Von der Synapse in die Schule? Elsbeth Stern
Hans baute ein Boot. Urs liess einen Drachen steigen. Lutz ass einen Apfel. Beat ging über das Dach. Jochen versteckte ein Ei. Dominik setzte das Segel. Peter schrieb ein Drama. Viktor drückte den Schalter.
Wer ass einen Apfel? Wer versteckte ein Ei? Wer liess einen Drachen steigen? Wer ging über das Dach? Wer drückte den Schalter? Wer setzte das Segel? Wer baute ein Boot? Wer schrieb das Drama?
Was ist mit Ihren Synapsen los? Warum hat Ihr Hippocampus versagt?
Was ist mit Ihren Synapsen los? War Ihre Amygdala mit Existenzängsten beschäftigt?
Noah baute ein Boot. Benjamin Franklin liess einen Drachen steigen. Adam ass einen Apfel. Der Weihnachtsmann ging über das Dach. Der Osterhase versteckte ein Ei. Christoph Kolumbus setzte das Segel. William Shakespeare schrieb ein Drama. Thomas Edison drückte den Schalter.
Wer ass einen Apfel? Wer versteckte ein Ei? Wer liess einen Drachen steigen? Wer ging über das Dach? Wer drückte den Schalter? Wer setzte das Segel? Wer baute ein Boot? Wer schrieb das Drama?
Eckpfeiler des Lernens Anforderungen der Umwelt Geist Gehirn
Jenseits der Verhaltensveränderung: Wie bildet sich Lernen ab? Geist (Mind) Gehirn (Brain) Psychische Funktionen: Intelligenz, Exekutive Funktionen, Emotionen Wissen Aktuelle Hirnaktivierung Überdauernde Hirncharakteristika: Synapsenverbindungen 9
Es geschah vor mindestens 40 000 Jahren: genetischer Bauplan des menschlichen Gehirns 10
Es geschah vor mindestens 40 000 Jahren: genetischer Bauplan des menschlichen Gehirns Was hat uns die Biologie mitgegeben, und was KANN die Kultur daraus machen? 11
Was macht Menschen (manchmal) so schlau? Womit uns die Natur ausgestattet hat Social minds (Sprache, joint attention, mind-reading) Fähigkeit zur symbolischen Wissensrepräsentation Fähigkeit zur langfristigen Planung und Flexibilität in der Zielbildung (exekutive Funktionen im Frontalhirn) Was Kultur daraus gemacht hat Gruppen (Gesellschaften), die von gemeinsamen Zielen und von Arbeitsteilung profitieren Symbolsysteme, die sich auch als Denkinstrumente eignen Kondensiertes Lernen durch schulische Instruktion 2/25/2015 12
Menschen haben ihre Umwelt gezielt verändert obwohl sie mit einem Gehirn ausgestattet sind, dessen genetischer Bauplan mindestens 40 000 Jahre alt ist 2/25/2015 13
Jahre, seitdem. 40.000: menschliches Genom und damit auch die Funktionsweise des Gehirns sind relativ stabil 5.000: Schrift in Gebrauch 3.000: mathematische Symbolsysteme in Gebrauch 2.200: Konzept der Dichte (Archimedes) 800: Arabisches Zahlensystem in Europa gängig 400: Analytische Geometrie entwickelt (Descartes) 300: Mechanik (Newton) 60: Struktur der DNA bekannt 14
CIV : XXVI = 104 : 26 = 2/25/2015 15
Expertise von Lehrern Anforderungen der Umwelt (Lehrplan, Lernziele) Geist (Wissen, Kompetenzen) Gehirn
Die Gedächtnisleistung hängt (fast) ausschliesslich von der Wissensorganisation ab: Neue Information muss an bestehende Information angebunden werden. Geringer Einfluss von Strategiewissen, starker Einfluss von Alzheimer und anderen Gehirnkrankheiten. Es gibt keinen unspezifischen Transfer (weder durch Latein, noch durch Schach oder Musik) Auch nicht mit Gehirnjogging oder Training exekutiver Funktionen
Hinweis auf Synapsenverbindungen ist kein Argument
Wissen als der Schlüssel zum Können Wissen DASS Deklatives Wissen (Fakten und Begriffe) Wissen WIE Prozedurales Wissen (automatisierte Handlungen) Der Unterschied zwischen diesen beiden Wissensarten ist wichtig für lernwirksamen Unterricht. Ob man sie auf der Ebene des Gehirns unterscheiden kann, ist irrelevant.
Welche Lernvorgänge erzeugen automatisiertes prozedurales Wissen? Wiederholung Lernen am Erfolg Eventuell durch externe Steuerung (operantes Konditionieren) Fehler können den Lernprozess verzögern
Warum der Erwerb von anwendbarem konzeptuellem Wissen ungleich schwieriger ist Säugetier Gewicht Trägheit Menschen und Affen
Was verändert sich durch Lernen und Entwicklung? Nicht: Anders denken, sondern anders wissen Charakteristische vs. definitorische Merkmale: Säugetier Sinnliche Erfahrung vs. physikalische Begriffe: Gewicht, Bewegung, Trägheit Kraft: Funktion statt Eigenschaft
Was ist eine Maschine?
Unter einer Maschine versteht man in der Physik Vorrichtungen, welche Ansatzpunkt, Richtung oder Größe einer Kraft verändern, um die vorhandene Kraft möglichst zweckmäßig zur Verrichtung von Arbeit einzusetzen.
