Pädagogik/Lernen/ Lernbiologie
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Pädagogik/Lernen/ Lernbiologie Das Lernen lehren - Lernbiologie - 1. 2. 3. 4. Einführung Neuronale Grundlagen Hirnlateralität und Dominanz Die Gedächtnissysteme 1. Einführung Innerhalb des Zentralen Nervensystems befinden sich viel mehr Nervenzellen, die sozusagen mit sich selbst beschäftigt sind, denn Zuleitungen zu den "äußeren Sinnesorganen" haben. Deshalb geht man heute davon aus, dass das Gehirn Reize der Umwelt aufnimmt, aber mit der Hilfe des Gedächtnises, den eigenen Modellen der Wirklichkeit, Informationen erzeugt. Diese innere Realität wird erst im Anschluss durch die Sinnesorgane an der äußeren Realität überprüft. Das Gehirn fragt sich sozusagen: "Ist da draußen ein Unterschied, zu dem was ich erwarte?"Diese Überprüfung ist aber nicht besonders kritisch. Sie genügt schon unseren Ansprüchen, wenn es einfach plausibel sein könnte. Trifft dieses Modell zu, hat dies zur Folge, dass wir uns primär gar nicht "objektiv" ein Bild von der äußeren Realität machen. Erinnerungen, Erfahrungen und die damit verbundenen Emotionen bewirken eine innere Realität, die erst im zweiten Schritt nach außen abgeglichen wird. file:///C|/Dokumente%20und%20Einstellungen/Helm/Desktop/Pädagogik/3_Lernen/Lernbiologie/3_biologie.html (1 von 11)06.09.2005 11:12:55 Pädagogik/Lernen/ Lernbiologie Was erkennen Sie? Stillschweigend gehen wir hier davon aus, dass das Gehirn (ZNS) Sitz des Denkens ist. Eine genauere Untersuchung der Nervenkomplexe im Bauchraum zeigt aber, dass diese Klumpen nicht nur die Tätigkeit der Eingeweide steuern. Viel mehr Nerven führen in das Gehirn zurück und deuten an, dass auch die Nervengeflechte im Bauchraum an der Bildung von "Wissen" beteiligt sind. Man spricht deshalb auch von einem "Bauchhirn". Dass man sich auf seinen Bauch verlassen kann (Schmetterlinge im Bauch, schmeckt mir nicht, ...), wusste der Volksmund schon sehr viel früher. Trotz vieler herausfordernder Widersprüche ist es heute unumstritten, dass das Zentralnervensystem Sitz des Denkens und des Bewusstseins ist. Nerven- und Gliazellen sind die grundlegenden Elemente des ZNS's. Zum Überlegen Haben sie nicht auch schon einmal gedacht: "Das war so!" "Ich bin mir ganz sicher!" Wie lange dauerte es, bis sie erkannten, das sie nur das erlebten (wußten, sahen, hörten,...) was sie erfahren wollten bzw. was sie erwarteten? nach oben 2. Neuronale Grundlagen Grundkenntnisse biologischer Prinzipien über Aufbau und Funktion von Nerven- und Gliazellen sind für einen Pädagogen heute unverzichtbar. Auf die entsprechende biologische Literatur sei verwiesen. Sehr vereinfacht können Nerven. (bzw. Gliazellen - früher wurden sie nur als Stütz- und Ernährungselemente für die Nervenzelle betrachtet) mit elektronischen Schaltelementen verglichen werden, die aufgenommene Reize als elektrische Impulse miteinander verrechnen. In den rund 1300 (Frauen) bis 1500 g (Männer) Hirnmasse sind bis zu 15 Millionen Nervenzellen vorhanden. Jedes einzelne Neuron ist durchschnittlich mit 1000 anderen Neuronen durch Synapsen verbunden. Die Vernetzung innerhalb des Gehirns ist so groß, dass damit die erstaunlichen Leistungen des Menschen und die Unterschiedlichkeit zwischen den Individuen im Denken erzielt werden. Ältere Autoren betonen stark, dass bei der Geburt mehr Nervenzellen im vergleich zu älteren