Lernen aus neuropsychologischer Sicht. Voraussetzungen und Methoden

Inhalt

1. Einleitung

2. Was ist Lernen?

3. Voraussetzungen des Lernens

4. Fazit

Literaturverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

1. Einleitung

In der hier vorliegenden Hausarbeit werde ich mich mit dem Lernprozess aus neurophysiologischer Sicht beschäftigen. Hierzu fange ich mit Grundlagen wie „Was bedeutet Lernen überhaupt?“ und „Wie funktioniert mein Gehirn?“ an und werde ebenfalls auf die für das Lernen wichtigsten Gedächtnisprozesse und Voraussetzungen eingehen.

Neben dem Vergleich mit dem Nürnberger Trichter, werde ich vor meinem Fazit zwei Lehrmethoden miteinander vergleichen.

Ich habe mich für dieses Thema entschieden, da Lernen in unserer Gesellschaft mittlerweile einen starken Fokus besitzt und nicht mehr wegzudenken ist. Es fängt weder im Kindergarten an, noch hört es bei der Schul- oder Berufsausbildung auf. Wer heutzutage sowohl beruflich wie auch privat weiterkommen möchte, sollte sich regelmäßig weiterbilden. Abteilungen wie Personalentwicklung, Career Center oder externe Weiterbildungsstätten sind wichtiger denn je geworden und die Möglichkeiten scheinen nahezu unbegrenzt.

Lernen ist ein „lebensbegleitendes Phänomen geworden und es bezieht sich nicht nur auf das Lernen in Institutionen“ (Zinoun, 2014), sondern wir lernen in jeder Situation unseres Lebens“ (ebd., 2014).

2. Was ist Lernen?

Der Begriff „Lernen“ ist meist eher negativ behaftet. Die meisten denken unweigerlich an Schule, Uni, Hausaufgaben und stundenlanges Auswendiglernen, um bloß die nächste Klausur zu bestehen. Doch stellt man die Frage wie Lernen funktioniert und wie Informationen überhaupt in das Gedächtnis gelangen, um wieder abrufbar zu sein, wird man so schnell keine Antwort bekommen.

Dabei ist Lernen heutzutage omnipresent und unvermeidlich. „Der Mensch lernt, weil (oder: damit) er lebt.“ (Zinoun, 2014).

2.1 Definition von Lernen

Nach Gerrig ist Lernen „ein erfahrungsbasierter Prozess, der in einer relativ konsistenten Änderung des Verhaltenspotenzials resultiert.“ (Gerrig, 2016, S. 200). Somit muss eine Änderung des Verhaltens oder des Verhaltenspotenzials in verschiedenen Situationen immer wieder in gleicher oder ähnlicher Art und Weise stattfinden, um es als gelernt zu deklarieren (ebd. S. 201). Hierbei kann es sich um Wissen, motorische Fähigkeiten aber auch Einstellungen und Werte handeln (Schermer, 2006, S. 9).

Generell wird bezüglich des Lernens immer von einer Veränderung gesprochen, wobei die Richtung dieser Veränderung nicht gut sein und auch keinen Mehrwert haben muss. Sie kann beliebig sein und ebenfalls zu Verlusten oder Verschlechterung führen (ebd., S. 10).

Auch muss Lernen nicht bewusst geschehen und mit Anstrengung verbunden sein. Ein Neugeborenes, welchem es gut geht, schreit und wird als Reaktion auf den Arm genommen und hin und her gewogen. Auf diese Weise „lernt“ es ganz unbewusst, dass sein Weinen belohnt wird und so wird es in Zukunft öfter schreien (Bredenkamp, 1998, S. 7).

Letztendlich lässt sich Lernen, da es sich hierbei um ein hypothetisches Konstrukt handelt, lediglich an einer Verhaltensänderung nachweisen (Schermer, 2006, S. 13).

