Gehirn & Lernen

Unsere Medizin- und Neurodidaktik– empirisch geprüft

In mehreren empirisch-wissenschaftlichen Studien an der Universität zu Köln am Lehrstuhl von Prof. Gottfried Fischer konnten wir bei 140 Probanden einen überdurchschnittlichen Lernerfolg bei Anwendung unseres Lehrsystems nachweisen.

Lehren: Rahmen für effektive Selbstorganisation

Im Sinne der Synergetik (Haken & Schiepek, 2006) wird das Gehirn als ein selbstorganisiertes System interpretiert, dessen Funktionsweise dem Primat der selbstregulierten Aktion folgt. Es gibt keinen direkten und willentlichen Einfluss auf den Lernerfolg (Roth, 2006). Die für einen Lernerfolg bedeutsamen Prozesse laufen zum großen Teil unbewusst ab. Selbst die ‘willkürliche’ Handlungssteuerung erfolgt überwiegend auf dem Boden vergangener, meist unbewusst wirkender, Erfahrungen. Statt zum effektiven Lernen ‘aufzufordern’, müssen günstige Rahmenbedingungen geschaffen werden. Dabei gilt es sowohl die kognitiven und emotionalen Lernvoraussetzungen, den spezifischen Lehr-Lern-Kontext,wie auch die besonderen Verarbeitungskapazitäten der menschlichen Gedächtnissysteme zu berücksichtigen.

Effektives Lernen und das Arbeitsgedächtnis

Im Einklang mit der CognitiveLoadTheory (Sweller et al., 1998), wird hier die begrenzte Verarbeitungskapazität des Arbeitsgedächtnisses als handlungsleitend für das didaktisch-methodische Vorgehen angesehen.
Das Arbeitsgedächtnis ist insbesondere für die aktive Verarbeitung von kurzzeitig erworbenen Gedächtnisinhalten, aber auch für die Aktivierung der schon fest gespeicherten Daten des Langzeitgedächtnisses verantwortlich. Es stellt gleichsam das Nadelöhr für die Informationsaufnahme und somit für den Erwerb neuer Wissensinhalte dar.
Bei der Aufnahme neuer Informationen gilt es, Menge und Darbietungsart der begrenzten Kapazität des Arbeitsgedächtnisses anzupassen, um die notwendigen Verarbeitungsschritte zu ermöglichen und zu erleichtern. Strukturierung des Wissensgebietes und systematische Visualisierungen unterstützen das Arbeitsgedächtnis in hervorragender Weise.
(Download zum Thema Gedächtnis)

Unsere Visualisierungen: Anschauliches Lernen

Als ‘Augenwesen’ sind Menschen umgeben von Farben und Formen, von der Gegenständlichkeit der Welt. Es erscheint nur natürlich, dass Visualisierungen unserem Bedürfnis nach Anschaulichkeit entgegenkommen. In einer Zeit, in der sich die meisten Wissensgebiete durch enorme Komplexität auszeichnen, stellen Instrumentarien, die dem Abstrakten etwas von der zurückgelassenen Anschaulichkeit wiedergeben, hilfreiche Lernbegleiter dar.

Bilderserie zum Thalamus: Wo liegt der Ncl. ventralis posterolateralis?

SKPDW-Leitlinie nach Damir del Monte

Die Erstellung und Verwendung systematischer Visualisierungen ist Teil einer methodisch-didaktischen Konzeption, die als SKPDW-Leitlinie beschrieben wird. Hinter dieser Abkürzung stehen die folgenden fünf Elemente, die nacheinander vom Lehrenden hervorgehoben werden. Sie geben allgemeine Leitlinien der Lehre vor, die unabhängig vom konkreten Thema umgesetzt werden können:

  • Struktur
  • Kontext
  • Prinzip
  • Detail
  • Wiederholung und Differenzierung

Was die Struktur dieses Modells anbelangt, handelt es sich strenggenommen um eine Auflistung von fünf Konstrukten, aus deren Anwendung ein lernfördernder Effekt erwachsen soll (eine ausführliche Beschreibung der SKPDW-Leitlinie finden Sie unter Downloads).

Strukturiert Medizin lernen

Das strukturierende Herzstück der SKPDW-Methodik sind die sog.Lernraster. Dabei handelt es sich um eine Abwandlung bekannter Mapping-Verfahren, die hier entwickelt und von unskonsequent auf das gesamte Lehrgebäude der Medizin und Neuroanatomie angewendet wird.

