Neue Medien und Neurodidaktik

Inhaltsverzeichnis

1 Abbildungsverzeichnis

2 Einleitung

3 Theoretische Grundlagen
3.1 Begriffsbestimmung: Neue Medien
3.1.1 Merkmale Neuer Medien
3.1.1.1 Multimedialität
3.1.1.2 Multicodalität
3.1.1.3 Multimodalität
3.1.1.4 Interaktivität
3.2 Begriffsbestimmung: Lernen
3.3 Begriffsbestimmung: Neurodidaktik

4 Neurobiologische Aspekte des Lernens
4.1 Bau und Funktionsweise des Gehirns
4.1.1 Neuronale Vorgänge beim Lernen
4.1.2 Das Gedächtnis
4.1.3 Reifungsprozess des Gehirns
4.2 Die 12 Prinzipien gehirngerechten Lernens
4.2.1 Erstes Prinzip: Lernen ist ein physiologischer Vorgang
4.2.1.1 Lerntypen
4.2.2 Zweites Prinzip: Das Gehirn ist sozial
4.2.3 Drittes Prinzip: Die Suche nach dem Sinn ist angeboren
4.2.4 Viertes Prinzip: Sinnsuche geschieht durch die Bildung (neuronaler) Muster
4.2.5 Fünftes Prinzip: Emotionen sind wichtig für die Musterbildung
4.2.6 Sechstes Prinzip: Das Gehirn verarbeitet Informationen in Teilen und als Ganzes gleichzeitig
4.2.7 Siebtes Prinzip: Lernen erfolgt sowohl durch die gerichtete Aufmerksamkeit als auch durch periphere Wahrnehmung
4.2.8 Achtes Prinzip: Lernen geschieht sowohl bewusst als auch unbewusst
4.2.9 Neuntes Prinzip: Gedächtnisinhalte können unterschiedlich geordnet werden
4.2.9.1 Funktionsspezifische Gedächtnisstrukturierung
4.2.9.2 Der Hemisphärenansatz
4.2.10 Zehntes Prinzip: Lernen ist entwicklungsabhängig
4.2.11 Elftes Prinzip: Komplexes Lernen wird durch Herausforderung gefördert und von Angst und Bedrohung verhindert
4.2.12 Zwölftes Prinzip: Jedes Gehirn ist einzigartig
4.2.13 Implikationen für gehirngerechtes Lernen

5 Lernen mit Neuen Medien
5.1 E-Learning
5.2 Klassifizierung von computerbasierter Lernsoftware für den Schulunterricht
5.2.1 Übungsprogramme (Drill & Practice)
5.2.2 Tutorielle Programme
5.2.3 Computer-Simulationen
5.2.4 Computer-Lernspiele

6 Neue Medien und Neurodidaktik
6.1 ‚Neue Medien‘ versus ‚Klassische Medien‘ - CD-ROM versus Lehrbuch
6.2 Pro Lern-CD-ROM
6.3 Contra Lern-CD-ROM

7 Zusammenfassung und Fazit

8 Literaturangaben

1 Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Seitenansicht des Neokortex mit Funktionsbereichen

Abbildung 2: Längsschnitt durch das menschliche Gehirn

Abbildung 3: Aufbau von Neuronen und Synapsen

Abbildung 4: Stufen der Gedächtnisverarbeitung

Abbildung 5: Einteilung der neun wichtigsten Lerntypen

Abbildung 6: Hierarchien und Denkweisen in den Hemisphären

2 Einleitung

„ Die F ä higkeit der Schulen und der Gesellschaft, Lernprozesse zu optimieren und das Potential des menschlichen Gehirns voll auszusch ö pfen h ä ngt von der F ä higkeit ab, mitdieser Vernetztheit umzugehen. “

(Margret Arnold)

