Menschen lernen erfolgreich, wenn sie neue Informationen in ihr eigenes, bestehendes Wissen einbetten können. Lernwirksamer Unterricht beginnt deshalb bei den Schülerinnen und Schülern: Besitzen Lehrpersonen eine Ahnung vom Vorwissen, das Schüler in einem bestimmten Inhaltsbereich mitbringen, können sie Aufgaben und Erklärungen anbieten, die Möglichkeiten zur Anbindung an das Vorwissen erlauben.

Der Begriff "fachspezifisches Pädagogisches Wissen" ist hier von Bedeutung: Lehrpersonen sollten nicht nur ihr Fachgebiet und das Einmaleins der Pädagogik beherrschen. Sie sollten auch die Schwierigkeiten der Schüler beim Erwerb bestimmter Inhalte kennen. Ein Beispiel: Müssen Schüler proportionale Konzepte wie Geschwindigkeit oder Stückpreis aus einem Graphen ableiten, so konzentrieren sie sich zunächst eher auf die Länge der Geraden statt auf ihre Steigung.

Neubauer, A. & Stern, E (2007): Lernen macht intelligent, DVA München.
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Koerber S (2003): Visualisierung als Werkzeug im Mathematik-Unterricht. Der Einfluss externen Repräsentationsformen auf proportionales Denken im Grundschulalter.Hamburg: Verlag Dr. Kovac

Man sollte den Vergleich zwischen früheren Forschern und Jugendlichen nicht strapazieren. Dennoch finden sich Ähnlichkeiten zwischen der Art, wie Wissenschafter früher Phänomene erklärten und den intuitiven Fehlvorstellungen heutiger Jugendlicher. Die Impetustheorie ist ein solches Beispiel: Bevor Newton die Physik revolutionierte, ging man davon aus, dass eine Bewegung nur möglich sei, solange eine Kraft auf einen Körper wirke – ein Vorstellung, die noch heute unter Jugendlichen und erwachsenen Laien weit verbreitet ist. Kennen Lehrer die Entstehungsgeschichte ihres Stoffgebietes, können sie besser auf Defizite ihrer Schüler reagieren - und verstehen ausserdem, dass 200 Jahre Fortschritt nicht in zwei Stunden Unterricht nachgeholt werden können.

Bödeker, K. (2006): Die Entwicklung intuitiven physikalischen Denkens im Kulturvergleich. Waxmann.

Aus internationalen Vergleichsstudien und Schulexperimenten weiss man, wie Schüler gefesselt und bei der Stange gehalten werden: Man konfrontiert sie mit Anforderungen, die sie nicht auf Anhieb bewältigen können, für deren Lösung sie aber bereits Vorwissen mitbringen. Dieses Vorwissen lässt sich durch gezielte Übungs- und Gesprächsangebote gezielt aktivieren. Irrtümer und Fehler der Schüler werden dabei zugelassen und können von der Lehrperson konstruktiv genutzt werden. Die Schülerinnen und Schüler erhalten dadurch Gelegenheit, ihr bestehendes Wissen zu erweitern, zu revidieren und an die spezielle Anforderung anzupassen.

Hardy, I., Jonen, A., Möller, K. & Stern, E. (im Druck). Effects of Instructional Support Within Constructivist Learning Environments for Elementary School Students' Understanding of "Floating and Sinking." Journal of Educational Psychology.

Viele Schülerinnen und Schüler erwerben in naturwissenschaftlichen Fächern nur ein sehr oberflächliches Verständnis des Stoffes. Dies deshalb, weil sie mit eigenen Vorstellungen von Naturphänomenen in den Unterricht kommen. Gewicht wird beispielsweise mit "schwer sein" gleichgesetzt. Wird nun die Vermittlung des Phänomens "Gewicht" hauptsächlich als Methodenfrage betrachtet, ist dies, als ob man ohne Wolle stricken würde. Zwar bietet sich in der Physik zum Beispiel eine Gruppenarbeit an, doch lernen die Schüler nur etwas dazu, wenn ihre Aufmerksamkeit auf die richtigen Inhalte gelenkt wird.

