Andre YasmineAnton ChristineAtzei Federica

Audry ChristianeDisewiscourt MarcHemmen Michèle

Uni.lu, Campus Walferdange

17.12.2008

Brain-based learning theories

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung2. Gehirn, Neuronen, Synapsen3. Wichtige Persönlichkeiten4. Hirngerechtes Lernen5. Lernen mit Emotionen, Spiel und

Neugier6. Spaß- und Lernpädagogik7. Rahmenbedingungen fürs Lernen8. Lerntheorien und Neurodidaktik

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?

http://de.youtube.com/watch?v=KL27Xg7Abck

Pinky & Brain erklären das Gehirn

Aufbau des Gehirns

KleinhirnBewegungskoordi

nation Muskeltonus

Gleichgewicht

StammhirnKörperfunktio

nen

GroßhirnGedächtnisBewusstsein

Intellekt

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

Das limbische SystemDas limbische System dient der

Verarbeitung von Emotionen und der Entstehung von Triebverhalten

Hippocampus (Seepferdchen)Überführung von Gedächtnisinhalten vom Kurzzeit- ins Langzeitgedächtnisist für Einzelepisoden zuständig

Amygdala (Mandelkern)Entstehung von Angst, emotionale Bewertung, Wiedererkennung einer Situation, Analysieren von Gefahr

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)

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.

SynapseSynapse = 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.

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

GehirnReize, die wiederholt werden, können

gespeichert werden.Lernen = Veränderung der Stärke von

Verbindungen zwischen Nervenzellen

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

Prof Gerhard Preiss

Zahlengarten

„Im Zahlengarten fühlen sich die Zahlen wohl.Da sehe ich mich um.

Dort gehe ich mit meinen Freunden hin. “

Zahlengarten:

Idee vom Zahlengarten wurde im Rahmen eines Unterrichtsprojektes für Geistesbehinderte entwickelt

AufgabenPädagogikLernen + Beobachten in freier NaturVerbinden unterschiedlicher LehrnfächerErkennen von Zahlen und Formen der

GeometrieErkennen verschiedener Grössen, Längen,

Flächen….

Stroop effectPsychologisches 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

Optische Täuschungenhttp://www.youtube.com/watch?

v=P1px_geoK0I&feature=related

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

Wie 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,...

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 spielte“.

Anwendung der gespeicherten RegelnAus „essen“ wird „ich esste“

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 GehirnZ.B. Empfindungslandkarte

Das VorwissenSpielt 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

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) EmotionenEinbeziehen mehrerer Sinnesorgane

-> Wenn z.B. etwas gleichzeitig gesehen und gehört wirdAngenehme Lernumgebung

Motivation und Neugier

-angeboren„wir hatten noch keine Chance es ihnen

(den Babys) abzugewöhnen“ (Spitzer)

-jeder will lernen-Schule kann nicht motivieren

aber demotivieren

Positive EmotionenHippocampus„Einzelteile“ werden

innerhalb von Wochen und Monaten in die Gehirnrinde transportiertlangfristige Speicherung

Gelerntes ist kreativ einsetzbar

Dopamin „flow“

Negative EmotionenMandelkernGefühle werden „mit

-gespeichert“Körperliche

ReaktionenRoutinen (wie Flucht)

können nur noch ausgeführt werden

Angst blockiert Gedanken, „blackout“

Mit Geruch lernen?

Zusammenspiel der Sinne (Hören, sehen, riechen…) regt Wahrnehmungsapparat anleichteres Lernen und Behaltenbei Abruf assoziiert

Wieso vergessen wir?

�Wenn man sich ständig an alles erinnern könnte, wäre es nicht möglich sich auf eine Sache zu konzentrieren.