Das deutsche Bildungssystem steckt in der Krise - spätestens seit PISA ist es amtlich.Hilfe in der Not kommt von allen Seiten und nicht zuletzt versprechen neuesteErkenntnisse der Neurowissenschaft Unterstützung. Denn jeder Lernvorgang verändert dasGehirn nachweislich und deshalb nehmen auch Hirnforscher das Lernen unter die Lupeund liefern neue und - so ihr Anspruch - teilweise revolutionäre Ergebnisse, die über dasLernen von kleinen Kindern Aufschluss geben, das Lernen in der Schule erklären und dieVoraussetzungen und Möglichkeiten lebenslangen Lernens thematisieren. GrundlegendeLernmechanismen werden aufgedeckt, um biologisch fundierte Thesen zum optimalenLernen aufstellen zu können.

Diese Verbindung von Neurobiologie und Schule ist seit einigen Jahren als‚Neurodidaktik‘ im Gespräch. Hirnforscher helfen Pädagogen bei der Entwicklung neuerLernstrategien - sie fordern sogar mehr Einfluss auf die Pädagogik und wollen ihreErkenntnisse in Lehr-/Lernkonzepten umsetzen. Denn weil jeder Lernvorgang mit einerVeränderung des Gehirns einher geht, kann besser lehren, wer versteht, wann es warum zudieser Änderung kommt.

Parallel mit der Entwicklung dieser neuen, neurodidaktischen Lernstrategien schreitet inunserer Gesellschaft auch die Entwicklung neuer Technologien weiterhin unaufhaltsamfort. Fast täglich werden wir mit Fortschritten und innovativen Erfindungen auf diesemGebiet konfrontiert, die nicht nur alle Lebens- und Arbeitsbereiche durchdringen, sondernauch alle unsere Sinne auf unterschiedlichste Weise stimulieren. Es liegt also nahe, dieseRessourcen auch im Bildungsbereich einzusetzen beziehungsweise das Wissen um denadäquaten Umgang mit den digitalen Medien in die schulische Bildung einzubeziehen, umdie Kinder so auf eine immer stärker technologisierte Welt vorzubereiten.

Mit der zunehmenden Verbreitung dieser neuen, digitalen Medien in Schulen wird ein Prozess angestoßen, der die Organisationen und Formen, Methoden und Rollen des Lernens, Lehrens und Unterrichtens verändert. Die Chancen und Grenzen von digitalen Medien in Lehre und Unterricht rücken zunehmend in den Mittelpunkt einer Diskussion über die Zukunft der Bildung.

‚Neue Medien‘ und ‚Neurodidaktik‘ - zwei neu entstandene Begrifflichkeiten der letzenJahre bzw. Jahrzehnte, die auf den ersten Blick bis auf die Silbe ‚Neu‘ wohl erst einmalnichts miteinander verbindet. Und doch haben sie eine gemeinsame Schnittstelle: dasLernen.

Für die ‚Neurodidaktik‘ ist das Themen Lernen ohnehin das zentrale Forschungsthema, aber auch die ‚Neuen Medien‘ werden immer häufiger mit ‚Lernen‘ in Verbindung gebracht - was sich nicht zuletzt an neu entstandenen und zurzeit sehr populären Begrifflichkeiten wie ‚E-Learning‘ zeigt.

In der vorliegenden Arbeit sollen also die beiden Themen ‚Neue Medien‘ und‚Neurodidaktik‘ miteinander verknüpft werden. Die Erkenntnisse zum Lehren und Lernen,die in der Neurodidaktik gewonnen wurden, werden auf den Einsatz digitaler Medienangewendet, d.h. es soll untersucht werden, ob es - den neurodidaktischen Prinzipienfolgend - sinnvoll oder eben nicht sinnvoll ist, digitale Medien in Schulen einzusetzen. Dieerkenntnisleitende Fragestellung für diese Thesis lautet daher: Ist das Lernen mit digitalenMedien ‚gehirngerecht‘?

