Die grossen Ideen verstehen

Wie kommt das Wissen in den Kopf? Diese Frage beschäftigt uns, egal, ob wir lernen oder lehren. Und sie treibt die Lehr- und Lernforschung um, wie sie Didaktik-Professor Kai Niebert betreibt. Lange galt das Gänsleber-Paradigma, das besagt: Klug wird, wer das Gehirn mit Wissen vollstopft, grad so wie man den Gänsen das Futter in den Magen pumpt.

In die Tat umgesetzt wird dieses Prinzip mit Pauken, Büffeln und Frontalunterricht, in dem der allwissende Lehrer seine Weisheiten direkt an die Schülerinnen und Schüler weitergibt, die ihrerseits aufmerksam zuhören, fleissig Notizen machen und danach zu Hause brav alles auswendig lernen. Gute Noten gibt’s dafür, das Auswendiggelernte akkurat wiederzugeben.

Auch heute bestehen noch rund 90 Prozent des Unterrichts insbesondere in den Gymnasien in der abstrakten Vermittlung von Wissen. Manchmal ist das richtig und notwendig, sagt Kai Niebert. Doch gleichzeitig ist für ihn klar: «Bedeutungsvolles Wissen entsteht, wenn neue Informationen für uns relevant sind und wir sie im Alltag einsetzen und verbinden können mit bereits Bekanntem.»

Die Kunst des Lehrens und Lernens besteht deshalb darin, neues Wissen so zu vermitteln, dass es an Bestehendes anknüpft und dieses erweitert, ergänzt oder verändert. «Lernen ist die kontinuierliche Modifikation von Vorstellungen», so Niebert. Und die Vorstellungen, die es zu modifizieren gilt, sind ganz individuell. Denn jeder und jede erschafft sich seine oder ihre eigene Welt und Wirklichkeit.

Dank der neusten Hirnforschung wissen wir: Genauso, wie sich das Wissen ständig verändert, das wir im Lauf unseres Lebens akkumulieren, integrieren, und manchmal auch löschen, das heisst vergessen, verändert sich unser Gehirn. Es organisiert sich ständig neu, etwa indem neue Verbindungen zwischen den Synapsen geschaffen werden. Der deutsche Hirnforscher Gerhard Roth schreibt dazu: «Lernen beruht aus neurobiologischer Sicht auf der langfristigen Umstrukturierung neuronaler Netzwerke, das heisst auf der Verstärkung oder Abschwächung vorhandener Synapsen, gelegentlich auch auf deren Neubildung.»

Die Vorstellung, dass unser Gehirn autopoietisch ist und unsere Wahrnehmung der Welt und unser Wissen selbst erschaft, bedeutet, dass das Gänseleber-Lernen nicht funktioniert: Die Lehrenden können nicht davon ausgehen, dass die Signale, die sie aussenden, bei den Lernenden genauso ankommen. «Wenn Wissen vermittelt wird», sagt Kai Niebert, «werden zunächst Sinneszellen gereizt wie die Seh- oder die Hörzellen.» Diese elektrischen Erregungen sind erst mal bedeutungs- und inhaltsfrei. Im Gehirn wird dann Bedeutung erzeugt, indem dieses die neuronalen Erregungen vergleicht und kombiniert. Was dabei herauskommt, hängt davon ab, welche Erfahrungen die jeweilige Person gemacht hat.

Für die Lehrenden bedeutet dies: Wenn sie Informationen vermitteln und damit Signale aussenden, treffen diese auf unterschiedliche Empfänger, die sie mit dem vergleichen, was sie bereits wissen, und dann in ihr eigenes Wissenspuzzle integrieren. «Schülerinnen und Schüler und Studierende kommen nicht als unbeschriebene Blätter in den Unterricht», sagt Kai Niebert dazu, «sondern sie bringen alle ihre eigenen Vorstellungen, ihr eigenes Vorwissen mit.» Daran sollte im Unterricht angeknüpft werden.

Gleichzeitig sollten falsche Vorstellungen erkannt und korrigiert werden. Denn in unserem Gehirn gibt es allerhand Wissensmüll. So glaubt beispielsweise ein Teil der Achtklässlerinnen und Achtklässler, die Klimaerwärmung sei eine Folge des Ozonlochs, wie Untersuchungen von Niebert und seinem Team gezeigt haben. Wenn im Unterricht sinnvoll über die Klimaerwärmung und Massnahmen dagegen diskutiert werden soll, ist es wichtig, solche falschen Konzepte zu erkennen und die Lernenden dabei zu unterstützen, fachlich richtiges Wissen zu erwerben.

Wie sieht guter Unterricht aus, basierend auf diesen Erkenntnissen? Kai Niebert unterscheidet drei Arten der Vermittlung: die abstrakte, wo Inhalte direkt vom Lehrenden zum Lernenden vermittelt werden, etwa durch Formeln, Schaubilder oder Merksätze. «Die Vermittlung fachlicher Grundsätze ist wichtig. Wer aber nur abstrakt erklärt, überlässt es den Lernenden, selbst nach Brücken zu bereits vorhandenen Vorstellungen zu suchen. Dabei besteht die Gefahr, dass diese Brücken schnell einbrechen», sagt Niebert. Besser sei es – und damit wären wie bei den Vermittlungesebenen zwei und drei – die Lernenden zu unterstützen, das Neue und Abstrakte mit bestehendem Wissen zu verknüpfen.

