Menschen verfügen über eine unglaubliche Fähigkeit zum Lernen, zur Anpassung und zur Entwicklung von Fachwissen in verschiedenen Bereichen, darunter Technologie, Musik und akademische Fächer wie Lesen, Schreiben, Mathematik, Naturwissenschaften und Zweitsprachen. Allerdings ist es von besonderer Bedeutung zu verstehen, wie Menschen in akademischen Kursen lernen, da es sich um ein charakteristisches Merkmal der menschlichen Spezies handelt und zur Verbesserung der Bildung genutzt werden kann.

Neue Technologien haben die Art und Weise, wie wir akademisches Lernen angehen, revolutioniert und beispiellose Datenmengen bereitgestellt. Mithilfe dieser Daten haben Forscher kognitive und statistische Modelle für den Kompetenzerwerb entwickelt, um Gemeinsamkeiten und Unterschiede zwischen Lernenden zu verstehen. Die Ergebnisse dieser Forschung wurden in einer aktuellen Studie veröffentlicht, die Aufschluss darüber gibt, wie viel Übung Schüler benötigen, um die Meisterschaft zu erlangen, wie stark die anfänglichen Leistungen der Schüler variieren und, was am erstaunlichsten ist, wie ähnlich die Schüler in ihrer Lerngeschwindigkeit sind.

Ziele und Methodik von LearnLab

LearnLab ist eine Organisation, die gegründet wurde, um die mentalen Lerneinheiten in akademischen Kursen zu identifizieren und diese Erkenntnisse zu nutzen, um verbesserten Unterricht in randomisierten kontrollierten Experimenten zu entwerfen und zu demonstrieren, die in Kurse eingebettet sind, und um Modelle von Lernenden zu erstellen, die signifikante Ähnlichkeiten und Unterschiede zwischen den Lernenden aufdecken. Um dies zu erreichen, entwickelten Forscher kognitive Modelle der mentalen Einheiten, die Studierende in akademischen Kursen erwerben, und verwendeten diese zur Neugestaltung von Kurseinheiten. Feldexperimente mit zufälligen Aufgabenstellungen, bei denen die Verwendung des Neudesigns (Behandlung) durch die Studierenden mit dem ursprünglichen Design (Kontrolle) verglichen wurde, zeigten verbesserte Lernergebnisse.

Die kognitiven Modelle wurden verwendet, um das Lernen in diskrete Einheiten oder Wissenskomponenten zu zerlegen, die Vorhersagen lieferten, die anhand der Leistungsdaten der Schüler in verschiedenen Kontexten und zu unterschiedlichen Zeiten getestet werden konnten. Untersuchungen über mehrere Datensätze hinweg stützten diese Wissenskomponenten-Hypothese.

Die primären Forschungsfragen der Studie bestanden darin, zu verstehen, wie viele Übungsmöglichkeiten die Schüler benötigen, um ein Meisterschaftsniveau von 80 % der Korrektheit zu erreichen, wie stark die anfänglichen Leistungen der Schüler variieren und wie stark ihre Lerngeschwindigkeit variiert. Statistische Wachstumsmodelle und kognitive Modelle des Kompetenzerwerbs wurden verwendet, um Daten aus der Schülerleistung bei Aufgabengruppen zu modellieren, die die genaue Kompetenzkomponente bewerten und Folgeanweisungen zu Schülerfehlern liefern.

Die Forscher wandten ihre Modelle auf 1.3 Millionen Beobachtungen in 27 Datensätzen von Schülerinteraktionen mit Online-Übungssystemen im Kontext von Grund- und Hochschulkursen in Mathematik, Naturwissenschaften und Sprache an. Die Datensätze wurden von Studierenden erstellt, die Bildungstechnologie in natürlichen Kontexten akademischer Kurse nutzten und gängige Unterrichtsformen wie Vorlesungen und zugewiesene Lesungen umfassten, die typischerweise der studentischen Praxis in der Bildungstechnologie vorausgingen.

Die Forscher fanden heraus, dass die Studierenden trotz der Verfügbarkeit von mündlichen Vorabschulungen wie Vorlesungen und Lesungen bescheidene anfängliche Vorübungsleistungen mit einer Genauigkeit von etwa 65 % zeigten. Obwohl sie denselben Kurs besuchten, schwankten die anfänglichen Leistungen der Schüler erheblich zwischen etwa 55 % korrekt für diejenigen in der unteren Hälfte und 75 % für diejenigen in der oberen Hälfte.

Das überraschendste Ergebnis war, dass die geschätzte Lernrate der Schüler erstaunlich ähnlich war und typischerweise um etwa 0.1 logarithmische Quoten oder 2.5 % in der Genauigkeit pro Gelegenheit zunahm. Dieser Befund stellt Lerntheorien vor die Herausforderung, die seltsame Kombination aus signifikanten Schwankungen in den anfänglichen Leistungen der Schüler und einer auffälligen Regelmäßigkeit in der Lernrate der Schüler zu erklären.