Zu Beginn dieser Arbeit sollen dafür erst einmal die grundlegenden Begriffe ‚NeueMedien‘, ‚Lernen‘ und ‚Neurodidaktik‘ geklärt werden. Anschließend werden dieneurobiologischen Erkenntnisse des Lernens diskutiert. Dafür werden zunächst diebiologischen Grundlagen zum Gehirn, wie dessen Bau und Funktionsweise, erläutert,bevor ausführlich auf die ‚zwölf Prinzipien gehirngerechten Lehrens und Lernens‘eingegangen werden soll. Das nächste Kapitel beschäftigt sich dann mit demThemenkomplex ‚Lernen mit Neuen Medien‘. Hier erfolgt eine Begriffsbestimmung von‚E-Learning‘ und es werden einige lernorientierte ‚Neue Medien‘ vorgestellt. Im drittenTeil dieser Arbeit werden schließlich die Bereiche ‚Neurodidaktik‘ und ‚Neue Medien‘miteinander verknüpft. Hier werden die Vor- und Nachteile des Einsatzes digitaler Medienim Lernprozess aus neurodidaktischer Sicht diskutiert.

Zu Literaturlage und Forschungsstand lässt sich sagen, dass sich mittlerweile relativ viel zu den Themengebieten ‚Neurodidaktik‘ und ‚Lernen mit Neuen Medien‘ finden lässt. Allerdings gibt es m.E. bislang noch keine wissenschaftlichen Werke, die diese beiden Bereiche miteinander verknüpfen. In einigen Aufsätzen und Büchern wird das Lernen mit ‚Neuen Medien‘ aus kognitivistischer, konstruktivistischer oder behavioristischer Sicht analysiert, jedoch nie aus neurodidaktischer.

3 Theoretische Grundlagen

3.1 Begriffsbestimmung: Neue Medien

Bei der Auseinandersetzung mit dem Thema ‚Neue Medien‘ stößt man schnell auf eine Vielzahl von Definitionen. In der wissenschaftlichen Diskussion existieren zum Teil stark abweichende Vorstellungen über den genauen Bedeutungsgehalt des Wortes. Da es sich hierbei aber um einen der zentralen Begriffe meiner Thesis handelt, erachte ich es als notwendig, eine geeignete Arbeitsdefinition zu finden.

Zunächst kann festgestellt werden, dass jedes Medium zu Beginn seines Erscheinens neuwar. Doch würde vermutlich in unserem Kulturkreis niemand mehr ein Buch, dasFernsehen oder Radio als neues Medium bezeichnen. In der heutigen Zeit versteht manunter dem Begriff meist etwas, das mit Computern und Netzwerktechnologie (z.B.Internet) zu tun hat - obwohl auch diese Technik schon seit vielen Jahren im Einsatz ist.

Eine Möglichkeit der allgemeineren, vom Technikstand unabhängigen Definition desBegriffs liefert Bollmann (1998, S. 12). Er fasst unter ‚Neue Medien‘ „alle Verfahren undMittel, die mit Hilfe digitaler Technologie, also computerunterstützt, bislang nichtgebräuchliche Formen von Informationsverarbeitung, Informationsspeicherung undInformationsübertragung, aber auch neuartige Formen von Kommunikation ermöglichen“,zusammen.

Im schulischen Kontext werden damit computerbasierte Angebote für das Lehren und Lernen verstanden. Diese Angebote können sowohl lokal auf den schulischen Rechnern auf CD, DVD oder Festplatte genutzt werden oder mittels Netzwerken wie dem Internet verwendet werden (vgl. Tulodziecki / Herzig 2002, S. 17). Welche ‚Neuen Medien‘ genau im Zusammenhang mit Schule eingesetzt werden können, wird in Kapitel 5.2 noch spezifischer (und exemplarisch) betrachtet.

