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Begabungsförderung: Das Training von problemlösendem Denken im Unterricht.
Dieser Beitrag ist eine aktualisierte Fassung meiner unter experimentellen Bedingungen durchgeführten Denktrainings in Schulen (I. KRETSCHMER, Problemlösendes Denken im Unterricht, Verlag Peter Lang, Frankfurt, 1983, S.219 ff).
1. Ausgangspunkt und Fragestellung
Anfang der 80er Jahre werden Kreativitätsforschungsergebnisse im Alltagsunterricht angewendet und müssen sich dort bewähren. Was taugen die viel gepriesenen und meist bei Studenten experimentell untersuchten Kreativitätstechniken (z. B. Brainstorming, Matrix-Methode, Analogiebildung usw.) für die Begabungsförderung im Unterricht? Können die schwierigeren Schulaufgaben mit Kreativitätstechniken tatsächlich besser gelöst werden? Was ist mit den anderen Ansätzen von Denktrainings, die in der denkpsychologischen Simulationsforschung und weiteren Forschungszweigen entwickelt werden? Mit welchen Trainings kann man Schüler wirkungsvoll für bessere Schulleistungen begaben?
In diesem Zusammenhang konkretisiere ich vier denkpsychologisch besonders begründete Denktrainings für den Unterricht in Mathematik, Englisch und Sachkunde für Hauptschul-, Förderstufen-, Realschul- und Gymnasialklassen der Stufen 6 – 9. Die Wirksamkeit dieser vier Denktrainings wird unter standardisierten Bedingungen mit wissenschaftlichen Methoden bei Förderstufenschülern überprüft und führt zu interessanten Ergebnissen und Ausgangspunkten für die weitere Begabungsförderung.
2. Die Power bestimmter Denkfähigkeiten.
Die bekannten Kreativitätstechniken haben eine besonders starke heuristische Wirkung: sie produzieren Ideen, die man eventuell für Lösungen gut gebrauchen kann. Es stellt sich in der denkpsychologischen Forschung heraus, dass neben den Kreativitätstechniken auch einzelne hoch generalisierte, d. h. sehr allgemein anwendbare Denkschritte eine große heuristische Power beim Problemlösen entfalten. Metareflexion, folgerndes Denken, Alternativen bilden sind Beispiele dafür. Wer diese Teilleistungen des Denkens gut entwickelt hat und beim Aufgabenlösen anwendet, der kommt zu höheren Ergebnisleistungen.
Unter „Metareflexion“ wird hier der bewusst durchgeführte Wechsel vom inhaltsgebundenen Denken, also z. B. von der Beschäftigung mit einer Zahlenreihenaufgabe, zum prozessbezogenen Denken verstanden: „Was mache ich eigentlich gerade? Welchen Weg habe ich vorgeplant? Von welchen Informationen lasse ich mich eigentlich am meisten leiten?...“usw. Wer Metareflexion praktiziert, der gelangt unweigerlich zu Erweiterungen, Umstrukturierungen, Steuerungen seiner Problemlösearbeit. „Folgerndes Denken“ meint die kognitive Fertigkeit, öfter und ganz bewusst während der Problemlöseversuche zu fragen: „Womit hängt diese Sache noch zusammen? ...Was folgt eigentlich alles aus dieser Information? ...Wenn Schlangen also immer taub sind, warum macht der Schlangenbeschwörer dann Musik?...“ usw. Folgerndes Denken produziert unweigerlich ein quantitativ und qualitativ erweitertes Netz relevanter Lösungsinformationen, weil Folgen, Nebenfolgen, Ursachen, Bedingungen des fraglichen Sachverhaltes damit erdacht werden. „Alternativen bilden“ ist ein Denkschritt, der die aktuelle Basis der Informationsverarbeitung mit einer einfachen Aktion schlagartig erweitert. Wer beim Problemlösen sich selber unterbricht und bewusst nach anderen Sichtweisen, Lösungsansätzen oder Vorgehensweisen sucht, bevor er weitermacht, der praktiziert das Alternativen bilden: „Die Aufgabe mit dem rechtwinkligen Dreieck kann ich vielleicht mit dem Satz des Pythagoras lösen. Welcher ganz andere Weg könnte auch möglich sein? Ein Ansatz mit Kreisbogen und Radius vielleicht? Ja, im Sonderfall des gleichschenkligen rechtwinkligen Dreiecks kann man die Katheten auch als Radien eines Kreises auffassen, der durch die Endpunkte der Hyperthenuse verläuft...“u.a.m.