Stern (2006). Inhalt statt Methode. Die Zeit, 17. PDF

Bearbeitet ein Schüler eine anspruchsvolle Aufgabe, fällt ein wertvolles Nebenprodukt an: metastrategisches Wissen. Dieses Wissen beinhaltet zum Beispiel die sorgfältige Überprüfung einer Aufgabenstellung, bevor die Lösung abgerufen wird, oder die Fähigkeit, mit Tabellen zu arbeiten. Diese Art von Metawissen kann sich in sehr unterschiedlichen Lernkontexten entwickeln. Die direkte Instruktion solcher Lern- und Denkstrategien ist nicht effizient (Gehirnjogging), hingegen ist eine indirekte Förderung möglich: Aufgaben müssen so gestellt werden, dass sie die Anwendung bestimmter Strategien nahe legen.

Stern, E., 2006: Was wissen wir über erfolgreiches Lernen in der Schule?
Pädagogik 58 (1), S. 45-49) Seite 45 -49 PDF

Kaum ein anderes Lehrwerkzeug ist so weit verbreitet wie die Erklärung. Alexander Renkl von der Universität von Freiburg und seine Mitautor/innen fassen in einer neuen Publikation zusammen, welche Probleme Erklärungen mit sich bringen können. So zeigt die Forschung beispielsweise, dass Erklärungen dem Lernerfolg nicht förderlich sind oder ihn gar behindern:

• In Schülergruppen lernen nicht diejenigen dazu, die von den Mitschülern Erklärungen bekommen, sondern vor allem diejenigen, die Erklärungen geben.
• Erklärungen, welche die Rückmeldung ergänzen, dass eine gegebene Antwort falsch war, erhöhen den Lernerfolg nicht oder sind ihm gar abträglich
• Beim Lernen aus Lösungsbeispielen ist es vielfach effektiver, die Lernenden dazu anzuregen, sich den Stoff selbst zu erklären, statt auf Erklärungen zu bauen

Es ist eine weit verbreitete Vorstellung, Lernende könnten in "Visualisierer" und "Verbalisierer" eingeteilt werden. Diese Aufteilung ist jedoch wissenschaftlich nicht begründet. Menschen verfügen zur Bewältigung geistiger Anforderungen über eine grosse Zahl spezieller Fähigkeiten und Strategien, die sie unterschiedlich gut beherrschen.
Im Mathematik- als auch im Physikunterricht müssen sprachliche und räumlichlich-visuelle Informationen integriert werden können. Entdeckt man bei einem Schüler Defizite in der Nutzung räumlich-visueller Veranschaulichungen, wäre es kontraproduktiv, die Inhalte zu vesprachlichen, statt den Schüler zu unterstützen, sein räumliches Vorstellungvermögens zu nutzen. Oder in anderen Worten: Welche Form der Wissensrepräsentation benötigt wird, wird durch den Inhalt bestimmt und nicht durch die Vorliebe der Lernenden.

Neubauer, A. & Stern, E (2007): Lernen macht intelligent, DVA München.
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Die Vorstellung, das Hirn könne trainiert werden, logisch, vernetzend oder kreativ zu denken, hat auch die Lerninhalte der Schulen beeinflusst. Eine Begründung für den Lateinunterricht ist beispielsweise, dass dieser das logische Denken sowie den Erwerb von Lernstrategien fördere – auch in anderen Fächern. Für diesen Transfer des logischen Denkens gibt es jedoch keine empirische Evidenz. Im Gegenteil: Sie wurde von Haag und Stern 2003 widerlegt. Ähnliche Resultate brachten Untersuchungen aus der Mathematik: Selbst bei Mathematikaufgaben, denen die gleiche Formel zugrunde liegt, können auf Seiten der Lernenden so unterschiedliche Wissensstrukturen aktiviert werden, dass die Gemeinsamkeiten gar nicht erkannt werden.

Haag, L., & Stern, E. (2003). In search of the benefits of learning Latin.
Journal of Educational Psychology, 95, 174–178. PDF

Unterschiede zwischen der Intelligenz von Individuen und damit der Lernfähigkeit stellen eine besondere Herausforderung an die Schulen dar. Einerseits sind sich die Schüler nicht ähnlich genug, um von gleichen Lerngelegenheiten in gleichem Masse zu profitieren. Andererseits sind sie sich zu ähnlich, um eine rigorose Trennung zu rechtfertigen. Ganz allgemein gilt, dass der Erfolg von Bildungssystemen daran gemessen werden kann, wie erfolgreich sie mit - zu einem grossen Teil genetisch bedingten - interindividuellen Unterschieden umgehen. Der Anspruch auf einen gleichen Lerngewinn muss deshalb aufgegeben werden.

Neubauer, A. & Stern, E (2007): Lernen macht intelligent, DVA München Zum Buch...