Für Weidenmann (2002, S. 46) zeichnen sich ‚Neue Medien‘ dadurch aus, dass die darüber vermittelten Anwendungen und Angebote multimodal und multicodal sind und der Nutzer und das mediale Angebot über neue Formen der Interaktivität (z.B. Volltextsuche, Erstellen von Verknüpfungen (Links)) verbunden sind.

Reinmann (2002, S. 74) bezeichnet sie nicht als neue sondern als digitale Medien. Ihrer Ansicht nach eröffnen sie „neue Möglichkeiten der Information, der Informationsdarstellung und des Informationszugangs einerseits und neue Wege der Kommunikation und Kooperation andererseits“. Als weitere Merkmale macht sie „Multimedialität, Interaktivität, Simulation, Kommunikation und Kooperation über die Distanz hinweg“ aus (2002, S. 76).

Ein ähnliches Verständnis von ‚Neuen Medien‘ zeigt Hess, für den der Begriff - auf Bildung bezogen - „alle Formen digitalisierter Lehr- und Lernmaterialien bezeichnet“ (Hess 2006, S. 306). Damit kennzeichnen auch für ihn Interaktivität, Multimedia und Kommunikationswerkzeuge wie E-Mail, Foren und Chat die Neuen Medien.

3.1.1 Merkmale Neuer Medien

Einige Merkmale neuer Medien, die bereits in der Definition genannt wurden, sollen nun noch einmal genauer betrachtet werden. Laut Weidenmann (2002, S. 46 ff.) können ‚Neue Medien‘ durch insgesamt vier Dimensionen charakterisiert werden: Multimedialität, Multicodalität, Multimodalität und Interaktivität.

3.1.1.1 Multimedialität

Multimedial sind für Weidemann Medien, die auf verschiedene Technologien verteilt sind, aber integriert präsentiert werden. Die entscheidende Voraussetzung für Multimedialität liegt in der Entwicklung digitaler Techniken. Durch die Digitalisierung wachsen die verschiedenen medialen Informationen zu Multimedia-Systemen zusammen.

Nach Klimsa (2002, S. 5) bedeutet Multimedia „[…] zahlreiche Hardware- undSoftwaretechnologien für [die] Integration von digitalen Medien“. Erst diese Technikenermöglichen die Verarbeitung verschiedener großer Mengen von Zahlen- oderTextmaterial, die Bearbeitung von Graphiken oder die Wiedergabe von Bild- undAudiodateien am Computer. Der Computer ist damit das zentrale Integrationselement der‚Neuen Medien‘.

Um die Vielschichtigkeit des Begriffs „Multimedia“ besser einzugrenzen, schlägt Weidemann eine weitere Differenzierung in die Dimensionen Codierung und Modalitätvor.

3.1.1.2 Multicodalität

Mit Codierung meint Weidemann (2002, S. 46), dass sich „Botschaften in verschiedenenFormaten bzw. Symbolsystemen¹ codieren und präsentieren lassen“. Grundgedanke ist,dass die Codes, in denen sich Kommunikationsinhalte kodieren lassen, verschieden sind.Codierung ist demnach die Kennzeichnung, Verkürzung oder Umwandlung häufigwiederkehrender Informationen. ‚Neue Medien‘ sind multicodal, d.h. es werden parallelunterschiedliche Codierungen verwendet, also z.B. ein Text mit Bildern oder Zeichnungenmit Erklärungen. Dabei geht Weidemann in seinen Beispielen nur auf die Kombinationzweier Codes ein. Doelker (1998, S. 37) erweitert die Multicodalität auf drei mögliche,simultan benutzte Codesysteme (Text, Bild und Ton). Diese Multicodalität ist es auch, diehäufig mit dem Begriff Multimedia gemeint ist: das gleichzeitige Darstellen von visuellund auditiv erfassbaren Codierungen.

