Mit Gedächtnistraining zum Schulerfolg? Wie Mathematik- und Leseleistung mit dem Arbeitsgedächtnis zusammenhängen und was ein kognitives Training bewirken kann

„Kognitives Training“ und „Gehirntraining“ – unter diesem Label verbergen sich Trainingsprogramme, die zum Beispiel die Denkfähigkeit und den Schulerfolg von Kindern und Jugendlichen unterstützen sollen. Viele dieser Programme sind computerbasiert und werden kommerziell vertrieben. Allerdings kommt man nicht umhin, sich zu fragen: Wie effektiv sind solche kognitiven Trainings? Und was genau macht eine bestimmte Art von Training wirkungsvoll? Kann man durch kognitives Training wirklich den Schulerfolg verbessern?

Gute Noten in der Schule machen sich nicht nur gut auf dem Zeugnis, sondern sind auch eine wichtige Voraussetzung für Erfolg in vielen Lebensbereichen, zum Beispiel Ausbildungs- und Berufserfolg, Einkommen und sozioökonomischer Status. Da ein schlechtes Bildungsniveau häufig auch mit sozialen Nachteilen einhergeht, sind Maßnahmen, die Schul- und Ausbildungserfolg unterstützen können, von besonderer Bedeutung. Eine Art von Intervention, die möglicherweise grundlegende schulische Fähigkeiten wie Lesen und Rechnen unterstützen kann, sind sogenannte kognitive Trainings, das heißt die gezielte Förderung von Wahrnehmungs-, Denk- oder Gedächtnisprozessen, die diesen schulischen Leistungen zugrunde liegen (Titz & Karbach, 2014). Doch wie funktioniert ein solches Training? Und kann es tatsächlich den Schulerfolg verbessern? Diese Fragen werden am Beispiel eines spezifischen kognitiven Trainings, dem Training der Arbeitsgedächtnisfunktion bei Grundschulkindern, erläutert. Dazu werden zunächst das Konzept und die Entwicklung des Arbeitsgedächtnisses sowie seine Bedeutung für den Schulerfolg skizziert.

Was ist das Arbeitsgedächtnis?

Wenn wir beim Einkaufen fortlaufend die Summe der bereits im Einkaufskorb liegenden Waren im Kopf neu berechnen, Produkte gegen andere austauschen, neue dazu fügen und uns dabei auch noch zwischenzeitlich unterhalten, dann benutzen wir unser Arbeitsgedächtnis. Dabei handelt es sich um den Teil des Gedächtnisses, den wir benötigen, um Informationen für kurze Zeit zu speichern und zu manipulieren. Es wird zum Beispiel immer dann gebraucht, wenn man vergangene und aktuelle Situationen und Informationen miteinander verknüpfen muss, um den zeitlichen Verlauf von Ereignissen zu verstehen. Darüber hinaus ist das Arbeitsgedächtnis erforderlich, um gehörte und gelesene sprachliche Informationen zu verstehen und zu verarbeiten. Im Alltag setzen wir es auch immer dann ein, wenn wir Dinge im Kopf ordnen müssen (z. B. eine To-do-Liste neu organisieren), Ursache und Wirkung verstehen oder übergeordnete Prinzipen und Regeln ableiten wollen (Diamond, 2012). Dabei können verschiedene Arten von Informationen gespeichert werden, zum Beispiel Namen und Zahlen (verbales Arbeitsgedächtnis) oder Positionen und Orte (räumlich-visuelles Arbeitsgedächtnis). Die Menge an Informationen, die gleichzeitig gespeichert und verarbeitet werden kann, ist von Person zu Person und von Kind zu Kind unterschiedlich, das heißt Menschen unterscheiden sich hinsichtlich der Leistungsfähigkeit oder auch Kapazität ihres Arbeitsgedächtnisses. Diese Kapazität kann man zum Beispiel mithilfe von Spannenaufgaben messen. Dabei wird die maximale Anzahl von Elementen ermittelt, die man im Arbeitsgedächtnis aufrechterhalten kann, indem man Personen bittet, Sequenzen von Elementen (z. B. Zahlen oder Orte) zu erinnern. Ein anderer häufig gebrauchter Test ist die „n-zurück“ Aufgabe. Dabei werden den TeilnehmerInnen Sequenzen von Reizen (z. B. Zahlen oder Bilder) gezeigt. Ihre Aufgabe ist es zu reagieren, wenn der aktuelle Reiz dem Reiz aus dem n-ten Durchgang zuvor entspricht (z. B. bei einer 2-zurück Aufgabe dem vorletzten Reiz). Je weiter zurückliegend das n, also je weiter zurückliegend der Vergleichsreiz, desto schwieriger ist die Aufgabe und desto höher die notwendige Arbeitsgedächtnisleistung.

