Neues Lernsystem im Praxiseinsatz

09. Februar 2010

Eine Arbeitsgruppe am Transferzentrum für Neurowissenschaften und Lernen (ZNL) der Universität Ulm unter der Leitung von Prof. Dr. Dr. Manfred Spitzer untersuchte die Wirksamkeit und Akzeptanz des Online-Lernsystems bettermarks in der Unterrichtspraxis im Rahmen einer Pilotstudie an über 30 Schulen.

Herr Prof. Spitzer, kann man Mathematik am Computer lernen?

Die Antwort auf die Frage hängt sehr von den Rahmenbedingungen ab. Zunächst einmal braucht man einen guten Lehrer! Aber selbst für einen sehr guten Lehrer stellt es heute eine sehr große Herausforderung dar, Mathematik so zu unterrichten, dass alle Schüler davon optimal profitieren. Wir wissen, dass gerade im Fach Mathematik große Ängste bestehen und dass es erhebliche Unterschiede nicht nur im Hinblick auf die Begabung der Schüler gibt, sondern auch im Hinblick auf bereits vorhandene Kenntnisse und Fertigkeiten. Selbst ein sehr guter Lehrer hat daher Mühe, im großen Klassenverband für jeden Schüler das Richtige zu tun.

Sie sprechen individuelle Förderung an. Wie kann diese am besten realisiert werden?

Jegliche individuelle Förderung erfordert Zeit. Diese kann ein guter Lehrer nur dann haben, wenn er von Routine entlastet wird und dadurch überhaupt erst die Möglichkeit bekommt, sich den Stärken und Schwächen einzelner Schüler zuzuwenden. Gerade im Bereich der Mathematik gibt es bei der Vorbereitung von Aufgaben und bei deren Korrektur jede Menge Routine, und genau hier kann ein Computer eine große Hilfe sein. Dabei geht es keineswegs nur um den Ersatz von Bleistift und Papier durch Tastatur und Bildschirm. Ein didaktisch durchdachtes Computerprogramm kann nicht nur unerschöpflich viele Aufgaben jeden Schwierigkeitsgrads generieren; es kann nicht nur Lösungen als richtig oder falsch erkennen. Es kann zudem den Schwierigkeitsgrad der Aufgaben dem jeweiligen Lernstand des Schülers anpassen. Es kann nicht nur die korrekte Lösung sondern auch den Lösungsweg anzeigen sowie die auf diesem Weg vorhandenen Hürden im Einzelnen mit dem Schüler bearbeiten. Wenn also alle Schüler einer Klasse mit einem guten Mathematik-Lernsystem arbeiten, dann bedeutet das gerade nicht, dass alle Schüler die gleichen Aufgaben in der gleichen Zeit und auf gleiche Weise erledigen. Begabte Schüler können Rechenschritte überspringen und sich eigenständig an schwierigere Aufgaben heranwagen. Weniger begabte Schüler oder solche, die noch Defizite bei ihren Vorkenntnissen haben, können sich ihre eigene Zeit nehmen, um die Aufgaben Schritt für Schritt zu lösen. Lücken bei den Vorkenntnissen können sie ganz individuell schließen.

Welche Gefahren bringt eine unzureichende Individualisierung im Unterricht speziell in Mathematik?

Das Fach Mathematik zeichnet sich ja insbesondere dadurch aus, dass die Inhalte aufeinander aufbauen. Wer in Biologie die Mägen der Kuh nicht gelernt hat, hat dennoch keinerlei Defizite, wenn es um das Auge des Froschs geht. Wer hingegen in der Mathematik nicht weiß, was das kleinste gemeinsame Vielfache zweier Zahlen ist, der hat mit der Bruchrechnung Probleme. Nun sind die Umstände des heutigen Schulalltags nicht unbedingt darauf ausgerichtet, dass nachhaltig gelernt wird: Clevere Schüler lernen am Tag oder in der Nacht vor einer Klassenarbeit und haben das Gelernte zwei Tage danach wieder vergessen. Dies rächt sich in keinem Fach stärker als in Mathematik. Nun lernt und vergisst nicht jeder Schüler automatisch das Gleiche, d. h. entsprechende „Löcher“ im vorhandenen Wissen befinden bei verschiedenen Schülern an anderen Stellen und sind unterschiedlich groß. Gerade deswegen ist eine individuelle Förderung im Fach Mathematik von so großer Bedeutung. Andernfalls wird der Schüler irgendwann einmal „abgehängt“, ist über seine eigene Leistung frustriert und erlebt Mathematik nur noch als Frust. Kommen dann noch Versagenserlebnisse, z. B. an der Tafel vor der ganzen Klasse hinzu, entwickelt sich ein unheilvoller Teufelskreis aus Angst vor Versagen und tatsächlichem Versagen. Dies ist wissenschaftlich gerade für das Fach Mathematik besonders gut aufgeklärt und ist nach den vorliegenden Daten zur Angst in unterschiedlichen Schulfächern gerade in Mathematik besonders relevant.

