Kleine Kinder, die visuelles Arbeitsgedächtnis und logisches Denken üben, verbessern ihre mathematischen Fähigkeiten stärker als Kinder, die sich auf räumliche Rotationsübungen konzentrieren, laut einer großen Studie von Forschern des Karolinska Institutet in Schweden. Die Ergebnisse stützen die Vorstellung, dass das Training der räumlichen Wahrnehmung die schulischen Leistungen verbessern kann und dass die Art des Trainings eine Rolle spielt, wenn es um Mathematik geht. Die Studie ist in der Zeitschrift Nature Human Behavior erschienen.
"In dieser großen, randomisierten Studie fanden wir heraus, dass die Art des durchgeführten kognitiven Trainings eine bedeutende Rolle spielt, wenn es darum geht, das mathematische Lernen bei kleinen Kindern zu verbessern", sagt der korrespondierende Autor Torkel Klingberg, Professor am Department of Neuroscience, Karolinska Institutet.„Das ist ein wichtiges Ergebnis, weil es starke Beweise dafür liefert, dass sich kognitives Training auf eine Fähigkeit überträgt, die sich von derjenigen unterscheidet, die Sie geübt haben.“
Zahlreiche Studien haben räumliche Fähigkeiten – das heißt die Fähigkeit, dimensionale Beziehungen zwischen Objekten zu verstehen und sich daran zu erinnern – mit Leistungen in Wissenschaft, Technologie, Ingenieurwesen und Mathematik in Verbindung gebracht. Infolgedessen verwenden einige Arbeitgeber in diesen Bereichen räumliche Fähigkeitstests, um Kandidaten während des Einstellungsprozesses zu überprüfen. Dies hat auch ein Interesse am räumlichen Wahrnehmungstraining geweckt, das sich darauf konzentriert, die eigene Fähigkeit zu verbessern, sich verschiedene Formen und Objekte zu merken und zu manipulieren und Muster in wiederkehrenden Sequenzen zu erkennen. Einige Schulen beinh alten heute räumliche Übungen als Teil ihrer Nachhilfe.
Frühere Studien, die die Wirkung von räumlichem Training auf die schulischen Leistungen bewerteten, hatten jedoch gemischte Ergebnisse, wobei einige eine signifikante Verbesserung und andere überhaupt keine Wirkung zeigten. Daher sind große, randomisierte Studien erforderlich, um festzustellen, ob und inwieweit das Training der räumlichen Wahrnehmung die Leistung tatsächlich verbessert.
In dieser Studie absolvierten mehr als 17.000 schwedische Schulkinder im Alter zwischen sechs und acht Jahren über einen Zeitraum von sieben Wochen ein kognitives Training über eine App für entweder 20 oder 33 Minuten pro Tag. In der ersten Woche erhielten die Kinder identische Übungen, danach wurden sie zufällig in einen von fünf Trainingsplänen eingeteilt. In allen Gruppen verbrachten die Kinder etwa die Hälfte ihrer Zeit mit mathematischen Zahlenreihenaufgaben. Die verbleibende Zeit wurde zufällig auf unterschiedliche Anteile kognitiven Trainings in Form von Rotationsaufgaben (2D-Mental-Rotation und Tangram-Puzzle), Aufgaben des visuellen Arbeitsgedächtnisses oder Aufgaben des nonverbalen Denkens verteilt (siehe Beispiele unten für Details). Die Rechenleistung der Kinder wurde in der ersten, fünften und siebten Woche getestet.
Die Forscher fanden heraus, dass sich alle Gruppen in Bezug auf mathematische Leistungen verbesserten, aber dass das Training des logischen Denkens den größten positiven Effekt hatte, gefolgt von Arbeitsgedächtnisaufgaben. Sowohl das Argumentations- als auch das Gedächtnistraining übertrafen das Rotationstraining deutlich, wenn es um mathematische Verbesserungen ging. Sie beobachteten auch, dass die Vorteile des kognitiven Trainings von Person zu Person dreifach unterschiedlich sein können. Dies könnte Unterschiede in den Ergebnissen einiger früherer Studien erklären, da individuelle Merkmale der Studienteilnehmer die Ergebnisse tendenziell beeinflussen.
Die Forscher stellen fest, dass die Studie einige Einschränkungen aufwies, einschließlich des Fehlens einer passiven Kontrollgruppe, die eine Schätzung der absoluten Effektgröße ermöglichen würde. Außerdem umfasste diese Studie keine Gruppe von Schülern, die nur Mathematikunterricht erhielten.
"Während es wahrscheinlich ist, dass das Training dieser bestimmten Fähigkeit für jeden gegebenen Test der zeiteffektivste Weg ist, um die Testergebnisse zu verbessern, bietet unsere Studie einen prinzipiellen Beweis dafür, dass sich räumliches kognitives Training auf akademische Fähigkeiten überträgt, " sagt Torkel Klingberg. „Angesichts der breiten Palette von Bereichen, die mit räumlicher Wahrnehmung verbunden sind, ist es möglich, dass das Training auf mehrere Bereiche übertragen wird, und wir glauben, dass dies in jede Berechnung von Lehrern und politischen Entscheidungsträgern einbezogen werden sollte, wie zeiteffizientes räumliches Training im Verhältnis zum Training für einen bestimmten Test ist."
Die Forscher wurden vom schwedischen Forschungsrat finanziell unterstützt. Torkel Klingberg hat eine unbezahlte Position als Chief Scientific Officer bei Cognition Matters inne, der gemeinnützigen Stiftung, die Eigentümerin der Kognitionstrainings-App Vektor ist, die in dieser Studie verwendet wurde.
Beispiele für Trainingsaufgaben im Studium
- Bei einer Zahlenstrahlaufgabe wird eine Person gebeten, die richtige Position einer Zahl auf einer Linie zu identifizieren, die durch einen Anfangs- und einen Endpunkt begrenzt ist. Die Schwierigkeit wird in der Regel durch das Entfernen räumlicher Hinweise, z. B. Häkchen auf der Zahlengeraden, und das Einbeziehen mathematischer Probleme wie Addition, Subtraktion und Division gemildert.
- Bei einer visuellen Arbeitsgedächtnisaufgabe wird eine Person gebeten, sich an visuelle Objekte zu erinnern. In dieser Studie reproduzierten die Kinder eine Folge von Punkten auf einem Gitter, indem sie den Bildschirm berührten. Die Schwierigkeit wurde durch Hinzufügen weiterer Elemente erhöht.
- In einer nonverbalen Denkaufgabe wird eine Person gebeten, Sequenzen räumlicher Muster zu vervollständigen. In dieser Studie wurden die Kinder gebeten, basierend auf früheren Sequenzen das richtige Bild auszuwählen, um eine Leerstelle zu füllen. Die Schwierigkeit wurde durch Hinzufügen neuer Dimensionen wie Farben, Formen und Punkte erhöht.
- Bei einer Rotationsaufgabe wird eine Person gebeten herauszufinden, wie ein Objekt aussehen würde, wenn es gedreht würde. In dieser Studie wurden die Kinder gebeten, ein 2D-Objekt zu drehen, um es in verschiedene Winkel einzupassen. Die Schwierigkeit wurde durch Erhöhen des Drehwinkels oder der Komplexität des zu drehenden Objekts gemildert.