Lernen und Gedächtnis – Neurophysiologische Grundlagen

Nach Dr. Ullmann bedeutet Lernen aus neurophysiologischer Perspektive „einen ständigen Aufbau von Neuronenpopulationen im Cortex“ (Ullmann, o.A.). Generell finden alle Lernprozesse im (menschlichen) Nervensystem statt. „Neuronale Wachstumsvorgänge stellen die Grobverbindungen im Nervensystem her […]; die Entwicklung von geordneten Verhaltensweisen und Wahrnehmungen hängt aber von der adäquaten Stimulation des jeweiligen neuronalen Systems in einer frühen, kritischen Entwicklungsperiode ab.“ (Bierbaumer/Schmidt, 1997, S. 154).

Soweit Lernen jedermann ein Begriff sein sollte, fällt die Beschäftigung mit dem Gedächtnis, oder gar dem Zusammenhang zwischen Lernen und Gedächtnis, in Verbindung mit Merken, Behalten und Erinnern, meist erst in das Gewicht, wenn uns seine Fähigkeiten im Stich lassen (Schermer, 2006, S. 9-10). Zum Beispiel wenn uns der Name unseres ehemaligen Mathelehrers nicht mehr einfällt.

Ebenso wie das Lernen ist das Gedächtnis ein sogenanntes hypothetisches Konstrukt, welches aus seinen Effekten erschlossen werden muss, aber unserer direkten Beobachtung nicht zugänglich ist (ebd., S. 13).

Es ermöglicht uns Informationen zu entschlüsseln, zu speichern und wieder abzurufen und „einen bewussten Zugang zur eigenen und kollektiven Vergangenheit“. Um Kontinuität der Erfahrungen von einem Tag zum nächsten herzustellen, muss das Gedächtnis, obwohl dies oft außerhalb unserer bewussten Wahrnehmung geschieht, hart arbeiten (Gerrig, R. J., 2016, S. 238 - 239).

Um den Ablauf, die Schwere und die Komplexität der Arbeit des Gehirns etwas zu verdeutlichen, möchte ich im Folgenden zuerst auf die Informationsweiterleitung im Gehirn und danach etwas näher auf die verschiedenen Gedächtnisstrukturen des impliziten, expliziten, prozeduralen und deklarativen Gedächtnisses eingehen.

2.2.1 Informationsweiterleitung – Wie kommuniziert mein Gehirn?

Das Gehirn ist das Zentrum für sensorische Wahrnehmung und Bewegung, rationales Denken und Verhalten, Emotionen, Voraussicht und Planung, Sprechen, Gedächtnis, Sprachdeutung und -verständnis (Kapit/Elson, S. 141). In ihm befinden sich 100 Milliarden bis eine Billion Neurone, auch Nervenzellen genannt.

Anmerkung der Redaktion: Aus urheberrechtlichen Gründen wurde diese Abbildung entfernt.

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Abb. 1: Aufbau Neuron

Sie sind dafür zuständig Informationen zu empfangen, zu verarbeiten und sie an andere Zellen innerhalb des Körpers weiterzuleiten. Obwohl Neurone unterschiedlich aussehen und funktionieren, haben sie alle die gleiche Grundstruktur (Gerrig, R. J., 2016, S. 77).

Die Übertragungsrichtung von Neuronen geht immer von den Dendriten über das Soma zum Axon bis in die Endknöpfchen. An den Dendriten empfängt das Neuron eine Information und leitet sie zuerst an das Soma (Cell body). Aufgrund der Stimulation der Dendriten integriert das Soma diese Informationen und leitet sie über das Axon weiter. Die Information „hüpft“ hier von Myelinscheide (Myelin sheath) zu Myelinscheide bis zum anderen Ende des Neurons, den Endknöpfchen (Axon terminal). Hier werden dann Neurotransmitter freigesetzt, durch welche das Neuron andere angrenzende Neurone, aber auch Muskeln oder Drüsen stimulieren kann (ebd., S. 78).

