Forschung

Forschungsgebiet

Die Neurodidaktik ist ein faszinierendes und interdisziplinär ausgerichtetes Forschungsgebiet, das sich forschend, lehrend und praxisbezogen mit dem Gegenstandsbereich "Lernen" in Anwendungsfeldern von Erziehung, (Weiter-)Bildung und Sorge (bzw. Pflege) befasst. Dabei bedient sie sich der Erkenntnisse und der Methoden sowohl der Psychologie als auch der Erziehungswissenschaft sowie der kognitiven und affektiven Neurowissenschaft. Das Forschungsinteresse der Neurodidaktik bewegt sich entlang eines Kontinuums, dass von der Übernahme von Erkenntnissen der kognitiven und affektiven Neurowissenschaft sowie der Psychologie und der Erziehungswissenschaft, über eigenständige Grundlagenforschung bis hin zur praxisbezogenen Intervention und Evaluation von Maßnahmen zur Verbesserung des Lernens in Feldern von Erziehung, (Weiter-)Bildung und Sorge reicht. Entsprechend verstehen wir die Neurodidaktik als grundlagen-, anwendungs- und praxisorientierte Wissenschaft. Als grundlagenorientierte Wissenschaft erweitert und systematisiert die Neurodidaktik das allgemeine Wissen zum Gegenstandsbereich "Lernen" und zwar unabhängig von der Frage, ob sich aus diesem Wissen unmittelbare oder für die Zukunft denkbare Anwendungsmöglichkeiten ergeben. Dabei prüft sie die wissenschaftliche Gültigkeit ihrer Theorien und Hypothesen mit Hilfe von systematisch angelegten und streng kontrollierten Laborexperimenten. Hierzu kommen in unserer Arbeitsgruppe vorwiegend EEG- und Eye-Tracking-Methoden zum Einsatz. Als anwendungsorientierte Wissenschaft trägt die Neurodidaktik neurodidaktische, neurowissenschaftliche, psychologische und erziehungswissenschaftliche Forschungsergebnisse zusammen, die für Praxisfelder des Lernens relevant sind, und integriert diese Erkenntnisse zu weiterführenden Forschungsperspektiven und komplexen praxisnahen Theorien. Diese Forschungsperspektiven und integrativen Theorien führen schließlich zur Planung und Durchführung von Feldexperimenten, in denen die Gültigkeit der weiterführenden Hypothesen und Schlussfolgerungen unter realistischeren Bedingungen als im Laborexperiment, jedoch unter stärker kontrollierten Bedingungen als in einer Feldstudie, überprüft werden können. Als praxisorientierte Wissenschaft entwickelt die Neurodidaktik aus komplexen praxisnahen Modellen konkrete Interventionen, die der Optimierung von Erziehungsprozessen in der Familie, der Gestaltung von Lernumgebungen und Lernmaterialien sowie der Verbesserung von professioneller Wissensvermittlung und apparategestützter Kommunikation dienen können. Dabei wird die Wirksamkeit der Interventionen in Feldstudien wissenschaftlich evaluiert und deren Nutzen in Bezug auf die erzielten (und nicht erzielten!) Lern- und Leistungsverbesserungen kritisch reflektiert. Neben der Evaluation und Reflexion der eigenen Interventionen ist es die Verantwortung einer praxisorientierten Neurodidaktik, das verfügbare Wissen zum "hirngerechten" Lernen in Vorträgen, Weiterbildungen und Workshops aufzuzeigen, um auf diese Weise zur Professionalisierung von erzieherisch Handelnden (vor allem Eltern, Erzieher und Lehrer sowie Pflegekräfte) beizutragen.

 

Seit 2010 ist die Arbeitsgruppe Neurodidaktik des Instituts für Psychologie der Stiftung Universität Hildesheim mit dem Kompetenzzentrum Frühe Kindheit Niedersachsen assoziiert.