Personen vorhanden sind. Durch eine anregende Umwelt, durch vielfältige Anreize, treten die noch wenig verknüpften Nervenzellen miteinander in Kontakt. Netze entstehen, das Individuum lernt. file:///C|/Dokumente%20und%20Einstellungen/Helm/Desktop/Pädagogik/3_Lernen/Lernbiologie/3_biologie.html (2 von 11)06.09.2005 11:12:55 Pädagogik/Lernen/ Lernbiologie "Feuern" zwei oder mehr sich berührende Nervenzellen gleichzeitig, entstehen mehr Verknüpfungsstellen - Synapsen (Hebb'sche Regel). Nicht gebrauchte bzw. wenig benutzte Verbindungen werden dagegen abgebaut. Dies geschieht alles unter dem Einfluss von Hormonen bzw. Transmittern. Spitzer geht z.B. davon aus, dass während der Umstellung in der Pubertät durch den Einfluss der Geschlechtshormone viele (kindlichen) Verknüpfungen abgebaut werden - der Pubertierende also in einer gewissen Weise gar nicht mehr "richtig denken" kannn. Neue Muster enstehen und konsolidieren sich. Sprachpädagogen berufen sich z.B. darauf, dass die "sensible Phase" zum Erwerb von Fremdsprachen vor der Pubertät liegt. Neuere Autoren betonen,dass im Alter die Netze zwar stärker miteinander verknüpft sind Routineaufgaben demnach schneller abgearbeitet werden - aber das sich dennoch auch neue Verknüpfungen - ja sogar Nervenzellen bilden können. "Auch alte Hunde lernen neue Tricks". Da die interne Reizverarbeitung und Leitung im Vergleich zu den aufgenommenen Reizen ein Vielfaches ausmachen, gehen heutige Forscher davon aus, dass im Wesentlichen Hirntätigkeit auf der neuronalen Ebene ein konstruierender Prozess ist, der das Überleben des Individuums sichert. Ein reales Abbilden der Umwelt ist dabei zufällig. Vergleiche dazu: Konstruktivismus "Einfache Lebewesen wie etwa Zecken brauchen vieles nicht zu lernen; ihre Umwelt besteht nur aus einem winzigen Ausschnitt der Wirklichkeit, und hierfür lassen sich alle wesentlichen Verhaltensparameter genetisch festlegen. Sofern Lebewesen jedoch komplexere Muster aus ihrer Umgebung extrahieren, um dadurch auch mit komplexeren Verhaltensweisen reagieren zu können, wird Lernen notwendig. Nach der Hebb'schen Regel werden Verbindungen zwischen aktiven Neuronen verstärkt. Netzwerke werden trainiert, indem man ihnen immer wieder Beispiele der zu lernenden Input-OutputBeziehungen darbietet, dann den Input verarbeiten lässt, die Abweichung des gewünschten Resultats der Verarbeitung mit dem gewünschten Resultat feststellt und danach das Synapsengewicht so ändert, dass sich der Output dem gewünschten Output annähert." Spitzer verwendet den Begriff der "neuronalen Netze" aus der AI-Forschung (Computertechnologie) in Analogie zu den nachgewiesenen Vorgängen im Gehirn. file:///C|/Dokumente%20und%20Einstellungen/Helm/Desktop/Pädagogik/3_Lernen/Lernbiologie/3_biologie.html (3 von 11)06.09.2005 11:12:55 Pädagogik/Lernen/ Lernbiologie ... "Überwachtes Lernen muss langsam vonstatten gehen, damit nicht nur Einzelnes gelernt wird, sondern allgemeine Strukturen des Input gelernt werden. Dies steht in gewissem Widerspruch zum Evolutionsdruck für jeden Organismus, so rasch wie möglich zu lernen. Die Lösung des Problems besteht darin, zunächst rasch zu lernen und dann immer langsamer. Auf diese Weise werden die wahren Werte der Umweltparameter rasch und exakt gelernt. ... Wie neuronale Netzwerke lernen auch Kinder dadurch, dass sie allgemeine Strukturen aus Beispielen selbsttätig