mini|Kinder erlernen den Umgang mit Computern. mini|Laufen lernen
Das Konstrukt Lernen bezeichnet eine relativ überdauernde, auf Sinnesverarbeitung, Erleben oder Einsicht beruhende Änderung des Verhaltens oder Kenntnisstandes und/oder die Aneignung bzw. die Veränderung eines Verhaltenspotenzials (Fähigkeit, Disposition), die aus der Erfahrung (bzw. Auseinandersetzung, Interaktion) des Individuums mit einem Umweltausschnitt oder sich selbst resultiert.Die vorliegende Begriffsdefinition zum Konstrukt „Lernen“ ist angelehnt an die Definition in: Christoph Schmid: Lernen und Transfer: Kritik der didaktischen Steuerung. Hep Verlag, Bern 2006, ISBN 978-3-03905-273-8, S. 34.
Unter „Lernen“ versteht man – im Falle des intentionalen Lernens – den absichtlichen sowie – im Falle des inzidentellen und impliziten Lernens – den beiläufigen Erwerb von Wissen und Fertigkeiten. Der Lernzuwachs kann sich auf intellektuellem, körperlichem, charakterlichem oder sozialem Gebiet ereignen.
Lernen als maschinelles Lernen oder Prozess in neuronalen Netzen ist – abweichend zu Lernen als kognitiver Vorgang – vollständig geist- und gedankenlos und beruht auf Algorithmen.
Begriffsbestimmungen, nähere begriffliche Eingrenzung Aus lernpsychologischer Sicht wird Lernen als ein Prozess der relativ stabilen Veränderung des Verhaltens, Denkens oder Fühlens aufgrund von Erfahrung oder neu gewonnenen Einsichten und des Verständnisses verarbeiteter Wahrnehmung der Umwelt oder Bewusstwerdung eigener Regungen aufgefasst.
Die Fähigkeit zu lernen ist für Mensch und Tier eine Grundvoraussetzung dafür, sich den Gegebenheiten des Lebens und der Umwelt anpassen zu können, darin sinnvoll zu agieren und sie gegebenenfalls im eigenen Interesse zu verändern. So ist für den Menschen die Fähigkeit zu lernen auch eine Voraussetzung für ein reflektiertes Verhältnis zu sich, zu den anderen und zur Welt. Die Resultate des Lernprozesses sind nicht immer von den Lernenden in Worte fassbar (implizites Wissen) oder eindeutig messbar.
Das Wort „lernen“, von althochdeutsch „lernen“, „lernon“, ursprünglich „einer Spur nachgehen, nachspüren, schnüffeln“, hat im Gotischen die Bedeutung lais „ich weiß“ bzw. genauer „ich habe nachgespürt“, auch als laists für „leisten“. Die indogermanische Wurzel *lais- bedeutet „Spur, Bahn, Furche“.Gerhard Wahrig: Deutsches Wörterbuch. Bertelsmann. Gütersloh 1970. Spalte 2271.
Interdisziplinärer Charakter der Forschung vom Lernen Aus wissenschaftlicher Sicht betrachtet, besitzt Forschung, welche „Lernen“ zum Gegenstand hat, einen interdisziplinären Charakter.
Wissenschaftliche Teildisziplinen, die mit dem Lernen befasst sind Verschiedene wissenschaftliche Teildisziplinen beschäftigen sich mit dem Lernen. Dazu gehören: die Anthropologie, die Ethnologie (im englischsprachigen Bereich auch anthropology, weltweit anerkannt als Bezugswissenschaft, wie Lernen in verschiedenen Völkern stattfindet), die Ethologie oder Verhaltensforschung, die Kognitionswissenschaft, die Künstliche Intelligenzforschung, die Neuroinformatik und die Computational Neuroscience, die Neurowissenschaften, die Pädagogik, insbesondere die Didaktik (Lehrkunst) und die Mathetik (Lernkunst),Zur Didaktik als Lehrkunst und Mathetik als Lernkunst siehe: Hartmut Mitzlaff: Johann Amos Comenius (1592–1670) pansophischer Sachen-Unterricht. In: Kaiser & Pech (Hrsg.): Basiswissen Sachunterricht. Band 1: Geschichte und historische Konzeptionen des Sachunterrichts. Schneider Verlag Hohengehren, Baltmannsweiler 2004, S. 41–46. die Philosophie, insbesondere die Erkenntnistheorie, die Wissenschaftstheorie und die Logik, die Psychologie, insbesondere die Allgemeine Psychologie, Lernpsychologie, Pädagogische Psychologie, Verhaltenstherapie und Entwicklungspsychologie, die Schulpädagogik.
Im Anwendungsbereich die Betriebswirtschaftslehre (organisationales Lernen), die Politikwissenschaften, die Rechtswissenschaft, die Spielpädagogik, die Verkehrspädagogik.
Wissenschaftstheoretische Richtungen mit besonderem Bezug zum Lernen sind der Empirismus, der Radikale Konstruktivismus, der Strukturalismus.