Wie stark hängen nun das Praktizieren dieser Denkschritte und die tatsächlich erreichten Lösungen bei vorgegeben schulischen Aufgabenstellungen zusammen? Mit entsprechend konstruierten Problemlösetests kann man die verfügbaren Denkfertigkeiten der Schüler und ihre Lösungsleistungen parallel erfassen. Es zeigt sich, dass die Anwendungshäufigkeiten von „bewusstem Vorausplanen“, „forciertem Folgern“ und „ausdrücklichem Alternativen bilden“ hoch mit der Quantität der erreichten Lösungen linear korreliert (s. Tabelle 1): Je mehr praktizierte Denkfertigkeiten dieser Art, desto mehr richtige Lösungen.
Tabelle 1: Die Werte, die von –1 bis +1 variieren können (PEARSON-Korrelationskoeffizienten) geben an, wie stark die Häufigkeiten bestimmter Denkschritte mit den Summen richtiger Lösungsleistungen zusammenhängen. Z. B. liest man in der letzten Zeile, dass forciertes Folgern hoch positiv (+.39) mit guten Lösungen der Englischaufgabe, schwach positiv (+.11) mit Lösungen der Zahlenreihenaufgaben und sehr hoch positiv (+.57) mit den geforderten Sachkundeleistungen zusammenhängt. Die Daten beziehen sich auf 96 zwölfjährige Förderstufenschüler.
Korreliert man nun alle Lösungen der Englisch-, Mathematik- und Sachkundeaufgaben mit allen erfassten und ausgezählten Denkschritten, dann ergibt sich ein Korrelationskoeffizient von +.63. Aus diesem Koeffizienten kann man einen statistischen Schätzwert, den Determinationskoeffizienten, berechnen, mit dem man folgende Frage beantwortet: Wie viel Prozent der Variabilität der erbrachten Schulleistungen kann man mit der Variabilität der gezeigten Denkfertigkeiten erklären? Oder kurz: Wie viel Prozent der Lösungsleistung kann man auf die gezeigte Denkpower zurückführen?
Knapp 40 % ! Zum Vergleich: Die besten Vorhersagen von Schulleistungen aufgrund anderer Merkmalsmessungen gelingen bisher mit Intelligenztests. Kennt man die IQ – Werte der Schulkinder, dann kann man etwa zu 25 % ihre Schulleistungen vorhersagen (bzw. genauer: die Varianzen ihrer Leistungswerte damit aufklären). Die 96 Schüler und Schülerinnen in der Untersuchung werden mit dem Intelligenztest CFT-20 getestet. Diese Werte bringen eine Varianzaufklärung von 20 %. Der Faktor der untersuchten problemlösenden Denkfertigkeiten liegt eindeutig höher. Höher auch als die von mir untersuchte emotionale Intelligenz beim Lösen schulischer Aufgaben (s. Zusammenfassung der Befunde zur emotionalen Intelligenz auf dieser homepage). Mit genauer Kenntnis der Zustandsemotionen beim Aufgabenlösen kann man 18% bis 25% der Lösungsleistungsvarianzen erklären, was ebenfalls einen hoch interessanten Ansatz für Begabungsförderung eröffnet. Beide Merkmale, die erfolgreichen kognitiven und die erfolgreichen emotionalen Fähigkeiten, hängen psychologisch sehr eng miteinander zusammen, und sie sind mit geeigneten Trainings gemeinsam beeinflussbar (s.u.).