 

 Kompetenzzentrum Frühe Kindheit Niedersachsen

 

Unser Labor

Unsere Hardware:

  • 2 x 32-Kanal EEG-Verstärker (BrainAmp DC, BrainProducts)
  • PowerPack für EEG-Verstärker
  • 2 x 5-Kanal EEG-Verstärker (ProComp, MediTech)
  • EEG-Neurofeedback-System Aktivelektroden (Acti-Cap, BrainProducts), AG/AgCl-Ringelektroden
  • IViewX High-Speed Eye-Tracking-System (1250Hz, SMI)
  • 2 x mobile Eye-Tracking Brillen (binokular 140 Hz, Pupil Labs)
  • 2 x Epson Moverio BT300
  • Psychophysische Messarbeitsplätze
  • Analyserechner
  • Gefriereinheiten

Software:

  • MATLAB (The Mathworks)
  • E-Prime 3
  • Presentation
  • BrainVision Recorder (BrainProducts)
  • BrainVision Analyzer (BrainProducts)
  • Experiment Suite 360° & BeGaze (SMI)
  • EEGLab/ILab
  • Testbatterie zur Aufmerksamkeitsprüfung, TAP 2.0)
Forschungsprojekte

Die AG Neurodidaktik erforscht das Lernen des Menschen aus neurowissenschaftlicher Perspektive und von der Kindheit bis zum hohen Erwachsenenalter. Die Grundlagenforschung der AG fokussiert auf die Untersuchung von neuronalen Mechanismen der Aufmerksamkeit, des Arbeitsgedächtnisses und der zentralen Kontrolle sowie des Lernens durch Einsicht (Lernen mit Aha-Erlebnis). Anwendungs- und praxisorientiert werden in interdisziplinärer Kooperation (v. a. im Rahmen des Kompetenzzentrums Frühe Kindheit Niedersachsen) neue Lehr-/Lernkonzepte zum barrierefreien und inklusivem Lernen (z. B. zur vorschulischen Förderung von mathematischen Basisfähigkeiten oder zur Förderung der gesellschaftlichen Teilhabe) und neue Lehr-/Lern-Instrumente (z. B. Lernen mit Unterstützung von Augmented Reality-, EEG- und Eye-Tracking-Technologie; z.B. als Mittel der apparategestützten Kommunikation in Praxisfeldern der Eingliederungshilfe) entwickelt, die in der Praxis (z.B. der Kita, im Krankenhaus, in Werkstätten der Eingliederungshilfe oder im Museum) wissenschaftlich evaluiert werden.

Barrierefreiheit und Inklusion

STAR2K: Soziales Training von Raumwahrnehmung und Raumkognition zur vorschulischen Förderung des mathematischen Grundverständnisses

In Zusammenarbeit mit:

Prof. Dr. Barbara Schmidt-Thieme, Mathematik und Angewandte Informatik, Universität Hildesheim;
Stadt Garbsen

Ziel/Inhalt:

Das Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines nicht sprachbasierten (neuro-) didaktischen Konzeptes zur Förderung des mathematischen Grundverständnisses und dessen Testung im Praxisfeld. Durch den nicht-sprachlichen Ansatz könnten insbesondere Kinder mit Migrationshintergrund und Integrationskinder von diesem Konzept profitieren. In dem Forschungsprojekt wird der Frage nachgegangen, welche Kompetenzen für die Raumwahrnehmung und Raumkognition erforderlich sind und wie diese inklusiv und barrierefrei vermittelt und gefördert werden können. Die einzelnen Trainingsmodule sollen nicht nur das mathematischen Grundverständnis fördern, sondern auch zu einer kindgerechten Stärkung der Selbstkompetenz, der sozio-emotionalen Kompetenz sowie der Fähigkeit der Selbst- und Fremdwahrnehmung beitragen. Das Lern-Training richtet sich an Kinder, die etwa 6 Monate vor ihrer Einschulung in die Grundschule stehen. Das Projekt wird in Kooperation mit der Stadt Garbsen durchgeführt und von MitarbeiterInnen der Diakonie Himmelsthür und der Frühförderung des Förderzentrums im Bockfeld beratend begleitet.

Förderung:

Dieses Projekt wurde durch das Niedersächsische Vorab (2017) der VolkswagenStiftung als Verbundprojekt zum Thema „Frühkindliche Bildung und Entwicklung – Kooperative Forschung und Praxistransfer“: „Inklusive Bildungsforschung der frühen Kindheit als multidisziplinäre Herausforderung gefördert (Teilprojekt: STARK – Soziales Training von Raumwahrnehmung und Raumkognition; Laufzeit: 08/2017 bis 07/2020); EUR 192.832,00; Gesamthöhe des geförderten Verbundprojektes: 1.3 Mio. EUR.