Wann ist der Gürtel eine Maschine?
Lerngelegenheiten, die den Aufbau von Begriffsnetzwerken unterstützen NICHT Lernen von Merksätzen, Definitionen und Formeln probieren, Versuch und Irrtum Sondern Arbeit am Vorwissen: Gelegenheiten zur Ko-Konstruktion von Wissen in Gesprächen (Selbsterklärungen, Metakognitionstraining) ZEIT: Spiralcurriculum
Immer in Kompetenzen denken Anschlussfähiges Wissen statt Hirntraining Welche Textaufgaben muss ich in der 2. Klasse vorgeben, damit die Schüler sechs Jahre später Algebra verstehen? Spiralcurriculum: Wissen anlegen, das später umstrukturiert werden kann 19.4.07 29
Warum Frühförderung Hirnforschung: Sensible Phasen im Gehirn? Vorbereitung auf zukünftiges Lernen Beispiel Physik in der Primarschule
Wie kommt es, dass ein kleines Stück Stahl untergeht, aber ein grosses, schweres Schiff aus Stahl schwimmt? Hardy, I., Jonen, A., Möller, K., & Stern, E. (2006). Why does a large ship of iron float? Conceptual change in elementary school children. Journal of Educational Psychology.
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Ein Metalldraht wird ins Wasser getaucht. Was passiert? geht unter steigt nach oben weil er sich festhält. weil das weggedrängte Wasser weniger wiegt als der Metalldraht. weil er so lang und dünn ist. weil das weggedrängte Wasser mehr wiegt als der Metalldraht. weil er aus Metall ist. weil er vom Wasser nicht stark genug nach oben gedrückt wird. weil er so leicht ist.
Geschlechtsunterschiede? Mädchen erbringen in der Grundschule die gleichen Leistungen in Physik wie Jungen 34
Intelligenzunterschiede Hochstapler aus der Hirnforschung: Jedes Kind ist hochbegabt? Intelligenz und Gehirn? Das Wissen darüber ist nicht ganz so dürftig wie über Intelligenz und Gene Intelligenztests sind um ein VIELFACHES genauer als Hirnscans 35
Intelligenz und Schule
Verteilung des IQs in Klasse 4 in Abhängigkeit von der Zuweisung zum Gymnasium bzw. zur Haupt/Realschule: Geschätzt aus den Daten der Münchener LOGIK-Studie (Weinert & Schneider, 1999).
Und 20 Jahre später? Bedeutung von IQ und sozialer Herkunft bei der Gymnasialempfehlung Frage: Verliert bei sehr hoher Intelligenz (+1 SD) die soziale Herkunft an Bedeutung? IGLU-Studie (Internationale Grundschul-Lese-Untersuchung) Technische Universität Dortmund: Institut für Schulentwicklungsforschung Prof. Dr. Wilfired Bos, Benjamin Euen, Irmela Tarelli und Heike Wendt 38
Wahrscheinlichkeit einer Gymnasialempfehlung Soziale Herkunft IQ<100 IQ 100-115 IQ > 115 hoch.50.70.80 mittel.20.40.70 niedrig.10.30.50 39
Wahrscheinlichkeit einer Gymnasialempfehlung Soziale Herkunft IQ<100 IQ 100-115 IQ > 115 hoch.50.70.80 mittel.20.40.70 niedrig.10.30.50 40
Intelligenz bei Schweizer Gymnasiasten 41
Theoretische Verteilungen Die obersten 20% haben einen IQ zwischen 112.6 und (theoretisch) Unendlich. - der Median (halbe Fläche) ist bei 119.2 - der Mittelwert ist bei 121. 42
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Fazit: Auch an Schweizer Gymnasien gibt es einen beachtlichen Anteil an weniger intelligenten SuS Daraus folgt: Ein beachtlicher Anteil von sehr intelligenten SuS geht NICHT auf das Gymnasium 44
Was heisst Bildungsgerechtigkeit? 19.4.07 45
Zurück zum Gehirn 46
Warum ist dieses Flugzeug abgestürzt? Teure Expertenkommission wird eingesetzt Ergebnis: Es war die Gravitation
Warum die Beschäftigung mit «Neuropädagogik» schädlich ist Ärzte befassen sich mit dem Gehirn, Lehrer mit dem Geist Sie hält Lehrer von ihrem Kerngeschäft ab: Nämlich kognitiv aktivierende Lernumgebungen in zu schaffen Weckt Hoffnung auf Rezepte, wo Reflexion der eigenen Tätigkeit angesagt wäre 48
Wo Wissen über das Hirn im pädagogischen Kontext wichtig ist Lernstörungen, die ihre Ursache in der Architektur des Gehirn haben Hirnentwicklung in der Kindheit und im Jugendalter (Exekutive Funktionen) Drogenprävention 49
Vielen Dank für Ihre neuronale Aktivierung 25.02.2015
Vielen Dank für Ihre neuronale Aktivierung Aufmerksamkeit 25.02.2015
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Aktivierung des Vorwissens 25.02.2015
MINT-Lernzentrum:www.educ.ethz.ch/mint/index Die Bedeutung der Neurowissenschaften für die Lehr- und http://www.educ.ethz.ch/ll/nw Lernforschung