Das Arbeitsgedächtnis entwickelt sich über die gesamte Kindheit hinweg und noch bis ins junge Erwachsenenalter stetig weiter, weil die frontalen und parietalen Teile des Gehirns, in denen Arbeitsgedächtnisprozesse lokalisiert sind, erst relativ spät ausgereift sind (Casey, Tottenham, Liston & Durston, 2005). Es gehört damit zu den kognitiven Prozessen, die am längsten brauchen, bis sie voll entwickelt sind, und die auch im Alter zuerst von Abbauprozessen betroffen sind.

Warum das Arbeitsgedächtnis für das Lernen und den Schulerfolg wichtig ist

Forschung zum schulischen Lernen hat gezeigt, dass das Arbeitsgedächtnis eine wichtige Voraussetzung für den Erwerb neuen Wissens und neuer Fähigkeiten ist (vgl. z. B. Titz & Karbach, 2014) und sogar mit dem Schulerfolg zusammenhängt. Aktuelle Studien zeigen, dass das Arbeitsgedächtnis mindestens genauso wichtig für schulische Leistung ist wie die Intelligenz, die allgemein als stärkster kognitiver Vorhersagefaktor (Prädiktor) für akademischen Erfolg gilt.

Foto von DLeonis via iStock (http://www.istockphoto.com/de/foto/grundschule-gm116499921-5484161?st=_p_educational%20tools%20set%20for%20primary%20school%20%20%20), bereitgestellt von Julia Karbach, Lizenz: http://www.istockphoto.com/de/legal/license-agreement Viele Studien, die sich mit dem Zusammenhang von Arbeitsgedächtnis und Schulerfolg beschäftigen, haben die sprachliche und die mathematische Leistung untersucht. Sie zeigen, dass eine gute Arbeitsgedächtniskapazität mit besseren mathematischen Fähigkeiten, besseren Lese- und Schreibleistungen und einem besseren Sprachverständnis einhergeht (Titz & Karbach, 2014). Allerdings ist dieser Zusammenhang nicht immer gleich stark, sondern verändert sich in Abhängigkeit vom Alter der Schülerinnen und Schüler und der Art der Aufgaben, wie das folgende Beispiel aus dem Mathematikunterricht zeigt: Als Sabine in die Schule kam und Rechnen lernte, hat sie zum Lösen von einfachen Additions- und Subtraktionsaufgaben andere Strategien benutzt als später in der dritten Klasse. Diese unterschiedlichen Strategien belasten unterschiedliche Bereiche des Arbeitsgedächtnisses. Während sie in der ersten Klasse vor allem ihr räumlich-visuelles Arbeitsgedächtnis benutzte, weil sie die Aufgaben zum Beispiel durch einfaches Abzählen gelöst hat (prozedurale Strategien), griff sie in der dritten Klasse auf ihr verbales Arbeitsgedächtnis zurück, weil sie nun zum Beispiel das gelernte Einmaleins abrufen konnte (Faktenwissen).

Die Bedeutung des Arbeitsgedächtnisses für Lernprozesse wird aber nicht nur durch einen hohen Zusammenhang zwischen Arbeitsgedächtnisleistung und Schulerfolg belegt: Viele Lern- und Entwicklungsstörungen wie Lese- und Rechtschreibstörung, Rechenstörung und das Aufmerksamkeitsdefizit- und Hyperaktivitätssyndrom ( ADHS) gehen darüber hinaus mit Defiziten im Arbeitsgedächtnis einher (Barkley, 1997; Schuchardt, Mähler & Hasselhorn, 2008). Diese Defizite stellen einen Risikofaktor für eine ungünstige schulische Leistung und Entwicklung dar.

Weil ein gut funktionierendes Arbeitsgedächtnis offenbar eine große Rolle für die Bewältigung schulischer Anforderungen stellt, liegt die Frage nahe, ob sich ein Training des Arbeitsgedächtnisses positiv auf die Leistung in mathematischen und sprachlichen Aufgaben auswirken kann.

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