Frühkindliche Bildung - Mathematische Grundlagen spielerisch bewegt fördern

Konzeption und Evaluierung eines bewegten Mathematik-Kurses für Grundschüler


Magisterarbeit, 2009
119 Seiten, Note: 1,3

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

1 Einleitung

2 Theoretischer Teil
2.1 Mathematische Kompetenzen deutscher Schülerinnen und Schüler im internationalen Vergleich
2.2 Der Einfluss der körperlichen Aktivität auf Gehirnprozesse
2.3 Körperlich-sportliche Aktivität und motorische Leistungsfähigkeit im Grundschulalter
2.4 Allgemeine Fragestellung und Hypothesen

3 Empirischer Teil
3.1 Forschungsdesign
3.2 Auswahl und Beschreibung der Stichprobe
3.3 Ablauf der Untersuchung
3.4 Messinstrumente
3.4.1 Deutscher Motorik-Test (DMT 6-18)
3.4.2 Deutscher Mathematiktest für zweite Klassen (DEMAT 2+)
3.4.3 Elternfragebogen
3.5 Datenverarbeitung und Datenauswertung
3.5.1 Auswertung des Deutschen Motoriktest (DMT 6-18)
3.5.2 Auswertung des Deutschen Mathematiktest für zweite Klassen (DEMAT 2+)
3.5.3 Auswertungssoftware
3.6 Darstellung der Ergebnisse
3.6.1 Ergebnisse zur mathematischen Leistungsfähigkeit (DEMAT 2+)
3.6.2 Ergebnisse zur motorischen Leistungsfähigkeit (DMT 6-18)
3.6.3 Ergebnisse zum sportbezogenen Lebensstil (Elternfragebogen)
3.6.4 Diskussion der Ergebnisse

4. Zusammenfassung und Ausblick

Literaturverzeichnis

Anhang

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Differenzierung motorischer Fähigkeiten

Abbildung 2: Forschungsdesign der Pilotstudie

Abbildung 3: Balancierbalken mit Startbrett

Abbildung 4: links: auf einem Brett angebrachte Zentimeterskala an einer Langbank; rechts: eine Rumpfbeugekiste mit aufgeklebter Zentimeterskala

Abbildung 5: Auszug aus der Normwerttabelle für 7-Jährige Jungen

Abbildung 6: Beispiel für ein Protokollbogen des DEMAT 2+

Abbildung 7: Leistungsklassen der gesamten Stichprobe im DEMAT 2+

Abbildung 8: Leistungsklassen der Versuchsgruppe im DEMAT 2+

Abbildung 9: Leistungsklassen der Kontrollgruppe im DEMAT 2+

Abbildung 10: Leistungsklassen der gesamten Stichprobe im DMT 6-18

Abbildung 11: Leistungsklassen der Versuchsgruppe im DMT 6-18

Abbildung 12: Leistungsklassen der Kontrollgruppe im DMT 6-18

Abbildung 13: Beispiel für 3x3 Feld im Spiel „Platzsuche“

Abbildung 14: Beispiel für eine analoge und digitale Uhrzeit

Abbildung 15: Beispiel für eine Zahlenfolge

Abbildung 16: Beispiel für einen ausgefüllten „Lottoschein“

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Bearbeitungszeiten ohne Instruktion für die Subtests im DEMAT 2+

Tabelle 2: Gesamtwert eines 7-Jährigen Jungen

Tabelle 3: Z-Wert Bereiche für die Einteilung in Quintile

Tabelle 4: Leistungsbewertung entsprechend des Prozentranges

Tabelle 5: Ergebnisse des DEMAT 2+ (gesamte Stichprobe, N=29)

Tabelle 6: Ergebnisse der Versuchs- und Kontrollgruppe im DEMAT 2+

Tabelle 7: Überblick über die Ergebnisse der gesamten Stichprobe im DMT 6-18

Tabelle 8: Entwicklung der Beweglichkeit nach Geschlecht

Tabelle 9: Ergebnisse der Versuchs- und Kontrollgruppe im DMT 6-18

Tabelle 10: Mittelwerte in den einzelnen Testaufgaben des DMT 6-18

Tabelle 11: Differenzen der VG und KG in den einzelnen Testaufgaben des DMT 6-18

Tabelle 12: Ergebnisse im DMT 6-18 nach Mitgliedschaft im Sportverein

Tabelle 13: Differenzen zwischen MZP 1 und MZP 2 nach Mitgliedschaft im SV in den einzelnen Testaufgaben des DMT 6-18

Tabelle 14: Anwesenheitsliste VG im bewegten Mathematikkurs

1 Einleitung

„Da das Kind in den meisten Schulen passiv lernt, glaubt man in der körperlichen Bewegung ein Ausruhen von geistiger Tätigkeit schaffen zu müssen, und die körperliche Tätigkeit löst die geistige ab. [...] In fast allen Schulen der heutigen Zeit, in der die Kinder beim Unterricht passiv sind, müssen Geist und Bewegung getrennt handeln. Diese Trennung führt zur Spaltung der kindlichen Persönlichkeit. Der Sinn, den wir in die Bewegung legen, ist ein viel tieferer, der nicht nur die motorischen Funktionen unseres Körpers betrifft, sondern der den ganzen Menschen in seinen korrespondierenden Ausdrucksmöglichkeiten erfasst.“ (MONTESSORI, 1988, S.17-18)

„Regelmäßiges, vielseitiges, sinnvolles und gekonntes Bewegen begünstigt kognitives Lernen“ (TEUBNER, 2007). Durch die aktuell in den Medien verstärkte Debatte um eine „veränderte Kindheit“ geraten zum einen das Bewegungsverhalten, die motorische Leistungsfähigkeit heutiger Kinder und die Bildungspolitik in den Mittelpunkt der Diskusionen (vgl. BÖS et al., 2004, 2008, KRETSCHMER & GIEWALD, 2001, WOLL et al., 2008, WALTHER et al., 2008).

Bewegung gehört dennoch zu den fundamentalen Grundbedürfnissen von Menschen, insbesonde- re zu denen von Kindern (vgl. HEIM, 2008). Dabei dient die Bewegung nicht nur zum Selbstzweck, sondern drückt das elementare Verlangen aus, sich mit der Welt auseinander zu setzen und sich somit zu bilden (vgl. ebd.). Gleichzeitig lernen die Kinder durch Bewegung die Welt, sich selbst und andere kennen und einzuschätzen (vgl. ebd.). Das Kind entwickelt „über das Medium Bewegung ein spezifisches Verhältnis zu sich selbst, seinem Körper und seiner materiellen und sozialen Um- welt“ (SCHMIDT, 1998, S. 162). Scherler (1975, S. 141) erläutert dies an einem Beispiel folgender- maßen:

„Das Kind, das im Schaukeln materiale Erfahrungen sucht, begnügt sich ja nicht allein damit zu schaukeln, denn die wäre bereits mit dem ersten Pendeln gegeben. Es beginnt vielmehr bald mit den Orten und Zeitpunkten des Abstoßens am Boden zu experimentieren, es variiert den Zeitpunkt und die Stärke der Rücklage des Oberkörpers, es verändert Griffhöhe der Hände am Seil, oder es verlangsamt sein Pendeln durch Gegenschwünge als Folge einer spannungslosen Körperhaltung.“

Dieses Beispiel zeigt, dass auch die Bildung nicht ohne Bewegung auskommt.

In Bezugnahme auf die Bildungspolitik wurde die „gefühlte“ hohe Bildungsqualität keineswegs be- stätigt (vgl. WALTHER et al., 2008). Demnach schnitten die Schülerinnen und Schülern in den ver- schiedenen Schulleistungsstudien wie PISA und TIMMS nur mittelmäßig ab und musste sich im internationalen Vergleich zumeist mit einem Platz im Mittelfeld begnügen (vgl. BOS et al., 2008, WALTHER et al., 2008, PRENZEL, 2007, FREY et al., 2007). Dies gilt sowohl für das Fach Mathema- tik als auch für andere Schulfächer. Allerdings wird die mathematische Kompetenz nach Frey (2007, S.249) heutzutage in vielen Berufs-, Wirtschafts- und Kulturbereichen vorausgesetzt. Das mittelmäßige Abschneiden deutscher Schülerinnen und Schüler in der PISA-Studie kann, entge- gen aller Annahmen, nicht mit der Grundschulbildung in Verbindung gebracht werden, denn dort schnitten die Schülerinnen und Schüler vergleichsweise gut ab (vgl. WALTHER et al., 2008). Die in den Medien immer wieder diskutierte Abnahme der Bewegungszeiten sowie der motori- schen Leistungsfähigkeit heutiger Kinder ist differenziert zu betrachten. Kleine (2003) beispielswei- se belegte in seiner qualitativen Studie, dass die Kinder nach wie vor „Beweger“ sind, da die Be- wegung und das bewegte Spielen die vorderste Position der Tätigkeitsliste einnimmt. Zudem stell- te er heraus, dass sich Kinder an Wochentagen 1,8 Stunden täglich, an Samstagen 2,6 und an Sonntagen 2,3 Stunden bewegen (vgl. KLEINE, 2003). Die in Bezug auf die motorische Leistungs- fähigkeit oft genannte „reine Defizithypothese“, die besagt, dass Kinder heute eine schlechtere Fitness aufweisen als Kinder 15 Jahre zuvor, muss einer differenzierten Betrachtung unterzogen werden (vgl. WOLL, 2007). Die Forschergruppen kommen dabei zu unterschiedlichen Ergebnissen. Bös (2008) beispielsweise stellte in einem Literaturreview heraus, in dem Studien von 1975 bis 2005 analysiert worden, dass die motorische Leistungsfähigkeit im Durchschnitt um 10% abge- nommen hat. Kretschmer und Giewald (2001) wiederum zeigten in einer Studie, dass keine Ver- schlechterung der motorischen Leistungsfähigkeit deutscher Grundschüler festzustellen ist. Woll (2007) kam zu dem Ergebnis, dass in Bezug auf die körperliche Leistungsfähigkeit eine geringfügi- ge Verschlechterung zu verzeichnen ist. Er unterstreicht zudem, dass keine pauschal übergreifen- de Verschlechterung der motorischen Leistungsfähigkeit zwischen den Generationen festzustellen ist, sondern vielmehr der Unterschied zwischen den Kindern immer größer wird (vgl. WOLL, 2007). Durch die vielen Diskussionen um eine Abnahme der Schulleistungen sowie der motorischen Leis- tungsfähigkeit gerät ein Forschungsthema immer weiter in den Vordergrund. Hierbei wird der Ein- fluss der körperlichen Aktivität auf die Gehirnleistungsfähigkeit untersucht. Kubesch (2005) bei- spielsweise stellt heraus, dass über den Sportunterricht weiter auf die Struktur, Funktion und Ver- netzung von Nervenzellen im Gehirn eingewirkt werden kann. Außerdem besteht die berechtigte Annahme, dass der Sportunterricht nicht nur die körperliche Entwicklung der Schüler positiv beein- flusst, sondern auch ihre Lern- und Gedächtnisleistungen in anderen Unterrichtsfächern (vgl. KU- BESCH, 2002). Allerdings wird dem Sportunterricht nicht die entsprechende Bedeutung zugewiesen (vgl. ebd.). Dies zeigt sich zum Beispiel darin, dass die dritte Sportstunde in vielen Bundesländern nicht gewährleistet wird (vgl. KUBESCH, 2002). Der Einfluss von Bewegung auf Gehirnprozesse wird durch Hollmann (2000) ebenfalls unterstrichen, der fordert, dass Vorschulkindern eine tägliche Beanspruchung von ca. 60% ihrer maximalen individuellen Leistungsfähigkeit ermöglicht werden muss, um weitere synaptische Verbindungen im Gehirn herzustellen bzw. aufrechtzuerhalten. Ku- besch (2002) betont ebenfalls, dass Bewegung und Sport eine zentrale Rolle für die Vernetzung der Nervenzellen spielen. Dabei ist die Veränderung der Nervenzellen in der Kindheit am höchsten und kann am stärksten durch Bewegung beeinflusst werden (vgl. KUBESCH, 2002). Dies belegen auch schon erste Untersuchungsansätze, in den Trost (2008) in Form von „move and learnprogrammes“ die Kombination von Bewegung und Wissensvermittlung erfolgreich bestätigt haben. Dabei wurde ein Programm für Vorschüler entwickelt und evaluiert, welches die mathematischen Grundlagen in bewegter Form vermittelt (vgl. TROST et al., 2008).

