Lernen ist ein regelhafter Prozeß, der quantitativ untersucht werden kann im Hinblick auf Abspeicherung von Informationen, Vergessen und Auffrischen des Gedächtnisses. Dies wurde von dem in Deutschland fast vergessenen Pionier Hermann Ebbinghaus schon im 19. Jahrhundert gezeigt. Inzwischen wissen wir viel mehr über optimales Lernen und seine Bedingungen bis hin zu den Mechanismen von Lernprozessen im Gehirn von Tier und Mensch, die offenbar keine prinzipiellen Unterschiede zeigen. Neue Informationen werden zunächst kurzfristig (bis zu wenigen Stunden) gespeichert. Wie viel davon ins Langzeitgedächtnis übertragen wird, hängt von mehreren Faktoren ab, die zumeist nicht willentlich kontrollierbar sind. Hinter der Übertragung ins Langzeitgedächtnis verbergen sich molekulare Signalketten in Nervenzellen, die schließlich eine Verstärkung von Kontaktstellen zwischen den Zellen, das heißt der Synapsen, bewirken. Diese unbewussten Prozesse laufen in mehreren Wellen innerhalb eines Tages ab. Während der Kurzzeitspeicher für neue Informationen immer wieder frei gemacht werden kann, überlagern sich die nachfolgenden molekularen Langzeitprozesse für alle Informationen eines Tages. Daraus ergibt sich eine begrenzte Kapazität, aber auch eine Beeinflußbarkeit.
Langzeitgedächtnis
Die Langzeitverankerung einer Information kann in bestimmten Phasen dieses Prozesses durch weitere Informationen verstärkt oder gestört werden. Verstärkend wirkt die Beschäftigung mit denselben oder ähnlichen Informationen nach einer längeren Pause. Dies ist wahrscheinlich der Mechanismus, der anspruchsvollen Hausaufgaben oder einer entsprechend organisierten Ganztagsschule einen tieferen Sinn gibt. Konkurrieren umgekehrt zu viele unterschiedliche Informationen, die wahllos im Laufe des Tages aufgenommen wurden, um die Abspeicherung, so verwässern sie sich gegenseitig. Eine solche negative Auswirkung hat wahrscheinlich ungebremster Fernsehkonsum. Die skizzierten Ergebnisse gelten insbesondere für die Aneignung von Faktenwissen. Aber auch für Lerninhalte, die in stärkerem Maße Verständnis und Konzeptbildung erfordern, ist Vertiefung und Training möglichst noch am selben Tag optimal, zumindest aber an aufeinanderfolgenden Tagen, um Verknüpfung mit anderen Inhalten zu erreichen, die bereits im Langzeitgedächtnis abgespeichert sind.
Belohnungssystem
Die Übertragung ins Langzeitgedächtnis funktioniert besser bei neuen Erfahrungen, wenn diese Anwendung finden. Die dabei auftretenden Konsequenzen Erfolg oder Mißerfolg sind beide nicht nur wichtige Motivationsfaktoren, sondern beeinflussen auch die Verankerung im Gedächtnis. Tier- und Humanuntersuchungen zeigen, dass Lernen unter dem Druck von negativen Erfahrungen zu schnelleren und dauerhafteren Gedächtnisverankerungen führt als durch den Reiz direkter Belohnungen. Nun wird niemand behaupten, daß schlechte Erfahrungen an sich ein solides oder auch wünschenswertes Fundament von Erziehungs- und Bildungskonzepten sein könnten. Der Zusammenhang zwischen Lernen und Motivationsfaktoren (Erfolg oder Misserfolg) wird dadurch subtiler, dass Belohnung kein objektives Entgelt für Geleistetes ist. Belohnung erfolgt im Gehirn durch ein internes Belohnungssystem mit Dopamin und körpereigenen Opiaten als Neurotransmitter. Das Belohnungssystem arbeitet auf der Basis der subjektiven Bewertung des eigenen Erfolges: Jedes Gehirn belohnt sich in gewissem Sinne selbst und fördert dabei die Abspeicherung von Informationen. Die subjektive Erfolgsbilanz erscheint nach Überwinden von Problemen und beim Vermeiden negativer Konsequenzen besonders groß, was den großen Lerneffekt erklären könnte. Insgesamt ist das Belohnungssystem ein Motor für Lernprozesse und arbeitet optimal in einem Bezugsrahmen von positiven und negativen Erfahrungen. Durch Früchte, die einem in den Schoß fallen, wird es kaum gefordert, und deshalb entstehen so kaum Spitzenleistungen. Andererseits wird das interne Belohnungssystem durch ständige Misserfolge frustriert. Dies kann zu ungezielten Kompensationsstrategien führen, je nach individueller Veranlagung zum Beispiel durch Erregen von sozialer Aufmerksamkeit um jeden Preis inklusive Aggressivität oder durch völlige Passivität („erlernte Hilflosigkeit“). Eine optimale Lernsituation muß deshalb so gestaltet werden, dass jeder Schüler möglichst eine individuelle positive Bilanz von verdienten Erfolgen und Überwindung von Misserfolgen erreicht.