Das geschieht einerseits, indem Erfahrungen ermöglicht werden, etwa durch Experimente, indem die Lernenden selbst etwas tun, oder indem Brücken geschlagen werden durch Sprachbilder wie Analogien, die abstrakte Inhalte verständlich machen. Doch auch Analogien haben ihre Tücken. Denn sie können falsche Vorstellungen vermitteln. So hat man sich früher das Hirn vorgestellt als Maschine, wo Zähnräder ineinandergreifen.

Aus heutiger Sicht sagt das mehr aus über das Denken der Zeit, das mechanistisch geprägt war, als darüber, was im Gehirn tatsächlich passiert. Deshalb gilt: Sprachbilder eignen sich gut zur Vermittlung von abstrakten und komplexen Inhalten – doch sie müssen passen. «Als Lehrende müssen wir deshalb auch aufzeigen, wo diese nicht mehr funktionieren», so Niebert weiter, «sonst tragen wir dazu bei, falsche Vorstellungen in den Köpfen zu verankern. Solche sind nur schwer zu korrigieren –  sofern man sie überhaupt erkennt.»

Auch auf Vorlesungen muss und sollte man nicht verzichten, sagt Niebert. Doch wichtig sei, für Abwechslung zu sorgen und die Inhalte hirngerecht aufzubereiten und zu portionieren. «Sonst dösen die Zuhörenden irgendwann weg.» Schuld daran ist unser Gehirn, das nicht in der Lage ist, sich für mehr als ein paar Minuten zu fokussieren. Dann muss das Arbeitsgedächtnis «Atem holen» und den Input verarbeiten. Erfolgreicher unterrichten ist deshalb die Kunst, hirngerechte Häppchen zu servieren und verschiedene Vermittlungsformen zu kombinieren.

Für den Lernerfolg ist neben der Verknüpfung mit Bekanntem das Wiederholen sehr wichtig, sei dies am Ende der Stunde, in Form von Hausaufgaben oder indem später Gelerntes repetiert wird. Das hat damit zu tun, wie Wissen in unserem Gedächtnissystem eingelagert wird: Es gelangt vom Arbeitsgedächtnis über das Zwischengedächtnis ins Langzeitgedächtnis. Auf diesem Weg geht viel Information verloren. Gerhard Roth bezeichnet das Arbeitsgedächtnis als «Flaschenhals» im Lernprozess, weil Inhalte dort nur kurze Zeit gespeichert werden können.

Eine wichtige Rolle beim Lernen spielt der Schlaf, weil dann die Inhalte, die das Gehirn für wichtig hält, ins Langzeitgedächtnis verschoben werden. Die Konsolidierung von neuem Wissen zieht sich über Wochen und Monate hin. Deshalb lohnt sich das Wiederholen.

Da die Kapazität unseres Gehirns genauso limitiert ist wie die Zeit, die wir ins Lernen investieren können, ist entscheidend, das Richtige richtig zu lernen. Kai Niebert plädiert deshalb für einen Unterricht, der darauf ausgerichtet ist, die grossen Zusammenhänge zu verstehen und darüber selbständig nachdenken zu können. «Insbesondere das Gymnasium soll nicht nur aufs Studium vorbereiten, sondern die jungen Menschen befähigen, die Gesellschaft mitzugestalten. Dabei ist es wichtiger, die Big-Ideas der jeweiligen Disziplin zu verstehen, als das Ohmsche Gesetz runterbeten zu können.» Solche grundlegenden wissenschaftlichen Konzepte sind etwa: Die Materie im Universum besteht aus sehr kleinen Partikeln. Oder: Die Vielfalt der Organismen ist eine Folge der Evolution. Oder: Alle Organismen basieren auf Zellen.

Für den Unterricht bedeutet dies: Weniger ist mehr. Konkret: weniger Detailwissen und mehr Zusammenhänge vermitteln. Und diese sollten fächerübergreifend hergestellt werden. Kai Niebert nennt als Beispiel den Kohlenstoff, der im Chemieunterricht als Element thematisiert werden kann, das durch Verbrennung freigesetzt wird. Ausgehend von dieser Erkenntnis können Verbindungen zu Themen wie globale Erwärmung oder die damit verbundene Energiedebatte gemacht werden.

Ziel des Unterrichts müsse es sein, interdisziplinär denken zu können, sagt Niebert. Er setzt sich deshalb für eine Entschlackung der Lehrpläne ein, aktuell gerade in der Arbeitsgruppe der EDK, der Schweizerischen Konferenz der kantonalen Erziehungsdirektoren, die dabei ist, die Maturitätsreglemente zu überarbeiten.

Er habe mit seiner Haltung allerdings einen schweren Stand, räumt Niebert ein. Denn die Tendenz gehe eher in die andere Richtung: «Die Fachgruppen listen auf, was bisher schon unterrichtet wurde, plus die neuen Erkenntnisse, die zusätzlich noch vermittelt werden müssten.» Für den Erziehungswissenschaftler macht das keinen Sinn. Er kämpft deshalb für eine radikale Entrümpelung des Lehrplans, die Raum und Zeit schafft, um die grossen Ideen zu vermitteln, und den Lehrpersonen die Flexibilität gibt, diese entlang aktueller Beispiele zu tun. Denn, sagt Niebert: «Verstehen macht Freude. Und wenn wir Zusammenhänge verstehen, macht lernen Spass.» Ein Befund, den die Hirnforschung bestätigt: Wenn wir erfolgreich lernen, belohnt uns unser Gehirn, indem es Opioide ausschüttet und das Glückshormon Oxytocin. Lernen kann deshalb berauschend sein und glücklich machen.

Dieser Artikel stammt aus dem UZH Magazin, Ausgabe Nr. 3, 2022.