Site menu:

Diskussion

Ziel der vorliegenden Untersuchung war es, positive Effekte der Förderung mit den Rechenspielen mit Elfe und Mathis I auf die Mathematikleistung von Erst- und Zweitklässlern nachzuweisen. Hierfür wurde der Schulunterricht im Fach Mathematik bei einem Teil der Kinder durch das Förderprogramm angereichert, während der andere Teil der Kinder in der gleichen zur Verfügung stehenden Zeit regulären Mathematikunterricht erhielt. Nach einem Matching der Ausgangsleistung in Mathematik zeigten Kinder, die mit den Rechenspielen I gefördert worden waren, signifikant größere Verbesserungen der Mathematikleistung als Kinder, die lediglich regulären Mathematikunterricht erhalten hatten. Die Effektstärke lag in den gematchten Stichproben in beiden Klassenstufen bei etwa d = .6. Mithin lässt sich feststellen, dass in beiden Klassenstufen durch den Einsatz des Förderprogramms etwa gleich hohe Leistungszuwächse erzielt werden konnten.

Einschränkend muss berichtet werden, dass die Experimentalgruppe in der ersten Klasse bei ungematchten Stichproben nur tendenziell bessere Lernfortschritte zeigte als die Kontrollgruppe. Dabei ist allerdings zu bedenken, dass das Computerprogramm in der vorliegenden Untersuchung nicht, wie oft üblich, mit einer Kontrollbedingung verglichen wurde, in der keine mathematische Förderung stattfand. Stattdessen erhielten die Kinder der Kontrollgruppe regulären schulischen Mathematikunterricht. Geht man davon aus, dass dieser bei der Vermittlung mathematischer Fertigkeiten erfolgreich ist, so war unter der Annahme der Wirksamkeit der Rechenspiele höchstens mit kleinen bis mittleren Effekten zu rechnen. In der Tat liegen die Effektstärken der ungematchted Stichproben etwa in der Größenordnung, die in englischsprachigen Metaanalysen (Lin & Ma, 2010; Slavin & Lake, 2008) berichtet wird.

Die Effekte werden vermutlich auch dadurch limitiert, dass es sich mit nur acht bis zehn Schulstunden um eine zeitlich stark befristete Anreicherung des Unterrichts handelte, die darüber hinaus teilweise unter suboptimalen Bedingungen stattfinden musste. So war beispielsweise keine der Schulen mit zeitgemäßen Computern ausgestattet. Auch die Anzahl an Rechnern war an allen Schulen ungenügend. Die Kinder mussten deshalb, anders als ursprünglich vorgesehen, in Zweier- oder Dreiergruppen arbeiten. Es konnten also nicht, wie eigentlich im Programm vorgesehen, individualisierte Schwierigkeitsprofile verwendet werden. Außerdem mussten die Audioinstruktionen deaktiviert werden.

Trotz dieser Schwierigkeiten bei der Durchführung waren die teilnehmenden Kinder in der Regel mit enorm hoher Motivation bei der Sache und bearbeiteten auch schwierige Aufgaben mit Ausdauer. Das Erreichen einer höheren Schwierigkeitsstufe hatte für viele Kinder einen enorm belohnenden Charakter. Durch die Arbeit in Kleingruppen entwickelte sich teilweise ein reger positiver Austausch zwischen den Kindern, der möglicherweise sogar die Tatsache wett machte, dass nicht jedes Kind am eigenen Computer arbeiten konnte.

Von den fünf beteiligten Lehrkräften in den Experimentalgruppen gaben vier am Ende der Trainingssitzungen sehr positive Rückmeldungen zu den Rechenspielen I. Eine Lehrerin der Experimentalbedingung merkte beispielsweise an, dass ihre Schüler durch das Training im Mathematikunterricht zunehmend eigenständiger gearbeitet und bei schwierigen Aufgaben ausdauernder nach eigenen Lösungswegen gesucht hätten.


Methodische Limitierungen der Studie

Aufgrund des eingeschränkten Umfangs der vorliegenden Untersuchung, war es uns leider nicht möglich, einzelne Wirkfaktoren zu isolieren. Über die Ursachen, die zu einem größeren Lernfortschritt der Experimentalgruppen beigetragen haben, kann deshalb an dieser Stelle nur spekuliert werden. Sicherlich sind die Rechenspiele dem Mathematikunterricht nicht hinsichtlich der Vermittlung neuer Inhalte und Techniken überlegen. Vielmehr handelt es sich um ein Programm, bei dem bereits bekannte Inhalte eingeübt werden. Deshalb möchten wir an dieser Stelle auch betonen, dass die Rechenspiele I keinesfalls als Ersatz für Mathematikunterricht, sondern als sinnvolle Ergänzung zu betrachten sind.