In der Vergangenheit wurden vor allem Kinder und Jugendliche im Schulalter in Bezug auf ihre motorische Leistungsfähigkeit sowie ihrer Schulleistungen geprüft. Die Frage nach der Wirksamkeit von bewegtem Förderunterricht blieb da zumeist unbeantwortet.

Diese Arbeit geht der Frage nach, inwiefern sich ein bewegter mathematischer Förderkurs auf die mathematische und motorische Leistungsfähigkeit von Kindern im Grundschulalter auswirkt. Durch die Diskussionen um die vermeintlich schlechter werdenden schulischen Leistungen deutscher Schülerinnen und Schüler im internationalen Vergleich, die PISA und andere Schulleistungsstudien belegen, stellt sich die Frage, wie Bildung anderweitig vermittelt, beziehungsweise vertieft werden kann. Da der Unterricht in der Schule meist im Sitzen stattfindet, wird in der heutigen Zeit oftmals versucht, einige Unterrichtsstunden in bewegter Form stattfinden zu lassen, da zahlreiche Studien belegen, dass Bewegung die Konzentration und Aufmerksamkeit durch die erhöhte Sauerstoffver- sorgung des Gehirns verbessern. Zur Klärung des Forschungsinteresses nach der Wirksamkeit eines spielerisch bewegten Mathematik-Kurses werden zwei Hauptfragestellungen von Bedeutung sein: Als Erstes stellt sich die Frage nach der Zuwachsrate in Bezug auf die mathematische Leis- tungsfähigkeit. Weisen die Schüler, die den bewegten Mathematikkurs besuchen, nach Abschluss der Untersuchung eine höhere mathematische Leistungsfähigkeit auf als die Schüler, die diesen Kurs nicht besuchten? Daraus resultierend ergibt sich die zweite Fragestellung: Gibt es einen Un- terschied in der Zuwachsrate im Bereich der motorischen Leistungsfähigkeit zwischen den Schü- lern, die den bewegten Mathematik-Kurs besuchen und denen, die ihn nicht besuchen?

Die vorliegende Arbeit ist in vier Kapitel untergliedert. Das im Anschluss an die Einleitung folgende zweite Kapitel widmet sich den theoretischen Grundlagen, wo vor allem Befunde zur mathemati- schen und motorischen Leistungsfähigkeit sowie zum Zusammenhang von Bewegung und Lernen dargestellt werden. Im anschließenden dritten Kapitel wird die empirische Untersuchung themati- siert. Dabei wird zuerst auf das Forschungsdesign, die Stichprobe und Messinstrumente einge- gangen, bevor die Ergebnisse der Untersuchung näher vorgestellt werden. Im Anschluss daran werden die entsprechenden Ergebnisse in Anlehnung an die im theoretischen Teil vorgestellten Befunde diskutiert.

Das abschließende vierte Kapitel fasst die gewonnenen Befunde zusammen und gibt kritische Anmerkungen zur vorliegenden Untersuchung sowie einen Ausblick auf mögliche folgende Forschungsfragen.

2 Theoretischer Teil

„Ein Blick zurück in die stammesgeschichtliche Entwicklung des Menschen verdeutlicht, daß All- tagsentscheidungen seit Urzeiten eng an Bewegung gebunden sind. […] Sieht man einmal von Situationen ab, die Denken, Entscheiden und Ganzkörperbewegungen von Natur aus nur als Einheit zulassen (z.B. Sport, handwerkliches Arbeiten), so tritt zunehmend mit ansteigender Technisierung des Alltags die körperliche Bewegung als Konsequenz von Entscheidungspro- zessen in den Hintergrund. […] Auffällig dabei ist, daß funktionale Bewegungen begleitet wer- den von ‚offensichtlichen unfunktionalen’. In der Schule oder am Arbeitsplatz wird mit Stühlen gekippelt, […] werden Zehe oder Füße bewegt, […] Grimassen gezogen oder Ohren und Nase gerieben. Begegnen uns hier stammesgeschichtliche Reste der funktionalen Einheit aus Den- ken, Entscheidung und Bewegung?“ (SCHÄDLE-SCHARDT, 2000, S.217).

2.1 Mathematische Kompetenzen deutscher Schülerinnen und Schüler im internationalen Vergleich

„Der internationale Vergleich der Leistungen von Schülerinnen und Schüler in bestimmten Fächern ist einerseits hilfreich, um das Bild von der Leistungsfähigkeit des eigenen nationalen Bildungssystems zu objektivieren. Andererseits kann die Analyse der Ergebnisse in Anregungen münden, wie festgestellte Defizite unter den gegebenen kulturellen, gesellschaftlichen und ökonomischen Bedingungen beseitigt werden können“ (Walther et al., 2008, S. 49).

In Deutschland haben die Ergebnisse internationaler Vergleichsuntersuchungen im Bereich der Schulleistungen großes öffentliches und politisches Interesse geweckt. Das hängt allerdings damit zusammen, dass die „gefühlte“ hohe Qualität der Bildungsergebnisse in den untersuchten Fächern in der Sekundarstufe I keineswegs bestätigt wurden (vgl. WALTHER et al., 2008). Sowohl bei der Third International Mathematics and Science Study 1995 als auch bei den PISA-Studien 2000, 2003 und 2006 blieben deutschen Schülerinnen und Schüler weit hinter den Erwartungen zurück und platzierten sich nur im Mittelfeld. Nur in der TIMS-Grundschul-Studie 2007 konnte ein Platz im oberen Drittel erreicht werden.

Resultierend aus den Ergebnissen wurde ein Umdenken in der Input-Steuerung des Bildungssystems, vorrangig über Lehrpläne, gefordert (vgl. WALTHER et al., 2008). Dies wird heute oftmals mit dem Begriff der Bildungsstandards umschrieben, die verbindliche Vorgaben enthalten, welche Kompetenzen Schülerinnen und Schüler am Ende eines bestimmten Bildungsabschnittes überprüfbar erlernt haben sollen (vgl. ebd.). Für das Unterrichtsfach der Mathematik wurden sowohl in der Grundschule als auch in Sekundarstufe Bildungsstandards veröffentlicht.

Im vorliegenden Kapitel werden die Ergebnisse internationaler Vergleichsuntersuchen dargestellt. Bevor auf die einzelnen Studien näher eingegangen wird, folgt eine Definition der mathematischen Kompetenzen.

Das PISA-Konsortium definiert die mathematischen Kompetenzen folgendermaßen:

„Die Fähigkeit, die Rolle zu erkennen und zu verstehen, die Mathematik in der Welt spielt, fun- dierte mathematische Urteile abzugeben und sich auf eine Weise mit der Mathematik zu befas- sen, die den Anforderungen des gegenwärtigen und künftigen Lebens als konstruktiven, enga- gierten und reflektierenden Bürger entspricht“ (PISA-KONSORTIUM, 2007, S. 39).

Die Wichtigkeit der mathematischen Kompetenz unterstreichen Frey und Mitarbeiter: „Mathematische Kompetenz wird heute in vielen Berufs-, Wirtschafts- und Kulturbereichen vorausgesetzt“ (FREY et al., 2007, S. 249).

Ergebnisse des Trends in International Mathematics and Science Study (TIMMS) 2007

Die International Association for the Evaluation of Educational Achievement (IEA) führt seit 1995 die Schulleistungsstudie TIMMS in den Jahrgangsstufen 4 und 8 durch. 2007 beteiligt sich Deutschland erstmals an der Grundschuluntersuchung. Bei dieser Untersuchung werden die ma- thematischen und naturwissenschaftlichen Leistungen von 183 150 Schülerinnen und Schülern der 4. Klassenstufe in 36 Staaten und 7 Regionen untersucht (vgl. BOS et. al, 2008). Es wurden einer- seits die Schülerleistungen im mathematischen und naturwissenschaftlichen Bereich sowie ande- rerseits Merkmale von Schülerinnen und Schülern, von Lehrkräften, Unterricht und Schulen, die den Aufbau mathematischer und naturwissenschaftlicher Kompetenzen potenziell beeinflussen, erhoben (vgl. ebd.).

Im Folgenden wird aufgrund der thematischen Eingrenzung der Arbeit nur auf die Ergebnisse im mathematischen Bereich in der Jahrgangsstufe 4 eingegangen1. Bei der Erhebung der Daten wur- den zwei Dimensionen unterschieden. Zum einen der mathematische Inhaltsbereich, bei dem zu- sätzlich noch zwischen der Arithmetik, Geometrie und Messen sowie Daten unterschieden wurde und zum anderen die kognitiven Anforderungen (vgl. WALTHER et al., 2008). Bei dem mathemati- schen Inhaltsbereich wurden inhaltsbezogene Kompetenzen aufgestellt, über die die Schüler am Ende der Grundschulzeit verfügen sollten (vgl. ebd.). Dazu gehört zum Beispiel das Zahlen ver- gleichen und ordnen oder die vier Grundrechenarten verständig ausführen oder überschlagend rechnen zu können (vgl. ebd.). Die kognitiven Anforderungen wurden ebenfalls noch in drei Berei- che unterteilt. Dazu gehören das Reproduzieren von Wissen, Fertigkeiten und Grundvorstellungen, das Anwenden von Wissen, Fertigkeiten und Grundvorstellungen beim Bearbeiten von Standard- aufgaben sowie das Lösen von komplexen Berechnungs-, Anwendungs- und Begründungsprob- lemen (vgl. WALTHER et al., 2008). Dazu zählt zum Beispiel, dass die Schüler Definitionen, Be- zeichnungen und Eigenschaften geometrischer Figuren ins Gedächtnis rufen können (vgl. ebd.). Der Mathematiktest der TIMS-Studie umfasst 179 Items, bei dem insgesamt 197 Punkte erreicht werden können (vgl. WALTHER et al., 2008). Dabei sind etwas mehr als die Hälfte im Mehrfach- wahlformat (96). Bei den übrigen 83 Items wird eine Kurzantwort der Schüler verlangt (vgl. ebd.). Die Verteilung der Items auf die Inhaltsbereiche entspricht etwa dem Stellenwert in den Schulbü- chern (vgl. ebd.). Auch die Verteilung der Items auf die kognitiven Bereiche entspricht den interna- tionalen Verhältnissen des Mathematikunterrichts in Grundschulen2 (vgl. WALTHER et al., 2008). Der folgende Abschnitt erörtert die Ergebnisse deutscher Schülerinnen und Schüler im internatio- nalen Vergleich.

