Geometrie und Arithmetik - Theoretische Analyse und Empirische Untersuchung der Einflussfaktoren Raumvorstellung und Zahlenverarbeitung auf das Rechnen: Unterschied zwischen den Versionen

| hochschule= Karl-Franzens-Universität Graz

Zahlen erscheinen uns als eine Entität, sie zu verstehen und mit ihnen zu operieren ist jedoch ein hochkomplexes Kognitionskonstrukt mit sehr vielen Einflussparametern. In den letzten zwei Jahrzehnten hat die Entwicklungs- und Neuropsychologie sehr viel empirische Forschungsarbeit diesbezüglich geleistet und wichtige Erkenntnisse zur Entwicklung des Zahlensinns hervorgebracht. Besonders hervorzuheben sind hierbei die Ergebnisse von Dehaene (1993; 2003; 2004) zur neuronalen Lokalisation und zur Vernetzung jener für das Rechnen verantwortlichen Gehirnareale (Triple-Code-Modell). Auch die Resultate des Neurowissenschaftlers Von Aster (2005) zur Genese des Zahlensinns seien hier erwähnt. Der heutige Forschungsstand geht bei der Entwicklung von sogenannten basisnumerischen Fähigkeiten aus. Dabei handelt es sich um – teilweise angeborene – Kernsysteme sowie um pränumerische Entwicklungen, die großteils vor der Einschulung passieren und für die spätere Arithmetikkompetenz als verantwortlich gelten (Jordan et al. 2003; Halberda et al. 2008; Holloway und Ansari 2009).  

Geht man dieser Frage genauer nach, stößt man auf zahlreiche jüngere Untersuchungen, die empirische Evidenz für solch einen Zusammenhang zeigen (vgl. Battista 1990; Casey et al. 1997; Kyttälä 2008; Kyttälä und Lehto 2008; Reuhkala 2001; Gunderson et al. 2012). Seit der Einführung bildgebender Verfahren in der Neuropsychologie wurden zwar jene Gehirnregionen, die für das Rechnen verantwortlich sind, exakt lokalisiert (Dehaene et al. 2004), aber es gibt bis dato keine genauen Ergebnisse zur Lokalisation von Gehirnregionen die der Raumvorstellung zuzuschreiben sind. Einen Versuch in diese Richtung wagte Hubbard mit Kollegen (2005), wonach zumindest ähnliche zerebrale Areale bei der Bearbeitung arithmetischer und räumlicher Aufgaben aktiv zu sein scheinen.  

Sehr schlecht untersucht ist bis heute jedoch, wie und in welchem Ausmaß die Raumvorstellung tatsächlich auf die Rechenleistung Einfluss nimmt. Die Raumvorstellung wird in der Literatur (vgl. Franke 2007) in vier Komponenten (Veranschaulichung, räumliche Wahrnehmung, räumliche Orientierung und räumliche Beziehungen) gegliedert. Die erste Fragestellung der Arbeit liegt in der Untersuchung des differenzierten Einflusses dieser vier Komponenten auf die Rechenleistung von 9-11-jährigen Kindern. Die zweite Frage richtet sich nach der Art des Einflusses. Es wird untersucht, ob der Einfluss räumlicher Kognitionen direkt auf die Arithmetikkompetenz wirkt oder über die oben beschriebenen basisnumerischen Fertigkeiten – insbesondere über den mentalen Zahlenstrahl – indirekt passiert.  

Die Ergebnisse zeigen zum einen, dass nicht alle Kategorien der Raumvorstellung an der Varianzaufklärung von Rechenleistung beteiligt sind, und zum anderen, dass hypothesenkonform die Einflüsse der