3.1.1.3 Multimodalität

Der Begriff „modal“ kennzeichnet die Sinnesorgane (auditiv, visuell, usw.), mit denenEmpfänger ein Medium wahrnehmen. Die Sinnesmodalität beschreibt also, mit welchemder fünf Sinne die codierte Botschaft erfasst werden kann. So kann ein geschriebener Textnur mit dem Sinneskanal Auge erfasst werden, der gleiche Text vorgetragen nur mit denOhren. So muss der jeweils in Worten codierte Text je nach Präsentationsformunterschiedlich aufgenommen werden. Multimodalität bezeichnet somit das gleichzeitigeAnsprechen mehrerer Sinneskanäle, was bei ‚Neuen Medien‘ i.d.R. der Fall ist (vgl.Reinmann 2005, S. 77).

3.1.1.4 Interaktivität

Interaktivität ist eine wichtige Eigenschaft zur Beschreibung von ‚Neuen Medien‘ und muss deshalb genauer definiert werden:

Der Begriff ‚Interaktion‘ (lat. inter = zwischen; agere = handeln) kennzeichnet in den Sozialwissenschaften die gegenseitige Beeinflussung, die wechselseitige Abhängigkeit und das „Miteinander-in-Verbindung-treten“ zwischen Individuen bzw. sozialen Gebilden (vgl. Stadtfeld, S. 38). Dieser ursprüngliche Verwendungszusammenhang ist allerdings im Laufe der Zeit in verschiedene Richtungen erweitert worden, so auch in den 1980ern auf den Bereich Mensch-Computer-Interaktion.

In Bezug auf ‚Neue Medien‘ beschreibt ‚Interaktivität‘ die Eigenschaft, dem NutzerEingriffs- und Steuermöglichkeiten zu eröffnen, um dessen individuelle Bedürfnisse zuberücksichtigen. Für den Bereich ‚Neue Medien‘ hat das Attribut ‚interaktiv‘ damitebenfalls eine Abgrenzungsfunktion gegenüber älteren Medien, die als ‚nicht-interaktiv‘gelten.

Zusammenfassend aus den verschiedenen Definitionen und Eigenschaften würde ich den Begriff ‚Neue Medien‘ in meiner Arbeit als computergestützte Medien bezeichnen, die dem Nutzer Informationen mit mehr als zwei Codierungen anbieten können, die multimodal, d.h. mit mindestens zwei Sinnen rezipiert werden und die vom Nutzer interaktiv gesteuert werden können.

Diese interaktive, multimediale, multicodale und multimodale Form der ‚Neuen Medien‘ kommt in verschiedenen Bereichen zur Anwendung, unter anderem eben auch - und das ist für diese Arbeit das Entscheidende - im Bereich des Lehrens und Lernens.

3.2 Begriffsbestimmung: Lernen

Sowohl im Alltagsgebrauch, als auch in der wissenschaftlichen Literatur, werden recht unterschiedliche Lernbegriffe verwendet. Dies verdeutlicht, dass unterschiedliche Lerninhalte, Lernsituationen, Lernarten und Lernbedingungen existieren. Lernen kann in verschiedenen Formen auftreten und auf unterschiedlichen Wegen geschehen. Bei allen Lernprozessen liegen jedoch auch Gemeinsamkeiten vor.

Gerhard Steiner (2006, S. 139) betont, dass man Lernen unter zwei Gesichtspunktenbetrachten kann: zum einen unter dem Gesichtspunkt der Verhaltensänderung und zum anderen unter dem Gesichtspunkt des Wissenserwerbs. Unter einer Verhaltensänderung versteht Steiner eine Anpassung des Individuums an spezifische Anforderungen derentsprechenden (sozialen / physikalischen) Umweltgegebenheiten. Beim Wissenserwerbhandelt es sich dagegen um das Konstruieren, Rekonstruieren und Modifizieren vonWissensstrukturen eines Individuums. Dabei weist er jedoch darauf hin, dass Wissen undVerhalten häufig untrennbar miteinander verbunden sind. Dies beruht darauf, dass vieleHandlungsweisen von zuvor aufgebautem begrifflichem Wissen gesteuert werden. Winkelet al. (2006, S. 30) stellen diesen Zusammenhang folgendermaßen dar: „Lernen bedeutetden Prozess der Aneignung von Wissen oder Fertigkeiten und führt zu relativ dauerhaftenVeränderungen im Verhalten“. Im Alltag wird unter dem Begriff ‚Lernen‘ meistens „dieAneignung von Wissen an vorgegebenen Orten, zum Beispiel in der Schule und amAusbildungsplatz“ (Winkel et al. 2006, S. 11) verstanden. Die Veränderungen imVerhalten, in Fertigkeiten, Fähigkeiten, Gewohnheiten und Gefühlen werden dabei meistvernachlässigt.

