selbst ständig lernen Hirnforschung und Schulpraxis Michael Fritz Transferzentrum für Neurowissenschaften und Lernen Universität Ulm

Der Rahmen Rollenverständnis Funktionsverständnis Lernverständnis Arrangements Verstehen Lernverständnis Interaktion Lernorte Funktionsverständnis Orientierung Evaluation Menschenbild

Teil 1: Der Rahmen Teil 2: Wie funktioniert Lernen? Man wird, was man tut. Teil 1: Der Rahmen Teil 2: Wie funktioniert Lernen?

Der Bleistift-Test

Penfields Homunculus

Kortikale Karten

Affe trainierte 2 Wochen lang täglich 2 Stunden die Schwingungen kleiner Plättchen zu unterscheiden (20 vs. 22 Hz, 24 vs 26 Hz), Belohnung Saft, nach 2 Wochen konnte er‘s (Jenkins et al 1990)

Veränderung kortikaler Karten Jenkins et al., J Neurophysiol 1990

Neuroplastizität Das Gehirn ist plastisch Übung / Erfahrung / Umwelt verändern das Gehirn Wir machen Erfahrungen und die Erfahrungen machen uns. „Man wird, was man tut.“

Was ist lernen? Wortherkunft lais~ (indogermanisch): Spur, Bahn, Furche Diese zwei Bilder mit Spuren sollen Sie auf die Wurzel des Wortes lernen aufmerksam machen: Sie spüren nach, erspüren und hinterlassen Spuren, in dem Sie lernen. Dieses Spurenlegen, das sich im Gehirn übrigens manifestiert in Form von Verbindungen von Nervenbahnen, geschieht durch Ihre Erfahrungen, Ihr Handeln. Sie arbeiten mit den Kindern, sind ihnen Vorbild und Orientierung, Sie sind Mitgestalterinnen ihrer Lernprozesse, begleiten sie in den individuellen Lernwegen. Und genau da, an Ihrem pädagogischen Handeln setzt der Orientierungsplan an. Er fragt Sie: wie haben Sie's bisher gemacht? Was waren Ihre Erkenntnisse? Welche Möglichkeiten haben Sie? Darin liegt der Sinn der Impulsfragen, die Sie im Matrix-Teil des Orientierungsplans finden. Sie können an Ihre eigenen Erfahrungen anknüpfen, wenn Sie sich mit neuen Aspekten der pädagogischen Alltagsgestaltung auseinandersetzen.

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

Wenn man keinen Grund hat etwas zu tun, hat man einen etwas nicht zu tun. Teil 1: Der Rahmen Teil 2: Wie funktioniert Lernen? Teil 3: Was beeinflusst lernen?

Was beeinflusst das Lernen im Hirn? Neurowissenschaftliche Binsenweisheiten: Grundprinzipien des Lernens aus der Perspektive des Gehirns

Affe trainierte 2 Wochen lang täglich 2 Stunden die Schwingungen kleiner Plättchen zu unterscheiden (20 vs. 22 Hz, 24 vs 26 Hz), Belohnung Saft, nach 2 Wochen konnte er‘s (Jenkins et al 1990)

Der Kühlschrank in Hinterindien Kühlschrank in Hinterindien explodiert Kühlschrank in Hinterindien explodiert: 2 Tote Kühlschrank in Hinterindien explodiert: 2 tote Deutsche Kühlschrank in Hinterindien explodiert: 2 tote deutsche Geografie- und Geschichtslehrer

Das Panini-Prinzip

Neurowissenschaftliche Binsenweisheit Zu Lernendes muss bedeutsam sein => Reizdarbietung allein reicht nicht Tafelanschrieb funktioniert nicht! Arme vertikal halten … Weg vom lehrerzentrierten Unterricht – hin zum Schüler zentrierten Arbeiten Panini-Prinzip Gesagt ist noch nicht gehört, gehört ist noch nicht verstanden.

