Bildungsdebatten in Deutschland erinnern mich immer an den Max Frisch Roman Homo Faber da in der Öffentlichkeit meistens Philosophen und Hirnforscher die Zukunft des deutschen Bildingssystems diskutieren und Pädagogen aus der Praxis nie in begehrte Talkshows eingeladen werden. Aber reden wir doch einmal von Neuronen und der Architektur des Bildungswesens.

Hier ist ein erstes Gedankenexperiment: Wir haben zwei Schulen: eine traditionelle und eine moderne Schule. In der traditionellen Schule (Student A) lernen Schüler*innen den ganzen Tag lang ganz konservativ Rechnen, Schreiben und Lesen (3 Lernziele). In der modernen Schule (Student B) arbeiten Schüler*innen in der gleichen Schuleinheit an 6 Lernzielen, etwa durch die zusätzliche Einbeziehung psychologischer, sozialer und metakognitiver Kompetenzen. Die Summe aller potentiellen mentaler Verbindungen als resultierender Lernerfolg nach dem Unterricht läßt sich darstellen durch die Gleichung formula
F steht dabei für das entstehende Lernfeld, eine rein hypothetische Größe die den neuronalen Verknüpfungsgrad der Lernenden pro forma numerisch beschreibt. Die minimale Anzahl aller Verbindungen ist i=2, n steht für die Anzahl explizit-strukturierter Lernziele und m ist deren Potenzierung und Verstärkung durch die jeweilige Unterrichtsmethode (Didaktik). Die Gleichung n(n-1)/2 beschreibt alle möglichen Verbindungen zwischen den Lernzielen. Nehmen wir einmal an, daß in der modernen Schule die Potenzierung und Verstärkung des Lernens durch eine höher-strukturierte Lernumgebung (siehe Grafik unten) mit Faktor 3 und nicht, wie in der traditionellen Schule, mit Faktor 2 geschieht. Was wäre der Unterschied?
Bei 3 Lernzielen (beispielsweise Rechnen, Schreiben und Lesen) wären das in der traditonellen Schule [3 𝑥 2/2]2= 3 Verknüpfungen zwischen Lernzielen (potenziert mit 2 Operatoren) = 9 neuronale Feldverknüpfungen
Bei 6 Lernzielen, etwa aus den 24 Extended Educational Outcomes (Kompa, 2017), wären das in der modernen Schule [6 𝑥 5/2]3= 15 Verknüpfungen zwischen Lernzielen (und potenziert mit 3 Operatoren) = 3375 neuronale Feldverknüpfungen. Das ist, zumindest als Gedankenexperiment, ein ganz beachtlicher Unterschied. Bildungssysteme sind immer eine Antwort auf die Komplexität unserer Umweltbedingungen. Die Grafik auf der nächsten Seite illustriert das traditionelle, lehrerzentrierte Klassenzimmer (oben) sowie ein modernes, schülerzentriertes Klassenzimmer (darunter).

In der modernen Schule gibt es, im Vergleich zum traditionellen Klassenzimmer, zahlreiche Möglichkeiten neue Lernmöglichkeiten zur Verfügung zu stellen, etwa durch das Arbeiten in Kleingruppen, autonome individuelle Lerngelegenheiten, die Einbeziehung sozial-ökologischer Kontexte oder die digitale Externalisierung von Lehrmaterialien, Wisssenswerkzeugen und Kommunikationsprozessen. Man kann hier alle möglichen Vergleiche anstellen. Wenn man, über Jahre hinweg, alle möglichen Verbindungen des Lernfeldes F ermitteln möchte und man beispielsweise fünf Lernziele annimmt (etwa Lesen, Schreiben, Rechnen, Präsentationen geben und Wissen anwenden) versus 24 weiterreichende Ziele (bei gleicher Potenzierung wie im ersten Beispiel), dann wären FTraditional= 100 versus FModern= 21,024,576 (oder, selbst bei derselben Potenzierung, also FTraditional2, immer noch 76,176 neuronale Verbindungen). Komplexere und ausgeklügelte Systeme schaffen nicht nur ein wenig, sondern dramatisch mehr Verknüpfungen in den mentalen Modellen der Lernenden.

learning outcomes process (1)

Grafik oben: Komplexe Systeme mit höheren Ausgangspotenzialen produzieren hypothetisch mehr sowie weitaus differenziertere Ergebnisse. Einfaches Modell, einfache Resultate (oben, Student A) – kompexes Modell, hochdifferenzierte Resultate (unten, Student B).

