Verhaltensforschung: Was uns Singvögel über Unterrichtsmethoden verraten

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ZÜRICH. Frontal- versus schülerzentrierter Unterricht: An der „richtigen“ Unterrichtskonzeption scheiden sich die Geister. Welche Lehrmethode stärker dazu beiträgt, dass Kinder Gelerntes verallgemeinern und in neuen Situationen anwenden können, wollen Schweizer Forscher aus Experimenten mit Zebrafinken ableiten.

Kinder lernen ständig Neues. Darüber, auf welche Weise sie dazu in der Schule unterrichtet werden sollen, gehen die Meinungen teils weit auseinander. Frontalunterricht, bei dem die Schüler eher „beobachtend“ lernen steht gegen handlungsorientierten Unterricht, bei dem die Kinder durch Ausprobieren und Experimentieren zur Erkenntnis gelangen. Das Gelernte zu verallgemeinern und es auch in unbekannten Situationen anzuwenden, fällt Schülern je nach Lernweise unterschiedlich leicht.

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Ähnlich wie Kinder müssen auch Singvögel in den ersten Monaten ihres Lebens vieles lernen, beispielsweise den charakteristischen Gesang ihrer Artgenossen. Und auch Vögel bedienen sich wie der Mensch verschiedener Lernweisen. Wie sich diese auf die Fähigkeit zu verallgemeinern auswirken, haben Wissenschaftler der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) und der Universität Zürich untersucht.

Zebrafinken bedienen sich verschiedener Lernmethoden. Foto: jprohaszka / Pixabay (CC0 1.0)
Zebrafinken bedienen sich verschiedener Lernmethoden. Foto: jprohaszka / Pixabay (CC0 1.0)

Zunächst konnten die Forscher zeigen, dass Zebrafinken durch das Beobachten eines Artgenossen lernen können. Die Vögel mussten durch Ausprobieren und Feedback lernen, Vogelgesangsvarianten nach ihrer Länge in zwei Klassen zu unterscheiden. Ohne spezielle Vorbereitung beherrschten die Vögel die Aufgabe im Mittel nach 4700 Wiederholungen. Konnten die Finken ihre Artgenossen zuvor beim Lernen dieser Aufgabe beobachten, brauchten sie nur 900 Wiederholungen. Weil in dieser Versuchsanordnung aus statistischen Gründen 800 Wiederholungen benötigt werden, um das Können der Tiere zu evaluieren, heiße das: Die beobachtenden Vögel beherrschten die Aufgabe praktisch von Anfang an.

Anschliessend testeten die Forscher, wie gut die Vögel eine zweite, ähnliche Aufgabe lösen konnten. Die Zebrafinken mussten einen anderen Satz an Gesangsvarianten ebenfalls nach ihrer Länge unterscheiden. Dabei zeigte sich: Die Vögel, welche die erste Aufgabe von Anfang an mittels Ausprobieren und Feedback lrernten, konnten die zweite Aufgabe praktisch von Beginn an, nach im Mittel 800 Durchgängen. Die Artgenossen, welche die erste Aufgabe vor allem durch Beobachten lernten, brauchten für die zweite Aufgabe hingegen im Mittel 3600 Durchgänge.

«Bei den Zebrafinken ist demnach das Lernen durch Ausprobieren die robustere Lernmethode», fasst Studienleier Richard Hahnloser zusammen. «Vögel, die eine Fähigkeit durch Ausprobieren gelernt haben, können diese besser verallgemeinern und an neue Situationen anpassen als solche, welche die Fähigkeit durch Beobachten lernten.»

Gagan Narula, Postdoc in Hahnlosers Gruppe und Erstautor der Studie, weist auf die Parallelen zum Lernen von Kindern und Jugendlichen hin: «Der handlungsorientierte Unterricht, bei dem das Ausprobieren und Experimentieren im Zentrum steht, setzt sich auch in den Schulen immer stärker durch. Zunehmend wird sogar Mathematik in der Sekundarschule mit Hilfe von Experimenten unterrichtet.»