Steiner (2006, S. 140) definiert das Lernen unter dem Gesichtspunkt derVerhaltensänderung wie folgt: „Lernen ist als derjenige Prozess zu verstehen, der einIndividuum, aufgrund eigener, meist wiederholter Aktivität, zu relativ überdauerndenVerhaltensänderungen führt“. Allerdings sind hier nicht alle Verhaltensänderungen aufeinen Lernprozess zurückzuführen, da viele Verhaltensweisen angeboren sind und ihrAuftreten vom biologischen Reifestatus des Individuums abhängig ist (vgl. Winkel et al.2006, S. 11). Das Lernen selbst aber beruht auf Erfahrung und kann nicht auf angeborenebzw. genetisch festgelegte Reaktionstendenzen, Reifung oder vorübergehende Zustände(z.B. Müdigkeit und Krankheit, aber auch Drogenkonsum) zurückgeführt werden. NachWinkel et al. (2006, S. 12) sind die zentralen Bestimmungsstücke des Lernens folgende:Veränderungen im Verhalten und den Verhaltenspotenzialen, Erfahrungen als Grundlageund relative Dauerhaftigkeit der Veränderung.

Unter dem Gesichtspunkt des Wissenserwerbs definiert Steiner das Lernen als den „Aufbau und die fortlaufende Modifikation von Wissenspräsentationen“ (2006, S. 164). Dabei handelt es sich um einen bereichsspezifischen, komplexen und mehrstufigen Prozess, der die Teilprozesse des Verstehens, Speicherns und Abrufens einschließt. Diese drei Teilprozesse müssen günstig verlaufen, damit das erworbene Wissen auch gebraucht werden kann, d.h. ein Transfer stattfindet.

In der heutigen Lernpsychologie dominieren v.a. drei Modelle des Lernens: der behavioristische Ansatz, der sich mit der Verhaltenskontrolle und -modifikation befasst, derkognitive Ansatz, der sich der Informationsverarbeitung zuwendet und derkonstruktivistische Ansatz, der Wissen als individuelle Konstruktion eines aktiven Lernersbetrachtet. Relativ neu hinzugekommen ist der neurowissenschaftliche Ansatz, der diebiologischen und psychologischen Korrelate von Lernprozessen untersucht (vgl. Winkel etal. 2006, S. 28). Der behavioristische Ansatz, der kognitive Ansatz und derkonstruktivistische Ansatz sollen in dieser Arbeit vernachlässigt werden. Hauptaugenmerkliegt auf dem neurowissenschaftlichen Ansatz, welcher die Grundlage der Neurodidaktikbildet, die im Folgenden definiert werden soll.

3.3 Begriffsbestimmung: Neurodidaktik

Die Neurodidaktik² ist eine relativ junge Wissenschaft, die eine Schnittstelle zwischenkognitiven Neurowissenschaften und Didaktik darstellt. In der Neurodidaktik werdenErkenntnisse der Hirnforschung in Bezug auf Lernen und Gedächtnis für die Didaktikaufgearbeitet und für die Umsetzung im Unterricht nutzbar gemacht. Aus dem Wissen überAufbau, Entwicklung und Funktionsweise des Gehirns sowie über die Bedeutung vonHormonen und Botenstoffen werden in der Neurodidaktik didaktische Prinzipien undVorschläge für ein so genanntes ‚gehirngerechtes Lehren und Lernen‘ entwickelt (vgl.Westerhoff, 2008, S. 36 ff).