Welche Chancen bieten individuelle Lernsysteme?

Ein guter Mathematiklehrer kennt die Stärken und die Schwächen der einzelnen Schüler, wird sich aber im heutigen Schulalltag diesen kaum widmen können. Ein guter Nachhilfelehrer könnte selbstverständlich auf Stärken, Schwächen und vor allem individuelle Wissenslücken eingehen, dürfte für viele Schüler jedoch nicht bezahlbar sein. Hier bieten Mathematik-Lernsysteme, die in Konzept und Programmierung die Schülersicht berücksichtigen, die Möglichkeit für jeden Schüler, seine eigenen Schwächen individuell zu bearbeiten. Hinzu kommt, dass auch die stärkeren Schüler sich nicht mit dem langweilen müssen, was alle anderen auch gerade tun. Sie können sich vielmehr gemäß ihren Interessen und Fähigkeiten ihre eigenen höheren Hürden bauen, um sie dann zu überwinden.

Entfällt da nicht die Rolle des Lehrers?

Ganz im Gegenteil! Der Lehrer hat bei Anwendung des Systems viel mehr Zeit, sich dem einzelnen Schüler zu widmen. Die Routine erledigt das System. Es zeigt ihm an, wie gut die Klasse insgesamt den Stoff bewältigt, wo jeder Einzelne steht und vor allem, woran es beim Einzelnen im Detail hapert. Er kann dadurch den Schwierigkeitsgrad der Aufgaben anpassen, die Themen für seinen Unterricht entsprechend auswählen und die Klasse als Ganze sowie jeden einzelnen Schüler im Blick behalten. Das clevere Lernsystem ermöglicht ihm damit, metaphorisch gesprochen, den Wald und zugleich auch die Bäume zu sehen.

Welche Anforderungen werden an computergestützte Lernsysteme gestellt?

Damit das Ganze auch praktisch anwendbar ist, muss es reibungslos funktionieren. Wir haben bei unserer Pilotstudie beispielsweise mit einer Beta-Version des Programms gearbeitet, die manchmal noch kleine Schwächen zeigte. Junge Menschen sind jedoch durch ihren Umgang mit dem Computer, durch Suchen bei Google und Einkaufen bei Amazon und Ebay den Umgang mit fehlerfrei funktionierender Software gewöhnt und ihre Toleranz gegenüber Computerfehlern ist sehr gering. Dies gilt es bei der Programmierung zu berücksichtigen. Eine umfangreiche Testung vor einem allgemeinen Rollout der Software ist daher unbedingt notwendig.

Können leistungsstarke und auch leistungsschwache Schüler gleichermaßen profitieren?

Ich glaube, dies ist einer der größten Vorteile guter computerbasierter Lernsysteme: Es handelt sich also keineswegs um Systeme, die nur den Nachhilfeunterricht für schwache Schüler ersetzen oder nur ganz starken Schülern per Computer erlauben, noch etwas stärker zu sein. Individuelle Lernsysteme bieten gegenüber starren Formen der Informationsvermittlung ja gerade den Vorteil, dass die Software sich dem Lernen anpasst und nicht der Lernende sich der Software anpassen muss.

Herr Prof. Spitzer, Ihr Team hat das bettermarks Lernsystem an mehr als 30 Schulen auf Herz und Nieren getestet. Kommen wir also zurück zum Anfang: Kann man Mathematik am Computer lernen?

Ja. Das System ist zwar noch in der Entwicklung, man sieht aber schon jetzt sein Potenzial. Es macht den Schülern Spaß, sich ernsthaft mit Mathematik auseinander zu setzen. Sie lernen nach ihrem Tempo und ihren Fähigkeiten. Und wir haben erste Hinweise darauf, dass sie im Vergleich zu Schülern ohne das Lernsystem besser lernen können. Diesen ersten Hinweisen gehen wir jetzt nach: Wer profitiert am meisten von bettermarks? Wer am wenigsten? Was muss getan werden, damit das System allen Schülerinnen und Schülern nützt. Da wir am ZNL selbst internetbasierte computergestützte Programme zur Diagnostik und Therapie von Sprachentwicklungsstörungen bei Kindern entwickelt haben, weiß ich, wie viel Arbeit gerade in solchen Systemen steckt, die einerseits „kinderleicht“ zu bedienen sind, andererseits jedoch eine hoch komplexe Struktur aufweisen. Es gibt also noch viel zu tun, zumal das System bislang erst Lernstoff der Klassen 5 und 6 enthält. Aber der Anfang ist gemacht und aus meiner Sicht geht es gut weiter voran!

Prof. Spitzer, wir bedanken uns für das Gespräch!