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ReAL - Neurobehavioral Development of Reading and Arithmetic Skills - A Longitudinal Study

Laufzeit: 07/2008 - 06/2014

Im Projekt wurde die Leseentwicklung und Rechenentwicklung von Grundschülern mittels entwicklungspsychologischer und neurowissenschaftlicher Methoden (EEG, MRT) über die ersten vier Schuljahre längsschnittlich untersucht. Die Kinder nahmen jährlich an drei Untersuchungen te...    mehr

Im Projekt wurde die Leseentwicklung und Rechenentwicklung von Grundschülern mittels entwicklungspsychologischer und neurowissenschaftlicher Methoden (EEG, MRT) über die ersten vier Schuljahre längsschnittlich untersucht. Die Kinder nahmen jährlich an drei Untersuchungen teil: In einer Verhaltensuntersuchung wurde mittels Videoanalyse und Befragung erfasst, welche Strategien Kinder mit verschiedenen Leistungsvorrausetzungen bei der Bearbeitung von Lese- und Rechenaufgaben verschiedener Schwierigkeit verwenden. In einer zweiten Sitzung wurden die Kinder gebeten, entsprechende Aufgaben zu bearbeiten, während mittels Elektroenzephalographie (EEG) die elektrische Aktivität des Gehirns abgeleitet wurde. So konnte das zeitliche Zusammenspiel neuronaler Systeme bei der Bearbeitung der Lese- und Rechenaufgaben untersucht werden. Ergänzend zu dieser Methode bearbeiteten die Kinder in der dritten Sitzung dieselben Aufgaben in einem Magnetresonanztomographen (MRT), wodurch die Quellen der neuronalen Aktivität räumlich sehr genau bestimmt werden konnten. Zusätzlich konnten Rückschlüsse auf den Zusammenhang zwischen individuellen Lese- und Rechenleistungen bzw. -strategien und dem Aufbau des Gehirns der Kinder ermöglicht werden. (DIPF/Projekt)    weniger

Einfluss visuo-spatialer Defizite auf Entwicklung der Rechenschwäche bei Kindern

Laufzeit: 01.03.2007 - 30.04.2008

Rechenschwäche (MD) bei Kindern zeigt sich nicht allein auf der Ebene mathematischer Leistungstests, sondern auch auf der Ebene des konzeptuellen, des prozeduralen und des Faktenwissens sowie auf der Ebene der der Wissensverarbeitung zugrunde liegenden neurokognitiven Sys...    mehr

Rechenschwäche (MD) bei Kindern zeigt sich nicht allein auf der Ebene mathematischer Leistungstests, sondern auch auf der Ebene des konzeptuellen, des prozeduralen und des Faktenwissens sowie auf der Ebene der der Wissensverarbeitung zugrunde liegenden neurokognitiven Systeme. Theoretische Gründe geben Anlass zu der Vermutung, dass Defizite eines neurokognitiven Systems zur visuell-räumlichen Repräsentation der numerischen Größe von Zahlen (mentaler Zahlenstrahl) ursächlich an der Entwicklung von Dyskalkulie beteiligt sein könnten. Diese Annahme sollte im Rahmen des geplanten Projekts mit Hilfe unterschiedlicher neuropsychologischer Verfahren untersucht werden. In einer ersten Phase erfolgte die Klassentestung von ca. 600 Berliner Grundschülern bezüglich ihrer mathematischer Leistungen von März bis Mai 2007; in Phase 2 wurde von Juni bis September 2007 die Einzeltestung von ca. 180 ausgewählten Schülern (90 mit MD/ 90 ohne MD) in Bezug auf verschiedene behaviorale Parameter vorgenommen; in Phase 3 wurde von Oktober 2007 bis Januar 2008 eine EEG-Studie mit ca. 70 Schülern (35 mit MD/ 35 ohne MD) durchgeführt; Phase 4 diente der Zusammenführung und Publikation der Ergebnisse. (DIPF/Projektträger)    weniger

Studie zur neuronalen Sprachverarbeitung bei Schülerinnen und Schülern mit Förderschwerpunkt Hören, die bilingual - in Deutscher Gebärdensprache und in Lautsprache - unterrichtet werden