3. Der Vergleich von Trainingseffekten
Die denkpsychologische Forschung der frühen 80ger Jahre geht in vier verschiedene Richtungen der kognitiven Begabungsförderung. Die wesentlichen Bestandteile dieser Ansätze habe ich in vier Trainingsprogrammen zusammengestellt. Diese Trainingsprogramme werden acht Wochen lang stundenweise im Unterricht in vier streng parallelisierten Versuchgruppen (zwölfjährige Förderstufenschüler und –schülerinnen) durchgeführt. Vor und nach dem Training erfolgt eine genaue Erhebung von problemlösenden Denkschritten und Lösungsleistungen bei schwierigeren Schulaufgaben. Nach weiteren acht Wochen erfolgt ein katamnestischer Test, um die Stabilität der vermittelten Denkfähigkeiten zu überprüfen.
Die Kreativitätsgruppe
Das erste Trainingsprogramm enthält schulische Umsetzungen von Kreativitätstechniken, insbesondere Brainstorming, Vereinfachungstechniken (Modellbildung) und die Vorsatzinstruktion: unkonventionelle Vorgehensweisen ausprobieren!
Die Verbalisierungsgruppe
Das zweite Trainingsprogramm hat das sogenannte „laute Denken“ zum Inhalt. Lautes Denken führt bei schwierigen Aufgaben zu einer Verlangsamung, Präzisierung und Strukturierung des Denkens. Diese Instruktion ist eine Teilfähigkeit der Selbstreflexion und hat einen experimentell nachgewiesenen positiven Einfluss auf Lösungsleistungen.
Die VAF-Gruppe
Dieses Trainingsprogramm stellt die drei heuristischen Operationen „Vorausplanung“,
„Alternativen bilden“ und „forciertes Folgern“ ganz in den Vordergrund. Die
besondere Effektivität genau dieser Denkfertigkeiten wird in Voruntersuchungen
nachgewiesen.
Die Strategie-Gruppe
Das Trainingsprogramm der Strategie-Gruppe setzt einen bislang nicht erwähnten
Ansatz der denkpsychologischen Forschung um. Geht man nicht von personenorientierten
Denkprozessen aus sondern von sachorientierten Aufgabenanalysen, dann kann man
aus den Strukturen von Aufgaben ableiten, mit welcher Sequenz von Regeln man
genau diese Aufgaben lösen kann: „Welche Regeln transformieren die Aufgabenstellung
in die Aufgabenlösung?“ Die Strategiegruppe wird trainiert, Anfangs- und Endzustände
von Aufgaben zu analysieren und solche Schritte bzw. Regeln einzuplanen, die
den Anfangszustand dem Endzustand näher bringen.
Die Kontrollgruppe
Während des Trainings der Versuchsklassen wird eine weitere parallelisierte Klasse mit Vortest, Nachtest und katamnestischem Test untersucht, ohne dass sie ein spezifisches Denktraining erhält.
Die Vorhersage der Vergleichsuntersuchung lautet: Alle vier Trainingsgruppen müssten gegenüber der Kontrollgruppe einen messbaren Zuwachs an Problemlösekompetenzen zeigen. Aber wie groß dieser Zuwachs ist, und ob es unterschiedliche Zuwachsraten in den unterschiedlichen Trainingsgruppen gibt, diese Frage ist offen, weil sie bislang nicht erforscht wurde.
4. Ergebnisse
Die Auswirkungen der Trainingsprogramme werden auf zwei unterschiedlichen Kompetenzebenen ermittelt, nämlich auf der Prozessebene werden die praktizierten problemlösenden Denktätigkeiten ermittelt. Auf der Produktebene werden die abgelieferten Lösungen bei schwierigen schulischen Aufgaben ermittelt.
Beide Kriteriumsleistungen, die Denkleistungen und die Ergebnisleistungen, werden in schriftlichen Einzel-Testungen und in interaktiven Gruppen-Testungen (Aufgabenstellungen müssen mündlich in Kreisgesprächen gemeinsam gelöst werden) erhoben und ausgewertet.
Die Diagramme 1 und 2 zeigen die prozessbezogenen problemlösenden Denkschritte in den Einzel-Tests und den interaktiven Gruppen-Tests. Alle Gruppen profitieren von ihren Trainings, allerdings sind nur zwei Zuwächse so stark, dass sie die statistische Signifikanzprüfung erfüllen: Im Einzel-Test zeigt die VAF-Gruppe den höchsten und statistisch signifikanten Zuwachs an problemlösenden Denkschritten. Im interaktiven Gruppen-Test zeigt die Strategie-Gruppe die meisten problemlösenden Denkschritte.