«Beide Lernmethoden haben jedoch ihre Vorteile», sagt Hahnloser. «Lernen durch Beobachten ist schneller.» Er weist darauf hin, dass in unserem Bildungssystem bewusst beide Lernmethoden zur Anwendung kommen: Einerseits der Frontalunterreicht und das Beobachten, andererseits Experimente, Übungen und Hausaufgaben.

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Aufgrund von Modellrechnungen Neuronale Computermodellen gehen die Forscher davon aus, dass im Gehirn der Vögel beim Beobachten viele Nervenzellsynapsen beteiligt sind, diese allerdings verhältnismässig schwach. Beim Ausprobieren hingegen sind nur wenige Synapsen beteiligt, diese jedoch besonders stark, was sich in einer höheren Fähigkeit zur Verallgemeinerung auswirkt. Hahnloser drückt es so aus: «Beim Beobachten merken sich die Vögel ganz viele Gesangsdetails, von denen viele für die Lösung des Lernproblems irrelevant sind. Beim Ausprobieren hingegen merken sich die Vögel weniger. Sie konzentrieren sich auf die prägnantesten Gesangsmerkmale wie die Länge.»

Ob sich unterschiedliche Lernmethoden im Gehirn von Kindern und Jugendlichen ebenfalls auf diese Weise auswirken, bliebe zu untersuchen. «In der Vergangenheit hat die Forschung bei Zebrafinken immer wieder wichtige Hinweise und Hypothesen für die Erforschung neurobiologischer Vorgänge geliefert, auch dazu, wie Menschen ihre Sprache lernen», sagt Hahnloser. «Unsere neusten Erkenntnisse bei Finken führen ebenfalls zu Hypothesen, die man auf geeignete Weise bei Menschen untersuchen könnte, um Lernprozesse besser zu verstehen.» (zab, pm)

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5 KOMMENTARE

  1. Schilda
    Interessant in diesem Zusammenhang zu Untersuchungen des Lernverhaltens von Vögeln, hier Zebrafinken, ist auch das Lernverhalten von Lupus europaeus, der in seiner Eigenschaft als Erzeuger von Ovum paschale sich besonderer Beliebtheit bei Kindern zu Ostern erfreut.
    Verglichen wurden die Methoden der Gruppenarbeit im gemeinsamen, kooperativen Bemalen der Objekte mit dem direkt instruierten Malen nach Anleitung durch den Oberhasen.
    Während bei der ersten Gruppe die Ergebnisse größere Variationen hervorbrachten, gelang es Lupus europaeus im Frontalunterricht genauere Ausführungen der Bemalung zu bewirken und in der Anzahl mehr Eier zu bemalen.
    Allerdings wurde in der Vergleichsuntersuchung keine Angaben zum Umfang der Stichprobe gemacht, sowie den Einschlusskriterien und die Verteilung des Altersdurchschnitts nicht erfasst, was sich auf die Ergebnisse deutlich auswirken kann.

  2. Zitat: “Frontalunterricht, bei dem die Schüler eher „beobachtend“ lernen steht gegen handlungsorientierten Unterricht, bei dem die Kinder durch Ausprobieren und Experimentieren zur Erkenntnis gelangen.”

    Das möchte ich bestreiten. Guter Frontalunterricht funktioniert wie vieles andere Lernen im privaten Bereich auch. Jemand macht es vor, dann macht man es unter seiner (!) Beobachtung und Hilfestellung nach, bis man es alleine kann. Spiele jeglicher Art werden doch so gelernt: Jemand erklärt die Regeln, dann spielt man, wird korrigiert, bis man es richtig macht.

    Beim oben beschriebenen handlungsorientierten Unterricht scheint (!) es eher zu sein, dass alle wild herumprobieren, einige zum Erfolg kommen und etliche nicht und die wenigen erfolgreichen Kinder dann den vielen nicht-erfolgreichen Kindern quasi per Frontalunterricht zeigen, wie’s geht. Es würde bedeuten, dass man einer Gruppe Kinder Schachfiguren gibt und sie selbst herausfinden lässt, was man damit wie machen (spielen) kann.

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