Laufzeit: 01.03.2007 - 31.07.2008

Die Studie greift die Kontroverse um eine möglichst effiziente Sprachfrühförderung bei Kindern mit Förderbedarf im Bereich Hören auf. Durch die Verfügbarkeit von Cochlea-Implantaten (Neuroprothesen, die Hörverlust überbrücken) hat sich die Debatte um den Gebrauch von Ge...    mehr

Die Studie greift die Kontroverse um eine möglichst effiziente Sprachfrühförderung bei Kindern mit Förderbedarf im Bereich Hören auf. Durch die Verfügbarkeit von Cochlea-Implantaten (Neuroprothesen, die Hörverlust überbrücken) hat sich die Debatte um den Gebrauch von Gebärdensprache bei Kindern mit Hörbeeinträchtigung verschärft. Zur Diskussion steht, ob über das Aufwachsen in Lautsprache und Gebärdensprache die gleichen Sprachverarbeitungsprozesse initiiert werden wie beim bilingualen Erwerb zweier Lautsprachen oder ob die visuell-räumliche Gebärdensprache Prozesse etabliert, die den Lautspracherwerb überlagern. In der Studie wurde ein neurolinguistisches, experimentelles Paradigma eingesetzt, das die neuronale Worterkennung mit Hilfe ereigniskorrelierter Hirnpotentiale untersucht. [Neurokognitive Prozesse in diesem Paradigma, die für hörende Erwachsene bereits gut beschrieben sind, wurden für Schülerinnen und Schüler mit Förderbedarf im Bereich Hören analysiert. Im vorliegenden Pilotprojekt wurden Kinder im Alter von sieben bis zwölf Jahren untersucht, die bilingual in Deutscher Gebärdensprache und in Lautsprache unterrichtet wurden. Als Resultat aus dem Forschungsvorhaben ergaben sich] nicht nur Hinweise für die Anwendung im Hinblick auf die Gehörlosenpädagogik, sondern auch neurowissenschaftliche Erkenntnisse zu Determinanten der ontogenetischen Sprachentwicklung. (DIPF/Projekt)    weniger

Der Einfluss von Feedback auf Lernleistungen bei Kindern

1. Förderphase

Laufzeit: 01.11.2006 - 31.05.2008

Es handelte sich um ein Projekt zur Lehrforschung und Lernforschung unter neurowissenschaftlicher Perspektive, das sich mit Fehlerrückmeldung beschäftigte. In zwei Studien wurde die Rolle von Fehlerrückmeldung auf Lernleistungen und damit einhergehende Hirnaktivität bei Kin...    mehr

Es handelte sich um ein Projekt zur Lehrforschung und Lernforschung unter neurowissenschaftlicher Perspektive, das sich mit Fehlerrückmeldung beschäftigte. In zwei Studien wurde die Rolle von Fehlerrückmeldung auf Lernleistungen und damit einhergehende Hirnaktivität bei Kindern untersucht. Zehn bis zwölf Jahre alte Kinder wurden in einer funktionellen Magnetresonanztomographiestudie (n=40) und einer Verhaltensstudie (n=200) untersucht. Verwendet wurde ein assoziatives Lernparadigma, das dem Vokabellernen ähnelt. Die Kinder wurden zwei Gruppen zugeordnet. In einer Gruppe wurde Rückmeldung über die richtige Antwort gegeben, die andere Gruppe bekam keine Rückmeldung. In der Verhaltensstudie wurden zudem Daten über individuelle Differenzen bezüglich Intelligenz, Aufmerksamkeit, Gedächtniskapazität, Frustrationstoleranz, Selbstkonzept und weitere erfasst. Ergänzend wurden die gleichen Untersuchungen an einer Erwachsenenkohorte durchgeführt. Die Ergebnisse erbrachten Erkenntnisse über Lernleistungen und damit einhergehende Hirnmechanismen bei vorhandener und fehlender Fehlerrückmeldung und zum Einfluss von interindividuellen Unterschieden. (DIPF/Projekt)    weniger

Der Einfluss von Feedback auf Lernen bei Kindern

Effekte eines Reattributionstrainings - 2. Förderphase

Laufzeit: 01.06.2008 - 30.11.2011

Im Projekt wurde untersucht, wie sich positives und negatives Feedback auf die Lernleistung von Kindern auswirkt und welche Hirnaktivität mit diesem Feedback verbunden ist. Darüber hinaus war ein zentrales Ziel zu untersuchen, ob ein Reattributionstraining im Unterricht d...    mehr