Wodurch können wir das Lernen der Lerner beeinflussen? Durch die Orientierung, die wir geben Rollenverständnis Arrangements Verstehen Lernverständnis Interaktion Lernorte Funktionsverständnis Orientierung Evaluation Menschenbild

Ein Lernexperiment Komische Gesichter Lernen Sie die Gesichter mit dem grauen Hintergrund von denen mit dem rosa Hintergrund zu unterscheiden.

Test Zu welcher Gruppe gehören die folgenden Gesichter?

4

1

3

2

2a

3

A

3

3

5

5

Auswertung

Kriterien: Gesichter unterscheiden Augenabstand Augenhöhe Sigala & Logothetis, Nature 2002

Neurowissenschaftliche Binsenweisheit das Gehirn ist ein schneller und effizienter Regel-Extraktor: es lernt aus konkreter Erfahrung Abstrakte Regeln erreichen Gehirne nur schwer

Explizites / Implizites Lernen Explizites Lernen (planmässig) Bewusste Lernprozesse unter Anwendung von Lernstrategien Implizites Lernen (beiläufig) Vom Lerner nicht beabsichtigter Erwerb von Wissen und Fähigkeiten

Formelles / Informelles Lernen Bildungsmaßnahmen, die von Institutionen (Schulen, Universitäten Unternehmen …) organisiert werden. Informelles Lernen Aktivitäten, außerhalb formaler Lernsettings, die zum Erwerb von Wissen, Fähigkeiten oder Haltungen führen.

Lernen en passant 75 25 implizit formell informell explizit Native Speaker / Englisch sprechende Tutoren Musik Top 10 implizit 75 formell informell Englisch-Grammatik: go/went/gone explizit Hörbuch: Advanced English 25

Wodurch können wir das Lernen der Lerner beeinflussen? Durch die Lernarrangements, die wir gestalten Rollenverständnis Arrangements Verstehen Lernverständnis Interaktion Lernorte Funktionsverständnis Orientierung Evaluation Menschenbild

Wörterexperiment 3 Gruppen A – B – C

Ist das Wort mit Großbuchstaben geschrieben? Wörterexperiment Gruppe A LAMPE Ist das Wort mit Großbuchstaben geschrieben? Ja oder Nein? essen

Wörterexperiment Gruppe B LAMPE Ist das Wort ein Verb? Ja oder Nein? essen

Stellt das Wort etwas Belebtes dar? Wörterexperiment Gruppe C LAMPE Stellt das Wort etwas Belebtes dar? Ja oder Nein? essen

Auf die Plätze, fertig …

auto

LAUFEN

STUHL

katze

regnen

TRINKEN

buch

HÖREN

rose

erwärmen

SPIEGEL

VOGEL

leuchten

SPRECHEN

Ende des Experiments Teil 1

Alle Wörter des Experiments Auto laufen Stuhl Katze regnen trinken Buch hören Rose erwärmen Spiegel Vogel leuchten sprechen

Neurowissenschaftliche Binsenweisheit Verarbeitungstiefe bewirkt nachhaltiges Lernen Lernen ist Spinnerei – das Weben von Netzen und Knüpfen von Zusammenhängen „Wer hat, dem wird gegeben.“ Bedeutung von Vorwissen

Vernetztes Denken durch aktives Handeln

Wodurch können wir das Lernen der Lerner beeinflussen? Durch die Art der Auseinandersetzung, die wir mit unseren Aufgabenstellungen anregen Rollenverständnis Arrangements Verstehen Lernverständnis Interaktion Lernorte Funktionsverständnis Orientierung Evaluation Menschenbild

Für das Können gibt es nur einen Beweis: das Tun Für das Können gibt es nur einen Beweis: das Tun. (Marie von Ebner-Eschenbach) verstehen memorieren fremd- bestimmt selbst- bestimmt

2 Gruppen (Gruppe 1, Gruppe 2) Ein Experiment 2 Gruppen (Gruppe 1, Gruppe 2) Papier und Stift

Geschichte Nr. 1 Ein Junge fährt mit seiner Mutter durch die Stadt und wird bei einem Autounfall schwer verletzt. Er wird rasch ins Krankenhaus gebracht, wo eine Reihe medizinischer Verfahren durchgeführt wird.

