kann die Zukunft voraussagen, mit einer Tüte Marshmallows.

20 Der Marshmallow Test mit 4-Jährigen

21 Je länger ein Kind warten konnte Selbstregulation Selbstregulation (Belohnungsaufschub im (Belohnungsaufschub Marshmallow-Test) im steht Marshmallow-Test) im Zusammenhang mit steht im Zusammenhang mit 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 Akademischer Kompetenz r=.27* Sozialkompetenz r=.39** Coping Kompetenz r=.23* Mischel et al., 1988

22 Was sagen IQ und Selbstdisziplin aus? Zensurendurchschnitt r=.32*** r=.67*** Leistungstest r=.36*** r=.43*** Aufnahme an "bessere" Highschool r=.26** r=.56*** Unentschuldigte Fehltage in der Schule r=-.07 r=-.26** Stunden Hausaufgaben (HA) r=-.09 r=.35*** Stunden TV r=-.06 r=-.33*** Tageszeit des Beginns der HA r=.18* r=-.26** IQ Selbstregulation Duckworth u. Seligman 2005, Psych Science

23 Exekutive Funktionen und Lernerfolg o o o Waber (2003) zeigte, dass EF stärker akademischen Erfolg vorhersagen, als Tests zu kognitiven Fähigkeit (z.b. IQ-Tests). Kinder mit niedrigen EF weisen ein höheres Risiko für Schulabbruch auf. Kinder mit niedrigen EF weisen ein höheres Risiko auf emotionale Probleme und Verhaltensauffälligkeiten zu entwickeln. z.b: EF sind essentiell bei der Entwicklung von Theory of Mind (= Empathie)

24 Exekutive Funktionen und Lernerfolg o o o Waber (2003) zeigte, dass EF stärker akademischen Erfolg vorhersagen, als Tests zu kognitiven Fähigkeit (z.b. IQ-Tests). Kinder mit niedrigen EF weisen ein höheres Risiko für Schulabbruch auf. Kinder mit niedrigen EF weisen ein höheres Risiko auf emotionale Probleme und Verhaltensauffälligkeiten zu entwickeln. z.b: EF sind essentiell bei der Entwicklung von Theory of Mind (= Empathie)

25 Exekutive Funktionen (die Selbstregulationsfähigkeit)... Exekutive Funktionen Arbeitsgedächtnis Kognitive Flexibilität Inhibition / Hemmung...die Basis für gelindes Lernen 25

26 Präfrontaler Kortex: Sitz des exekutiven Systems 26

27 Entwicklung exekutiver Funktionen Defizithypothese Gogtay et al. 2004

28 Entwicklung Exekutiver Funktionen o Exekutive Funktionen werden über den Präfrontalen Kortex (PFK) gesteuert o Der PFK gehört zu jenen Hirnregionen, die am längsten zur vollständigen Reifung benötigen. o Kritische Phase: Pubertät

29 Die Reifung des Gehirns Funktionen des Frontalhirns: Die systemübergreifende Koordinations- und Kontrollinstanz: Verhaltens- und Impulskontrolle Arbeitsgedächtnis Entscheidungsfähigkeit Der Sitz der Persönlichkeit: Einfühlungsvermögen Vernunftgesteuertes Handeln Sozialverhalten, ethische Normen, Wertesystems Verantwortungsbewusstsein

30 Neurobiologisches Dilemma der Pubertät

31 Neurobiologisches Dilemma der Pubertät These: Das Auto rast ohne einen erfahrenen Fahrer Bereits sexuell reife Körper. Ebenso bereits relativ reife Hirnsysteme zur emotionalen Verarbeitung. Gleichzeitig aber relativ unreife Hirnsysteme zur kognitiven und emotionalen Selbstregulation. Ergebnis: verminderte selbstregulatorische Fähigkeiten (emotional/kognitiv) bei gleichzeitig erhöhter emotionaler Reaktion und Risikobereitschaft

32 Selbstregulation und Pubertät? Ja oder Nein? Prinzipiell gilt: Selbstkontrolle (ähnlich wie Sprachzentren) sind angelegt, was draus wird, hängt vom Input bzw. von den Gelegenheiten ab! Heute müssen wir Gelegenheiten zum Training des Frontalhirns inszenieren! Früher kein Problem! z.b. Nahrung z.b.wärme!

