Neurokognitive Mechanismen der Metakognition bei Arithmetik

Die arithmetische Kompetenzentwicklung spielt in wissensbasierten Gesellschaften eine tragende Rolle. Sie stellt eine wichtige Grundlage für die wirtschaftliche, kulturelle und gesellschaftliche Teilnahme einzelner Personen dar. Forschungsergebnisse haben gezeigt, dass neben dem basisnumerischen Wissen, auch metakognitive Fähigkeiten eine wichtige Funktion übernehmen. Unter metakognitiven Fähigkeiten versteht man eine Reihe von übergeordneten, mentalen Überwachungs- und Kontrollmechanismen, die es uns erlauben, die Durchführung einer Aufgabe und deren Ergebnisse zu überprüfen (z.B. Ich habe bei dieser Rechnung einen Fehler gemacht) und durch Anpassungen zu optimieren (z.B. Ich verändere meine Rechenstrategie). Menschen unterscheiden sich deutlich in ihren Überwachungs- und Kontrollstrategien und deren Effektivität. Was sich sowohl auf die gegenwärtige Rechenleistung als auch auf den weiteren Kompetenzerwerb auswirkt. Obwohl die Wichtigkeit metakognitiver Regulierungsmechanismen bekannt ist, wissen wir derzeit noch nicht, wie sich diese auf den Erwerb arithmetischer Basiskompetenzen. In diesem vierjährigen und bilateralen Forschungsprojektgefördert vom österreichischen Wissenschaftsfond (FWF) und vom Wissenschaftsfond Flandern (FWO)untersuchen wir mittels behavioraler und neurowissenschaftlicher Methoden (Elektroenzephalographie, EEG) die Beziehung zwischen metakognitiven Fähigkeiten und Rechenleistung, sowie deren zugrundeliegenden Gehirnprozesse, in mehrere Längs- und Querschnittsstudien. Im ersten von drei Arbeitspaketen überprüfen wir den Zusammenhang zwischen metakognitiven Überwachungs- und Kontrollmechanismen und der Rechenleistung bei Kindern (7-8 Jährige, 10-11 Jährige, 13-14 Jährige) und Erwachsenen. Im zweiten Arbeitspaket testen wir den Einfluss von metakognitiven Überwachungs- und Kontrollmechanismen auf den Erwerb neuer arithmetischer Problemstellungen, und inwieweit sich dieser über spezifische Gehirnprozesse abbilden lässt. Zur Untersuchung dieser Fragestellung werden sowohl Kinder als auch Erwachsene eine neue Rechenoperation über mehrere Lernsitzungen erwerben. Im letzten Arbeitspaket evaluieren wir den kausalen Einfluss einer metakognitiven Intervention auf den Erwerb neuer Rechenoperation. Zu diesem Zweck durchlaufen Kinder und Erwachsene ein systematisches Training, um ihre vorhandenen metakognitiven Überwachungs- und Kontrollfunktionen zu erweitern und zu verbessern. Dieses soll den Erwerb neuer Rechenoperationen unterstützen. Die Ergebnisse aus diesem Forschungsprojekt werden neue Erkenntnisse über den Einfluss metakognitiver Regulierungsmechanismen für die arithmetische Kompetenzentwicklung liefern. Somit sind die Ergebnisse dieses Projekt auch für Praktiker/innen im Bereich des Mathematiklernens von hohem Interesse. Geleitet wird das Forschungsprojekt von Herren Assoz.-Prof. Stephan E. Vogel (Universität Graz, Österreich) und von Herren Prof. Bert De Smedt (Katholieke Universiteit Leuven, Belgien).