So weit so gut. Aber woher weiß das Neuron welche Informationen es überhaupt weiterleiten soll? Hier kommt das sogenannte Aktionspotenzial ins Spiel. Bevor eine Zelle „entscheidet“, ob es „feuert“ oder nicht, fasst sie alle Informationen zusammen, die an den Dendriten oder am Soma ankommen und wägt ab, ob diese eher zu „feuern“ oder „nicht feuern“ tendieren. Ist die Bilanz positiv, sagt also feuern, entsteht ein Aktionspotenzial und das Neuron feuert und leitet so einen Reiz weiter (ebd., S. 78).

Es gibt drei Arten von Neuronen, die zusammenarbeiten. Die Interneurone, die Motoneurone und die sensorischen Neurone. Interneurone stellen die Mehrzahl der Neuronen im Gehirn dar und leiten Informationen von sensorischen Neuronen an Motoneurone oder andere Interneurone weiter. Nehmen wir nun als Beispiel Schmerzempfinden, um die Zusammenarbeit der Neurone zu verdeutlichen und den Zusammenhang zum Lernen aufzuzeigen. Kommt man mit der Fingerspitze auf eine heiße Herdplatte, senden die Schmerzrezeptoren auf der Hautoberfläche diese Information „zu heiß“ an die Interneurone im Rückenmark. Diese Interneurone wiederum stimulieren Motoneurone, die die Muskeln im Finger veranlassen, sich von der heißen Herdplatte zurück zu ziehen. Da in solchen Fällen oft das Überleben von der Schnelligkeit des Handelns abhängt, bekommt das Gehirn die Information über die Situation erst nach der Abfolge der neuronalen Ereignisse und dem Rückzug des Fingers. Und hier kommen wir schlussendlich zum (unbewussten) Lerneffekt: das Gehirn speichert diese Informationen – Herdplatte = heiß = Schmerzen – und wird beim nächsten Mal diese Situation meiden (ebd., S. 78 – 79).

Wie genau Informationen, die durch Reizweiterleitung im Gehirn landen aber dort dann auch gespeichert werden, ist leider noch nicht allumfassend erforscht. Bisher wurde bewiesen, dass sich beim Speichern von Informationen im Gehirn sowohl die Übertragungsstärke der Synapsen verändert wie auch die Struktur an sich und diese Veränderungen innerhalb von Experimenten lange genug anhielten, um auch der Informationsspeicherung zu dienen (Bonhoeffer, 2013).

2.2.2 Gedächtnisstrukturen

Das implizite und explizite Gedächtnis, sind ein Beispiel für eine Dimension des Gedächtnisses, bei der es um das Erinnern von Fakten und Ereignissen geht. Sie gehören zum deklarativen Gedächtnis.

Strengt man sich bewusst an, um Informationen abrufen oder entschlüsseln zu können, handelt es sich um einen expliziten Zugriff auf das Gedächtnis. Passiert dieses eher unbewusst und ohne Mühe handelt es sich um impliziten Zugriff auf das Gedächtnis. Möchte ich nun Wissen aus meinem Gedächtnis nutzen kann dies manchmal implizit („die Information wird verfügbar ohne bewusste Anstrengung“) und manchmal explizit („es bedarf einer bewussten Anstrengung, um die Information wiederherzustellen“) geschehen (Gerrig, R. J., 2016, S. 239 – 240).

Neben dem deklarativen gibt es noch das prozedurale Gedächtnis. In diesem wird abgespeichert wie Dinge getan werden, wie beispielsweise Fahrrad fahren. Und nicht nur das, es speichert regelmäßige Tätigkeiten, die einmal eingeübt sind, so ab, dass wir, wenn wir sie einmal gelernt und verinnerlicht haben, bei der Ausführung gar nicht mehr darüber nachdenken was genau wir da eigentlich machen. Dies führt unter anderem dazu, dass wir die Inhalte der Tätigkeit nicht verbalisieren können, da wir nicht bewusst darüber nachdenken. Wir haben aus einer bewussten Liste von Fakten über eine bestimmte Tätigkeit (erst mache ich das, dann das, dann das...) eine unbewusste automatische Ausführung dieser Tätigkeit gemacht (ebd., S. 240 - 241).