Zu Beginn des Artikels haben wir bereits mehrere lernpsychologische Mechanismen erwähnt, die im Programm umgesetzt wurden und deshalb möglicherweise zu dessen Erfolg beitragen. So erhalten Kinder beispielsweise zeitnahe Rückmeldung über Erfolg oder Misserfolg. Außerdem können sie jederzeit Informationen über den aktuellen Leistungsstand abfragen (informationaler Verstärker).

Wichtig erscheinen uns auch die motivationalen Elemente des Programms. Dazu zählen zum Beispiel die äußere Gestaltung, die verschiedenen Arten von Belohnung, die überspannende Rahmenhandlung sowie der Abwechslungsreichtum. Letzterer wird vor allem dadurch erzielt, dass im Unterschied zum Mathematikunterricht (und auch zu vielen Lernprogrammen für Mathematik) in relativ kurzer Zeit viele verschiedene Inhaltsbereiche durchlaufen werden. Somit kann gegebenenfalls das Interesse länger aufrecht erhalten werden. In den erfassten motivationalen Variablen zeigten die Kinder der Experimentalgruppe zwar keine signifikant höheren Werte als die Kinder der Kontrollgruppe. Allerdings wiesen die erhobenen Variablen bereits im Prätest starke Deckeneffekte auf, sodass Erhöhungen der Motivation nicht erfasst werden konnten. Dass größere Lernfortschritte dennoch zumindest zum Teil ihre Ursache in einer höheren Motivation der Experimentalgruppe haben, halten wir aber für wahrscheinlich.

Auch der generelle Neuigkeitseffekt des Mediums Computer trägt möglicherweise dazu bei, das Interesse länger aufrecht zu erhalten. Wenn dies der Fall ist, sollten sich in höheren Klassen etwas kleinere Effektstärken ergeben, da viele Kinder dann bereits an das Arbeiten mit dem Computer gewöhnt sind. Tatsächlich ergaben erste Überprüfungen der Wirksamkeit der Rechenspiele mit Elfe und Mathis II (W. Lenhard, A. Lenhard & Lingel, 2010) in den Klassenstufen drei und vier etwas niedrigere Effektstärken.

Zu guter Letzt könnte als möglicher Wirkfaktor auch vermutet werden, dass am Computer eventuell mehr Aufgaben in der gleichen Zeit bewältigt werden können als im Unterricht. Dabei geben wir allerdings zu bedenken, dass in den Experimentalgruppen bis zu 30% der Zeit alleine für das Ein- und Ausschalten der Computer sowie für das Abspeichern der Ergebnisse investiert wurde. Mit herkömmlichen Arbeitsblättern können unseres Erachtens eher mehr Aufgaben pro Stunde bearbeitet werden. Den Wirkfaktor der effektiveren Zeitnutzung halten wir deshalb für eher unwahrscheinlich.


Mögliche Wirkmechanismen

Bei der Interpretation dieser Ergebnisse muss auf verschiedene methodische Limitierungen der Untersuchung hingewiesen werden. So besteht ein grundlegendes Problem dieser - wie auch vieler anderer - Evaluierungsstudien im quasiexperimentellen Design. Eine zufällige Zuweisung von Kindern zu Experimental- und Kontrollgruppe konnte aus organisatorischen Gründen nicht bewerkstelligt werden. Dieses Dilemma könnte allenfalls durch die Rekrutierung sehr vieler Schulklassen oder durch die zusätzliche Erhebung weiterer möglicher Störvariablen (z. B. Intelligenz, Arbeitsgedächtnis) bewältigt werden. Hierfür standen uns leider nicht genug Ressourcen zur Verfügung.

Trotz des Matchings der Ausgangsleistungen kann außerdem nicht gänzlich ausgeschlossen werden, dass in den fünf Experimentalklassen auch abgesehen von der Förderung mit den Rechenspielen I effektiver unterrichtet wurde als in den Kontrollgruppen. Allerdings hätte sich in diesem Fall ein Leistungsunterschied zugunsten der Experimentalgruppe unseres Erachtens auch schon vor dem Förderzeitraum zeigen sollen. Das war allerdings nicht der Fall. Vielmehr berichtete eine Lehrerin der Kontrollgruppe, dass sie versuchte, während des Förderzeitraums besonders intensiven Unterricht zu betreiben, um gegenüber der Experimentalgruppe nicht in Rückstand zu geraten.

