Neural effizientes Mathematiklernen in der Adoleszenz

Zahlreiche neurophysiologische Studien (teilweise des Antragstellers) zeigen, dass die Gehirne intelligenterer Personen während kognitiver Anforderungen effizienter arbeiten als jene von weniger intelligenten Personen. Jüngere Ergebnisse zu dieser "neuralen Effizienz" weisen nicht nur auf relevante Moderatorvariablen (wie Geschlecht oder verbale vs. räumliche Aufgabendomäne) hin, sondern zeigen, dass die Effizienz der Gehirnaktivierung auch durch das Ausmaß an (langfristig) erworbenem Wissen (bzw. Expertise) mitbestimmt ist. Ergebnisse aus Lernexperimenten, in denen kurzzeitiges Training das Ausmaß neuraler Effizienz erhöhte, untermauern die entscheidende Bedeutung effizienter Lernprozesse für kognitive Leistungen. Auf diesen Erkenntnissen aufbauend wollen wir das Studium neurophysiologischer Grundlagen kognitiver Leistungsunterschiede auf jenen Altersbereich erweitern, in welchem Lernen und Wissenserwerb im Lebensmittelpunkt stehen: die Schulzeit im Jugendalter. Vor allem soll das Problem bedeutsamer Diskrepanzen zwischen intellektuellem Potential und schulischen Leistungen mancher Schüler (so genannter underachiever oder Minderleister) erforscht werden, speziell in der Domäne der Mathematik. Zusätzlich soll der hierbei häufig beobachtbare Geschlechtsunterschied berücksichtigt werden: Warum zeigen Mädchen teilweise schlechtere Mathematikleistungen in der Schule, obwohl sie über vergleichbare intellektuelle Potentiale verfügen? Können (vor allem auch weibliche) underachiever besonders von einem computergestützten Training jener visuell-räumlichen Fertigkeiten, die zentral für Mathematikleistungen sind, profitieren? Erhöht das auch die neurale Effizienz bei der Aufgabenbearbeitung? Im Hinblick einerseits auf das gesellschaftliche Anliegen, junge Menschen bestmöglich nach ihren Potentialen zu fördern und andererseits unter Beachtung aktueller Erkenntnisse der Gehirnforschung, soll das Projekt zu einem besseren Verständnis von Diskrepanzen zwischen intellektuellen Potentialen und schulischen Leistungen beitragen und vor allem bei der Klärung der Frage helfen, ob und inwieweit diese Diskrepanzen durch Training vermindert werden können. Ausgehend von aktuellen Befunden, welche gute Mathematikleistungen mit figural-räumlichen Kompetenzen und Strategien in Zusammenhang bringen, ist eine Prätest-Training-Posttest-Studie geplant, durch welche wir (a) neurophysiologische Korrelate der mathematischen Begabung bei Mädchen und Knaben, die über- vs. unter-durchschnittliche Schulleistungen in Mathematik zeigen, entdecken können; und (b) die (neurophysiologischen) Reaktionen dieser Personengruppen auf ein Training visuell- räumlicher Fertigkeiten untersuchen wollen. Im Hinblick auf Geschlechtsunterschiede in der Mathematikleistung soll damit die Frage beantwortet werden, ob das Training die Gehirne der Mädchen neural effizienter` beim Lösen mathematischer Aufgaben machen kann. Wir erwarten uns neurowissenschaftlich wie auch für die Pädagogische Psychologie relevante Erkenntnisse über die Ursachen von (Mathematik-)Underachievement speziell bei Mädchen (aber auch bei Knaben). Aus den Befunden sollten sich Implikationen ableiten lassen, wie seitens der Pädagogik mit Unde-rachievement` umgegangen werden könnte, bis hin zu zukünftigen Applikationen in Form neuerer neuropädagogischer` Zugänge wie z.B. Neurofeedback.

Zahlreiche neurophysiologische Studien (teilweise des Antragstellers) zeigen, dass die Gehirne intelligenterer Personen während kognitiver Anforderungen effizienter arbeiten als jene von weniger intelligenten Personen. Jüngere Ergebnisse zu dieser "neuralen Effizienz" weisen nicht nur auf relevante Moderatorvariablen (wie Geschlecht oder verbale vs. räumliche Aufgabendomäne) hin, sondern zeigen, dass die Effizienz der Gehirnaktivierung auch durch das Ausmaß an (langfristig) erworbenem Wissen (bzw. Expertise) mitbestimmt ist. Ergebnisse aus Lernexperimenten, in denen kurzzeitiges Training das Ausmaß neuraler Effizienz erhöhte, untermauern die entscheidende Bedeutung effizienter Lernprozesse für kognitive Leistungen. Auf diesen Erkenntnissen aufbauend wollen wir das Studium neurophysiologischer Grundlagen kognitiver Leistungsunterschiede auf jenen Altersbereich erweitern, in welchem Lernen und Wissenserwerb im Lebensmittelpunkt stehen: die Schulzeit im Jugendalter. Vor allem soll das Problem bedeutsamer Diskrepanzen zwischen intellektuellem Potential und schulischen Leistungen mancher Schüler (so genannter underachiever oder Minderleister) erforscht werden, speziell in der Domäne der Mathematik. Zusätzlich soll der hierbei häufig beobachtbare Geschlechtsunterschied berücksichtigt werden: Warum zeigen Mädchen teilweise schlechtere Mathematikleistungen in der Schule, obwohl sie über vergleichbare intellektuelle Potentiale verfügen? Können (vor allem auch weibliche) underachiever besonders von einem computergestützten Training jener visuell-räumlichen Fertigkeiten, die zentral für Mathematikleistungen sind, profitieren? Erhöht das auch die neurale Effizienz bei der Aufgabenbearbeitung? Im Hinblick einerseits auf das gesellschaftliche Anliegen, junge Menschen bestmöglich nach ihren Potentialen zu fördern und andererseits unter Beachtung aktueller Erkenntnisse der Gehirnforschung, soll das Projekt zu einem besseren Verständnis von Diskrepanzen zwischen intellektuellen Potentialen und schulischen Leistungen beitragen und vor allem bei der Klärung der Frage helfen, ob und inwieweit diese Diskrepanzen durch Training vermindert werden können. Ausgehend von aktuellen Befunden, welche gute Mathematikleistungen mit figural-räumlichen Kompetenzen und Strategien in Zusammenhang bringen, ist eine Prätest-Training-Posttest-Studie geplant, durch welche wir (a) neurophysiologische Korrelate der mathematischen Begabung bei Mädchen und Knaben, die über- vs. unterdurchschnittliche Schulleistungen in Mathematik zeigen, entdecken können; und (b) die (neurophysiologischen) Reaktionen dieser Personengruppen auf ein Training visuell- räumlicher Fertigkeiten untersuchen wollen. Im Hinblick auf Geschlechtsunterschiede in der Mathematikleistung soll damit die Frage beantwortet werden, ob das Training die Gehirne der Mädchen "neural effizienter" beim Lösen mathematischer Aufgaben machen kann. Wir erwarten uns neurowissenschaftlich wie auch für die Pädagogische Psychologie relevante Erkenntnisse über die Ursachen von (Mathematik-)Underachievement speziell bei Mädchen (aber auch bei Knaben). Aus den Befunden sollten sich Implikationen ableiten lassen, wie seitens der Pädagogik mit "Underachievement" umgegangen werden könnte, bis hin zu zukünftigen Applikationen in Form neuerer "neuropädagogischer" Zugänge wie z.B. Neurofeedback.