Man muss natürlich kritisch fragen, welche Beweise es für die Tiefe und Weite der Wissensentwicklung gibt. Eine zuverlässige empirische Methode um prozessuales Lernen (also nicht nur Faktenwissen) nachzuweisen ist es, die Transferierbarkeit erworbener Kompetenzen und Fähigkeiten zwischen Disziplinen anhand neuer Probleme und bisher unbekannter Herausforderungen zu messen. Wie aus den letzten Studien der OECD (2017) hervorgeht, ist es jedoch mit den kollaborativen Problemlösungskompetenzen von Studenten selbst in entwickelten Industrienationen nicht weit bestellt. Im Durchschnitt schafft es gerade mal einer aus zehn (!) Schülern komplexe Probleme im Teamwork mit anderen zu lösen. Selbst beim internationalen Primus und Klassensieger Singapur sind es auch nur 5 aus 10 Studenten die Probleme unter schwierigen Bedingungen kooperativ lösen können.                                                             

Hier ist ein zweites Gedankenexperiment zur externen Architektur von Bildung: Lernziele definieren als äußeren Rahmen die (1) Weite (Streuung) und (2) Tiefe (Spezialisierung) des Lernens. Die Fachdidaktik trägt zur (3) Verstärkung (Internalisierung) von Kompetenzen innerhalb einer vorgegebenen (4) Zeitspanne, beispielsweise einem Semester, bei. Damit ist die externe Architektur der Bildung zumindest 4-dimensional.

ABCD

Das entsprechende Cartesische Modell zur Tiefe und Weite des Wissenserwerbs (oben) können Sie für sich selbst einmal in Gedanken ausfüllen. Aus den ersten zwei Dimensionen Weite und Tiefe ergeben sich hier vier unterschiedliche Felder, in denen sich Lernende potenziell wiederfinden. Sie sind wie folgt:

A = Überspezialisierung (viel Tiefe, wenig Weite), B = Geringer Bildungsstand (weder ausgebildete Tiefe noch Weite, etwa bei Kindern), C = Breites Allgemeinwissen, aber ohne tiefere Konzeptaneignung (‚Wikipedia-Bildung‘), D = Ideale Bildungsentwicklung. Man kann aus pädagogischer Sicht nun fragen, welche Strategien man entwickeln muss um sowohl Tiefe wie auch Weite des Wissenerwerbs zu erreichen, etwa um von Feld A, B oder C ins Feld D vorzurücken.


(I) Was wären Ihre Strategien? Wie würden Sie Lernziele und Lehrmethoden anpassen um von A, B und C auf D zu kommen? (II) Welche Einfluß hätte dies (a) auf die Gestaltung der Lernumgebung und (b) auf die Bedeutung autonomer Wissensaneignung? (III) Realistisch angenommen hat sich der Typus zeitgenössischer Probleme geändert verglichen mit Problemstellungen der Vergangenheit, d.h. wir werden immer häufiger mit interdisziplinären und komplexen Problemen konfrontiert die sich ausschließlich in Kooperation mit anderen Teilnehmern lösen lassen. Welchen Einfluß hätte dies auf Ihre Bildungsplanung vor allem wenn wir bedenken, daß Probleme von geringer Komplexität in Zukunft von Maschinen übernommen werden?


Wie veranschaulicht, tragen Lernziele in Kombination mit einer gut ausgearbeiteten Unterrichtsdidaktik wesentlich zum Lernerfolg bei. Es geht bei anstehenden Bildungsreformen wie der Digitalisierung daher nicht um die reine Technisierung konventioneller Schulen, sondern um die Implementierung innovativer, evidenz-basierter Lernziele und Lehrmethoden mit Unterstützung digitaler Medien.

Diese Seite als PDF: Gedankenexperiment Kompa Dezember 2017