Bei der Betrachtung der Leistungsmittelwerte liegen die deutschen Schülerinnen und Schülern mit einer durchschnittlichen Mathematikleistung von 525 Punkte am Ende der Grundschulzeit im oberen Drittel und damit deutlich über dem internationalen Durchschnittswert von 473 Punkten (vgl. WALTHER et al., 2008). In diesem Bereich liegen auch Staaten wie die USA, Dänemark und Litauen. Allerdings fällt auf, dass Nachbarstaaten wie England (541 Punkte) oder die Niederlande (535 Punkte) eine bessere Leistung erzielen (vgl. ebd.). Der Abstand zur Leistungsspitze, die unter anderem durch Japan (568 Punkte) gebildet wird, ist beachtlich (vgl. ebd.). Walther und Mitarbeiter kommentieren die Ergebnisse folgendermaßen:

„Offensichtlich besteht auch bei insgesamt überdurchschnittlichen Ergebnissen noch ein beträchtliches Entwicklungspotential“ (WALTHER et al., 2008, S. 82)

Da Deutschland erstmals an der Studie teilnahm, können noch keine Trends in der Leistungsentwicklung beschrieben werden (vgl. WALTHER et al., 2008). Die Leistungsstreuung ist in Deutschland vergleichsweise klein (vgl. ebd.). Die Standardabweichung beträgt 68 Punkte vom Leistungsmittelwert (vgl. ebd.). Dies spricht insgesamt für eine homogene Leistungsdichte, die allerdings in Zukunft auf einem höheren Niveau erzielt werden sollte (vgl. WALTHER et al., 2008). Entgegen aller Annahmen wird davon ausgegangen, dass die Grundschulbildung in Deutschland wohl kaum die Ursache für das mittelmäßige Abschneiden in PISA ist (vgl. ebd.).

Im Hinblick auf die Beurteilung des Zusammenhangs zwischen dem inhaltlichen und dem kogniti- ven Bereich wurden Kompetenzstufen gebildet. Dabei wurde zwischen fünf Stufen unterschieden, wobei I die niedrigste, III die durchschnittliche und V die höchste Stufe war (vgl. WALTHER et al., 2008). Die Ergebnisse zeigen, dass sich ein Fünftel aller Schülerinnen und Schüler auf der ersten und zweiten Kompetenzstufe befinden (vgl. ebd.). Besorgniserregend sind dagegen die 4% der Schüler, die sich auf der untersten Kompetenzstufe befinden und somit mangelhafte mathematische Leistungen aufweisen (vgl. ebd.). Knapp 75 % der Schüler verfügen über ein elementares mathematisches Wissen und befinden sich somit auf den mittleren Kompetenzstufen III und IV. 6% der Schüler bilden die oberste Kompetenzstufe V und weisen somit gut fundierte mathematische Grundkenntnisse nach (vgl. WALTHER et al., 2008).

Am Ende der Grundschulzeit verfügt nur jedes sechste Kind über elementare mathematische Fähig- und Fertigkeiten und 4% aller Schüler erreichen noch nicht einmal dieses Leistungsniveau (vgl. WALTHER et al., 2008). Dies kann durchaus zu einer enormen Belastung werden und die weitere Schullaufbahn erheblich belasten (vgl. ebd.).

„Staaten der internationalen Leistungsspitze gelingt es erstaunlicherweise, sowohl den Anteil der Kinder auf der untersten Kompetenzstufe im Vergleich zu Deutschland deutlich zu reduzie- ren (in Japan etwa auf die Hälfte) als auch Leistungspotentiale von leistungsstarken Grund- schulkindern besser auszuschöpfen. Der Anteil derer, die komplexe, mehrschrittige Probleme begründend lösen können, ist beispielsweise in Japan fast viermal so groß wie in Deutschland. Hier gilt es, zukünftig die gemeinsame Förderung leistungsschwacher und leistungsstarker Grundschulkinder besser in Einklang zu bringen“ (WALTHER et al., 2008, S. 83)

Geschlechtsspezifische Unterschiede in der mathematischen Leistungsfähigkeit bestehen bei der Betrachtung des internationalen Durchschnittswertes (473) nicht (vgl. WALTHER et al., 2008). Aller- dings zählt Deutschland zu etwa ein Drittel aller TIMSS 2007-Teilnehmerstaaten, bei denen die Mädchen (519) einen signifikanten Rückstand gegenüber den Jungs haben (531, vgl. ebd.). Dabei ist der Unterschied in zwei von drei Inhaltsbereichen und allen kognitiven Bereichen signifikant (vgl. ebd.). Nur im geometrischen Bereich gibt es keinen signifikanten Leistungsunterschied (vgl. WALTHER et al., 2008).

Die Ergebnisse in Bezug auf die Einstellung zum Mathematikunterricht fallen durchweg positiv aus und ordnen sich den internationalen Trend ein. Es kann, unabhängig von der Kompetenzstufe, eine insgesamt positive Einstellung zum Mathematikunterricht nachgewiesen werden (vgl. WAL- THER et al., 2008).

Insgesamt zeigen die Ergebnisse der TIMS-Studie 2007, dass die deutschen Schülerinnen und Schüler im Bereich der mathematischen Kompetenzen im internationalen Vergleich im Mittelfeld landen. Sie liegen weit über dem internationalen Durchschnittswert, allerdings auch weit hinter der internationalen Spitze. Wie die Schülerinnen und Schüler in der Sekundarstufe I im mathematischen Bereich abgeschnitten haben, wird im folgenden Abschnitt näher beleuchtet.

Ergebnisse des Programmes for International Student Assement (PISA) 2006

Im Jahr 2000 startete die Organization for Economic Co-Operation and Development (OECD) erstmals das Programme for International Student Assement (PISA) und seitdem erhalten weltweit fünfzehnjährige Schülerinnen und Schülerim Abstand von drei Jahren Testaufgaben, die ihre Kompetenzen in den Bereichen Lesen, Mathematik und Naturwissenschaft erfassen. Ziel dieses Programmes ist es, herauszufinden, inwiefern es den Bildungssystemen in den teilnehmenden Staaten gelingt, junge Menschen auf die Anforderungen der Wissensgesellschaft und auf das Ler- nen über die Lebensspanne vorzubereiten. Aus den entsprechenden Ergebnissen sollen fundiertes Steuerungswissen für die teilnehmenden Staaten gewonnen werden (vgl. PRENZEL, 2007).

An der Untersuchung im Jahr 2006 beteiligten sich insgesamt 57 Staaten (30 OECD-Staaten und 27 OECD-Partnerstaaten) mit circa 400 000 per Zufall ausgewählten Schülerinnen und Schülern (vgl. PRENZEL, 2007). In Deutschland nahmen 257 Schulen mit insgesamt 4 891 fünfzehnjährigen Schülerinnen und Schülern am internationalen Vergleich teil (vgl. ebd.). Zudem wurde diese Möglichkeit gleichzeitig genutzt, um innerhalb der einzelnen Bundesländer aussagekräftige Vergleiche durchführen zu können. Dazu wurde die Stichprobe um circa 1300 zusätzliche Schulen aufgestockt und durch die Ziehung kompletter 9. Jahrgangsstufen ergänzt (vgl. ebd.). Hierbei wurde überprüft, inwiefern die Schülerinnen und Schüler die Bildungsstandards der Mathematik für den mittleren Schulabschluss erreichen (vgl. PRENZEL, 2007).

Dieser Abschnitt beschränkt sich aufgrund der Eingrenzung des Themas ausschließlich auf die Ergebnisse im Bereich der mathematischen Kompetenzen3 und soll einen Überblick über die Testergebnisse der letzten Erhebung im Jahr 2006 geben. Zudem werden diese Ergebnisse noch mit denen aus den Jahren 2000 und 2003 verglichen.

Bei den mathematischen Kompetenzen der PISA-Studie wurden die Ergebnisse ebenfalls mittels Kompetenzstufen interpretiert, wobei im Vergleich zur TIMS-Studie auf sechs Stufen zurückgegrif- fen wurde (vgl. FREY et al., 2007). Hierbei stellt die Stufe I ebenfalls die niedrigste dar (vgl. ebd.). In dieser Stufe sind die Schülerinnen und Schüler noch weit von den Zielen des Mathematikunter- richts in der Sekundarstufe I entfernt und es wird angenommen, dass sie in ihrem Ausbildungs- und Berufsleben weitreichende Probleme haben werden (vgl. ebd.). Dahingegen bildete die Stufe VI die höchste Stufe und Jugendliche in dieser Stufe weisen ein hohes Maß an mathematischer Kompetenz auf (vgl. FREY et al., 2007).

Im Jahr 2006 erreichten deutsche Schülerinnen und Schüler im Mittel 504 Punkte (vgl. FREY et al., 2007). Dies entspricht keinem signifikanten Unterschied zum Durchschnitt der OECD-Staaten (498 Punkte, vgl. ebd.). In diesem Bereich befinden sich außerdem noch Schweden, Irland, Frankreich, das Vereinigte Königreich und Irland (vgl. ebd.). Allerdings erreichen 13 OECD-Staaten Kompe- tenzmittelwerte, die den OECD-Durchschnitt signifikant übertreffen (vgl. FREY et al., 2007). Dies bedeutet, dass sich die deutschen Kinder im Mittelfeld der OECD-Staaten wiederfinden (14.Platz). Zu Finnland (548 Punkte) und Korea (547 Punkte) als die beiden besten OECD-Staaten und Tai- wan (549) sowie Hongkong-China (547) als OECD-Partnerstaaten besteht ein beträchtlicher Ab- stand (vgl. ebd.). Neben dem Blick auf die Kompetenzmittelwerte der einzelnen Staaten ist auch ein Blick auf die Streuung der Kompetenzwerte innerhalb eines Landes interessant. Hierbei liegen Finnland (SD=81 Punkte) und Irland (SD=82 Punkte) an der Spitze (vgl. FREY et al., 2007). Deutschland im Vergleich dazu weißt mit einer Standardabweichung von 99 Punkten eine wesent- lich größere Streuung auf (vgl. ebd.). Diese ist sogar signifikant zum OECD-Durchschnitt, der bei 92 Punkten liegt (vgl. ebd.). Lediglich die Tschechische Republik (SD=103) und Belgien (SD=106) weisen noch größere Streuungen auf (vgl. FREY et al., 2007).