Sie verbindet die Vorteile von Visualisierungen mit der Übersichtlichkeit einer hierarchisch strukturierten Darstellung. Der Lernende erhält mit Grafiken und Bildern von Anfang an einen breiten Überblick über ein Thema mit seinen wesentlichen Elementen, deren Einzelheiten erst im weiteren Lehrverlauf ausgeführt werden. Jede Visualisierung für sich konzentriert sich auf zentrale Elemente, um in jedem Fall eine optische Überfrachtung bei der Informationsverarbeitung zu vermeiden.

Lernen benötigt Emotion

Längst ist erwiesen, dass Lernen und Gedächtnis keine rein kognitiven Akte sind, sondern in starker Wechselwirkung zu emotionalen Prozessen stehen. So wirkt sich emotionale Erregung positiv und negativ auf Lern- und Gedächtnisleistungen aus. Dabei vermindern negative Gefühle wie Angst, Stress, Langeweile und (sozialer) Druck die Lern- und Wiedergabefähigkeit, zumindest wenn es um komplexe Aufgaben geht (Spitzer, 2007). Dörner (2005) spricht in diesem Zusammenhang von einem „niedrigen Auflösungsgrad“, den negative Emotionen enthalten, da sie eine Inhibition der Assoziationsprozesse bewirken (Download zum Thema Stress).
Umgekehrt fördern positive Emotionen nachweislich die Lernleistung (Randler, 2004). Zu diesen zählen vor allem Neugier, Spannung/Aktivierung, Begeisterung/Lernfreude, Kompetenzerfahrung, Selbstbestimmung, soziale Eingebundenheit, Flow-Zustände, Motivation und Interesse.
Didaktische Leitlinie ist also die Vermeidung negativer Lernemotionen wie Angst und Stress durch Überforderung und die Erzeugung einer positiven Einstellung zum Gegenstand. Systematik und Reduzierung der Darstellungen auf das Wesentliche helfen diese Leitlinie umzusetzen. Die Struktur gibt dem Lernenden immer Überblick und Orientierung und vermeidet gleichzeitig eine Überlastung mit zu vielen Informationen.

Lernen benötigt Authentizität

Ein weiterer – häufig unterschätzter – Aspekt betrifft die Motivation, Glaubhaftigkeit und Authentizität der Lehrperson (vgl. Roth, 2006). Die Amygdala ist im Verbund mit insulärem, orbitofrontalem und ventromedialem Cortex sowie dem temporal-parietalen Übergangsgebiet an der Gesichtererkennung und der Analyse der Glaubhaftigkeit eines Gesprächspartners beteiligt (Roth, 2006; Bauer, 2015). Diese Prozesse finden auch in einem Lehr-Lern-Kontext statt. Müdigkeit, Unmotiviertheit oder gar eigene Zweifel an dem Vorgetragenen auf Seiten des Lehrenden haben einen Motivationsabfall auf Seiten der Lernenden zur Folge. Auch wenn im Alltag nicht immer leicht zu realisieren, das Feuer der Begeisterung ist ein wesentlicher Faktor erfolgreichen Lehrens.

Choreografie des Lehrens

Beim Encodieren gilt es einige Aspekte bei der Kombination von Bild- und Wortbeiträgen zu berücksichtigen, die ebenfalls dem Aufbau und der Funktionsweise des Arbeitsgedächtnisses geschuldet sind. Mit Schnotz (2003) können folgende Grundregeln der Veranschaulichung beschrieben werden:

  • Exakte Abstimmung des Bildes auf den jeweiligen sprachlichen Inhalt: Wie oben dargestellt, ist die Kapazität des Arbeitsgedächtnisses limitiert. D.h. es bedarf einer zeitnahen und mit den semantischen Inhalten des Gesprochenen korrespondierenden Bildpräsentation. Bilder werden mit gesprochenen Erklärungen besser verarbeitet, da beide Subsysteme des Arbeitsspeichers parallel aktiviert werden (Ungünstig: Bild mit viel Text. Beides geht über den visuellen Kanal).
  • Die Bilder sollten eine anregende, ästhetische Qualität besitzen.
  • Beim Lernen mit Texten sollten die Bilder als erste präsentiert werden, da sie eine Organisationsfunktion übernehmen und die Interpretation der dann folgenden Texte erleichtern.
  • Es sollte zu keiner visuellen Überforderung kommen (keine Bilder- oder Effektlawine).

