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Kognitive Aktivierung

Fachdidaktische Hintergründe

In der Mathematikdidaktik gibt es eine Vielzahl von Ansätzen der kognitiven Aktivierung. Gemeinsam ist ihnen, dass eine stimmige Passung zwischen den Zielkonstrukten (Ausprägungen der Kompetenzen) und den didaktischen Konzepten zur Aktivierung der Schülerinnen und Schüler (im Sinne von lernwirksamen Lernprozessen) besteht. Der Erwerb fachlichen Wissens und fachbezogener Strategien ist dabei von grundlegender Bedeutung.

Mit Blick auf die zu erlangenden Kompetenzen lassen sich folgende Aspekte unterschieden:

  • deklaratives und prozedurales Wissen (Wissen und Können, Stoffbeherrschung),
  • strategisches Wissen, zum Beispiel kognitive oder metakognitive Strategien wie Problemlösen oder Modellieren,
  • Überzeugungen, zum Beispiel zum eigenen Lernen, zur Nützlichkeit des erworbenen Wissens, zur Qualität und zur Genese von fachlichem Wissen oder zur Bedeutung des Schulfaches Mathematik (Mathematikbild).

Vertiefende Informationen finden sich in folgendem Aufsatz: Vorfassung von: Leuders, T. & Holzäpfel, L. (2011): Kognitive Aktivierung im Mathematikunterricht. Unterrichtswissenschaft 39, S. 213–230. (PDF-Datei).

Den Schülerinnen und Schülern muss deutlich werden, was die zentralen Inhalte einer Einheit sind und was sie am Ende verstanden und/oder kritisch reflektiert haben sollen.

Dabei geht es um die Frage, ob die Inhalte miteinander verknüpft und die grundlegenden Zusammenhänge klar werden, denn das Verständnis dieser Zusammenhänge ist das Ziel einer jeden Einheit.

Die grundlegenden Zusammenhänge werden auch als „Konzepte“ bezeichnet. Diese Konzepte legen fest, welches Wissen und welche Fähigkeiten die Schülerinnen und Schüler im Anschluss an eine Einheit oder Unterrichtsstunde erworben haben sollen.

Die Thematisierung der zentralen Konzepte im Unterricht ist somit eine notwendige Voraussetzung für gelingenden Kompetenzerwerb. Orientiert sich die Lehrkraft bei der Gestaltung des Unterrichtsablaufs an diesen Konzepten, so bekommen auch die Lernenden eine Vorstellung davon, was im Unterricht von ihnen erwartet wird und worauf sie ihre Anstrengungen fokussieren sollen.

Schülerinnen und Schüler nähern sich einem Thema mit ganz unterschiedlichen Erfahrungshintergründen.

Dazu gehören das Wissen, das sie sich bereits angeeignet haben und vorher bereits bestehende Präkonzepte. Bei Letzteren handelt es sich um bestimmte Alltagsvorstellungen, die die Lernenden von Phänomenen und Begriffen haben. Diese stimmen noch nicht mit fachwissenschaftlichen Konzepten überein und können sich erstaunlich beharrlich halten.

Die Ermittlung des Vorwissens und der Präkonzepte ist in dreierlei Hinsicht bedeutsam: 

  1. Die Lehrkraft kann dieses Wissen nutzen, um Feedback zu geben.
  2. Sie kann die Lernenden individuell im Lernprozess unterstützen und den Unterricht anpassen.
  3. Die Erfassung des Kenntnisstandes führt bei den Schülerinnen und Schülern dazu, dass sie über ihre eigenen, aber auch die Vorstellungen und Konzepte anderer, bewusst nachdenken und diese reflektieren. Sie kommen so zu tieferen Verarbeitungsprozessen und damit stärkerer kognitiver Aktivität. Ausgehend davon bauen sie ihr Verständnis des Unterrichtsgegenstands und ihre Denkweisen weiter auf und aus.
Ein wichtiger Aspekt der kognitiven Aktivierung sind Aufgaben- und Problemstellungen im Unterricht. Diese regen die Lernenden zum Nachdenken an, provozieren kognitive Konflikte und erfordern eine hohe Eigenbeteiligung der Schülerinnen und Schüler. Nachdenken bezieht sich auf die aktive, vertiefte kognitive Auseinandersetzung der Lernenden mit den Inhalten. Das Nachdenken bildet damit eine Voraussetzung für vernetztes, nachhaltiges Lernen. Entscheidendes Charakteristikum herausfordernder Aufgaben und Fragen ist demnach, dass sie über die bloße Aneignung von Faktenwissen und Reproduktion von Erlerntem hinausgehen. Die Lernenden sollen dazu angeregt werden,
  • Lerninhalte anzuwenden,
  • zu analysieren und
  • zu evaluieren sowie
  • neue Konzepte oder Ideen zu generieren.

Die Aufgabe der Lehrkraft ist es,

  • Aufgaben auszuwählen und einzusetzen, die vertieftes Nachdenken bei den Lernenden fördern, und
  • ihnen zu helfen, ihre neuen Entdeckungen und Erkenntnisse einzuordnen.

Das Potential zur kognitiven Aktivierung kann zwischen verschiedenen Phasen des Unterrichts variieren. Eine möglichst hohe Ausprägung der kognitiven Aktivierung ist in allen Phasen erstrebenswert. So sollten auch Phasen der Wissenskonsolidierung und des Übens lernförderlich und kognitiv aktivierend gestaltet sein. Entscheidend ist die Passung der Fragen und Aufgaben zum jeweiligen Lernziel.

Dem Potential zur kognitiven Aktivierung des Unterrichts entspricht auf Seiten der Schülerinnen und Schüler eine kognitive Aktivität.

Dazu gehören beispielsweise kritisches Nachfragen sowie die Bereitschaft, auch schwierige Probleme anzugehen und Inhalte verstehen zu wollen.

Der Unterricht soll dazu anregen, dass die Lernenden intensiv und tief über dessen Inhalte nachdenken und so Verstehensprozesse bei ihnen angeregt werden.