33 Förderung exekutiver Funktionen?!

34

35 FAZIT: Exekutive Funktionen Partizipation ist die Beteiligung von Lernenden. Autonomie ist der Schlüsselbegriff. Exekutive Funktionen sind die neurobiologische Basis erfolgreicher Autonomie, denn erst sie ermöglichen sinnvolle Selbstkontrolle stehen in starkem Zusammenhang mit Lernerfolg reifen mit dem Alter sind in der Pubertät im Umbau können und müssen (!) insgesamt trainiert oder gefördert werden.

36 FAZIT: Exekutive Funktionen Eine sinnvolle (neurobiologisch begründete) Partizipation von Lernenden heißt den Lernenden eigene Lernwege bestreiten lassen. Exekutive Funktionen ermöglichen dies, müssen aber erst erlernt und verfestigt werden. Exekutive Funktionen werden erlernt, indem Lerneden so früh wie möglich eigene Lernwege gehen.

37 Teil 3 Motivation und Lust am Lernen Nur mit Selbstbestimmung

38 Was motiviert den Menschen? a) Hormonhaushalt b) Bewegungssteuerung (Parkinson) c) Lust und Belohnung (opiat-ähnliche Stoffe) i. Klarheit des Denkens (Frontalhirn) ii. Gutes Gefühl (Nucleus accumbens)

39 Was motiviert den Menschen? Lust und Belohnung: Effekte Gutes Gefühl (Nucleus accumbens) Klares Denken/Aufmerksamkeit (Frontalhirn) Lust und Belohnung: Konsequenzen Lernen! Wie? Das Frontalhirn - speichert den belohnenden Wert und die damit verbundene Erfahrung - aktiviert Verhaltensweisen in der Zukunft, die ähnlich belohnend wirken

40 Was motiviert den Menschen? Und wie wird der nucleus accumbens aktiviert??? Wenn das Gehirn Bedeutsamkeit erkennt. Bedeutsamkeit entsteht durch die Befriedung von grundlegenden Bedürfnissen

41 Selbstbestimmungstheorie Angeborene psychologische Grundbedürfnisse = E³ Eigenständigkeit (= Autonomie) Einbindung (= soziale) Erfolgserlebnisse (= Kompetenzerlebnisse)

42 Basic Needs: Bedingungen für intrinsische Motivation Ein Blick auf die Lernenden: E 3 Erfolgserlebnisse (Kompetenzerleben) (Bedürfnis nach Wirksamkeit eigenen Handelns) Eingebundenheit (soziale) (Bedürfnis nach sozialer Zugehörigkeit zu subjektiv bedeutsamen Personen ( signifikante Andere )) Eigenständigkeit (Autonomie) (Bedürfnis nach Handlungsspielräumen und Entscheidungsmöglichkeiten)

43 Basic Needs: Bedingungen für intrinsische Motivation Ein Beispiel für Erfolgserlebnisse

44 Basic Needs: Positive Effekte auf der Verhaltensebene Autonomieunterstützendes Verhalten des Lehrers geht auf Seiten der Schüler mit höherem Engagement und höherer Anstrengungsbereitschaft einher. Reeve et al., 2002 Autonomieunterstützendes Verhalten des Lehrers geht auf Seiten der Schüler mit erhöhtem Interesse am Fach einher. Tsai et al., 2008 Autonom lernende Kinder bevorzugen es, optimal herausfordernde Aufgaben zu lösen und nicht etwa die leichten Aufgaben. Boggiano et al., 1998 Vorzeitige Schulabbrecher zeigen niedrigere intrinsische Motivation und identifiziert Regulation. Vallerand et al., 1997