Nach dem Blick auf die Streuung innerhalb der Staaten ist der Blick auf die Verteilung der Stufen der mathematischen Kompetenz ebenfalls interessant. Im Jahr 2006 befinden sich in Deutschland 7,3% der Schülerinnen und Schüler unterhalb der Kompetenzstufe I, 12,5% auf Stufe I, 21,2 % auf Stufe II, 24% auf Stufe III, 19,4% auf Stufe IV, 11% auf Stufe V und 4,5% auf der höchste Stufe VI (vgl. FREY et al., 2007). Der Vergleich mit dem internationalen Durchschnitt zeigt, dass sich signifi- kant mehr Schüler auf der obersten Kompetenzstufe VI befinden, als es im OECD Durchschnitt der Fall ist (3,3%, vgl. ebd.). Allerdings im Vergleich zu den stärksten Staaten Finnland (6,3%) und Korea (9,1%) ist der Anteil verhältnismäßig klein (vgl. FREY et al., 2007). Der Anteil derer, die auf oder unter der Kompetenzstufe I liegen ist in Deutschland mit 19,9% geringfügig kleiner als der OECD-Durchschnitt (21,3%, vgl. ebd.). Allerdings weisen die stärksten Staaten Finnland (6%) und Korea (8,9%) wesentlich geringere Werte in diesem Bereich auf (vgl. ebd.). Insgesamt schwanken die diese Werte zwischen den einzelnen OECD-Staaten stark, denn beispielsweise in der Türkei (52,1%) und in Mexiko (56,5%) kann jeder zweite fünfzehnjährige demnach nur einfachste mathe- matische Aufgaben mit hinreichender Wahrscheinlichkeit lösen (vgl. FREY et al., 2007).

Bei den geschlechtsspezifischen Unterschieden zeigen sich in allen Staaten bis auf Island ähnliche Ergebnisse. Während in Island tendenziell die Mädchen besser als die Jungen abschneiden, lie- gen die Jungen in den anderen Staaten im OECD-Durchschnitt um 11 Punkte vor den Mädchen (vgl. FREY et al., 2007). In Deutschland ist der Unterschied mit 20 Punkten besonders groß (vgl. ebd.). Nur Japan (ebenfalls 20 Punkte) und Österreich (23) weisen ähnlich große Differenzen auf (vgl. ebd.).

Veränderungen der mathematischen Kompetenz zwischen PISA 2003 und PISA 2006 im internationalen Vergleich Bei der Betrachtung der internationalen Kompetenzmittelwerte aus dem Jahr 2003 und dem 2006 fällt auf, dass der OECD-Durchschnitt von 500 auf 498 Punkten gesunken ist. In Deutschland da- gegen stabilisierte sich der Wert (2006: 504 Punkte, 2003: 503 Punkte, vgl. FREY et al., 2007). Da- bei weisen die meisten OECD-Staaten keine signifikanten Veränderungen auf. Ausnahmen in posi- tiver Richtung bilden Mexiko (+20 Punkte auf 406) und Griechenland (+14 Punkte auf 459, vgl. ebd.). Allerdings liegen diese beiden Staaten weiterhin deutlich unter dem Niveau der meisten an- deren OECD-Staaten. Signifikanten Abnahmen sind beispielsweise bei Frankreich (-15 Punkte), Japan (-11 Punkte) oder Island (-9 Punkte) zu verzeichnen (vgl. FREY et al., 2007).

Auch wenn sich der Mittelwert in Deutschland nicht bedeutsam verändert hat, ist eine geringfügige Veränderung der Streuung von 2003 mit 103 Punkte auf 99 Punkte 2006 zu verzeichnen (vgl. FREY et al., 2007). Trotz dieser Veränderung weist Deutschland weiterhin die drittgrößte Streuung aller OECD-Staaten auf (vgl. ebd.).

Mathematische Kompetenz deutscher Schülerinnen und Schüler in PISA Im folgenden Abschnitt werden die vertiefenden Analysen innerhalb Deutschlands näher vorgestellt. Zunächst werden die Veränderungen zwischen PISA 2000, PISA 2003 und PISA 2006 vorgestellt, wobei als Gruppierungsmerkmale Kompetenzstufen und Geschlecht ausgewählt wurden. Im Anschluss wird die Abhängigkeit der besuchten Schule auf die mathematische Kompetenz dargestellt (vgl. FREY et al., 2007).

Im vorangegangenen Abschnitt wurde festgestellt, dass sich die Mittelwerte von PISA 2003 und PISA 2006 in Deutschland nicht signifikant verändert haben. Interessante, allerdings nicht signifikante Unterschiede, ergeben sich allerdings bei der Betrachtung der Verteilung auf die Kompetenzstufen. Denn 2006 liegt der Anteil der Schülerinnen und Schüler, die unter der Kompetenzstufe I liegen mit 7,3% deutlich unter dem Wert von 2003 (9,2%, vgl. FREY et al., 2007). Insgesamt liegen 2006 mit 19,9% der Schülerinnen und Schüler unter bzw. auf der Kompetenzstufe I 2006 1,7% weniger als 2003 im kritischen Bereich (vgl. ebd.).

Der Geschlechtsspezifische Unterschied hat sich erheblich vergrößert. Während die Jungen 2003 im Mittel 9 Punkte besser waren, liegen sie 2006 mit 20 Punkten schon deutlich über den Mädchen (vgl. FREY et al., 2007). Im Vergleich dazu hat blieb der OECD-Durchschnitt mit 11 Punkte 2003 und 2006 konstant (vgl. ebd.). Dies wird damit erklärt, dass die der Anteil der Jungen, die unter Stufe I liegen von 9% 2003 auf 6.2% gesunken und zudem der Anteil der Mädchen, die auf Stufe V lagen von 11,4% 2003 auf 9% 2006 zurückgegangen ist (vgl. ebd.).

Die Analyse der Veränderungen in Deutschland zwischen PISA 2000, PISA 2003 und PISA 2006 fassen Frey und Mitarbeiter wie folgt zusammen:

„Zusammenfassend zeigt sich in Deutschland ein deutlicher Zuwachs der mathematischen Kompetenz, der im Wesentlichen zwischen den Erhebungszeitpunkten der Jahre 2000 und 2003 erfolgt ist und sich zwischen 2003 und 2006 stabilisiert hat. Der von PISA 2000 zu PISA 2006 beobachtete Zuwachs der mathematischen Kompetenz beträgt in etwa zwei Drittel des Zuwachses vom 9. zum 10.Schuljahr“ (Frey et al., 2007. S.269).

Bei der Betrachtung zwischen den Schularten zeigten sich bei PISA 2000, PISA 2003 und PISA 2006 erhebliche Unterschiede. Da die Schulbezeichnungen zwischen den Bundesländern stark variieren, ist hier eine vorsichtige Interpretation der Ergebnisse angebracht (vgl. FREY et al., 2007).

„Die Ergebnisse sind deshalb nicht auf jede Schule in Deutschland zu übertragen, sondern sollten als Anhaltspunkte für eine typische Schule der jeweiligen Schulart verstanden […] werden“ (Frey et al., 2007, S. 270).

Die Variation der Mittelwerte zwischen den Schularten ist sehr groß (vgl. FREY et al., 2007). Dabei weisen Jugendliche von Gymnasien im Mittel signifikant höhere Werte als in allen anderen Schularten auf (vgl. ebd.). Der Unterschied zwischen Hauptschule und Gymnasium fällt mit 171 Punkten sehr groß aus (vgl. ebd.). Dies bedeutet, dass Schülerinnen und Schüler von Gymnasien den Schülerinnen und Schülern von Hauptschulen im Mittel um drei Kompetenzstufen voraus sind (vgl. ebd.). Bei Schülerinnen und Schülern der Realschule beträgt der Vorsprung auch noch mehr als eine Kompetenzstufe (vgl. FREY et al., 2007).

Zusammenfassend lässt sich festhalten:

„Für Deutschland ist zusammengenommen eine positive Veränderung der mathematischen Kompetenz zu verzeichnen. Allerdings zeigte sich nur zwischen PISA 2000 und PISA 2003 ein signifikanter Anstieg; von PISA 2003 zu PISA 2006 blieb die mathematische Kompetenz stabil auf dem im Jahr 2003 erreichten Niveau. Das Kompetenzniveau unterscheidet sich auch 2006 nicht signifikant vom OECD-Durchschnitt und fällt weiterhin deutlich gegenüber den Staaten mit sehr hoher mathematischer Kompetenz wie Finnland, den Niederlanden, der Schweiz oder Ka- nada ab“ (Frey et al., 2007, S. 272).

Um diese erzielten Ergebnisse stetig zu verbessern, wurden mit dem Schuljahr 2003/2004 bundesweit geltende Bildungsstandard in Mathematik eingeführt (vgl. BLUM et. al, 2006). Die Effekte auf die PISA-Ergebnisse dürften hier allerdings erst in den Erhebungen 2009 oder 2012 zu erwarten sein. Für die kommenden Jahre gilt es also, die durch die Bildungsstandards vorgegebenen Zielsetzungen in der Breite des Alltagsunterrichts zu realisieren (vgl. FREY et al., 2007). Ob dies gelingt, werden die nächsten Ergebnisse der PISA-Studie zeigen.

2.2 Der Einfluss der körperlichen Aktivität auf Gehirnprozesse

„Das menschliche Gehirn besteht aus Milliarden von Neuronen, deren Aufgabe es ist, Informationen an andere Nervenzellen weiterzuleiten (SPITZER & KUBESCH 2005, S. 16).“

Der Einfluss der körperlichen Aktivität junger Menschen und deren Wirkung auf Gehirnprozesse wurde bisher nur wenig wissenschaftlich untersucht (SPITZER & KUBESCH, 2005). Im Folgenden werden die bisher wichtigsten Erkenntnisse in diesem Zusammenhang näher vorgestellt. Körperliche Aktivität fördert neuronale Prozesse, indem sie auf die Struktur und Funktionsweise des Gehirns einwirken (SPITZER & KUBESCH 2005, S.16). Bereits in der pränatalen Phase wird durch die muskuläre Beanspruchung des Fötus und der Mutter die Bildung und Entwicklung von Nervenzellen angeregt (vgl. ebd.). Eine große Bandbreite von Verhaltensreaktionen wird durch eine entsprechende Anzahl von Nervenzellen und deren gezielte Verbindung, die sie mit anderen Neuronen eingehen, gewährleistet (vgl. ebd.). Daraus resultiert, dass die Bewegung zu den wichtigsten Stimulationen des fötalen Gehirns zählt (vgl. ELIOT, 2002).

Um weitere synaptische Verbinden herzustellen bzw. aufrechtzuerhalten ist es wichtig, dass Vorschulkindern täglich eine Beanspruchung von ca. 60% ihrer maximalen individuellen Leistungsfähigkeit ermöglicht wird (vgl. HOLLMANN, 2000). Im Grundschulalter kann dann über den Sportunterricht weiter auf Struktur, Funktion und Vernetzung von Nervenzellen eingewirkt werden (vgl. KUBESCH, 2005). Dadurch kann eine positive Beeinflussung auf das emotionale, kognitive und soziale Verhalten der Kinder erzielt werden (vgl. ebd.).