Im Projekt wurde untersucht, wie sich positives und negatives Feedback auf die Lernleistung von Kindern auswirkt und welche Hirnaktivität mit diesem Feedback verbunden ist. Darüber hinaus war ein zentrales Ziel zu untersuchen, ob ein Reattributionstraining im Unterricht den Umgang mit Feedback verändert, indem lernungünstige Ursachenzuschreibungen für Fehler verändert werden. [Schüler] sollten vor und nach einem halbjährigen Reattributionstraining Lernparadigmen bearbeiten, die institutionalisiertes Lernen im Chemieunterricht widerspiegeln. Je nach Fragestellung wurden in diesen Lernparadigmen verschiedene Aspekte des Feedbacks (affektiver und informativer Gehalt) manipuliert und die Auswirkungen dieser Manipulation auf Lernen und Hirnaktivität untersucht. Dabei wurde ein besonderer Schwerpunkt auf die Untersuchung interindividueller Differenzen sowie angewandter Erklärungsstrategien gelegt. Im Hinblick auf die Bildungspraxis war ein weiteres Ziel, Materialien zu entwickeln und zu erproben, die Lehrkräfte befähigen, optimales und individualisiertes Feedback zu geben bzw. das Lernthema Formelsprache im Chemieunterricht zu unterstützen. Die Verarbeitung der Formelsprache war auch Untersuchungsgegenstand des Teilprojektes aus der Informatik, das die Validierung der Brain-Mapping-Hypothese von Anderson (2007) zum Ziel hatte. Mithilfe der kognitiven Architektur ACT-R von Anderson wurden kognitive Prozesse modelliert, die mit der Zuordnung einer chemischen Strukturformel zum Namen dieser Verbindung assoziiert sind. Die Modellannahmen zum Mapping der Komponenten von ACT-R auf Hirnregionen wurden genutzt, um die Hirnaktivität bei der Bearbeitung der Chemieaufgabe vorherzusagen. Bezüglich der Hirnaktivität zeigten sich in der Gruppe der Kinder, die ein Feedback erhalten hatten und an der funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRT-Untersuchung) teilnahmen, Veränderungen insbesondere bei der Verarbeitung von hoch affektivem Feedback. In dieser ausgewählten Gruppe von Kindern zeigten sich auch Verhaltenseffekte, die in der Gesamtstichprobe leider nicht vorhanden waren. (DIPF/Projektträger)    weniger

Wie das Lesen- und Schreibenlernen Hirnfunktionen beeinflusst

1. Förderphase

Laufzeit: 01.02.2007 - 30.04.2008

Das angestrebte Ziel dieses im Verbund durchgeführten Projekts war das Verständnis von neurophysiologischen Korrelaten des Schriftspracherwerbs zu einem Entwicklungszeitpunkt, wenn Kinder zu lesen und zu schreiben lernen. In diesem Pilotprojekt wurden Grundschulkinder [un...    mehr

Das angestrebte Ziel dieses im Verbund durchgeführten Projekts war das Verständnis von neurophysiologischen Korrelaten des Schriftspracherwerbs zu einem Entwicklungszeitpunkt, wenn Kinder zu lesen und zu schreiben lernen. In diesem Pilotprojekt wurden Grundschulkinder [und deren Veränderungen des Gehirns] vor der Einschulung und nach einem halben Jahr Unterrichtung im Lesen und Schreiben längsschnittlich untersucht, und zwar mit psycholinguistischen Wort-Tests und mit neurophysiologischen Messungen (ERPs). [Dabei wurden erste, sehr frühe neurophysiologische Unterschiede zwischen Kindern mit einem genetischen Risiko für eine Lese-Rechtschreibstörung und Kindern ohne ein solches Risiko erforscht.] Die Nutzung der Ergebnisse liegt in konkreten unterrichtsdidaktischen Empfehlungen für den Schriftspracherwerb. (DIPF/Projekt)    weniger

Fit for School: Neurobiologische Erfassung verbesserter Lernleistungen durch die schlafbezogene Gedächtniskonsolidierung abendlicher Kurz-Replikationen schulischer Lerninhalte anhand einer 6-wöchigen Elternintervention bei Schulkindern

Laufzeit: 01.03.2007 - 29.02.2008

Vorhabenziel [des Projekts] war die neurobiologische Erfassung verbesserter Lernleistungen durch die schlafbezogene Gedächtniskonsolidierung abendlicher Kurz-Replikationen schulischer Lerninhalte anhand einer sechswöchigen Elternintervention bei Schulkindern. [Zunächst wurd...    mehr