Zusammenfassend: Implikationen für die Praxis

  • Selbstorganisation: Aus Sicht der Synergetik wird Lehren als „prozessuales Schaffen von Bedingungen für die Möglichkeit von Selbstorganisation und Veränderung“ beschrieben.
  • Aufmerksamkeit: Bezogen auf das deklarative (sprachlich fassbare und bewusst abrufbare) Gedächtnis bedarf es für eine erfolgreiche Encodierung eines Mindestmaßes an Intention und Aufmerksamkeitszuwendung beim Lernenden.
  • Emotionaler Effekt: Emotional stark bewertete, somit für das Individuum selbst als bedeutsam eingestufte Informationen, werden leichter und effektiver aufgenommen als neutrale Inhalte.
  • Organisationseffekt: Organisation, Strukturierung und Kategorisierung von komplexem Lernmaterial erleichtert die Verarbeitung der neuen Informationen und bindet weniger Kapazitäten des Arbeitsgedächtnisses.
  • Imaginationseffekt: Das Erzeugen bildlicher Vorstellungen des Lerngegenstandes erhöht die Anschaulichkeit und unterstützt den Aufbau mentaler Repräsentationen.
  • Effekt der Verarbeitungstiefe: Die Aufmerksamkeit sollte auf die Bedeutung und den Sinngehalt des Lernmaterials fokussiert werden, da Sinn und Prinzipien effektiver verarbeitet werden als Detailinformationen.
  • Elaborationseffekt: Neue Inhalte sollten mit bereits gespeichertem Wissen vernetzt werden.
  • Selbstreferenzeffekt: Die Herstellung eines persönlichen Bezuges des Lernmaterials zur Person des Lernenden unterstützt die Verknüpfung mit bedeutsamen (da persönlichen) und somit schon stabil verankerten Gedächtnisinhalten.
  • Effekt des verteilten Lernens: Verteiltes (systematisches und regelmäßiges) Lernen mit Pausen zeigt Vorteile gegenüber einem intensiven sehr überfrachteten Lernen.
    Informationsaufnahme ist nicht mit Lernen gleichzusetzen. Auch die Tatsache, dass der Lernende die Inhalte ‘verstanden’ hat, bedeutet noch nicht, dass sie damit schon stabil im Langzeitgedächtnis abgelegt wurden.
  • Wiederholung: Das neu erworbene Wissen muss vielmehr systematisch – und am besten über das Maß des sicheren Beherrschens hinaus – wiederholt werden.
  • Überlernen: Die Wiederholung sollte nicht passiv (Wiederlesen, Wiederhören), sondern durch aktives Erinnern erfolgen. Der Abruf von Gedächtnisinhalten stellt einen Rekonstruktionsprozess dar. Um die schon aufgebauten Schemata des Langzeitgedächtnisses schnell und flüssig verfügbar zu haben, bedarf es eines häufigen Abrufens und Wiedereinspeicherns (Re-Encodierung). Dabei wird ein Überlernen um bis zu 50% empfohlen (Wellenreuther, 2007).
  • Automatisierung von Schemata: Eine flüssige Handhabung oder Automatisierung des Abrufens setzt Kapazitäten des Arbeitsgedächtnisses frei und erlaubt eine Konzentration auf neu zu bearbeitende Inhalte.
  • Abrufhilfen: Sowohl äußere (z. B. Visualisierungen), wie auch innere (Kategorisierungen) Abrufhilfen unterstützen den Prozess des Abrufens.
  • Stimmungsabhängiges Gedächtnis: Äußere und innere Kontextfaktoren werden mit dem eigentlichen Inhalt gemeinsam abgespeichert. Dies weist auf die Bedeutung von Lernkontext, situativen Faktoren und der Gestimmtheit (innerer Kontext) hin.

Praktische Medizin- und Neurodidaktik

CrashKurs Medizin mit Dr. Damir del Monte (geb. Lovric) Neuroanatom und Medizinwissenschaftler

Crash-Kurs Medizin mit Damir del Monte
www.uni-med-hp.de

Dr. Damir del Monte - Prof. Nelson Annunciato

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www.neda-brain.com