Das Dokument behandelt die Bedeutung neuer Erkenntnisse der Gehirnforschung für die Didaktik und die Gestaltung von Lernprozessen. Es wird aufgezeigt, wie emotionale Faktoren, Spiel und Neugier das Lernen beeinflussen und welche Rahmenbedingungen für effektives Lernen notwendig sind. Zudem werden verschiedene Lern- und Gedächtnismodelle sowie deren Anwendung im Unterricht diskutiert.

1. Andre Yasmine Anton Christine Atzei Federica Audry Christiane Disewiscourt Marc Hemmen Michèle Uni.lu, Campus Walferdange 17.12.2008 Brain-based learning theories

2. Inhaltsverzeichnis Einleitung Gehirn, Neuronen, Synapsen Wichtige Persönlichkeiten Hirngerechtes Lernen Lernen mit Emotionen, Spiel und Neugier Spaß- und Lernpädagogik Rahmenbedingungen fürs Lernen Lerntheorien und Neurodidaktik

3. Neurodidaktik Hirnforschung Pädagogik Neue Kenntnisse der Gehirnforschung werden für neue didaktische Mitteln eingesetzt. Lernprozesse sind Gegenstand der Gehirnforschung. Hirngerechtes Lernen: Welche Bedingungen sind notwendig fürs Lernen? Kann ein Lehrer besser lehren, wenn er die Zusammenhänge im Gehirn kennt?

4. http://de.youtube.com/watch?v=KL27Xg7Abck Pinky & Brain erklären das Gehirn

5. Aufbau des Gehirns Kleinhirn Bewegungskoordination Muskeltonus Gleichgewicht Stammhirn Körperfunktionen Großhirn Gedächtnis Bewusstsein Intellekt

6. Der Cortex (= Großhirnrinde) Äußere Schicht des Großhirns Frontallappen = Motorik Parietallappen = Berührung Temporallappen = Hören Occipitallappen = Sehen Insellappen = Schmecken Limpischer Lappen (Hippocampus) = Gedächtnisfunktion, emotionaler Prozess Zusammenspiel der Felder

7. Das limbische System Das limbische System dient der Verarbeitung von Emotionen und der Entstehung von Triebverhalten Hippocampus (Seepferdchen) Überführung von Gedächtnisinhalten vom Kurzzeit- ins Langzeitgedächtnis ist für Einzelepisoden zuständig Amygdala (Mandelkern) Entstehung von Angst, emotionale Bewertung, Wiedererkennung einer Situation, Analysieren von Gefahr

8. Neuronen oder Nervenzellen Gehirn = Interaktion stark vernetzter Neuronen 100 Milliarden Neuronen 4 Elemente Dendriten (Reizaufnahme) Zellkörper (Lebensfunktionen) Axon (Nervenfasern, leiten Signale weiter) Synapsen (Ende des Axon, Kontaktstelle zwischen Nervenzelle und anderen Zellen)

9. Ein Neuron „steht“ für etwas, repräsentiert etwas (im Gegenteil zu einer Hautzelle). Impulse werden durch Sinnesorgane aufgenommen. Die Dendriten nehmen die Reize auf und die Informationsverarbeitung erfolgt im Zellkern. Das Axon leitet die Signale an die Synapse weiter. An den Synapsen werden die elektrische Signale in chemische Signale umgewandelt, was zur Herstellung zu Neurotransmitter führt. Die Zelle ist nun aktiviert und kann ihre Impulse an die Nerven- oder Sinneszellen weiterleiten.

10. Synapse Synapse = Kontaktstelle zwischen Nervenzelle und anderen Zellen (wie Sinnes-, Muskel- oder Drüsenzellen) oder zwischen Nervenzellen untereinander. Hier findet eine Erregungsübertragung von einem Axon auf eine andere Zelle statt.