Dem Sportunterricht wird in Deutschland allerdings nicht die entsprechende Bedeutung zugewiesen. Das zeigt sich darin, dass die dritte Sportstunde in der Woche von vielen Bundesländern nicht gewährleistet wird (vgl. KUBESCH, 2002). Außerdem fördert Sportunterricht nicht nur die körperliche Entwicklung der Schüler, sondern auch ihre Lern- und Gedächtnisleistungen in den anderen Unterrichtsfächern (vgl. ebd.). Durch die verhältnismäßig wenig wissenschaftlichen Studien sind die Kenntnisse über die eigentliche Bedeutung des Sportunterrichts von Bildungspolitikern, Lehrern, Eltern und Schülern entsprechend gering (vgl. ebd.).

Hypothese: Körperliche Aktivität verbessert die Durchblutung des Gehirns

Wissenschaftliche Untersuchungen belegen, dass schon geringe körperliche Belastungen eine Erhöhung der Gehirndurchblutung zur Folge haben. Hollmann und Strüder (2000) wiesen bei- spielsweise in ihrer Untersuchung nach, dass Personen, die auf einem Fahrradergometer bei einer geringen Belastung von 5 Watt fuhren, die vergleichbar ist mit einem langsamen Spaziergang, eine Durchblutungssteigerung von 20% aufweisen. Bei einer Belastung von 100 Watt stieg die Durch- blutung um 30% (vgl. ebd.). Allerdings gibt es bislang noch keine hinreichenden Befunde darüber,

wie sich dir Durchblutungssteigerung und die damit verbesserte Sauerstoffversorgung auf die Denkfähigkeit auswirkt (vgl. KUBESCH, 2002). Allerdings betonen Steffny und Pramann (2001), dass Ausdauersportler von der körperlichen Beanspruchung profitieren und sich nach dem Trai- ning als aufnahmefähiger und konzentrierter erleben. Daraus resultiert auch die Forderung, dass der Sportunterricht nicht auf die letzte Unterrichtseinheit des Tages gelegt werden sollte, sondern eher vor Fächern wie Mathematik oder Englisch besser aufgehoben ist, da die Schüler von der gesteigerten Gehirndurchblutung den damit verbesserten kognitiven Funktionen profitieren könn- ten (vgl. KUBESCH, 2002).

Hypothese: Körperliche Aktivität fördert Intelligenz

Für die Vernetzung der Nervenzellen spielen Bewegung und Sport eine zentrale Rolle (vgl. KUBESCH, 2002). Das Gehirn, welches das komplexeste biologische Gebilde ist, besteht aus ca. 100 Milliarden Nervenzellen (vgl. ebd.). Jede Nervenzelle kann wiederum mit 4000 bis 10 000 in Verbindung treten (vgl. ebd.). Da die Bewegung die neuronale Vernetzung unterstützt, kann das Gehirn so optimal genutzt werden. Daraus ergibt sich ein enger Zusammenhang zwischen der Motorik und der Intelligenz (vgl. ebd.).

In der Kindheit ist die Veränderung der Nervenzellen (neuronale Plastizität) am höchsten und kann am stärksten durch Bewegung beeinflusst werden (vgl. KUBESCH, 2002). Dies hat zur Folge, dass die Intelligenz stark durch körperliche Aktivität in Form von Sport und Bewegung beeinflusst werden kann (vgl. ebd.).

Hypothese: Körperliche Aktivität optimiert Lern- und Gedächtnisleistungen

Für die Lern- und Gedächtnisprozesse sind zwei Gehirnstrukturen von besonderer Bedeutung. Dies sind zum einen die Großhirnrinde (Kortex) und zum anderen der Hippocampus (vgl. KU- BESCH, 2002). Der Kortex ist vor allem beim Lernen von Bewegungsabläufen wie zum Beispiel der Aufschlag beim Badminton oder der Kopplung von Arm- und Beinbewegungen beim Delphin- schwimmen aktiv (vgl. ebd.). Der Hippocampus ist beispielsweise beim Lernen von Fakten aktiv. Dieser leitet die Informationen dann an den Kortex weiter, wo sie dauerhaft gespeichert werden (vgl. KUBESCH, 2002). Spitzer (1996) spricht in diesem Zusammenhang davon, dass der Hippo- campus als „Trainer des Kortex“ fungiert.

Der wesentliche Unterschied beider Gehirnstrukturen liegt in der Geschwindigkeit, mit der Informa- tionen gespeichert werden (vgl. KUBESCH, 2002). Bei Bewegungsabläufen ist es zum Beispiel so, das diese zum Teil viele Tausend Mal geübt werden müssen, bis sie perfektioniert sind und voll automatisch beherrscht werden. Das liegt daran, dass der Kortex im Gegensatz zum Hippocampus sehr langsam lernt (vgl. ebd.). Dahingegen hat der Kortex allerdings eine wesentlich größere Spei- cherkapazität als der Hippocampus (vgl. ebd.). Aus diesem Grund sollte der Hippocampus die In- formationen so schnell wie möglich an den Kortex weiterleiten, was durch kurze, aber häufig wie- derholte Lerneinheiten geschieht (vgl. KUBESCH, 2002). Der Hippocampus hat auch zum Vorteil, dass er das Wiederholen im Schlaf übernimmt, was zur Folge hat, dass Schülerinnen und Schüler auf ausreichend Schlaf achten sollten. Zudem wird durch körperliche Aktivität, je intensiver desto besser, bis ins hohe Alter neue Nervenzellen im Hippocampus gebildet (vgl. ebd.). Allerdings ge- schieht dies nur, wenn der Sport freiwillig betrieben wird, da die Nervenzellen empfindlich auf Stresshormone reagieren (vgl. ebd.). Es wurde nämlich nachgewiesen, dass die Neubildung von Nervenzellen (Neurogenese), nur bei freiwilliger und nicht bei erzwungener körperlicher Beanspru- chung, geschieht (vgl. ebd.). Durch Bewegung und Lernen erfolgt eine direkte Stimulierung der Neurogenese und Umgebungsreize, wie eine interessante und abwechslungsreiche Lernumge- bung in Schulen, sorgen für das Überleben der neugebildeten Nervenzellen (vgl. KUBESCH, 2002). Daraus ergeben sich auch entsprechende Konsequenzen für den Schulsport, an denen viele Schüler, meist im fortgeschrittenen Alter, keinen Spaß mehr haben. Zum Teil liegt es an der Ei- genmotivation, aber auch die Rahmenbedingungen und das Sportangebot haben einen großen Anteil am Verlust der Freude (vgl. KUBESCH, 2002). Ein weiterer Faktor für mangelnden Spaß am Sportunterricht ist die Tatsache, dass dem Sportunterricht eine zu geringe Bedeutung zugewiesen wird und meist nur als Ergänzungsfach angesehen wird und somit in die Randstunden verlegt wird (vgl. ebd.). Dies ist auch ein Grund dafür, warum die Schüler die Bedeutung des Sportunterrichts nicht erkennen können. Daraus resultiert meist auch die negative Einstellung der Schüler zur akti- ven Gestaltung ihrer Freizeit.

Bös und Mitarbeiter starteten von 1993-1997 einen Modellversuch an einer Grundschule in Bad Homburg. Dort wurde die tägliche Sportstunde in den Klassen eins bis vier eingeführt und mit Zustimmung der Eltern der Unterricht in anderen Fächern (z.B. Deutschunterricht) gekürzt (vgl. BÖS & OBST, 2000). Die Ergebnisse nach vier Jahren zeigen, dass die Schüler dieser Schule im Vergleich zu einer Kontrollschule in den Bereichen der motorischen Leistungsfähigkeit, Arbeits- und Sozialverhalten besser abschnitten (vgl. ebd.). In den Unterrichtspausen wurde ein etwa 50% seltener und weniger starkes aggressives Verhalten beobachtet und es ist kein Leistungsabfall in den gekürzten Unterrichtsfächern zu verzeichnen (vgl. ebd.). Diese Schule hält bis zum jetzigen Zeitpunkt an dem Konzept der täglichen Sportstunde fest (vgl. BÖS & OBST, 2000).

Körperliche Aktivität und Exekutive Funktionen

Unter Exekutiven Funktionen werden Prozesse verstanden, die beispielsweise notwendig sind, um Handlungen zu planen, Lernprozesse zu organisieren und Aufmerksamkeitsmechanismen zu steuern. Es zählen dazu unter anderem die Fähigkeiten, Aufmerksamkeit auf das wesentliche zu fokussieren, bedeutsame Dinge auszuwählen, nicht relevante Stimuli zu ignorieren und die Auf- merksamkeit in schneller Folge zu wechseln (vgl. ROBERTS ET AL. 2003, MONSELL & DRIVER, 2000). Auf den Sport bezogen werden exekutive Funktionen dann benötigt, wenn in Sportarten ein flexib- les Verhalten und die Steuerung von Aufmerksamkeitsprozessen gefordert sind (vgl. KUBESCH, 2004).

Entsprechende Untersuchungsergebnisse zur Wirksamkeit von körperlicher Aktivität auf die exeku- tiven Funktionen liegen bislang nur bei alten Menschen (KRAMER ET AL., 1999) und depressiven Patienten vor (KUBESCH ET AL., 2003). Es ist als sinnvoll anzusehen, diese Untersuchungen insbe- sondere auf Kinder im Kindergarten- und Grundschulalter auszuweiten, da in diesem Alter der Be- ginn der Entwicklung exekutiver Funktionen liegt (vgl. KUBESCH, 2008). Es könnte bei dieser Al- tersgruppe überprüft werden, ob körperliche Aktivität die Entwicklung der exekutiven Funktionen fördert und Lernprozesse verbessert sowie empathisches Verhalten unterstützt werden kann. Denn empathisches Verhalten und beispielsweise die mathematische Leistungsfähigkeit korrelie- ren signifikant positiv mit den exekutiven Funktionen (vgl. SPITZER & KUBESCH, 2005). Es sind auch Untersuchungen bei älteren Kindern als sinnvoll zu erachten, da die Entwicklung der exekutiven Funktionen bis ins Erwachsenalter andauert (vgl. SPITZER & KUBESCH, 2005). Hierbei sollte der Sportunterricht als Untersuchungsgegenstand im Vordergrund stehen, in dem optimale Rahmen- bedingungen geschaffen werden können, um emotionale, kognitive und soziale Prozesse von Schülern durch körperliche Aktivität geschaffen werden können (vgl. ebd.).

Gehirnleistungsfähigkeit und körperliche Aktivität

Geeignete körperliche Aktivität besitzt eine strukturelle und funktionelle Bedeutung für das Gehirn. Gerade im Vorschul- und Grundschulalter wird durch koordinative Beanspruchungen der Erhalt von im Überschuss vorhandenen Gehirnneuronen begünstigt und gleichzeitig die Synapsenbildung gefördert (vgl. HOLLMANN & STRÜDER, 2003).