extrahieren. Regeln werden nicht durch Predigten sondern anhand von Beispielen gelernt. Kinder müssen spielen (Hervorhebung H. Beck) , um Verhaltensweisen ohne drastische Konsequenzen ausprobieren zu können. Komplexe Handlungen, Reaktionsmuster, Sozialverhalten und die verschiedensten Erfahrungen werden so immer wieder durchgespielt und dadurch gelernt." M. Spitzer (1996): "Geist im Netz - Modelle für Lernen, Denken und Handeln." WBG; S. 67 f. Wer mehr zur Funktion der Nervenzellen und ihrer Bedeutung für pädagogische Fragestellungen erfahren will : Hinweise und: Links zu Neurodiaktiken: www.neurodidaktik.de www.schule-bw.de/unterricht/paedagogik/ netschool.de/ler/delese nach oben 3. Hirnlateralität und Dominanz Wie krankheits- und unfallbedingte Ausfälle sowie die split-brain -Forschung zeigen, liefern beide Großhirnhälften spezifische Beiträge zum menschlichen Denken und Verhalten: a. Lateralität - Steuerung Mit wenigen Ausnahmen empfängt die linke Hirnhälfte vorwiegend Sinnesreize von der rechten Körperseite und steuert diese. Die rechte Hirnhälfte übernimmt vorwiegend die entsprechenden Aufgaben für die linke Körperhälfte. Verbindungbahnen zwischen beiden Hirnhälften ermöglichen eine Ganzkörperkoordination. file:///C|/Dokumente%20und%20Einstellungen/Helm/Desktop/Pädagogik/3_Lernen/Lernbiologie/3_biologie.html (4 von 11)06.09.2005 11:12:55 Pädagogik/Lernen/ Lernbiologie b. Hemisphärenspezialisierung - Lateralität In vielen populären Darstellungen werden den Hirnhälften eindeutige Funktionen zugeordnet. Sicher ist, dass viele Reize in beiden Hirnhäften gleichzeitig aber unterschiedlich verarbeitet werden. Für Höchstleistungen in Sprache, Mathematik, Musik, usw. ist zudem nachgewiesen, dass beide Hirnhälften gleichzeitig stark aktiviert sind. Nach dem Modus der Verarbeitung (preferred cognitive modus) eingeteilt, verarbeitet die linke Hirnhälfte die Erregungen sequentiell (hintereinander) und ist auf Ursache-WirkungsZusammenhänge spezialisiert, während die rechte analog (gestalthaft, in Ähnlichkeitsbeziehungen) arbeitet. Es besteht die Vermutung, dass Aufmerksamkeitsfaktoren bei der Entstehung von Asymmetrien eine wesentliche Rolle spielen. Deshalb kann sich die Lage der Funktionen durch eine unterschiedliche Lerngeschichte auch stark individuell unterscheiden. file:///C|/Dokumente%20und%20Einstellungen/Helm/Desktop/Pädagogik/3_Lernen/Lernbiologie/3_biologie.html (5 von 11)06.09.2005 11:12:55 Pädagogik/Lernen/ Lernbiologie Vermutungen: ● ● ● ● "Die Ausprägung unterschiedlicher Talente könnte mit der Lateralisierung für bestimmte Verhaltensweisen zusammenhängen." Bei Frauen ist die Sprachlateralisierung weniger ausgeprägt und gleichmäßiger auf beide Hemisphären verteilt. Dies führt zur größeren verbalen Flüssigkeit. Zudem ist die Balken bei Frauen stärker entwickelt (verbesserter Austausch zwischen beiden Gehirnhäften). Bei männlichen Feten ist bereits mehr Bewegung im Uterus zu verzeichnen, deshalb entstehen später Vorteile bei räumlichgeometrischen Aufgaben. Gleichzeitig ist die Handdominanz geringer (mehr Linkshänder). Weil männliche Feten häufiger mit dem rechten Ohr nach außen liegen, ist bei 2/3 der Männer die Sprache links lateralisiert. Schmidt; Thews; Lang (28. Auflage, 2000): Physiologie des Menschen. S. 183 ff. c. Das Dominanz-Konzept Nach der gebräuchlichsten Hypothese entstand die Lateraliserung des Gehirns durch