Geschichte Nr. 2 Ein Junge fährt mit seiner Mutter durch die Stadt, um den Vater, der im Krankenhaus arbeitet, zu besuchen. Dort zeigt man dem Jungen eine Reihe medizinischer Verfahren.

Fortsetzung Zuerst geht es um Röntgenaufnahmen und Blutdruckmessung. Währenddessen telefoniert die Mutter mit der älteren Tochter. Nach den Bluttests bei der Lungenfunktionsprüfung ist sie wieder bei dem Jungen. Dann sind EKG, EEG und Computertomographie dran. Zum Schluss geht es zu den Ultraschalluntersuchungen.

Die medizinischen Verfahren Röntgenaufnahmen Blutdruckmessung Bluttests Lungenfunktionsprüfung EKG EEG Computertomographie Ultraschalluntersuchungen

Geschichten 1 und 2 Ein Junge fährt mit seiner Mutter durch die Stadt und wird bei einem Autounfall schwer verletzt. Er wird rasch ins Krankenhaus gebracht, wo eine Reihe medizinischer Verfahren durchgeführt wird. Ein Junge fährt mit seiner Mutter durch die Stadt, um den Vater, der im Krankenhaus arbeitet, zu besuchen. Dort zeigt man dem Jungen eine Reihe medizinischer Verfahren.

Performance / Leistung Aktivierung und Lernen Performance / Leistung Arousal / Aktivierung

Aktivierung und Lernen Neutral / BetaBlocker: 59% Neutral / Placebo: 58% Aktiviert / BetaBlocker : 56% Aktiviert / Placebo 69% Cahill et al. 1994, Nature

Neurowissenschaftliche Binsenweisheit Lernen braucht „Aktivierung“, z.B. durch emotionale Beteiligung

Positive und negative Emotionen Erk et al. Neuroimage 2003

Positive und negative Emotionen Erk et al. Neuroimage 2003

Angst im Gehirn

Neurowissenschaftliche Binsenweisheit Lernen braucht „Aktivierung“, z.B. emotionale Beteiligung durch positive Emotionen

Wodurch können wir das Lernen der Lerner beeinflussen? Durch die Interaktionen, die wir gestalten Rollenverständnis Arrangements Verstehen Lernverständnis Interaktion Lernorte Funktionsverständnis Orientierung Evaluation Menschenbild

„Dies ist interessant, da musst Du drauf achten!“ Der „Lernturbo“ Besser als erwartet! „Dies ist interessant, da musst Du drauf achten!“

Wachsen kann man nur an der Herausforderung. Machbarkeit Verstehbarkeit Sinn/Bedeutung Persönliche Ziele Überforderung Anforderungen Herausforderung Unterforderung Fähigkeiten

Neurowissenschaftliche Binsenweisheit Erfolgserlebnisse werfen den Lernturbo an durch  „Besser als erwartet“

Wodurch können wir das Lernen der Lerner beeinflussen? Durch das Feedback, das wir geben und durch den (Miss)Erfolg im Umgang mit den Sachen Rollenverständnis Arrangements Verstehen Lernverständnis Interaktion Lernorte Funktionsverständnis Orientierung Evaluation Menschenbild

Das visuelle System

Das visuelle System

MT „Kitzeln“

MT „Kitzeln“

Aufmerksamkeit aktiviert O’Craven et al. 1997, Nature

Zählen Sie die „Pässe“ im Basketballvideo Zähl-Experiment Zählen Sie die „Pässe“ im Basketballvideo Gruppe 1: Hochpässe Gruppe 2: Bodenpässe

Neurowissenschaftliche Binsenweisheit Aufmerksamkeit ist eine zeitlich und örtlich begrenzte, aber wichtige Ressource gelenkte Aufmerksamkeit ist zugleich Freund und Feind

Neurowissenschaftliche Binsenweisheiten

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit (auch wenn man dadurch Gorillas übersieht)