11. Wenn viele Impulse über eine Synapse laufen, wird sie stärker und überträgt den Reiz auch schneller und stärker. Die Kontaktfläche vergrößert sich. Einzelfälle haben keine Auswirkung auf das Gehirn Reize, die wiederholt werden, können gespeichert werden. Lernen = Veränderung der Stärke von Verbindungen zwischen Nervenzellen

12. Prof Dr.Dr. Manfred Spitzer -geb. 1958 -studierte Medizin, Psychologie, Philosophie -leitet Psychiatrische Universitätsklinik Ulm und Transferzentrum für Neurowissenschaften und Lernen -Bestseller « Lernen » wurde mit dem Forschungspreis der Deutschen Gesellschaft für Nervenkunde ausgezeichnet

13. Prof Gerhard Preiss

14. Zahlengarten „ Im Zahlengarten fühlen sich die Zahlen wohl. Da sehe ich mich um. Dort gehe ich mit meinen Freunden hin. “

15. Zahlengarten: Idee vom Zahlengarten wurde im Rahmen eines Unterrichtsprojektes für Geistesbehinderte entwickelt Aufgaben Pädagogik Lernen + Beobachten in freier Natur Verbinden unterschiedlicher Lehrnfächer Erkennen von Zahlen und Formen der Geometrie Erkennen verschiedener Grössen, Längen, Flächen….

16. Stroop effect Psychologisches Phänomen das bei Automatismen auftritt. Dieser Effekt besagt dass antrainierte Handlungen schwer zu unterbrechen sind. Emotions Stroop-Test: http://www.youtube.com/watch?v=Tpge6c3Ic4g Numerischer Zahlenstroop-Test

17. Optische Täuschungen http:// www.youtube.com/watch?v=P1px_geoK0I&feature=related

21. Was passiert mit den Informationen die wir aufnehmen? Die Informationen werden gespeichert im: Sensorischen Gedächtnis (=Ultrakurzzeitgedächtnis) -> 1 Sekunde Kurzzeitgedächtnis -> 15-45 Sekunden Langzeitgedächtnis -> Mehrere Stunden, Tage, Wochen oder ein ganzes Leben lang

22. Wi e ist das Langzeitgedächtnis eingeteilt? Episodisches Gedächtnis (=autobiographisches Gedächtnis) -> Persönliche Erfahrungen Semantisches Gedächtnis (=Faktengedächtnis) -> Dinge die man in der Schule gelernt hat Prozedurales Gedächtnis (=Speichern von gelernten Handlungsabläufen) ->z.B Fahrradfahren, Autofahren,...

23. Musterwahrnehmung/Regeln Das kindliche Gehirn sucht nach Mustern/Regeln in seiner Umwelt. Z.B. Beim Gebrauch des Präteritums in der deutschen Sprache Speicherung dieser Regeln (ohne Einfluss des Menschen) Das Präteritum von „spielen“ lautet „ich spiel te “. Anwendung der gespeicherten Regeln Aus „essen“ wird „ich ess te “

24. Entstehung von “Landkarten“ im Gehirn Neuronen reagieren auf Reize Neuronen die auf ähnliche Reize reagieren liegen nahe beieinander. Z.B. Tastempfindungen (Hände und Lippen) Entstehung verschiedener “Landkarten“ im Gehirn Z.B. Empfindungslandkarte

25. Das Vorwissen Spielt eine wichtige Rolle beim Lernen: Ermöglicht schnelleres Lernen -> Verknüpfung vom neuen Wissen mit bereits vorhandenem Wissen Nachteil: Vorwissen kann einschränken - > Neigung dazu, an einer Interpretation festzuhalten -> hindert uns daran etwas neues zu lernen

26. Wie kann ich effektiv lernen? Durch häufige Wiederholung (Bsp.: Glühweinbude) -> Gedächtnisspuren entstehen durch Gebrauch -> Benutzung der Verbindungen zwischen den Nervenzellen -> Spuren verfestigen sich Themen die das persönliche Interesse ansprechen Einbeziehen der (positiven) Emotionen Einbeziehen mehrerer Sinnesorgane -> Wenn z.B. etwas gleichzeitig gesehen und gehört wird Angenehme Lernumgebung

27. Motivation und Neugier -angeboren „ wir hatten noch keine Chance es ihnen (den Babys) abzugewöhnen“ (Spitzer) -jeder will lernen -Schule kann nicht motivieren aber de motivieren

28. Positive Emotionen Hippocampus „ Einzelteile“ werden innerhalb von Wochen und Monaten in die Gehirnrinde transportiert  langfristige Speicherung Gelerntes ist kreativ einsetzbar Dopamin  „flow“

29. Negative Emotionen Mandelkern Gefühle werden „mit -gespeichert“ Körperliche Reaktionen  Routinen (wie Flucht) können nur noch ausgeführt werden Angst blockiert Gedanken, „blackout“