Das Wissen um Arbeits- und Funktionsweise des Gehirns hat sich in den letztenJahrzehnten beachtlich erweitert. Möglich wurde das durch den starken Fortschritt bei derEntwicklung diagnostischer Techniken wie den bildgebenden Verfahren der funktionellenMagnetresonanztomographie (fMRT) oder der Positronenemissionstomographie (PET), dieerheblich verbesserte und detailliertere Einblicke in das Funktionieren des Gehirnszulassen. So ist die neurophysiologische Forschung heute in der Lage, mit großerGenauigkeit einem menschlichen Gehirn beim Denken und Fühlen unter experimentellenBedingungen zuzusehen (vgl. Sabitzer, 2010, S. 250). Somit wurden unter anderem auchdie Vorgänge, die im Gehirn beim Lernen ablaufen, beobachtbar. Neurowissenschaftler konnten aus diesen Erkenntnissen eine neurowissenschaftliche Theorie des Lernens entwickeln, die schließlich auch in der Pädagogik ihre Anwendung fand.

Um die Forschungsergebnisse der Neurophysiologie auf eine systematische Weisezusammenzufassen, haben Caine und Caine bereits in ihrem 1994 erschienenen Buch„Making Connections, Teaching and the Human Brain“ zwölf Prinzipien zumgehirngerechten Lernen verfasst. Anhand der zwölf Prinzipien werdenForschungsergebnisse aus der Neurobiologie präsentiert, deren Erkenntnisse nicht alsgesicherte Fakten sondern als Leitlinien für gehirngerechtes Lernen zu verstehen sind.

Um den Ausführungen zu den zwölf Prinzipien des gehirngerechten Lernens besser folgenzu können, sollen zunächst der Bau und die Funktionsweise des Gehirns kurz beschriebenwerden.

4 Neurobiologische Aspekte des Lernens

4.1 Bau und Funktionsweise des Gehirns

Das Gehirn des Menschen wiegt circa 1,4 Kilogramm, macht etwa zwei Prozent des Körpergewichts aus und verbraucht trotzdem mehr als 20 Prozent der Energie des gesamten Körpers (vgl. Beck, 2003). Es besteht im Wesentlichen aus circa 100 Milliarden Nervenzellen (Neuronen) sowie aus Faserverbindungen zwischen den Neuronen.

Drei Viertel der Nervenzellen befinden sich in der Großhirnrinde (Neokortex), dem Sitzdes Denkens und höherer kognitiver Leistungen. Das Großhirn des Menschen besteht auszwei nahezu symmetrischen Teilen (linke und rechte Hirnhälfte), die an der Basis übereinen Balken, dem Corpus callosum, miteinander verbunden sind, über den auch einInformationsaustausch stattfindet (vgl. Sabitzer, 2010, S. 251). Der Neokortex bestehtbeidseitig aus je vier Lappen (Frontal-, Parietal-, Okzipital- und Temporallappen). Dortsind jeweils verschiedene Bereiche mit unterschiedlichen Funktionen zu lokalisieren (sieheAbbildung 1). So sind die persönlichkeitsorientierten Gebiete auf die Frontallappenkonzentriert. Zwischen den Parietallappen und den Frontallappen befinden sich dieBereiche für motorische Funktionen der unterschiedlichen Körperabschnitte sowie dieFunktionen der Fühlsinneseindrücke. Der sogenannte Hinterhaupts- bzw. Okzipitallappenenthält die Zentren der Sehfunktion, während der Temporallappen für das Hören zuständigist.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Seitenansicht des Neokortex mit Funktionsbereichen

Quelle:

http://www.airflag.com/Hirn/w3/w3Gehirn.html.