Veröffentlichungen zum Thema:

Gerstenberg, F., Riechers, K., Bruhn, A., Folta-Schoofs, K., Haude, C., Miller, L., Bätge, C.,
            Cloos, P. (2021). Within limits? Multidisziplinär forschen im Kontext der Frage nach
            einer Inklusiven Bildungsforschung der frühen Kindheit. In: Bätge, C., Cloos, P.,
            Gerstenberg, F., Riechers, K. (Hrsg.): Inklusive Bildungsforschung der frühen
            Kindheit. Empirische Perspektiven und multidisziplinäre Zugänge. Weinheim/Basel:
            Beltz Juventa, S. 115-149 (ISBN 978-3-7799-6321-9).

Wernicke, M., Ritter, M. L., Torner, A., Kizilirmak, J. M., Schmidt-Thieme, B., Folta-Schoofs,
             K.
(2021). STARK – Ein soziales und inklusiv vermittelndes Trainingsprogramm zur
            Förderung der Raumwahrnehmung und Raumkognition. In: Bätge, C., Cloos, P.,
            Gerstenberg, F., Riechers, K. (Hrsg.): Inklusive Bildungsforschung der frühen
            Kindheit. Empirische Perspektiven und multidisziplinäre Zugänge. Weinheim/Basel:
            Beltz Juventa, S. 28-31.

Folta-Schoofs, K. (2018). Leistung und Gerechtigkeit aus neurodidaktischer Perspektive. In
            T. Sansour, O. Musenberg, & J. Riegert (Hrsg.), Bildung und Leistung. Differenz
            zwischen Selektion und Anerkennung
(pp. 130-139). Bad Heilbrunn: Klinkhardt
            (ISBN: 978-3-7815-2247-3).

 

Museen inklusiv gestalten

In Zusammenarbeit mit:

Prof. Dr. Regine Schulz, Roemer- und Pelizaeus-Museum, Hildesheim

Ziel/Inhalt:

In Deutschland ist es für Menschen mit Behinderung – trotz vieler positiver Entwicklungen und umfangreicher politischer Maßnahmen zur Gewährleistung von Barrierefreiheit – nach wie vor schwierig, ein selbstbestimmtes und „inklusives“ Leben zu führen. Insbesondere eine eigenständige kulturelle Teilhabe bleibt Menschen mit Behinderung immer noch weitestgehend verwehrt. Daher zählt die Umsetzung von „kultureller Inklusion“ und „selbstbestimmter Teilhabe“ an Kulturangeboten zu den in den kommenden Jahren dringend zu lösenden gesellschaftspolitischen Aufgaben. Die im März 2014 eröffnete Dauerausstellung „Museum der Sinne. Kultur- und Erdgeschichte barrierefrei erleben!“ des Roemer- und Pelizaeus-Museum Hildesheim kann als ein wichtiger Schritt in diese Richtung gesehen werden. Die barrierefreie Ausstellung lädt Besucher dazu ein, Kultur- und Erdgeschichte auf multisensorische und interaktive Weise selbständig zu „erfassen“: tastbare originalgetreue Repliken, interaktive Installationen, taktile Karten, ein an die Bedürfnisse von Sehbehinderten und Blinden angepasster Audioguide, Filme in Gebärdensprache für Gehörlose, rollstuhlgerechte Durchgänge und adäquate Greif- und Sichthöhen, Texte in Braille- und Großschrift sowie in Leichter Sprache machen die Ausstellung für Menschen mit und ohne Behinderung gemeinsam entdeck- und erfahrbar.

Das Ausstellungsprojekt wurde von den ersten Planungen an durch den eigens initiierten „Runden Tisch“ mit Vertreterinnen und Vertretern der unterschiedlichen lokalen und regionalen Behindertenvereine und -verbände beratend begleitet. Finanziell wurde die Umsetzung vor allem durch das Niedersächsische Ministerium für Soziales, Gesundheit und Gleichstellung, aber auch durch lokale Stiftungen unterstützt.