30. Mit Geruch lernen? Zusammenspiel der Sinne (Hören, sehen, riechen…) regt Wahrnehmungsapparat an  leichteres Lernen und Behalten  bei Abruf assoziiert

31. Wieso vergessen wir? — Wenn man sich ständig an alles erinnern könnte, wäre es nicht möglich sich auf eine Sache zu konzentrieren.  Überflutung von Erinnerungen

32. Vergessen „ scheinbar“ vergessen Kurzzeitgedächtnis Selektion —Theorie der verblassenden Gedächtnisspur —Inferenz- und Überlagerungstheorie —Stress —Depressionen —Alkohol, Medikamente, Drogen, Ernährung —Alter —Negative Emotionen

33. Spaß- und Erlebnispädagogik Das Gehirn funktioniert umso besser, je attraktiver die Lernsituation empfunden wird Die attraktive Lernumgebung fördert Lernbereitschaft und Motiviertheit Emotionalität und Spaß beim Lernen als wesentliche Rahmenbedingung für Lernerfolge Spaßpädagogik macht Lust auf fortgesetztes Lernen

34. Das Spiel beim Lernen Spiel: effektivste Form kindlichen Lernens Es ist die intensivste , intrinsisch motivierte Lerntätigkeit Soziales Handeln, Kognition und Emotionen werden geschaffen Erlebniszustand, entspannte Atmosphäre

35. „ Kuschelpädagogik“? Kritik: Es wird den Schülern zu leicht gemacht, sie haben nur Spaß und umgehen den Anstrengungen Antwort der Gehirnforscher: „ Kuschelpädagogik“ ist diejenige, die nicht nach den individuellen Interessen der Schüler fragt und sie herausfordert Lehrerzentrierter Unterricht Hier schalten die Gehirne der Schüler ab

36. „ Flow“ in der Schule = Glück, Zufriedenheit Aktive Beteiligung der Schüler an ihrem Tun Der Lernende im Mittelpunkt: selbstgeschaffene Regeln und Ziele Er lernt, weil es ihm wichtig ist, nicht weil es im Lehrplan steht Das Gehirn wird sinnvoll beschäftigt Lernen wird als Erlebnis empfunden Durch die Emotionen wird das Gelernte auf eine besondere Weise abgespeichert

37. Belohnungssystem und Dopamin Erfolgserlebnisse steigern den Lernerfolg: Durch Fehler lernen Spaß am Erfolg und an der Leistung „ Dopamin -Dusche“: Das Gehirn belohnt sich für jeden Erfolg selbst Dopamin gibt ein positives Gefühl Das Gehirn sucht nach diesem Glückgefühl Deshalb: Mehr Lernen, mehr Erfolg, mehr Dopamin

38. Rahmenbedingungen fürs Lernen In der Neurowissenschaft ist heute gewusst unter welchen Bedingungen das Gehirn besser oder schlechter lernt Solche Bedingungen kann man aber nur beschreiben Wie setzt man sie um?

39. „ Das Gehirn lernt immer, es kann gar nicht anders.“ (Spitzer M., 2003). Jedoch muss das Lernen als „positive Anstrengung“ empfunden werden. Lehrende müssen geeignete Rahmenbedingungen schaffen, damit die „Gehirne“ angeregt und nicht abgeschreckt oder gelangweilt werden Ein Lehrer, der weiß, wie das Lernen funktioniert, kann besser lehren

40. Der emotionale Zustand bestimmt darüber, wo gelernte Fakten gespeichert werden Im Hippocampus oder im Mandelkern Lernen darf nicht mit Angst und Druck verbunden werden Am besten lernen Kinder bei guter Laune Lernen bedarf eines „entspannten Feldes“ Kinder brauchen Sicherheit und Anregung beim Lernen

41. Wie lehrt und lernt man effektiv?

42. Erfolgreiches Lehren und Lernen Sich des Lehr- und Lernziels bewusst sein Selbstorganisiertes und selbstbestimmtes Lernen Alle Sinne ansprechen Neugierde weckt positive Gefühle Angst und Stress vermeiden In einem sinnvollen Kontext lernen Bevor die Details gelernt werden, Verständnis des Ganzen vermitteln In einer motivierenden Umgebung lehren und lernen