Vorhabenziel [des Projekts] war die neurobiologische Erfassung verbesserter Lernleistungen durch die schlafbezogene Gedächtniskonsolidierung abendlicher Kurz-Replikationen schulischer Lerninhalte anhand einer sechswöchigen Elternintervention bei Schulkindern. [Zunächst wurde hierfür] die Hälfte der Eltern von zwei mal 15 Kölner Viertklässlern über sechs Wochen so geschult, dass sie vor dem abendlichen Lichtlöschen eine positive Intervention durchführen sollten [in Form von] Vorlesen und der Kurz-Replikation schulischer Lerninhalte; die andere Gruppe erhielt keine Intervention. Gemessen wurde die Fähigkeit Kurzgeschichten nachzuerzählen, Mathematik-Tests (DEMAT) sowie frontale exekutive Funktionen vor und nach der Interventionsphase. Diese Lernparameter wurden neurobiologisch anhand der urinären Cortisol-Exkretion, der Schlaf-Wach-Rhythmik (Aktigraphie) und der funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRI) validiert. Die Untersuchungen fanden in kleineren Gruppen im Frühjahr und Spätsommer statt. Anschließend erfolgte die Auswertung. Die Ergebnisse sollen als Grundlage späterer Feldstudien neurobiologische Parameter ausweisen, die eine verbesserte Lerneffizienz und Lernkompetenz bei Grundschülern widerspiegeln und außerdem zu neurowissenschaftlichen fundierten Informationsmodulen und Trainingseinheiten führen. (DIPF/Projekt)    weniger

Körperliche Aktivität und exekutive Funktionen

Eine neuropsychologische und eine EEG-Studie zum Einfluss körperlicher Belastung auf die Arbeitsgedächtnisleistung

Laufzeit: 01.01.2007 - 31.12.2007

[Das Projekt zielte darauf ab,] grundlegende Wirkmechanismen körperlicher Aktivität auf kognitive Prozesse mit Hilfe hirnelektrischer sowie neurochemischer Aktivität zu identifizieren. Voruntersuchungen legten nahe, dass Bewegung positiven Einfluss auf Aufmerksamkeitsprozes...    mehr

[Das Projekt zielte darauf ab,] grundlegende Wirkmechanismen körperlicher Aktivität auf kognitive Prozesse mit Hilfe hirnelektrischer sowie neurochemischer Aktivität zu identifizieren. Voruntersuchungen legten nahe, dass Bewegung positiven Einfluss auf Aufmerksamkeitsprozesse hat. Im Rahmen einer Laborstudie wurde hirnelektrische Aktivität bei Aufmerksamkeitsprozessen untersucht, um den Einfluss vorangegangener körperlicher Aktivität zu ermitteln. Um Erkenntnisse zum Einfluss neurochemischer Botenstoffe auf die Wirksamkeit körperlicher Aktivität auf kognitive Prozesse zu gewinnen, kamen molekularbiologische Methoden zur Anwendung. In einer Feldstudie wurde untersucht, ob der Schulsport (Sportunterricht versus fünfminütige bewegte Pause) exekutive Funktionen wie das Arbeitsgedächtnis oder Inhibition fördert. Von den Ergebnissen der Laborstudie wurde eine detaillierte Aufschlüsselung über Wirkzusammenhänge zwischen körperlicher Aktivität und kognitiver Leistung [vorgenommen]. Diese wurden für innovative Rhythmisierungskonzepte im Schulalltag, so u.a. die Abfolge von konzentrativen Belastungen und Bewegung, genutzt. Die Feldstudie verglich erste konkrete Rhythmisierungskonzepte in der Schule. (DIPF/Projekt)    weniger

Neurophysiologische Tests mathematikrelevanter Hirnfunktionen bei Kindern

Einflüsse von Alter, Gefühlszustand und Präsentationsformat

Laufzeit: 01.02.2007 - 31.03.2008

Im Rahmen des Verbundvorhabens wurde bei Kindern und Jugendlichen der Klassenstufen 4 und 8 das Problemlöseverhalten bei mathematischen Aufgaben untersucht. Es wurden zwei Typen von Additionsaufgaben präsentiert, nämlich einfache numerisch-algorithmische Aufgaben und Textau...    mehr