Hollmann und Strüder (2003) beobachteten bei Fahrradergometeruntersuchungen mittels Positronen-Emissions-Tomographie (PET) eine signifikant gesteigerte Gehirndurchblutung schon bei einer Belastungsstufe von 25 Watt im Mittel um 20%. Höhere Belastungsintensitäten zeigen eine noch stärker Gehirndurchblutung in regionalen Gehirnabschnitten, allerdings ohne lineare Beziehung (vgl. HOLLMANN UND STRÜDER 2003, S. 265).

Zudem wird durch aerobe dynamische Arbeit und koordinativer Beanspruchung die Gehirndurch- blutung regional vermehrt und es erfolgt ein veränderter Stoffwechsel mit Gen-Anregung, wodurch eine gesteigerte Produktion von zahlreichen neurotrophen Faktoren auslöst wird (vgl. HOLLMANN UND STRÜDER, 2003). Neurotrophe Faktoren sind körpereigene Signalstoffe, die eine zielgerichtete Verbindung zwischen Nervenzellen bewirken. Hierbei wird vor allem das BDNF (Brain-Derived- Neurotrophic-Factor) angeregt, dessen Hauptaufgabe darin besteht, Transmitter im Hippocampus freizusetzen, die als Grundlage für die sogenannte Langzeitpotenzierung bei Lern- und Gedächtnisprozessen dienen (vgl. BOHR, 2003, S. 9). Die Langzeitpotenzierung hat zur Folge, dass eine vermehrte synaptische Übertragung im Hippocampus stattfindet und die Leistungsfähigkeit des Gehirns somit gesteigert wird (vgl. ebd.).

Es lässt sich festhalten, dass körperliche Bewegung einen stimulativen Faktor für die Hirnplastizität durch Synapsen- und Spinesbildung sowie für die Neubildung von Neuronen bildet (vgl. HOLLMANN & STRÜDER, 2003) und somit einen leistungssteigernden Effekt zur Folge haben kann.

2.3 Körperlich-sportliche Aktivität und motorische Leistungsfähigkeit im Grundschulalter (6-10 Jahre)

Im Mittelpunkt dieses Kapitel steht die körperlich-sportliche Aktivität und motorische Leistungsfä- higkeit 6-10 Jähriger Kinder. Es wird dabei zu Beginn auf empirische Befunde zur motorischen Leistungsfähigkeit eingegangen, bevor abschließend die körperlich-sportliche Aktivität im Mittel- punkt steht.

Wenn von motorischer Leistungsfähigkeit gesprochen wird, ist es unumgänglich, diese erst einmal zu definieren. Im deutschen Sprachraum wird die Definition von Bös und Mechling (1983) akzep- tiert, wonach Motorik als Gesamtheit aller Steuerungs- und Funktionsprozessen verstanden wird, die der Haltung und Bewegung zu Grunde liegen (vgl. BÖS, 2003). Demnach ist mit motorischen Fähigkeiten die Gesamtheit aller Strukturen und Funktionen gemeint, die für den Erwerb und das Zustandekommen von Bewegungshandlungen verantwortlich sind (vgl. BÖS, 2003). Daraus resul- tierend bestimmt der Ausprägungsgrad der motorischen Fähigkeiten die Qualität der beobachtba- ren Bewegungshandlungen in Entwicklungs-, Lern- und Leistungsprozessen (vgl. BÖS, 2003).

Motorische Fähigkeiten können entsprechend differenziert werden (vgl. Abb. 1).

Abbildung 1: Differenzierung motorischer Fähigkeiten (vgl. Bös, 1986, S. 94)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Dabei werden sie in erster Ebene in energetisch-determinierte (konditionelle) Fähigkeiten und in- formationsorientierte (koordinative) Fähigkeiten differenziert (vgl. BÖS, 2003). In zweiter Ebene werden die zentralen Fähigkeitskategorien (motorische Hauptbeanspruchungsformen) Ausdauer, Kraft, Schnelligkeit, Koordination und Beweglichkeit unterschieden, wobei Koordination und Be- weglichkeit weder dem konditionellen noch dem koordinativen Bereich eindeutig zugeschrieben werden kann (ebd.).

Im folgen

Entwicklung der motorischen Leistungsfähigkeit 6-10 Jähriger Kinder in Deutschland

In den Medien wird aktuell immer wieder die Debatte der Verschlechterung der motorischen Leis- tungsfähigkeit heutiger Kinder im Vergleich zu früheren Generationen geführt. Bös und Mitarbeiter (2003, 2008) versuchten mit einem Review diese These zu belegen und kamen zu dem Ergebnis, dass die Leistungsfähigkeit von Kindern und Jugendlichen im Alter von 6 bis 18 Jahren von 1975- 2005 im Durchschnitt um etwa 10% abgenommen hat (vgl. BÖS et al., 2008). Dazu wurden ver- schiedene Studien mit insgesamt rund 10 000 Versuchspersonen analysiert, ausgewertet und mit- einander verglichen.

Der Kohortenvergleich von 1976 bis 2005 bringt folgende Ergebnisse (vgl. BÖS et al., 2008). Die Kinder heutiger Generationen sind größer (Jungen 3%, Mädchen 2,8%) und schwerer geworden (Jungen 10,2%, Mädchen 11,3%). Daraus resultierend hat der Body Maß Index (BMI) ebenfalls zugenommen (Jungen 3,5%, Mädchen 5,2%). Bei der motorischen Leistungsfähigkeit ist die Ab- nahme beim Standweitsprung am stärksten (Jungen 5,6%, Mädchen 10,3%), gefolgt vom 6- Minuten-Lauf (Jungen 8%, Mädchen 7,7%) und der Beweglichkeit (Jungen 6,5%, Mädchen 6,7%). Die Abnahme bei den Situps ist mit 3,2% bei den Jungen und 1,4% bei den Mädchen verhältnis- mäßig gering. Beim 20-Meter-Lauf ist eine Leistungsverschlechterung von 11,1% bei den Jungen und 6,1% bei den Mädchen zu verzeichnen. Insgesamt kann festgehalten werden, dass die Leis- tungsabnahme 6-11 Jähriger Kinder im Durchschnitt um 6,7% abgenommen hat, wobei diese bei den Jungen mit 6,9% etwas größer ist als bei den Mädchen mit 6,4% (vgl. BÖS et. al, 2008).

Eine Studie von Kretschmer und Giewald (2001) wiederum zeigt ganz andere Ergebnisse. In die- ser Untersuchung wurden Hamburger Grundschulkinder mit Normwerten des „Allgemeinen sport- motorischen Tests“ (AST, Bös & Wohlmann, 1987) und kamen zu dem Ergebnis, dass keine Ver- schlechterung der motorischen Leistungsfähigkeit festzustellen ist (vgl. KRETSCHMER & GIEWALD, 2001).

Weiterhin verglich Woll (2007) die im Rahmen des Forschungsprojektes „Fitness in der Grund- schule“ (vgl. BÖS, OPPER & WOLL, 2002) gewonnenen Ergebnisse mit denen von Bös und Wohlmann aus dem Jahre 1987. Er kam zu dem Ergebnis, dass die „reine Defizithypothese - Kin- der weisen heute eine schlechtere Fitness auf als die Kinder 15 Jahre bzw. eine Generation zuvor - differenziert betrachtet werden muss“ (WOLL, 2007, S. 175). Bei dem Vergleich der beiden Stichproben wurde mit Ausnahme des Medizinball-Weitstoßes in allen Tests zwischen 1% und 4% schlechtere Ergebnisse erzielt (vgl. WOLL, 2007). Außerdem erzielten die Mädchen beim Zielwerfen deutlich bessere Ergebnisse, was damit erklärt wird, dass die Mädchen vor 15 Jahren in den Ballsportarten deutlich unterrepräsentiert waren und sich der Anteil in den Folgejahren deutlich erhöht hat (vgl. ebd.). Insgesamt wird nur eine geringfügige Verschlechterung der körperlichen Leistungsfähigkeit deutlich (vgl. ebd.).

Bei der Betrachtung der Standardabweichung der vorliegenden Stichproben wird deutlich, dass diese in der aktuellen Stichprobe wesentlich größer ist (vgl. WOLL, 2007). Woll (2007, S. 177) konstatiert die Ergebnisse folgendermaßen:

„Es gibt keine pauschal übergreifende Verschlechterung der körperlichen Leistungsfähigkeit von allen Kindern, sondern vielmehr werden zum einen die Unterschiede in der körperlichen Leistungsfähigkeit zwischen den Kindern immer größer. Zum anderen nimmt jedoch der Anteil von Kindern mit einer geringeren Fitness zu, sodass insgesamt im untersuchten 15 Jahresintervall ein leichter Gesamtrückgang der körperlichen Leistungsfähigkeit festzustellen ist.“

Diese Ergebnisse zeigen, dass mit der Annahme der Verschlechterung der motorischen Leistungsfähigkeit deutscher Schülerinnen und Schüler vorsichtig umgegangen werden muss, da die wissenschaftlichen Befunde uneinheitlich und zum Teil widersprüchlich sind.

Im Folgenden werden verschiedene Standpunkte und Forschungsergebnisse zur motorischen Leistungsfähigkeit und sportlichen Aktivität näher vorgestellt.

Fitness in der Grundschule

Im Rahmen des Forschungsprojektes „Fitness in der Grundschule: Förderung sportlicher Aktivität, Haltung und Fitness zum Zweck der Gesundheitsförderung und Unfallverhütung“ (vgl. BÖS, OPPER & WOLL, 2002) wurde mit einer repräsentativen Stichprobe von 1442 deutschen Grundschülern im Alter von 6 bis 10 Jahren der Frage nachgegangen, wie körperlich aktiv, motorisch leistungsfähig und gesund sind unsere Kinder (vgl. WOLL, 2007).

Körperliche und sportliche Aktivität

Die Ergebnisse zur körperlichen Aktivität zeigen, dass 36,3% der Kinder jeden Tag im Freien spie- len und 24,7% spielen an maximal einem Tag in der Woche im Freien (vgl. WOLL, 2007). Aller- dings werden hier signifikante Unterschiede deutlich. So spielen Kinder aus der Stadt und aus so- zialen Brennpunkten signifikant weniger im Freien (vgl. ebd.) und die Bewegung im Freien nimmt von Klasse 1 bis 4 signifikant ab (vgl. ebd.). In Bezug auf das Geschlecht ist kein deutlicher Unter- schied nachzuweisen (vgl. ebd.). In Bezugnahme auf die sportliche Aktivität wurde festgestellt, dass 63% der Kinder Mitglied in einem Sportverein sind oder waren (vgl. WOLL, 2007). Dabei zei- gen sich allerdings bedeutsame Unterschiede bezüglich des Geschlechts, des Alters und der Vari- able Ost/West (vgl. ebd.). Kinder aus den östlichen Bundesländer und Mädchen im Allgemeinen treiben hierbei weniger organisierten Sport (vgl. ebd.). Außerdem waren mit 42,3% der Mädchen wesentlich mehr noch nie Mitglied im Sportverein als Jungen (32%, vgl. ebd.). Mit 54,3% waren auch wesentlich weniger Ostschüler noch nie Mitglied in einem Sportverein im Vergleich zu den Westschülern mit 32,4% (vgl. WOLL, 2007). Der Anteil der Vereinsmitglieder nimmt im Vergleich von Klasse 1 bis Klasse 4 stetig zu (vgl. ebd.). Dabei zeigt der Wohnort (Stadt/Land) als Einfluss- größe keine Unterschiede (vgl. WOLL, 2007). Allerdings sind signifikante Unterschiede bei Schüle- rinnen und Schülern aus sozialen Brennpunktschulen nachzuweisen. Dort zeigt sich, dass diese weniger im Sportverein aktiv sind als Schülerinnen und Schüler die keine soziale Brennpunktschu- le besuchen (vgl. ebd.).