2.2.3 Gedächtnisprozesse und das Drei-Speicher-Modell

Da es sich bei dem Drei-Speicher-Modell um ein zentrales Gedächtnismodell handelt, welches die Prozesse, die beim Fakten- und Vokabellernen wichtig sind, beschreibt, möchte ich dieses Nutzen, um zu verdeutlichen welchen Weg Informationen von der Wahrnehmung bis zur (bewussten) Wiederverwendung durchlaufen (Hofman/Löhle, S. 14). Um überhaupt Wissen in irgendeiner Form aufzunehmen oder später abrufen zu können, sind die drei mentalen Prozesse Enkodierung, Speicherung und Abruf nötig. Beim ersten Prozess, der Enkodierung, wird eine Information in das Gedächtnis übertragen. Durch die Speicherung wird diese Information aufrechterhalten, um bei Bedarf in Form des Abrufs wieder ausgelesen zu werden (Gerrig, 2016, S. 241).

Nach Hofman und Löhle besteht das Gedächtnis aus drei Speichern. Dem sensorischen Speicher, dem Kurzzeitspeicher und dem Langzeitspeicher. Wie sich hier schon erahnen lässt, besteht der Hauptunterschied dieser drei Konstrukte in der zeitlichen Speicherleistung von Informationen. Der sensorische Speicher speichert Informationen circa 250 Millisekunden. Die Dauer des Kurzzeitspeichers beträgt schon mehrere Minuten und der Langzeitspeicher kann Informationen mehrere Jahre oder sogar den Rest des Lebens speichern (Hofmann/Löhle, 2016, S. 15).

Der sensorische Speicher, beziehungsweise das sensorische Gedächtnis, wird auch oft als Arbeitsgedächtnis bezeichnet, da das Gehirn hier regelrecht mit den ihm zur Verfügung gestellten Informationen arbeitet und jongliert. Es macht etwas mit ihnen, ordnet sie um, formt und/oder verknüpft sie. Am einfachsten lässt sich das daran erklären, wenn wir einen Satz sprechen. Beim Sprechen überlegen wir gleichzeitig was wir wie, mit welchen Worten in welcher Reihenfolge sagen wollen. Diese Informationen werden während des Sprechens zeitgleich im Arbeitsgedächtnis moduliert (Spritzer, 2007, S. 5 - 6). Da ich mich in diesem Abschnitt aber auf die zeitliche Komponente des Gedächtnisses beziehen möchte bleibe ich bei der Begrifflichkeit des sensorischen Gedächtnisses.

Aus den vorangegangenen Informationen zu Lernen und Gedächtnis lässt sich schon ableiten, dass es für den Lernprozess wichtig ist zu verstehen, wie Informationen, die vorerst kurzzeitig im sensorischen Gedächtnis abgelegt werden, dauerhaft ins Langzeitgedächtnis gelangen können.

Hierzu ist weiter auszuführen, dass das Gedächtnis alle Informationen, die es in jeglicher Weise erreichen selektiert, also filtert. Das Gedächtnis „versucht ständig irrelevante Informationen auszufiltern“ (Hofmann/Löhle, 2007, S. 15) da der Großteil von Informationen, die das Gehirn erreichen, auf lange Sicht schlicht und ergreifend überflüssig ist (ebd.).

Der erste Filter befindet sich zwischen dem sensorischen Gedächtnis und dem Kurzzeitgedächtnis. Das sensorische Gedächtnis speichert alle Informationen die über die Sinnesorgane (Auge, Ohr, Nase, Mund, Haut) aufgenommen werden. Da hier der größte Teil nicht wichtig ist wird selektiert und die als für nicht ausreichend wichtig empfundenen Informationen werden unweigerlich aussortiert und vergessen. Damit eine Information weiter in den Kurzzeitspeicher gelangen kann muss ihr zudem Aufmerksamkeit geschenkt werden. In dieser Speicherinstanz bleibt sie dann einige Minuten präsent und unterliegt einer weiteren Selektion und einer zusätzlichen Interpretation, bevor sie in das Langzeitgedächtnis übergehen kann. Hier kann sie letztendlich mehrere Jahre bestehen bleiben, muss dafür allerdings noch mehrere Verarbeitungsschritte durchlaufen. (Hofmann/Löhle, 2007, S. 14-15). Bei den Lerntechniken und -methoden, auf die ich im weiteren Verlauf meiner Hausarbeit noch eingehen werde, geht es im Endeffekt darum, „Informationen gezielt durch die Filter unseres Gedächtnisses zu schleusen“, um sie bis in das Langzeitgedächtnis zu bekommen und sie somit dauerhaft abrufen zu können (ebd., S. 16).