43. Die Gehirnforschung zeigt nur, dass wir zum lernen geboren sind Sie zeigt die Bedingungen erfolgreichen Lernens in verschiedenen Lebensphasen Damit ein besseres Lernen aber möglich ist, muss man die Theorie umsetzen Im Handeln zeigt sich was wirkt und was nicht, welche Theorie taugt und welche nicht, welche Vorgänge wichtig und welche randständig sind

44. Lerntheorien im Unterricht Behaviorismus Kognitivismus Konstruktivismus

45. Behaviorismus Lernender = passiv Lehrer = Zentrum Postive und negative Reize bestimmen den Lernprozess Tabula rasa ( kein Vorwissen)

46. Kognitivismus Lernen durch Erkenntnis, Einsicht, Verständnis Vergleich von Gehirn mit Computer = Informationsverarbeitung Der Lernender= aktiv an seinen Lernprozess beteiligt (wird geleitet aber soll die Lösung selbst finden) Lernen mit Emotionen

47. Konstruktivismus Lernender steuert seinen Lernprozess selbst Individuelle Repräsentationen Selbständiges konstruieren von neuem Wissen Lehrer= Unterstützer und Berater Entwicklung intrinsischer Motivation

48. « Wir können sehen, wie das Gehirn denkt » Beobachtung von neurologisch aktiven Gehirnen Wenn ein Mensch fühlt , denkt = sichtbare Aktivität von Neuronen

49. Aussagen der Neurobiologie + Folgerungen für den Unterricht Die Bedingungen für die Erforschung der Reaktionen auf die verschiedenen Lernprozesse hat sich drastisch verbessert Die Neurowissenschaft ermöglicht die Analyse der bisher bekannten Lerntheorien Keine neue Lerntheorie sondern neue Erkenntnisse über die bestehenden.

50. Neurobiologen haben bestätigt dass: Problemlösen ohne bewusste Aufmerksamkeit = unmöglich Mehr Aufmerksamkeit wenn : neu und wichtig Größere Chancen dass das Gedächtnis speichert “ Kernanliegen” herausfinden = wichtig

51. “ Gehirne sind Regelextraktionsmaschinen” Die Welt ist regelhaft deshalb muß man sich nicht alles merken ( Manfred Spitzer) Bsp. Auto fahren Also : Einzelne Fakten lernen in der Schule = ungünstig Besser = viele gute Beispiele lernen und Regeln selbst erbauen

52. Vernunft? Appelle an die Einsicht = verfehlt Weil : Missverstehen= Normal / Verstehen = Ausnahme Einsichtsapelle = erfolgreich wenn man auf der gleichen Wellenlänge ist

53. Sprache Gesprochene Srpache verstärkt Ausbildung von verschiedenen geistigen Leistungen: Vorstellen Erinnern Begriffliches Denken Deshalb: Sprachliche Interaktion ist notwendig

54. Gefühle und lernen? Die Triebe , Gefühle bestimmen unser Verhalten Entscheidungen werden im limbischen System gefällt Limbisches System (= Ort der Erzeugung und Verarbeitung von Gefühlen) Kognition ( Wahrnehmem , Denken, Verstehen, Urteielen) = ohne Emotion nicht möglich Ohne Gefühle kein vernünftiges entscheiden

55. Gefühle haben einen starken Einfluss auf Gedächtnisleistungen Positive Reize = Inhalte werden besser gespeichert Negative Reize= führen nicht auf Dauer zu besserem Einspeichern Behavioristen: Anwendung beider Reize

56. Folgerung : Gefühle sichtbar machen Freundliche Lernatmosphäre Aus trockenem Stoff, Fakten lebendige Geschichten machen

57. Kritik Neurowissenschaft = Wissenschaft Sie analysiert was im Gehirn der Menschen passiert und beweist uns damit was stimmt und was nicht Die Lerntheorien haben durch verschiedene Daten + Experimente ihre Lerntheorien verteidigt Die Neurowissenschaft nimmt sie auseinander und überprüft ihre Glaubhaftigkeit Im Gehirn passiert das Lernen, das Fühlen

58. Aber : Zu theoretisch Wird ein Lehrer der die Funktionen des Gehirns kennt seinen Unterricht lernfreundlicher gestalten können? Nicht genügend anwendungsorientierte Forschung Zu grosse Erwartungen Jetzt wissen wir wie das Gehirn während des Lernprozesses funktioniert und unsere Schulsysteme werden nun besser und die Schüler lernen mehr ( Bsp. Pisa)

59. Ende