Im Inneren des Großhirns liegt das limbische System. Dies hat eine zentrale Bedeutung fürdas Gedächtnis und Lernvermögen. Zu ihm gehören der Hippocampus, die Amygdala, dieHypophyse, der Hypothalamus und Teile des Thalamus. Das limbische System ist über denHypothalamus mit dem darunterliegenden Stammhirn und über den Thalamus mit demdarüber liegenden Großhirn verknüpft. Es wird auch das emotionale Gehirn genannt. Vonhier gehen die neuronalen Impulse aus, die dafür sorgen, dass die für jedes Lernen undHandeln wichtigen affektiven Bewertungen der außen wahrnehmbaren Objekte, Personenund Handlungen erfolgen. Demgemäß hat hier die für alles Lernen und Handeln nötigeMotivation ihren Ursprung. Viele der hier ablaufenden Prozesse sind unbewusst, könnenaber den Lernerfolg oft stark beeinflussen (vgl. Sabitzer, 2010, S. 252 f).

Die wichtigsten Anteile des limbischen Systems sind in Abbildung 2 dargestellt und sollen hier nur stichwortartig erläutert werden:

- Limbische Teile der Großhirnrinde (präfrontaler, orbitofrontaler und cingulärer
Cortex): Bewusste Emotionen und Motive, bewusste kognitive Leistungen, Handlungs- und Impulskontrolle
- Hippocampus-Formation i. w. S.: Organisator des deklarativen, d.h.
bewusstseinsfähigen Gedächtnisses (episodisches Gedächtnis, Faktengedächtnis, Vertrautheitsgedächtnis)
- Amygdala: Emotionale Konditionierung, insbesondere Vermittlung negativer
Gefühle (Stress, Furcht)
- Mesolimbisches System: Belohnung durch hirneigene Opiate bzw.

„Inaussichtstellung“ von Belohnung durch das dopaminerge System

- Neuromodulatorische Systeme: Steuerung von Aufmerksamkeit, Motivation,

Interesse, Lernfähigkeit durch die Neuromodulatoren Noradrenalin (allgemeine

Aufmerksamkeit, Erregung, Stress), Dopamin (Antrieb, Neugier,

Belohnungserwartung), Serotonin (Dämpfung, Beruhigung, Wohlgefühl) undAcetylcholin (gezielte Aufmerksamkeit, Lernförderung) (vgl. Roth, 2009, S. 60 f).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Längsschnitt durch das menschliche Gehirn

Quelle: Roth, 2009, S. 61.

4.1.1 Neuronale Vorgänge beim Lernen

Lernen ist aus Sicht der Neurowissenschaften ein elektro-chemischer Vorgang, der die Struktur des Gehirns verändert. Die circa 100 Millionen Neuronen des Gehirns kommunizieren miteinander, indem sie Informationen in Form von elektrischen und chemischen Signalen übertragen. Jedes Neuron ist in der Lage, bis zu 10 000 Verbindungen zu Nachbarneuronen aufzubauen (vgl. Holzinger 2001, S. 27).

Vereinfacht kann man vier informationsverarbeitende Elemente des Neurons unterscheiden, die unterschiedlichen Funktionen zugeordnet werden:

- Dendriten: Informationsaufnahme
- Zellkörper (Soma): Informationsverarbeitung
- Axon: Informationsweiterleitung
- Synapse: Informationsübertragung

[...]

¹ Informationen lassen sich in verschiedenen Formaten - in Symbolsystemen wie dem verbalen oder piktorialen System - darstellen. Diese wiederum bestehen aus Codes und Subcodes (vgl. Weidenmann 2002, S. 46)

² Der Begriff Neurodidaktik (Neurowissenschaften + Didaktik) wurde 1988 von dem Mathematikprofessor Gerhard Preiß von der Universität Freiburg vorgeschlagen, um die interdisziplinäre Aufgabe dieses neuen Fachgebietes hervorzuheben.