Im Rahmen unsres Forschungsprojektes wurde nach Fertigstellung der Ausstellung und mit der finanziellen Unterstützung durch das Niedersächsische Ministerium für Wissenschaft und Kultur das Besucherinteresse und Nutzungsverhalten sowie die Akzeptanz der „inklusiven“ Dauerausstellung umfassend evaluiert, um auf Basis der erhobenen Daten gezielte Hilfestellungen und Anleitungen für Inklusionsprojekte an Museen ableiten und bereitstellen zu können.

Förderung:

Dieses Projekt wurde durch das Niedersächsische Ministerium für Wissenschaft und Kultur (MWK) gefördert (Fördersumme: EUR 30.000, Laufzeit: 15 Monate).

Veröffentlichungen zum Thema:

Folta-Schoofs, K. , Hesse-Zwillus, M., Kieslinger, N., Kruse, J., Schulz, R. (2017). Museen „inklusiv“ gestalten.
Wissenschaftliche Evaluation von Maßnahmen für eine barrierefreie Museumsgestaltung
. Hildesheim,
Zürich, New York: Georg Olms (ISBN 978-3-487-15527-2).

Folta-Schoofs, K. (2013). Wo und wie entstehen Emotionen? pflegen: palliativ, 20, 8-12.

Folta, K. (2012). Das kulturell lernende Gehirn: Neurobiologische Grundlagen Kultureller Bildung. In:
Bundesvereinigung für Kulturelle Kinder- und Jugendbildung (BKJ) e.V. in Kooperation mit dem
Koordinationsbüro "Kultur macht Schule" der Landesvereinigung Kulturelle Jugendbildung Niedersachsen
(LKJ) e.V. (Hrsg.), Kultur macht Schule in Niedersachsen (pp. 11-12). Köln: Druckhaus Süd (ISBN 978-3-
924407-96-4).

Folta, K. (2011). Das emotional lernende Gehirn. Zu den hirnphysiologischen und neuropsychologischen
Grundlagen des Lernens. In: K. Ermert (Hrsg.), Wolfenbütteler Akademietexte (Band 49): Und noch mal
mit Gefühl. Die Rolle der Emotionen in Kultur und Kulturvermittlung
(pp. 28-40). Norderstedt: Books on
Demand (ISBN 978-3-929622-49-2).

Grundlagenorientierte Projekte zu Prozessen der Aufmersamkeit, kognitiven Kontrolle sowie zum Gedächtnis und zur Sprache

Neuronale Korrelate des Lernens durch Problemlösen mit Aha!-Erleben

In Zusammenarbeit mit:

Prof. Dr. Alan Richardson-Klavehn, Klinikum für Neurologie, Universitätsklinikum Magdeburg; PD Dr. Dr. Björn Schott, Leibniz Institut für Neurobiologie, Magdeburg, Dr. Fatma Imamoglu, Helen Wills Neuroscience Institute & Berkely Institute for Data Science, University of California

Ziel/Inhalt:

Problemlösen durch plötzliche Erkenntnis (Aha!/EUREKA-Erlebnisse) scheint von Vorteil für das Lernen zu sein (e.g., Auble et al., 1979; Danek et al., 2013; Kizilirmak et al., 2016). Mit plötzlicher Erkenntnis ist ein Aha!-Erleben gemeint, das durch das Ausbleiben einer bewussten Annäherung an die Lösung, Überraschung, völlige Überzeugtheit von der Richtigkeit der Lösung, dem Gefühl, das die Lösung sehr eingängig ist, und einer positiven emotionalen Reaktion gekennzeichnet ist (Topolinski & Reber, 2010). Das Problemlösen durch plötzliche Erkenntnis vereint drei Aspekte, die jeweils für sich bereits das Lernen erleichtern: (1) Es ist intrinsisch belohnend und motivierend, wenn man plötzlich versteht, was zuvor völlig unverständlich schien (Danek, Fraps, von Müller, Grothe, & Öllinger, 2014; Liljedahl, 2005). (2) Es wird etwas Neues erkannt. Neuheit und Belohnung regen die Dopaminausschüttung im Gehirn an, was die Langzeitgedächtnisbildung erleichtert (Kakade & Dayan, 2002). (3) Schemakonsistente, d. h., an existierendes Wissen anknüpfbare, neue Informationen werden über eine kürzere Route im Gehirn enkodiert (Tse et al., 2011; van Kesteren et al., 2012). In diesem Projekt versuchen wir mittels funktioneller Kernspintomografie und Elektroenzephalografie die genauen neuronalen Mechanismen näher zu durchleuchten. Je besser wir sie verstehen, desto eher können wir sie uns zunutze machen, um das Lernen auch alltäglicher Inhalte (z.B. Vokabeln, mathematische Formeln) zu erleichtern.