Bewertung von Wissen
Einer der fundamentalen Unterschiede zwischen Lernprozessen im Gehirn und in technischen Speichersystemen ist, dass die geordnete Abspeicherung von einer Bewertung einlaufender Informationen abhängt. Das wäre für CDs oder Speicherchips eine Katastrophe, ist aber für Organismen lebenswichtig. Biologische Priorität haben zum Beispiel Informationen, deren Bedeutung zur Erlangung von Vorteilen oder Vermeidung von Nachteilen klar ist. In menschlichen Gesellschaften existieren darüber hinaus multiple und komplexe Werteskalen, die wahrscheinlich seit Jahrtausenden Grundpfeiler von Erziehungs- und Bildungssystemen waren. Sie bilden über gesellschaftliche Belohnungen und Sanktionen den Bezugsrahmen für die oben geschilderten individuellen Lernmechanismen. Als Ordnungsfaktor für die Aneignung von Wissen haben sie solange funktioniert als das allgemeine Wissen und die Anforderungen der Gesellschaft an das Wissen des Einzelnen überschaubar waren. Beides scheint heute nicht länger der Fall zu sein. Der Begriff Informationsgesellschaft ist deshalb irreführend. Ohne eine entschiedene Debatte darüber, welches Wissen eine Gesellschaft für wichtig und wert erachtet, kann Schule nur noch zu mageren Ergebnissen führen. In der Flut von unverbindlichen Informationen scheinen zur Zeit bei vielen Kindern Motivationen und interne Belohnungsmechanismen leer zu laufen.
Prägungslernen
Lernprozesse bis zum Ende der Pubertät dienen nicht nur zur Abspeicherung von Informationen, sondern gleichzeitig zur Strukturierung des noch unfertigen Gehirns im Sinne von später ausbaubaren Fähigkeiten. Solche prägungsähnlichen Lernprozesse haben Zeitfenster, sensitive Phasen, in denen bestimmte Informationen mit viel höherer Geschwindigkeit und Wirksamkeit als im Erwachsenenalter aufgenommen werden. Nur im Hinblick auf die Möglichkeit des Zweitspracherwerbs und musikalischer Fertigkeiten im Vorund Grundschulbereich beginnen sich solche Erkenntnisse zögerlich durchzusetzen. Hier ist jedoch ein viel größeres Potenzial in der Grundschule, zum Beispiel zur Grundsteinlegung naturwissenschaftlicher und anderer Interessen, das ungenutzt verstreicht. Fundamental für Prägungslernen ist der Bezug zu sozialen Vorbildern. Dies sind in der zeitlichen Reihenfolge Eltern, familiäre Vertraute und Erzieher, die bestimmte Interessen überzeugend ausstrahlen müssen. Dies wird gegen Ende der Pubertät überlagert durch den Einfluss der Gleichaltrigen („Peers“) und ihrer Interessen. Durch das Alleingelassensein vieler Jugendlicher, verbunden mit erheblichen finanziellen Möglichkeiten und Freiheiten, bilden Peers heute Subkulturen, die einen dramatischen Einfluss auf die Interessen und geistigen Entwicklungen ihrer Mitglieder ausüben können.
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