Diagramm 1: Die durchschnittlichen Summen der produzierten problemlösenden Denkschritte (senkrechte Achse) im Vor- und Nachtest (waagerechte Achse) der Trainingsgruppen. Erläuterungen im Text.
Diagramm 2: Angegeben sind die durchschnittlichen Summen bestimmter Denkschritte in interaktiven Gruppen-Tests im Vor- und Nachtest der vier Trainingsgruppen.
Die Leistungssteigerungen auf der Produktebene (erreichte Lösungen) fallen deutlich stärker aus als auf der Prozessebene. In den Einzel-Testungen erreichen die VAF-, die Kreativitäts- und die Strategie-Gruppe signifikant höhere Leistungen im Nachtest, nur die Verbalisierungsgruppe kann offensichtlich nicht von dem Training profitieren (Diagramm 3).
Diagramm 3: Im Nachtest schaffen drei Trainingsgruppen in den Einzel-Testungen durchschnittlich 1,3 bis 1,7 Lösungen mehr als im Vortest, was in jedem Fall statistisch signifikante Anstiege bedeutet.
In den interaktiven Gruppentestungen bringen die Kreativitäts-Gruppe und
die VAF-Gruppe deutlich mehr Lösungen, während die Verbalisierungs- und
Strategie-Gruppe hier keine signifikanten Zuwächse erreichen. Insgesamt
gesehen fallen die Kompetenzsteigerungen nicht umwerfend stark aus. Der
Trainingsumfang orientiert sich grob an den bekannten Trainings, die mit
Studenten durchgeführt werden. Zwölfjährige Schüler benötigen sicher mehr
Zeit für einen stärkeren Fähigkeitszuwachs.
Bringt man alle Ergebnisse aller Trainingsgruppen in eine Rangordnung, so
ergibt sich eine Stufung der vier Trainings nach ihrer relativen Position
zu den jeweils anderen Gruppen. Auf Platz 1 kommt die VAF-Gruppe (Rangwert
3,5), auf Platz 2 die Kreativitäts-Gruppe (Rangwert 3,0), die Strategie-Gruppe
auf Platz 3 (schon deutlich abgeschlagen mit einem Rangwert von 2,0), und
Schlusslicht ist die Verbalisierungsgruppe (Rangwert 1,5), die nur einige
tendenzmäßige aber keine statistisch signifikanten Zuwächse erreicht.
Lohnend sind also die Förderung mit den bereits gut bekannten Kreativitätstechniken, aber noch etwas effektiver für die Schule scheinen die generelleren Heurismen des Vorplanens, Alternativenbildens und Folgerns zu sein. In einer Nachuntersuchung wird geprüft, was von den Trainings nach 8 Wochen Pause noch von der erhöhten Leistungsfähigkeit messbar ist (Diagramm 4).
Diagramm 4: Die beiden Gruppen mit den Kreativitätstechniken und den
generellen Heurismen sind auch nach 8 Wochen noch leistungsfähiger als
die anderen Trainingsgruppen.
Es wird mit den Versuchsklassen vereinbart, zwischen Nachtest und Katamnese
die gewohnten Unterrichtsmethoden und nicht die Trainingsmethoden fortzusetzen.
Der Klassenlehrer der Kreativitätstrainingsgruppe hält die Absprache nicht
ein, weil „gelegentliche Kreativitätsübungen Spaß machen“. Diese emotional
positive Praxis hat sicher zur weiteren Steigerung dieser Gruppe beigetragen.
Immerhin liegt auch die VAF-Gruppe nach 8 Wochen noch deutlich über dem
Anfangsniveau.
Die Untersuchung zeigt, dass die Begabung zum problemlösenden Denken mit
bestimmten Trainingsansätzen wirkungsvoll und nachhaltig beeinflussbar
ist. Einzelne der näher untersuchten heuristischen Denkfähigkeiten determinieren
Schulleistungen mit unerwartet starker Wirkung. Somit stellen die problemlösenden
Denkfähigkeiten einen Begabungsfaktor dar, der relativ gut zu operationalisieren
und mit relativ einfachen Unterrichtsmethoden zu fördern ist.
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