Förderung:

Zu Anfangs wurde dieses Projekt von 2012 bis 2016 gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft und war Teil des Sonderforschungsbereichs 779 "Neurobiologie motivierten Verhaltens", Teilprojekt A10 "Hippocampal functional connectivity during episodic memory formation in humans: The roles of reward- and salience-related dopaminergic brain areas, novelty, and schema-related episodic distinctiveness". Das Thema wird nun von Dr. Jasmin Kizilirmak als Teil ihrer Habilitation fortgeführt und aktuell aus Mitteln der Arbeitsgruppe Neurodidaktik der Universität Hildesheim und diverser kleinerer Drittmittel (Open Access Publikationsförderung, Leistungshonorierung) finanziert.

Veröffentlichungen:

Kizilirmak, J. M., Gallisch, N., Schott, B. H., Folta-Schoofs, K. (2021). Insight is not
            always the same: Differences between true, false, and induced insights in the
            matchstick arithmetic task. Journal of Cognitive Psychology. doi:
            10.1080/20445911.2021.1912049

Kizilirmak, J. M., Schott, B. H., Thürich, H., Sweeney-Reed, C. M., Richter, A., Folta-
            Schoofs, K.
, Richardson-Klavehn, A. (2019). Learning of novel semantic
            relationships via sudden comprehension is associated with a hippocampus-
            independent network. Consciousness & Cognition, 69, 113-132. doi:
            10.1016/j.concog.2019.01.005

Kizilirmak, J. M., Serger, V., Kehl, J., Öllinger, M., Folta-Schoofs, K., Richardson-Klavehn,
            A. (2018). Feelings-of-warmth increase more abruptly for verbal riddles solved with in
            contrast to without Aha! Experience. Frontiers in Psychology, 9:1404, 1-11. doi:
            10.3389/fpsyg.2018.01404

Kizilirmak, J. M., Thürich, H., Folta-Schoofs, K., Schott, B. H., & Richardson-Klavehn, A. 
            (2016). Neural correlates of learning from induced insight: A case for reward-based
            episodic encoding. Frontiers in Psychology, 7: 1693, 1-16. doi:
            10.3389/fpsyg.2016.01693

 

Die Rolle der Erregung für den Positivitätseffekt der Aufmerksamkeit

In Zusammenarbeit mit:

Dr. Cathleen Kappes, Institut für Psychologie, Universität Hildesheim; Dr. Berit Streubel, Institut für Psychologie, Universität Leipzig

Ziel/Inhalt:

Obwohl die Bedeutung des Positivitätseffektes für das emotionale Wohlbefinden von älteren Erwachsenen bekannt ist, sind die zugrundeliegenden Informationsverarbeitungsprozesse und die genaue Beziehung zu affektiven Reaktionen immer noch weitestgehend ungeklärt. Insbesondere wurde das Erregungsniveau emotionaler Reize bislang selten als mögliche Moderatorvariable in Bezug auf die Entstehung des Positivitätseffektes und dessen Ausprägung diskutiert. In dieser Studie soll der Positivitätseffekt und dessen Abhängigkeit vom Erregungsniveau emotionaler Reize psychophysisch und mit Hilfe von Eye-Tracking-Methoden in Gruppen von jungen und alten Menschen untersucht werden.

Veröffentlichungen:

Kappes, C., Streubel, B., Droste, K. L., & Folta-Schoofs, K. (2017). Linking the Positivity Effect in Attention with Affective Outcomes: Age Group Differences and the Role of Arousal. Frontiers Psychology –Emotion Science, 8, 1-11. doi: 10.3389/fpsyg.2017.01877.