den spezialisierten Gebrauch der rechten Hand. Dies führte zu einer Dominanz der linken Hirnhälfte, d.h. die rechte Körperhälfte wird "sozusagen bevorzugt": Bei Rechtshändigkeit liegt die sprachliche Dominanz meist - aber nicht immer - jedoch in der linken Hirnhälfte. Verschiedene, therapeutisch ausgerichtete Ansätze gehen davon aus, dass bei nicht entwickelter bzw. rechter Hirndominanz, spezifische Schul- und Lernproblematiken auftreten. file:///C|/Dokumente%20und%20Einstellungen/Helm/Desktop/Pädagogik/3_Lernen/Lernbiologie/3_biologie.html (6 von 11)06.09.2005 11:12:55 Pädagogik/Lernen/ Lernbiologie Fakten ● ● ● Bis zum 4. Lebensjahr kann die linke bei Ausfall der rechten Hirnhälfte alle Aufgaben der rechten übernehmen. Über die Entstehung der Lateralität gibt es keine gesicherten Erkenntnisse. Die unterschiedlichen Funktionen - Händigkeit, Sprache und visuell - räumliche Darstellung - können weitgehend unabhängig voneinander sein. 4. Die Gedächtnissysteme Wenn wir uns zuerst einmal klar machen, weshalb Tiere eine Gedächtnis besitzen, wird deutlich, welche Besonderheiten das menschliche besitzt. Der Besitzer eines Gedächtnisses hat den Vorteil, dass er sich in seiner Umgebung sehr leicht zurecht findet, Fremdes vom Bekanntem und Freund von Feind unterscheiden kann. Auch beim Essen bieten sich entscheidende Vorteile: wurde z.B. eine bestimmte Nahrung gegessen, die Übelkeit verursachte, ist es es besser diese in Zukunft zu meiden. Ein Gedächtnis lässt also das Individuum leichter überleben, sich fortpflanzen, ... Es ist also gut, dass Erfahrungen konserviert werden, damit positive Situationen wieder aufgesucht und negative gemieden werden. Leider besitzt die konservative Eigenschaft des Gedächtnisses beim Menschen auch unliebsame Konsequenzen: Schmerzhafte (traumatische) Erfahrungen können beim Menschen dazu führen, Lernen zu vermeiden und uralte Situationen immer wieder nachzuerleben. Vergessen zu können und Gedächtnisinhalte so zu verändern, dass "neues Leben" wieder möglich ist, gehört mit zu den Eigenschaften des reflexiven menschlichen Geistes, auch wenn dazu manchmal Hilfe notwendig ist. file:///C|/Dokumente%20und%20Einstellungen/Helm/Desktop/Pädagogik/3_Lernen/Lernbiologie/3_biologie.html (7 von 11)06.09.2005 11:12:55 Pädagogik/Lernen/ Lernbiologie a. Speichern und Abrufen Unter den beschriebenen Voraussetzungen führen bei neue Reize bei Tier und Mensch zu einer ersten Orientierungsreakrion: Bei einem lauten Knall drehen wird uns in dessen Richtung. Weisen wir dem Geräusch keinerlei Bedeutung zu, haben wir ihn nach ganz kurzer Zeit vergessen. Wir gewöhnten uns ganz einfach an ihn: "Wir lernten, dass das Geräusch nichts bedeutet (Habituation)" deshalb können wir es auch später kaum beschreiben (abrufen). Das Geräusch wurde nur kurzfristig gespeichert. Der gleiche Vorfall erhält für uns jedoch eine ganz andere Bedeutung, wenn wir ihn mit etwas Besonderem verbinden: sei es eine Erinnerung oder, dass wir gleichzeitig gegen den Laternpfahl laufen. Der gleiche Ausgangsreiz erhält jetzt eine Bedeutungszuweisung, so dass wir ihn längerfristig erinnern. Unter Umständen reagieren wir in Zukunft auf das Geräusch besonders sensibel (Sensitivierung). Jedoch ist nicht immer gesagt, dass das was ihr gespeichert haben, auch abgerufen werden kann. Sie kennen sicher das Phänomen: "Es liegt mir auf der Zunge" bzw. "Ich weiß es