45 Basic Needs: Positive Effekte auf der kognitiven Ebene Autonomes Lernen auf Seiten der Kinder ist positiv korreliert mit höheren akademischen Leistungen. Fortier et al., 1995; Grolnick et al., 1991; Guay & Vallerand, 1997 Autonomes Lernen hat eine größere Verarbeitungstiefe und besseres Behalten zur Folge. Benware & Deci, 1984; Vansteenkiste et al., 2004 Extrinsische Motivation hemmt kreative Prozesse. Amabile, 1985

46 Basic Needs: Positive Effekte auf der emotionalen Ebene Kontrollierendes Verhalten der Lehrer geht auf Seiten der Schüler mit erhöhter Angst einher. Assor et al., 2005 Autonomieunterstützendes Verhalten des Lehrers führt dazu, dass die Kinder mehr positive Gefühle in der Klasse erleben und mehr Freude am Lernen entwickeln. Vallerand et al., 1989 Ist die soziale Einbindung hoch, internalisieren die Schüler Schulbezogene Verhaltensregeln. Tsai et al., 2008

47 Teil 4 Das soziale Gehirn Lernen von und miteinander

48 Nachhaltigen Lernen in der Schule? Kinder haben im Schnitt h Schulunterricht

49 Encephalisation Soziale Gruppengröße als maßgebender Prädiktor

50 Das soziale Gehirn o Das soziale Gehirn besteht aus einem vielschichtigen Netzwerk: Default-Mode-Network o Dieses beinhaltet zwei zentrale Teilnetzwerke: o das sog. Mentalization-Network (Mentalisations-Netzwerk) o das sogl. Self-Processing-Network (Selbstverarbeitungs-Netzwerk)

51 Das soziale Gehirn: Default-Mode-Network o Das soziale Gehirn zeigt eine erhöhte Aktivität bei freien Gedanken im Gegensatz von vorgegebenen Gedanken. o Selbst Säuglinge zeigen eine erhöhte Aktivität dieser Hirnregionen. o Es wird insbesondere dann aktiviert, wenn wir soziale Inhalte lernen, oder aber der Kontext, in dem etwas gelernt wird, sozial ist (z.b. kooperatives Lernen, Peer-Tutoring, etc.)

52 Mentalization-Network o Bewusstsein über die Gedanken und Überzeugungen anderer Menschen, die sich von den eigenen Unterscheiden. [Penn & Povinelli, 2007; Wimmer & Perner, 1983] o Diese Fähigkeit besitzen Menschen bereits im Alter von ca. 4 Jahren.

53 MPFC (BA 10) Steuerung von: Self-Processing-Network o Identität, Selbstbewertung und Bewusstsein über die eigene Bedeutsamkeit und das Sein o Diese Region ist nachweislich die einzige Region, welche im Gehirn von Menschen dispropertional größer ist als im Gehirn anderer Primaten [Semendeferi et al., 2001]. o Reist man Rhesusaffen dauerhaft aus einer kleinen Gruppen heraus und bringt sie in eine größere, so wächst das Volumen in dieser Hirnregion. [Sallet et al., 2011].

54 MPFC: Identität, Selbstbewertung, und Selbstbedeutsamkeit (Heatherton, 2011) Das soziale Gehirn

55 Das soziale Gehirn: Default-Mode-Network Wozu also das Soziale Gehirn? o Es unterstützt uns dabei, all jenes zu lernen, was entweder sozialer Natur ist oder im sozialen Kontext geschieht. o Dabei ist es egal, was gelernt wird: sowohl Faktenwissen, als auch Normen und Werte des Miteinanders.

56 Default-Mode-Network Warum also das Soziale Gehirn nicht öfter bewusst nutzen? o Institutionelles Lernen setzt nach wie vor zu häufig auf den Einzelnen. Lernen in Stillarbeit sozusagen. o Lernen in der sozialen Gruppe, z.b. kooperatives Lernen, würde das soziale Gehirn stimulieren und das Lernen erleichtern.

57 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

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