Allerdings stellten die Forscher bei den einzelnen Schülern erhebliche Unterschiede bei den Lernmöglichkeiten fest, die zum Beherrschen einer typischen Wissenskomponente erforderlich sind. Dies deutet darauf hin, dass Unterschiede beim Lernen der Schüler eher auf Unterschiede in den Lernmöglichkeiten als auf schülerinhärente Unterschiede in der Lernrate zurückzuführen sind.

Die Ergebnisse der Studie stellen aktuelle Lerntheorien in Frage, um die auffällige Regelmäßigkeit der Lernraten der Schüler trotz der erheblichen Unterschiede in den anfänglichen Leistungen der Schüler zu erklären. Es unterstreicht auch die Bedeutung von Lernmöglichkeiten im akademischen Umfeld, da Studierende umfangreiche Übung benötigen, um Meisterschaft zu erlangen. Die Regelmäßigkeit der Lerngeschwindigkeit der Schüler legt nahe, dass die Unterschiede in der Schülerleistung eher auf Unterschiede in den Lernmöglichkeiten als auf inhärente Unterschiede in den Lernfähigkeiten zurückzuführen sind. Dies hat wichtige Auswirkungen auf die Bildung und unterstreicht die Notwendigkeit eines qualitativ hochwertigen Unterrichts und personalisierter Lernmöglichkeiten, um sicherzustellen, dass alle Schüler die Möglichkeit haben, erfolgreich zu sein.

Die Bedeutung von Lernmöglichkeiten

Diese Forschung stellt eine entscheidende Herausforderung für aktuelle Lerntheorien dar. Üben und Wiederholen sind wesentliche Bestandteile des Lernprozesses. Die Schüler benötigen umfangreiche Übung, um ein gewisses Maß an Meisterschaft zu erreichen. Die erstaunliche Regelmäßigkeit der Lernraten der Schüler lässt jedoch darauf schließen, dass die Unterschiede in den Schülerleistungen nicht auf inhärente Unterschiede in den Lernfähigkeiten zurückzuführen sind. Stattdessen sind sie eher auf unterschiedliche Lernmöglichkeiten zurückzuführen.

Dies hat wichtige Auswirkungen auf die Bildung. Wenn es uns gelingt, allen Studierenden Zugang zu Lernangeboten in gleicher Qualität und Quantität zu ermöglichen, können wir die aktuellen Leistungslücken schließen. Das bedeutet, sicherzustellen, dass alle Schüler Zugang zu hochwertigen Unterrichts- und Bildungstechnologien haben, die Feedback geben und ihr Lernen unterstützen. Es bedeutet auch, den Studierenden, die zusätzliche Hilfe oder Unterstützung benötigen, zusätzliche Ressourcen zur Verfügung zu stellen.

Diese Forschung unterstreicht auch die Bedeutung des personalisierten Lernens. Bildungstechnologien, die personalisiertes Feedback und Unterricht bieten, können dazu beitragen, dass alle Schüler die Lernmöglichkeiten erhalten, die sie für den Erfolg benötigen. Indem wir den Unterricht auf die individuellen Bedürfnisse der Schüler zuschneiden, können wir dazu beitragen, dass jeder Schüler die Möglichkeit hat, sein volles Potenzial auszuschöpfen.

Diese Forschung liefert wichtige Erkenntnisse über den Lernprozess. Es legt nahe, dass umfangreiches Üben und Wiederholen für den Lernprozess unerlässlich sind. Dennoch sind Unterschiede in der Schülerleistung eher auf unterschiedliche Lernmöglichkeiten als auf inhärente Unterschiede in der Lernfähigkeit zurückzuführen. Dies hat wichtige Auswirkungen auf die Bildung und unterstreicht die Notwendigkeit eines qualitativ hochwertigen Unterrichts und personalisierter Lernmöglichkeiten, um sicherzustellen, dass alle Schüler ihr volles Potenzial entfalten.

Während wir uns weiterhin mit der Wissenschaft des Lernens befassen, ist es wichtig, sich daran zu erinnern, dass jeder Schüler einzigartig ist. Indem wir die individuellen Bedürfnisse jedes einzelnen Schülers verstehen und ihm die Lernmöglichkeiten bieten, die er benötigt, können wir dazu beitragen, dass jeder Schüler die Möglichkeit hat, erfolgreich zu sein. Dies ist nicht nur wichtig für den zukünftigen Erfolg einzelner Studierender, sondern auch für den Erfolg unserer Gesellschaft insgesamt. Indem wir in Bildung investieren und jedem Schüler die Möglichkeit geben, sein volles Potenzial auszuschöpfen, können wir eine bessere Zukunft für alle schaffen.

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Über den Autor

Robert Jennings ist zusammen mit seiner Frau Marie T. Russell Mitherausgeber von InnerSelf.com. Er besuchte die University of Florida, das Southern Technical Institute und die University of Central Florida mit Studien in Immobilien, Stadtentwicklung, Finanzen, Architekturingenieurwesen und Grundschulpädagogik. Er war Mitglied des US Marine Corps und der US Army und befehligte eine Feldartilleriebatterie in Deutschland. Er war 25 Jahre lang in den Bereichen Immobilienfinanzierung, Bau und Entwicklung tätig, bevor er 1996 InnerSelf.com gründete.

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