doch, kann's jetzt aber nicht sagen." Hier wird besonders deutlich, dass zum Abrufen von Informationen Hinweisreize gehören, die das Abrufen erleichtern. file:///C|/Dokumente%20und%20Einstellungen/Helm/Desktop/Pädagogik/3_Lernen/Lernbiologie/3_biologie.html (8 von 11)06.09.2005 11:12:55 Pädagogik/Lernen/ Lernbiologie b. Zeitliche Einteilung F. Vester teilte das Gedächtnis nach der Möglichkeit des Abrufes in verschiedenen Zeitspannen ein. Er unterschied das Ultrakurzzeitgedächtnis (UKZG) Abruf bis Sekunden, das Kurzzeitgedächtnis (KZG) mit dem Abruf bis Minuten, einen mittelfristigen Speicher (Stunden bis Tage) und das Langzeitgedächtnis (LZG). Im Langzeitgedächtnis sind die Informationen Jahre bis lebenslang abruffähig. Um Informationen vom UZKG ins Langzeitgedächtnis zu bekommen, sind entweder viele Wiederholungen nötig oder aber, die emotionale Beteiligung ist sehr hoch. Als Mechanismus der Speicherung wird die langsame Vernetzung von Nervenzellen betrachtet: "Aus elektrischen Entladungen werden stabile neuronale Netze." c. Gedächtnishierarchien Nach Art der beteiligten Systeme lässt sich das Gedächtnis in ein Gedächtnis für Handlungsaläufe und für Wahrnehmung unterscheiden. Das Motorische sowie das Perzeptive Gedächtnis wird aus verschiedenen Quellen gespeist: Handlungen d.h. muskelaktivierende Tätigkeiten versorgen überwiegend das Motorische, Sinneseindrücke das Perzeptive Gedächtnis. file:///C|/Dokumente%20und%20Einstellungen/Helm/Desktop/Pädagogik/3_Lernen/Lernbiologie/3_biologie.html (9 von 11)06.09.2005 11:12:55 Pädagogik/Lernen/ Lernbiologie Das Motorische Gedächtnis ist stark mit Kleinhirnstrukturen, das Perzeptive stark mit Großhirnstrukturen verbunden. Begriffserklärungen: Artgedächtnis: Im Artgedächtnis liegen die Gedächtnisspuren, die sich als erfogreich bewährt haben. Dazu zählt z.B.: die Furcht vor Schlangen. Sensorisches Gedächtnis: Die Verarbeitung und der Abruf von Informationen erfolgt nach Sinneskanälen getrennt. Werden Sinneskanäle vermischt, spricht man von Synästhesien z.B.: Musik als Farben wahr nehmen. Erinnerungen an Erlebnisse sind z.B.: als "Filme", "kinästhetische Wahrnehmungen" oder "Tonbänder, Selbstgespräche " im Episodischen Gedächtnis abrufbar. Das Semantische Gedächtnis, speichert sprachliche und bedeutungsbezogene Inhalte, während das Konzeptuelle Gedächtnis abstrakte Begriffsgefüge bzw. Beziehungen zwischen Begriffen zur Verfügung stellt. d. Organigramm des Langzeitgedächtnis Am häufigsten wird für den schulischen Zweck zwischen Deklarativem (Explizitem) und nicht Nicht-Deklarativem (Impliziten) Gedächtnis unterschieden. Ein genauere Darstellung erfolgt später im Kapitel "Wissen". nach oben Literaturhinweis: file:///C|/Dokumente%20und%20Einstellungen/Helm/Desktop/Pädagogik/3_Lernen/Lernbiologie/3_biologie.html (10 von 11)06.09.2005 11:12:55 Pädagogik/Lernen/ Lernbiologie Bednorz, P./ Schuster, M. (3. Auflage; 2002): "Einführung in die Lernpsychologie. " Reinhardt UTB Edelmann, W. (6. Auflage;2000): "Lernpsychologie." Beltz PVU Vester, F. (1973) : Denken - Lernen - Vergessen pdf -Datei zur Seite nach oben <Home> <Lernen lehren><Lernbiologie> <Bezüge> <Beobachtungen> <Unterricht> <Aufgaben> <Fragen> <Hinweise> Copyright: Helmut Beck Stand. Aug.2005 file:///C|/Dokumente%20und%20Einstellungen/Helm/Desktop/Pädagogik/3_Lernen/Lernbiologie/3_biologie.html (11 von 11)06.09.2005 11:12:55
