Wer Mathematik mag, kann es auch

Bereits seit den sechziger Jahren ist bekannt, dass grosses Interesse an Mathematik mit guten Leistungen in diesem Fach einhergeht. Aber auch andere Faktoren, wie beispielsweise die Kapazität des Arbeitsgedächtnisses spielen eine Rolle dabei, wie gut man in Mathematik abschneidet. Grundsätzlich scheint eine positive Einstellung Ängste beim Lernen abzubauen und das Durchhaltevermögen im Lernprozess zu erhöhen. Ist es also wirklich das Interesse am Fach Mathematik, was mit den guten Leistungen einhergeht, oder basiert der Zusammenhang auf einem allgemein grösseren Interesse an akademischen Themen und Fragestellungen? Welche Prozesse im Gehirn liegen hierbei zugrunde? Über die neurokognitiven Grundlagen des Zusammenhangs von einer positiven Einstellung und schulischem Erfolg ist noch nicht viel bekannt. Mithilfe von bildgebenden Verfahren, wie der funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRT) kann man Durchblutungsänderungen, die die neuronale Aktivität im Gehirn widerspiegeln, sichtbar machen. fMRT-Bilder können somit Aufschluss darüber geben, welches Hirnareal in welchem Kontext aktiv ist. Frühere Studien mit Erwachsenen deuten darauf hin, dass sowohl das affektiv-motivationale System, was in der Amygdala und ventralem Striatum lokalisiert ist, sowie das Lernen-und-Gedächtnis-System, was im mittleren Temporallappen einschliesslich Hippocampus lokalisiert ist, möglicherweise eine Rolle spielen könnten.

In drei Studien untersuchte ein Forscherteam der Universität Stanford unter der Leitung von Lang Chen den Zusammenhang von positiver Einstellung gegenüber Mathematik und Leistung in diesem Fach, sowie die assoziierten neuronalen Prozesse. In der ersten Studie nahmen insgesamt 240 Kinder im Alter zwischen sieben und elf Jahren teil. Ihre Einstellung gegenüber Mathematik wurde mit verschiedenen Fragen wie z.B. "Macht dir Mathematik lernen Spass?" erfasst. Generelles Interesse an akademischen Inhalten wurde mit Fragen wie "Magst du Wissenschaft?" erfasst. Die mathematischen Fähigkeiten der Kinder wurden mit einer Reihe von Rechenaufgaben am Computer erhoben. Weiterhin wurde eine Reihe von Informationen über die Intelligenz der Kinder, sowie das Ausmass ihrer Ängstlichkeit erhoben. Die Auswertung ergab, dass eine positive Einstellung gegenüber Mathematik mit einem guten Abschneiden in den Rechentests zusammenhängt, auch nachdem Unterschiede in der Intelligenz und Ängstlichkeit berücksichtigt wurden. Für das allgemeine Interesse an akademischen Inhalten hingegen wurde kein Zusammenhang mit der Rechenkompetenz der Kinder gefunden.

In den beiden anderen Studien sahen 47 bzw. 28 Kinder Rechenaufgaben mit Lösungen, wie z.B. 3+9=12 und 5+1=4, während sie im fMRT-Scanner untersucht wurden. Die Kinder wurden gebeten die Rechenaufgaben zu prüfen und anzugeben, ob die Ergebnisse richtig oder falsch waren. Die Auswertung der fMRT-Bilder zeigte, dass diejenigen Kinder, die während des Nachrechnens eine stärkere Durchblutung im Bereich des Hippocampus zeigten, diejenigen waren, die zuvor berichtet hatten Mathematik zu mögen. Demzufolge zeigten Kinder, die Mathematik mögen eine stärkere neuronale Aktivierung im Lernen-und-Gedächtnis System. Für die Durchblutung, und dementsprechend die neuronale Aktivität im affektiv-motivationalen System, ergab sich kein statistisch relevanter Zusammenhang mit einer positiven Einstellung gegenüber Mathematik. Dieser Befund war überraschend, da vorherige Beobachtungsstudien darauf hindeuteten, dass Emotionsregulation und Motivation mögliche Mechanismen sind, über den der Zusammenhang von positiver Einstellung und schulischem Erfolg vermittelt wird. Es wäre aber möglich, dass dieser hier aufgrund des Studienaufbaus "nicht sichtbar" wurde: Anders als im schulischen Kontext fehlt in diesem Experiment die Belohnung für das Rechnen der Aufgaben. Es wäre möglich, dass das affektiv-motivationale System unter diesen Umständen nicht angeregt wird. Studie drei zeigte zudem, dass der Zusammenhang zwischen positiver Einstellung gegenüber Mathematik und der Aktivierung vom Hippocampus stärker ausgeprägt war, wenn die Kinder die Lösung korrekt bewerteten.

Zusammenfassend kann man sagen, dass unabhängig von der allgemeinen Intelligenz, eine positive Einstellung gegenüber Mathematik mit einem besseren Abschneiden in diesem Fach zusammenhängt. Weiterhin scheint bei diesem Effekt der Hippocampus eine wichtige Rolle zu spielen. Ob die positive Einstellung hierbei die Ursache oder eher das Resultat der guten Leistung ist, lässt sich mit einer korrelativen Studie wie dieser nicht sagen. Möglicherweise scheint eine positive Einstellung gegenüber Mathematik die Aktivierung vom Hippocampus, der für Lernen und Gedächtnis eine grosse Rolle spielt, anzuregen und damit Lernprozesse und schulischen Erfolg zu erleichtern. Kurz gesagt: Eine positive Einstellung gegenüber Mathematik könnte die Rolle einer Gedächtnisstütze zukommen.

Literaturangaben:

Chen, L., Bae, S. R., Battista, C., Qin, S., Chen, T., Evans, T. M., & Menon, V. (2018). Positive Attitude Toward Math Supports Early Academic Success: Behavioral Evidence and Neurocognitive Mechanisms. Psychological Science, 29(3), 390–402. https://doi.org/10.1177/0956797617735528

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