Im Rahmen des Verbundvorhabens wurde bei Kindern und Jugendlichen der Klassenstufen 4 und 8 das Problemlöseverhalten bei mathematischen Aufgaben untersucht. Es wurden zwei Typen von Additionsaufgaben präsentiert, nämlich einfache numerisch-algorithmische Aufgaben und Textaufgaben, die mathematisches Modellieren erfordern. Die Aufgabenbearbeitung fand nach Induktion von positiver oder neutraler Stimmung statt, also unter zwei affektiven Bedingungen. Ziel des Projekts war es zu prüfen, ob bei der Bearbeitung mathematischer Aufgaben unterschiedliche Hirnaktivitäten und Leistungen in Abhängigkeit von Klassenstufe, Aufgabentyp und affektivem Zustand zu beobachten sind. Die Probanden bearbeiteten dazu mehrere Aufgaben jeweils in einer numerischen und in einer textbasierten Version. Während der Aufgabenlösung wurde die Hirnaktivität mit Hilfe der Nahinfrarot-Spektroskopie (NIRS) gemessen. Die Ergebnisse sollen dazu beitragen, prinzipielle Unterschiede im mathematischen Problemlöseverhalten von Kindern bzw. Jugendlichen in Abhängigkeit von kognitiven und affektiven Voraussetzungen zu klären und entsprechende Ergebnisse der fachdidaktischen Forschung zu stützen oder zu falsifizieren. (DIPF/Projekt)    weniger

Domänenübergreifende und domänenspezifische Korrelate individueller Leistung im Fach Mathematik im Grundschulalter

Eine Längsschnittstudie zum Zusammenspiel von basisnumerischen und exekutiven Funktionen

Laufzeit: 01.11.2008 - 31.10.2012

Ziel dieses Projekts war die längsschnittliche Untersuchung des Zusammenhangs zwischen basal-numerischen Defiziten sowie Defiziten im Bereich exekutiver Funktionen und der Entwicklung schulischer Fertigkeiten im Fach Mathematik während der ersten Grundschuljahre. Nach einem...    mehr

Ziel dieses Projekts war die längsschnittliche Untersuchung des Zusammenhangs zwischen basal-numerischen Defiziten sowie Defiziten im Bereich exekutiver Funktionen und der Entwicklung schulischer Fertigkeiten im Fach Mathematik während der ersten Grundschuljahre. Nach einem diagnostischen Screening von ca. 2500 Grundschülern der ersten und zweiten Schulstufe in Bezug auf ihre Leistung im Bereich mathematischer Verarbeitung sowie relevanter Kontrollparameter (Intelligenz, Aufmerksamkeit, Arbeitsgedächtniskapazität, Lesefähigkeit und Rechtschreibfähigkeit) wurde im Rahmen von drei jährlichen Erhebungsphasen die Entwicklung kontrollierter Gruppen von Kindern mit schwachen, mittleren und überdurchschnittlichen mathematischen Leistungen in Bezug auf basale numerische Fertigkeiten sowie auf exekutive Kontrollfunktionen nachvollzogen. Bei den Erhebungen wurde mithilfe etablierter diagnostischer und experimenteller Paradigmen ein Spektrum an Verhaltensdaten und neurophysiologischen Daten erhoben, die nähere Erkenntnisse über Zusammenhänge kritischer Einflussgrößen im Laufe der frühen Schulentwicklung erlauben. Neben dieser longitudinalen Studie wurden Interventionsprogramme durchgeführt, die den Nutzen domänenspezifischer und domänenübergreifender Trainingsansätze für Kinder mit Störungen der mathematischen Verarbeitung ermitteln und für unterschiedliche Subgruppen kontrastieren sollten. (...) Es wurden fünf Gruppen (rechenschwache Kinder und Kontrollkinder, jeweils ohne und mit Leseschwäche, eine Wartegruppe) vor und nach der Intervention in Bezug auf ihre Leistung untersucht. Während sich Kinder der Interventionsgruppen bedeutsam verbessern konnten, waren bei Kindern der Wartegruppe und Kontrollgruppen kaum Leistungszuwächse festzustellen. Der Leistungszuwachs der Kinder mit isolierter Rechenschwäche war deutlich größer als der der Kinder mit zusätzlicher Leseschwäche. (DIPF/Projektträger)    weniger

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