Interesse am Schulsport

Aus dem Grund dass nicht alle Kinder Zugang zum Sportverein finden wird dem Schulsport eine ganz besondere Bedeutung zugewiesen. Allerdings findet Unterrichtsfach nicht den entsprechen- den Stellenwert, den es eigentlich verdient. So zeigen die jüngsten Untersuchungen, dass im Fach Sport die Stundentafel vielfach nicht vollständig erfüllt wird (vgl. WOLL, 2007). Demnach fällt der Sportunterricht häufig aus und wird im Vergleich zu anderen Unterrichtsfächern überproportional häufig von fachfremdem Personal unterrichtet (vgl. ebd.). Ebenso steht die dritte Sportstunde oft nur auf dem Papier und es werden vielfach weniger als zwei Stunden wöchentlich unterrichtet (vgl. ebd.).

Dem gegenüber steht das große Interesse seitens der Kinder am Schulsport. 80,1% der befragten Kinder äußern ein großes und immerhin noch 16% ein mittelmäßiges Interesse am Schulsport. Geringes Interesse am Schulsport äußern allerdings nur 3,8% (vgl. WOLL, 2007). Hierbei wurden keine geschlechtsspezifischen Unterschiede festgestellt. Auch zwischen den Klassenstufen ist kein großer Unterschied festzustellen. Es ist nur eine geringfügige Abnahme mit zunehmender Klas- senstufe zu verzeichnen (vgl. ebd.). Bei der Untersuchung in Abhängigkeit vom Wohnort bzw. Brennpunktschulen wurde kein Unterschied festgestellt (vgl. ebd.). Einziger Unterschied ist der Vergleich zwischen neuen und alten Bundesländern. Hierbei wurde herausgefunden, dass das Interesse mit 81,7% in den alten Bundesländern wesentlich höher ist als in den neuen Bundeslän- dern mit 74% (vgl. ebd.).

Gesundheit

Zusätzlich zur körperlich-sportlichen Aktivität wurden die Kinder zu ihrer Gesundheit befragt. Dabei wurde bzgl. des Körpergewichts eine Einteilung in drei Kategorien vorgenommen (normalgewich- tig, übergewichtig und krankhaft adipös, vgl. KRONMEYER-HAUSSCHILD et al., 2001). Die Ergebnisse zeigen, dass 9,6% der untersuchten Kinder demnach übergewichtig und 6% krankhaft adipös sind (vgl. WOLL, 2007). Dabei haben die Gewichtsklassen einen sehr großen Einfluss auf die sportmo- torische Leistungsfähigkeit. Ädipöse Kinder haben mit einem Mittelwert von 93,64 einen deutlich schlechteren Wert als übergewichtige (98,14) und normalgewichtige Kinder mit 100,67(vgl. ebd.). Zusätzlich zum Gewicht wurden noch die Beschwerden ermittelt. Dabei klagen ein Drittel der Grundschüler über gelegentliche Beschwerden (vgl. WOLL, 2007). 6,5% der Kinder leiden unter dauernden Rückenschmerzen (vgl. ebd.). In der vierten Klasse ist dieser Anteil noch wesentlich höher. Dort klagt jedes zweite Kind (43,9%) über gelegentliche Rückenschmerzen und 7.7% haben fast immer Rückenschmerzen (vgl. ebd.). An Kopfschmerzen und Magenbeschwerden leidet mit 18% knapp ein Fünftel der Mädchen (vgl. WOLL, 2007). Bei den 8-10 Jährigen sind es sogar über 20% (vgl. ebd.). Je nach Altersgruppe leiden zwischen 12,3% und 18,6% der Kinder an Schlaflo- sigkeit (vgl. ebd.).

Unter gelegentlichen Konzentrationsschwächen leiden 41.1% und dauernde Konzentrationsschwächen weisen 11,9% der Grundschüler auf, wobei auch hier der Anteil in der vierten Klasse am höchsten ist (vgl. WOLL, 2007).

Bei den psychovegetativen Beschwerden und somatischen Störungen, wie z.B. Übelkeit, Zittern oder Schweißausbrüchen zeigt sich ein ähnliches Bild. Zwischen 40% und 60% der Grundschüler klagen über gelegentliche Beschwerden und etwa 10% über häufige oder gar dauernde Beschwerden (vgl. WOLL, 2007).

Körperliche Leistungsfähigkeit und Haltung

In Bezugnahme auf die körperliche Leistungsfähigkeit zeigen sich statistisch bedeutsame Unterschiede in Abhängigkeit von Alter und Geschlecht (vgl. WOLL, 2007). Dabei nimmt mit zunehmendem Alter die Leistungsfähigkeit der Kinder zu und Jungen erzielen signifikant bessere Werte als Mädchen (vgl. ebd.). Ausnahme bildet die Beweglichkeit, bei der die Mädchen sowie die jüngsten Kinder die besten Werte erzielen (vgl. ebd.). Die Haltungsleistungen sind bei Schülerinnen und Schülern der vierten Klasse am schlechtesten ausgeprägt (vgl. ebd.).

Bei der Untersuchung der körperlichen Leistungsfähigkeit in Abhängigkeit von der Wohngegend (Stadt/Land) sowie dem sozialökologischen Faktor des sozialen Brennpunktes wurden keine signi- fikanten Unterschiede gefunden (vgl. WOLL, 2007). Einzig die körperlich-sportliche Aktivität hat einen, wie zu erwarten, positiven Effekt auf die körperliche Leistungsfähigkeit (vgl. ebd.). Dabei weisen sportlich aktive Kinder signifikant bessere Fitnesswerte im Vergleich zu den eher inaktiven Kindern (vgl. ebd.). Allerdings darf der Einfluss der sportlichen Aktivität auch nicht überschätz wer- den (vgl. ebd.).

Ergebnisse des Motorik-Moduls im Rahmen der KiGGS-Studie

Im Rahmen des Kinder- und Jugendgesundheitssurveys (KiGGS)4 des Robert-Koch-Institutes Ber- lin wurde auch die motorische Leistungsfähigkeit der Kinder und Jugendliche untersucht, welches unter dem Namen Motorik-Modul (MoMo) bekannt ist (vgl. BÖS et al., 2008). Das Motorik-Modul umfasst eine Gesamtstichprobe von 4529 Mädchen und Jungen im Alter von 4 bis 17 Jahre. Hier- bei wurden in der Zeit von Juni 2003 bis Juni 2006 deutschlandweit Kinder und Jugendliche in 167 Orten hinsichtlich ihrer motorischen Leistungsfähigkeit getestet und zu ihrer körperlich-sportlichen Aktivität befragt und bilden damit erstmals eine bundesweit repräsentative Stichprobe (vgl. BÖS et al., 2008). Aufgrund der Einschränkung der Altersgruppe im Rahmen dieser Arbeit werden nur auf die Ergebnisse der 6- bis 10-Jährigen Kinder eingegangen5. Die Stichprobe der 6-10-Jährigen um- fasst dabei 1527 Kinder, von denen 54,4% (N=785) männlich und 48,6% (N=742) weiblich sind (vgl. BÖS et al., 2008). Diese wurden hinsichtlich ihrer motorischen Leistungsfähigkeit in den Basis- fähigkeiten Ausdauer, Kraft, Koordination und Beweglichkeit mittels elf sportmotorischen Testauf- gaben getestet (vgl. ebd.)6.

Bei der Betrachtung der Entwicklungskurven im Altersverlauf wird der zu erwartende absolute Leistungszuwachs mit Ausnahme der Beweglichkeit bestätigt (vgl. BÖS et al., 2008). Dabei nimmt die motorische Leistungsfähigkeit zwischen dem 6. und 10.Lebensjahr um über 50 % zu, was einem jährlichen Zuwachs von 13,5% bei den Jungen und 11,6% bei den Mädchen entspricht (vgl. ebd.). Die Beweglichkeit nimmt eine Sonderrolle ein und verändert sich im Entwicklungsverlauf nicht (vgl. ebd.). Dabei sind Mädchen durchgängig beweglicher als Jungen (vgl. ebd.).

Im Hinblick auf einzelne Testaufgaben werden fähigkeitsbezogene Unterschiede deutlich (vgl. BÖS et al., 2008). Während beim Standweitsprung der jährliche Leistungszuwachs nur rund 6% beträgt, werden beim Fahrrad-Ausdauertest, beim Seitlichen Hin- und Herspringen sowie beim Balancieren rückwärts zweistellige Zuwachsraten verzeichnet (vgl. ebd.).

Die Betrachtung der relativen Leistungsfähigkeit in Bezug auf das Körpergewicht zeigt deutlich andere Ergebnisse (vgl. BÖS et al., 2008). Hierbei wird im Altersverlauf sogar eine knappe Ver- schlechterung von durchschnittlich -3% bei den Mädchen und Jungen verzeichnet (vgl. ebd.). Die Jungen verbessern sich im Durchschnitt um 1,6% und die Mädchen verschlechtern sich um -7,5% (vgl. ebd.). Der deutlichste Verlust ist beim Standweitsprung mit -16% bei den Jungen und -22,9% bei den Mädchen zu verzeichnen (vgl. ebd.). Beim Seitlichen Hin- und Herspringen dagegen nimmt die relative Leistung bei Jungen um 11,3% und bei den Mädchen um 5,1% zu (vgl. ebd.). Die wei- teren Testaufgaben zeigen in Bezug auf die relative Leistungsfähigkeit der 6- bis 10-Jährigen Kin- der einen Zuwachs bzw. Abnahme von +/- 3% (vgl. ebd.). Die Beweglichkeit zeigt bei den absolu- ten und relativen Werten etwa gleiche Ergebnisse. Es ist eine Leistungsminderung von etwa 4% zu verzeichnen (vgl. ebd.).

Eine Erklärung für die unterschiedlichen Zuwächse und Abnahmen im Altersverlauf bilden die kon- stitutionellen Veränderungen (vgl. BÖS et al., 2008). Im Altersverlauf nehmen Kinder erheblich an Körpergröße (insgesamt 19%, pro Jahr 4,7%) und -gewicht (insgesamt 60%, 15% pro Jahr) zu (vgl. ebd.). Dabei erklären die Entwicklungsprozesse den absoluten Leistungszuwachs (vgl. ebd.). Bei den relativen Werten lassen sich keine Veränderungen nachweisen, sodass man davon aus- gehen kann, dass bei Grundschulkindern kaum Lern- und Trainingsanpassungen vorliegen (vgl. ebd.). Das lässt den Schluss zu, dass sich die Motorik der Mädchen und Jungen nicht so weiter- entwickelt, wie dies bei altersadäquaten Förderung möglich wäre (vgl. ebd., BEHRINGER, VOM HEEDE & MESTER, 2008). Behringer, vom Heede und Mester (2008, S. 17) vermuten, dass der „präpuberale Organismus in der Lage ist, auf Trainingsreize positiv zu reagieren“.

Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass die motorische Leistungsfähigkeit in den vergange- nen Jahrzehnten abgenommen hat, wobei die Abnahme im Kindesalter mit 5,5% deutlich geringer zu sein scheint, als im Jugendalter mit 12,5% (vgl. BÖS et al., 2008). Diese Aussage ist aber wei- terhin mit einer gewissen Unsicherheit behaftetet, da es sich bei vielen Stichproben in den vergan- genen Jahren um unabhängige Stichproben handelt und Stichprobeneffekte nicht ausgeschlossen werden können (vgl. ebd.). Zudem ist es überraschend, dass bei den relativen Werten der 6- bis 10-Jährigen Kinder eine Leistungsstagnation zu verzeichnen ist und die Zunahme der absoluten Werte vielmehr mit den konstitutionellen Effekten erklärt werden (vgl. BÖS et al., 2008). Denn ei- gentlich gilt dieser Lebensabschnitt als „optimale Lern- und dynamische Entwicklungsphase“ (vgl. ebd.).

Tägliche Aktivitätszeiten von Grundschülern

In den Jahren 1997 bis 2000 untersuchten Kleine und Mitarbeiter 1123 Kinderalltage, um die zeitli- che Dauer bewegungsbetonter sowie -unbetonter Alltagsaktivitäten von Kindern zu erfassen. Ins- gesamt wurden in diese Untersuchung 398 Kinder im Alter von 5 bis 13 Jahren einbezogen (vgl. KLEINE, 2003). Dabei wurde zur jeder Aktivität die genaue Angabe des Raumes, der sozialen Gruppierung sowie der jeweils gleichzeitigen Tätigkeit von Eltern und Geschwister erfasst (vgl. ebd.). In der Altersgruppe der 6-9 Jährigen gingen 221 Kinder (56,5%) in die Auswertung ein (vgl. KLEINE, 2003, S.132).

Aus den Ergebnissen wird insgesamt deutlich, dass der Alltag der Kinder, anders als in den Medi- en berichtet, aktiv bestritten wird und sie einer Reihe von vielfältigen Aktivitäten nachgehen (vgl. KLEINE, 2003). Diese Ergebnisse gelten sowohl für Wochentage als auch für Wochenendtage. Da- bei steht die sportive Aktivität an erster Stelle (vgl. ebd.). Im Mittel bewegen sich Kinder 1,8 Stun- den täglich an den Wochentagen (vgl. ebd., S.14). Das ergibt eine Bewegungszeit von neun Stun- den in der Werkwoche. An Samstagen gehen Kinder durchschnittlich 2,6 Stunden und an Sonnta- gen 2,3 Stunden einer sportlichen Aktivität nach (vgl. ebd., S.14). Dabei ergeben sich geschlechts- spezifische Unterschiede. Jungen bewegen sich im Mittel mit zehn Stunden mehr als die Mädchen mit acht Stunden (vgl. ebd., S.26).

Für die Altersgruppe der Grundschüler (8-9 Jahre) ergeben sich kaum Unterschiede. Diese gehen im Durchschnitt 9,1 Stunden pro Werkwoche einer sportlichen Aktivität nach (vgl. KLEINE, 2003, S. 30). Dies ist mit Abstand auch die beliebteste Aktivität gefolgt von Spielen mit 6,9 Stunden pro Werkwoche (vgl. ebd.). Im Vergleich dazu nimmt der Medienkonsum mit einem visuellen Medienkonsum von 5,3 Stunden und einem auditiven Medienkonsum von 4,2 Stunden pro Werkwoche einen relativ kleinen Stellenwert ein (vgl. ebd., S.30).

Insgesamt lässt sich daraus schlussfolgern, dass die Kinder nach wie vor „Beweger“ sind (vgl. KLEINE, 2003, S.45), da die Bewegung und das bewegte Spielen die vorderste Position in der Tätigkeitsliste einnimmt, denn Bewegung ist motivierend und erfreuend für Kinder. Dies hat auch begünstigte Einflüsse auf die psychische und physische Entwicklung der Kinder (vgl. ebd.).

2.4 Allgemeine Fragestellung und Hypothesen

Das Ziel dieser empirischen Arbeit liegt in der Untersuchung, in wie weit sich ein Zusammenhang zwischen Bildung und Bewegung im Sinne der ganzheitlichen Entwicklung des Menschen feststel- len lässt. Bisher liegen in diesem Zusammenhang jedoch dazu nur wenige Erkenntnisse vor. Das Forschungsinteresse besteht aus den Gründen, dass zum einen kognitive Prozesse (Denk- und Lernprozesse) durch Bewegung positiv beeinflusst werden (vgl. SCHÄDLE-SCHARDT, 2000). Zum anderen können die Ausbildung von Synapsen sowie die Plastizität des Gehirns durch koordinative und aerobe Beanspruchungen im frühen Kindesalter gefördert werden (vgl. HOLLMANN & STRÜDER, 2003).

Allerdings gibt es bei der vorliegenden Untersuchung das Problem, dass die Zuwächse im Sinne einer Plastizierung des Nervensystems als schwierig erweisen und somit die Messbarkeit der kog- nitiven Zuwächse nur mittels eines mathematischen Wissenstests nachgewiesen werden können. Um diesen Zusammenhang empirisch überprüfen zu können, wurde mit der Versuchsgruppe, einer zweiten Klasse einer Grundschule, über einen Interventionszeitraum von zehn Wochen ein beweg- ter Mathematikkurs über insgesamt 15 Einheiten zu je 45 Minuten durchgeführt. Die Kontrollgruppe ging in diesem Zeitraum ihrem normalen Schulalltag nach. Die Veränderungen hinsichtlich des Lernzuwachses wurden vor Beginn und nach Ende der Intervention mittels standardisierter Wis- sens- und Motoriktest überprüft. Zusätzlich wurden die Eltern der Versuchs- und Kontrollgruppe hinsichtlich ihres sportbezogenen Lebensstils der Familie sowie des Lernverhaltens des Kindes befragt. Der nun folgende empirische Teil der Arbeit soll Antworten auf folgende Hypothesen ge- ben:

1. Die Schüler der Versuchsgruppe weisen höhere Zuwachsraten im Bereich der mathemati- schen Leistungsfähigkeit auf, als die Schüler der Kontrollgruppe.

2. Die Schüler der Versuchsgruppe weisen höhere Zuwachsraten im Bereich der motorischen Leistungsfähigkeit auf, als die Schüler der Kontrollgruppe.

Zur Absicherung von Interaktionseffekten und der Erwartung, dass der sportbezogene Lebensstil sowie das Lernverhalten der Kinder Einfluss auf die Ergebnisse der Untersuchung haben, wurden noch die folgenden Hypothesen aufgestellt:

3. Der sportbezogene Lebensstil hat einen Einfluss auf die motorische Leistungsfähigkeit des jeweiligen Schülers.

4. Das mathematische Lernverhalten hat einen Einfluss auf die mathematische Leistungsfä- higkeit des jeweiligen Schülers.

3 Empirischer Teil

Der Empirische Teil dieser Arbeit beginnt mit der Darstellung des Forschungsdesigns der Pilotstudie. Im Anschluss werden auf die Stichprobe, den Ablauf der Untersuchung, die Untersuchungsverfahren sowie Datenverarbeitung und Datenauswertung eingegangen. Diesen Darstellungen folgt die Auswertung und Diskussion der erhobenen Daten.

3.1 Forschungsdesign

Das Forschungsdesign der Pilotstudie ist kausal angelegt, da sich zum Ziel gesetzt wurde, Zusammenhänge zwischen Variablen aufzudecken. Es geht dabei um die Erkundung des Zusammenhangs zwischen Bewegung und Lernen und deren Einfluss auf die mathematischen Kompetenzen sowie die motorische Leistungsfähigkeit.

Einen Gesamtüberblick über das Forschungsdesign gibt Abbildung 1. Im Rahmen dieser Pilotstudie wurde ein Experiment durchgeführt. Es wurde ein Konzept entwickelt, welches mathematische Grundlagen in spielerisch bewegter Form vertiefen soll. Dieses, auf 15 Stunden a 45 Minuten ausgerichtete Konzept, wurde dann einer ausgewählten Schulklasse durchgeführt. Die Durchführung und Auswertung des Experiments ist Gegenstand der nachfolgenden Gliederungspunkte. Zunächst einmal wird auf die Stichprobe eingegangen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Forschungsdesign der Pilotstudie (Quelle: eigene Darstellung)

[...]


1 In Bos et al. (2008) können weiterführende Informationen zur Studie sowie die Ergebnisse des naturwis- senschaftlichen Bereichs nachgelesen werden.

2 Eine ausführliche Beschreibung der Testkonzeption sowie des Studiendesigns und weitere Ergebnisse können bei BOS et al. (2008) nachgelesen werden.

3 Alle weiteren Informationen zur PISA-Studie und die Ergebnisse der anderen Bereiche können in der Ver- öffentlichung vom PISA-Konsortium (2007) nachgelesen werden.

4 Alle weiteren Informationen und Ergebnisse zum Kinder- und Jugendgesundheitssurvey (KiGGS) können im Internet unter www.kiggs.de nachgelesen werden.

5 Weiterführende Informationen zum Motorik-Modul (MoMo) sowie die Ergebnisse der anderen Altersgrup- pen können im Internet unter www.motorik-modul.de nachgelesen werden.

6 Die genauen Testaufgaben können in Bös et al. (2008) nachgelesen werden.

Ende der Leseprobe aus 119 Seiten

Details

Titel
Frühkindliche Bildung - Mathematische Grundlagen spielerisch bewegt fördern
Untertitel
Konzeption und Evaluierung eines bewegten Mathematik-Kurses für Grundschüler
Hochschule
Technische Universität Chemnitz  (Institut für Sportwissenschaft)
Note
1,3
Autor
Jahr
2009
Seiten
119
Katalognummer
V152030
ISBN (eBook)
9783640639861
ISBN (Buch)
9783640640225
Dateigröße
3113 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
Bewegtes Lernen, frühkindliche bildung, sport und mathematik, lernen durch bewegung, lernen und bewegung, bildung grundschule, frühkindliche förderung
Arbeit zitieren
Fabian Wolf (Autor), 2009, Frühkindliche Bildung - Mathematische Grundlagen spielerisch bewegt fördern, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/152030

Kommentare

  • M.A. Fabian Wolf am 10.6.2010

    Bei Fragen und Details zum Text bzw. zur Studie können Sie sich gern bei mir melden!

    Mit freundlichen Grüßen

    Fabian Wolf

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