 

Informationsverarbeitungscharakteristika und Zusammenhang zu kognitiven und schulischen Leistungen bei unauffälligen Kindern und Kindern mit diagnostizierter Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung (ADHS)

In Zusammenarbeit mit:

Prof. Dr. Claudia Mähler, Universität Hildesheim; Dr. Dieter Felbel, Dipl.-Psych. Hans-Jörg Bethge, AMEOS-Klinikum Hildesheim

Ziel/Inhalt:

In diesem Projekt werden medikamentös behandelte und unbehandelte Kinder mit einer diagnostizierten Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung (und gesunde Kontrollen) mit Hilfe von psychophysischen Blickbewegungsparadigmen, elektrophysiologischen (EEG/EKP) und okulomotorischen Methoden sowie psychologischen Tests zur Erfassung von Schul- und Teilleistungen untersucht, um den Zusammenhang von neuronalen Defiziten der Aufmerksamkeitssteuerung, okulomotorischen Parametern sowie kognitiven und schulischen Leistungsmaßen zu erforschen.

Veröffentlichungen:

Folta-Schoofs, K., Hilke, C., Bethge, H.-J., & Felbel, D. (2015). Attention deficit hyperactivity disorder: precise time reproduction, but accelerated saccadic peak velocity of voluntary eye movements after MPH-medication. In: T. Heinen (Ed.), Advances in Visual Perception Research (pp. 107-140). New York, NV: Nova Science Publishers (ISBN: 978-1-63482-455-2).

Folta, K. & Mähler, C. (2011). Schnelle Augenbewegungen und visuelle Fixation bei Kindern mit einer Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung (ADHS). Kindheit und Entwicklung, 20 (1), 21-30.

 

Interferenzstabilität von Zeitdauerverarbeitungen & Auswirkungen von schulischem Stress und Depression auf Arbeitsgedächtnis- und Aufmerksamkeitsfunktionen

In Zusammenarbeit mit:

Prof. Dr. Stefan Treue, Leibniz-Institut für Primatenforschung, Göttingen; Prof. Dr. Oliver Wolf, Ruhr-Universität Bochum; Dr. Daniela Schoofs, Medizinische Hochschule Hannover, Prof. Dr. Detlef Dietrich, Burghof-Klinik, Rinteln

Ziel/Inhalt:

In diesem Projekt wird mit Hilfe von psychophysischen, elektrophysiologischen, transkraniell-magnetischen und okulomotorischen Untersuchungen an Kindern, Erwachsenen und nicht-menschlichen Primaten (Rhesusaffen) untersucht, wie visuelle und akustische Störreize die Zeitdauerverarbeitung im Sekundenbereich beeinflussen und welche Prozesse im Gehirn von Primaten mit einer gelernten Interferenzstabilität bzw. störreizinduzierten Fehlwahrnehmung von objektiven Zeitdauern einhergehen. Zudem werden die Effekte von schulischem Stress und Depression auf Aufmerksamkeits- und Arbeitsgedächtnisfunktionen untersucht. Hierbei kommen psychosoziale und pharmakologische Stressinduktionsmethoden (Trierer Sozialstresstest, Hydrocortison-Gabe), Cortisol- und Alpha-Amylase-Erhebungen (aus dem Speichel) sowie psychophysische und okulomotorische Verfahren (Blickmess-System) zum Einsatz.

Veröffentlichungen:

Folta-Schoofs, K., Hilke, C., Bethge, H.-J., & Felbel, D. (2015). Attention deficit hyperactivity disorder: precise time reproduction, but accelerated saccadic peak velocity of voluntary eye movements after MPH-medication. In T. Heinen (Ed.), Advances in Visual Perception Research (pp. 107-140). New York, NV: Nova Science Publishers (ISBN: 978-1-63482-455-2).

Folta-Schoofs, K., Wolf, O.T., Treue, S., Schoofs, D. (2014). Perceptual complexity, rather than valence or arousal accounts for distracter-induced overproductions of temporal durations. Acta Psychologica, 147, 51-59. DOI: 10.1016/j.actpsy.2013.10.001.

Aktuelle Studien & Forschungsprojekte

Klick HIER zur Anmeldung oder den QR-Code scannen