Auch eine Follow-Up-Erhebung konnte bislang wegen mangelnder Ressourcen nicht durchgeführt werden. Wir können also zum momentanen Zeitpunkt keine Aussagen darüber machen, wie lange die positiven Effekte des Computertrainings anhalten. Des Weiteren kann zum jetzigen Zeitpunkt nicht optimal beantwortet werden, inwiefern die in den Rechenspielen trainierten Fertigkeiten auch auf andere, nicht trainierte mathematische Fertigkeiten generalisieren. Da sowohl die verwendeten Testverfahren, die Rechenspiele I, als auch der Unterricht für sich in Anspruch nehmen, sich stark an den vorgegebenen Bildungsinhalten zu orientieren, können wir vorerst lediglich davon ausgehen, dass es sich bei den Trainingseffekten um einen nahen Transfer handelt.


Ausblick

In unserer Untersuchung haben wir festgestellt, dass die Anreicherung des Mathematikunterrichts in der ersten und zweiten Klassenstufe mit den Rechenspielen I die Leistungsentwicklung der Kinder im Fach Mathematik positiv beeinflussen kann. Ähnliche Erfolge lassen sich nicht nur für computerbasierte Förderprogramme im Fach Mathematik, sondern beispielsweise auch im Fach Deutsch (W. Lenhard, 2009) nachweisen. Trotzdem ist der Weg von der Entwicklung eines Programmes bis zum Einzug ins Klassenzimmer steinig.

Basierend auf den Erfahrungen dieser und anderer schulischer Untersuchungen am Computer (W. Lenhard, 2008; W. Lenhard & Schneider, 2006) mussten wir beispielsweise feststellen, dass die Nutzung des Potenzials computerbasierter Förderung in der Regel schon an der technischen Ausstattung der Schulen scheitert - ein Faktum, welches auch die Durchführung von Evaluationen computerbasierter Förderprogramme erheblich erschwert. Eine besondere Herausforderung stellen die sicherheitstechnischen Vorrichtungen an den Schulen dar, die es häufig nicht zulassen, Software zu installieren oder die vorhandenen Rechner zu aktualisieren. Die sich hieraus ergebenden Probleme treffen in der Regel lokal installierte Programme und Webapplikationen gleichermaßen. Der unserer Ansicht nach praktikabelste Ansatz besteht deshalb darin, Programme einzusetzen, die komplett von einem Datenträger startbar sind und bei denen kein Eingriff in das Computersystem notwendig ist.

Auch Lehrerinnen und Lehrer werden zurzeit noch nicht ausreichend darauf vorbereitet, neue Medien für die Gestaltung von Lehr- und Lernprozessen zu nutzen (Kos & Schaale, 2001). Bisweilen ist im pädagogischen Bereich sogar eine Abneigung gegen den Einsatz von Computern aufgrund potenziell negativer Auswirkungen spürbar (vgl. Petko, 2008). In populärwissenschaftlichen Werken werden diese Auswirkungen zudem teilweise überspitzt und undifferenziert aufbereitet (z. B. Bauerlein, 2008; Spitzer, 2005). Da aber die Arbeit mit Computern einen zentralen Bestandteil der heutigen Gesellschaft und Arbeitswelt darstellt, sollte Computerliteracy mehr als bisher als wichtiger Unterrichtsinhalt begriffen werden.

Ein weiteres Hindernis auf dem Weg von der wissenschaftlichen Entwicklung zur erfolgreichen Nutzung computerbasierter Förderprogramme in den Schulen liegt darin begründet, dass von Wissenschaftlern entwickelte und evaluierte Software häufig nicht den technischen und grafischen Ansprüchen der Nutzer genügt. Da auf dem Softwaremarkt ein großer Preisdruck existiert, konzentrieren sich hingegen die meisten Softwarefirmen darauf, Programme auf hohem technischen und grafischen Niveau zu produzieren. Bei solchen Programmen fehlt dann in der Regel die wissenschaftliche Absicherung des Lernerfolgs, da diese bei der Kaufentscheidung vermutlich häufig die kleinere Rolle spielt.

Das große Potenzial des Einsatzes von Lernsoftware im Unterricht bleibt aus den eben beschriebenen Gründen in Deutschland bislang weitgehend ungenutzt. Wir hoffen deshalb, mit den Rechenspielen mit Elfe und Mathis ein Programm vorgelegt zu haben, das dazu beiträgt, diese Lücke zu schließen.




zurück weiter