2.3 Vergleich mit dem Nürnberger Trichter

„Ich habe Krieg und Frieden in einer halben Stunde gelesen. – „Und?“ – „Es geht um Russland.“ (Woody Allen)

Schon Woody Allen machte sich über das Prinzip des Nürnberger Trichters lustig, das unter anderem den Gedanken an Lernprogramme für das extrem schnelle Lesen eines Buches hervorbrachte, was natürlich nicht funktioniert, außer man nimmt nichts des Gelesenen tatsächlich wahr (Spitzer, 2007, S. 1). Der Nürnberger Trichter, welcher eher scherzhaft eine mechanische Weise des Lernens und Lehrens beschreibt, diente als „ideales Vorbild aller Lernmaschinen“ (Vogt, 1966, S. 7) und wurde von Georg Friedrich Harssdörfer erfunden. Ursprünglich hieß der Nürnberger Trichter „Poetischer Trichter“ und sollte, wahrscheinlich Schülern oder Studierenden, die Teutsche Dicht- und Reimkunst in grade einmal 6 Stunden „eingießen“. Schon damals erfuhr Harssdörfer dafür Kritik, indem sein Trichter-Konstrukt scherzhaft als ein Lernverfahren bezeichnet wurde, mit dem man selbst den Dümmsten Wissen vermitteln könne (ebd.).

Der Gedanke an ein solches Lernverfahren lange präsent geblieben und es wurde beispielsweise mit Kassetten, die das Lernen im Schlaf ohne jeglichen Aufwand ermöglichen sollten, also ganz nach Prinzip des Trichters, schon Geld gemacht (ebd., S. 1).

Meinem Verständnis nach fungierte der Nürnberger Trichter nie wie bildlich dargestellt als Lösung Schülern oder Studierenden Wissen Wort wörtlich einzutrichtern, sondern war lediglich eines von vielen Lernkonzepten, welches Wissen auf eine bestimmte Art und Weise, wenn auch sehr stumpf und wenig individuell, ohne großen Aufwand „eintrichtern“ sollte, sodass es „direkt ins Hirn gegossen wird“ und da auch verankert bleibt. Die Bezeichnung des Nürnberger Trichters von Spitzer als „Trichter-Metapher“ bestätigt mich in meiner Annahme (ebd., S. 2). Dass es einen Nürnberger Trichter in diesem Sinne nicht gibt, und auch nie gab, brauche ich nach dem Stand der heutigen Forschung, welcher klarstellt, dass Lernen keineswegs ein passiver Prozess ist, wohl nicht weiter auszuweiten.

Mögen einige Prämissen der Nürnberger-Trichter-Didaktik sinnvoll erscheinen, wie beispielsweise das der Lernstoff grundsätzlich vermittelbar ist respektive sein sollte, scheinen die restlichen doch eher weniger kompatibel mit den heutzutage erforschten neurophysiologischen Grundlagen des Lernens zu sein. „Aufgabe des Schülers ist es, den Lernstoff mehr oder weniger passiv aufzunehmen und in seinem Gedächtnis abzuspeichern. Auf diese Weise eignet er sich das Wissen des Lehrers nach und nach an“ (Stangl, 2019). Dass Lernen nicht passiv geschieht haben wir bisher schon herausgefunden, ebenso dass die Abspeicherung von Informationen ins Langzeitgedächtnis nicht „mal eben so entschieden“ wird, frei nach dem Motto: das ist wichtig, also merke ich mir das jetzt.

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