Überflutung von Erinnerungen

Vergessen„scheinbar“ vergessenKurzzeitgedächtnisSelektionTheorie der verblassenden Gedächtnisspur�Inferenz- und Überlagerungstheorie�Stress�Depressionen�Alkohol, Medikamente, Drogen, Ernährung�Alter�Negative Emotionen�

Spaß- und ErlebnispädagogikDas 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

Das Spiel beim LernenSpiel: effektivste Form kindlichen LernensEs ist die intensivste , intrinsisch motivierte

LerntätigkeitSoziales Handeln, Kognition und Emotionen

werden geschaffenErlebniszustand, entspannte Atmosphäre

„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

„Flow“ in der Schule= Glück, ZufriedenheitAktive Beteiligung der Schüler an ihrem TunDer Lernende im Mittelpunkt:

selbstgeschaffene Regeln und ZieleEr lernt, weil es ihm wichtig ist, nicht weil es

im Lehrplan stehtDas Gehirn wird sinnvoll beschäftigtLernen wird als Erlebnis empfundenDurch die Emotionen wird das Gelernte auf

eine besondere Weise abgespeichert

Belohnungssystem und Dopamin

Erfolgserlebnisse steigern den Lernerfolg:Durch Fehler lernenSpaß am Erfolg und an der Leistung„Dopamin-Dusche“: Das Gehirn belohnt

sich für jeden Erfolg selbstDopamin gibt ein positives GefühlDas Gehirn sucht nach diesem GlückgefühlDeshalb:

Mehr Lernen, mehr Erfolg, mehr Dopamin

Rahmenbedingungen fürs LernenIn 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?

„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

Der emotionale Zustand bestimmt darüber, wo gelernte Fakten gespeichert werden

Im Hippocampus oder im MandelkernLernen darf nicht mit Angst und Druck

verbunden werdenAm besten lernen Kinder bei guter LauneLernen bedarf eines „entspannten Feldes“Kinder brauchen Sicherheit und Anregung

beim Lernen

Wie lehrt und lernt man effektiv?

Erfolgreiches Lehren und Lernen

Sich des Lehr- und Lernziels bewusst seinSelbstorganisiertes und selbstbestimmtes

LernenAlle Sinne ansprechenNeugierde weckt positive GefühleAngst und Stress vermeidenIn einem sinnvollen Kontext lernenBevor die Details gelernt werden, Verständnis

des Ganzen vermittelnIn einer motivierenden Umgebung lehren und

lernen

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

Lerntheorien im Unterricht

Behaviorismus

Kognitivismus

Konstruktivismus

Behaviorismus

Lernender = passiv

Lehrer = Zentrum

Postive und negative Reize bestimmen den Lernprozess

Tabula rasa ( kein Vorwissen)

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

KonstruktivismusLernender steuert seinen Lernprozess selbst

Individuelle Repräsentationen

Selbständiges konstruieren von neuem Wissen

Lehrer= Unterstützer und Berater

Entwicklung intrinsischer Motivation

«  Wir können sehen, wie das

Gehirn denkt » 

Beobachtung von neurologisch aktiven Gehirnen

Wenn ein Mensch fühlt , denkt = sichtbare Aktivität von Neuronen

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.

Neurobiologen haben bestätigt dass:

Problemlösen ohne bewusste Aufmerksamkeit = unmöglich

Mehr Aufmerksamkeit wenn : neu und wichtig

Größere Chancen dass das Gedächtnis speichert

“Kernanliegen” herausfinden = wichtig

“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

Vernunft?

Appelle an die Einsicht = verfehlt

Weil :

Missverstehen= Normal / Verstehen = Ausnahme

Einsichtsapelle = erfolgreich wenn man auf der gleichen Wellenlänge ist

SpracheGesprochene Srpache verstärkt Ausbildung

von verschiedenen geistigen Leistungen:

VorstellenErinnernBegriffliches Denken

Deshalb: Sprachliche Interaktion ist notwendig

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

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

Folgerung :

Gefühle sichtbar machen

Freundliche Lernatmosphäre

Aus trockenem Stoff, Fakten lebendige Geschichten machen

KritikNeurowissenschaft = 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

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)

Ende