Biologische Perspektive Physiologische Grundlagen des neuronalen Lernens und Konzentration Die neurobiologischen, physiologischen und medizinischen Grundlagen des Lernens stützen sich zunächst auf einfache Tiermodelle der Konditionierung. Den Tieren und speziell dem Menschen ist die Fähigkeit der Assoziation von Sinneseindrücken (und bisher Gelerntem) eigen. Assoziationen in Nervensystemen entstehen durch die Bildung oder Verstärkung von neuronalen Verknüpfungen (Synapsen) bei gleichzeitiger Aktivität (Aktionspotentiale) in zwei Neuronen oder Neuronengruppen. Dieses Prinzip macht es auch möglich, bereits Gelerntes wieder zu verlernen. Bleiben Fähigkeiten ungenutzt, werden die Verbindungen der entsprechenden Synapsen schwächer oder gehen ganz verloren. Dafür bauen Proteine die reiz-empfangende Synapse um: Durch axonalen Transport werden Baupläne für Proteine in Form von mRNA-Molekülen zur Synapse gebracht, die gerade neu strukturiert werden muss. Die Fähigkeit zur neuronalen (Neu-)Verknüpfung wird unter dem Schlagwort neuronale Plastizität zusammengefasst und ist grundsätzlich altersunabhängig. Die zeitliche Kontingenz von Reizen als Voraussetzung für das Lernen und als Konsequenz aus dem Ursache-Wirkungs-Prinzip macht klar, dass Lernen immer zeitabhängig, das heißt: ein Prozess ist, der Begriff „Lernprozess“ ist also streng genommen ein Pleonasmus.
Die Art der Informationsspeicherung hängt vom jeweiligen Gedächtnis ab. Im Ultrakurzzeitgedächtnis werden sie als elektrische Impulse verarbeitet und mit bereits gespeicherten Vorinformationen verknüpft. Nach maximal 20 Sekunden gehen diese Informationen verloren, da die elektrischen Impulse abklingen. Bei der Ablage von Informationen im Kurzzeitgedächtnis kommt das Prinzip der (frühen Phase der) Langzeit-Potenzierung zum Tragen. Bei der Abspeicherung im Langzeitgedächtnis werden zusätzliche zelluläre Mechanismen angenommen, die z. B. als Folge der späten Phase der Langzeit-Potenzierung an den jeweiligen, beteiligten Neuronen Zytoskelettveränderungen hervorrufen, die zur Vermehrung der Synapsen führen, was dann die Information strukturell verankert. Anders ausgedrückt geht man davon aus, dass im Zuge der synaptischen Aktivität neu gebildete Proteine unterschiedlicher Art fest in den Nervenzellen eingelagert werden und damit die Information über den Lernvorgang langfristig gespeichert wird.Peter Korneli: Selbstlernkompetenz durch Metakognition, Dissertation Universität Duisburg-Essen, März 2008, https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-20163/Diss_Korneli.pdf
Den Durchbruch hinsichtlich der Erforschung der Prozesse, die beim Lernen im Gehirn vorgehen, schaffte Eric Kandel, der für seine Forschungsergebnisse mit dem Medizinnobelpreis 2000 ausgezeichnet wurde.
Anatomische Grundlagen des neuronalen Lernens Die makroskopische Anatomie liefert mehrere Orte im Gehirn, die ganz wesentlich erhalten sein müssen, um Lernen zu ermöglichen. All diese Hirnareale sind im sogenannten Papez-Neuronenkreis zusammengefasst. Kurz gesagt kann man davon ausgehen, dass schon das evolutionär alte paleo- und archikortikale limbische System ausreichend war, essentielle Lernvorgänge zu ermöglichen und daher heute noch die Grundlage für höhere Gedächtnisleistungen darstellt.
Zelluläre Grundlagen des neuronalen Lernens Besonders im Hippocampus werden beim Lernvorgang Neurone rekrutiert, die als Engramm-Zellen (englisch: engram cells) die Erinnerungen speichern. Dies geschieht durch Ausbildung von Synapsen zu anderen Engramm-Zellen, die die eigentlichen Träger von Erinnerungen sind. Für das Abrufen einer Erinnerung ist ein Trigger, eine Reaktivierung notwendig. Eine Synapse wird durch häufigere Aktivierung „gestärkt“ und somit vor dem Abbau, dem Vergessen geschützt. Eine chinesische Arbeitsgruppe konnte bei erwachsenen Labormäusen Prozesse des konditionierten Lernens und des aktiven Vergessens auf zellulärer Ebene der Engramm-Zellen beschreiben -³⁹ dies war bereits vorher im heranwachsenden Gehirn gezeigt worden.Robyn S. Klein: On Complement, Memory, and Microglia. New England Journal of Medicine 2020, Band 382, Ausgabe 21 vom 21. Mai 2020, Seiten 2056–2058, doi:10.1056/NEJMcibr2002480 Dabei werden „schwache“ Synapsen, die selten aktiviert sind, von Gliazellen aktiv abgebaut. Dafür werden die Synapsen zuvor markiert, wofür zwei Proteine des klassischen Komplementsystems notwendig sind: C1q und C3. Nach dem Andocken von C1q auf der Synapsenmembran beim normalen Vergessen folgt im Rahmen der Komplementaktivierung das Komplement-Protein C3, das von den C3-Rezeptoren der Mikroglia erkannt wird und zur Phagozytose der Synapse führt. Sowohl eine Schwächung der Mikroglia, z. B. durch Minocyclin, als auch ein Ausschalten des Komplementsystems, z. B. Viren, die den Komplement-Inhibitor CD55 exprimieren, kann das aktive Vergessen unterbunden oder herausgezögert werden. Inwieweit eine übermäßige C1q-Markierung, eine übermäßige Komplementaktivierung oder eine verstärkte Mikroglia-Aktivität zu pathologischen Formen des Vergessens, z. B. zu einer Demenz, führen, ist bisher nicht geklärt.
Psychologische Perspektive Eckpfeiler des Lernbegriffs Zum Grundinstrumentarium des Lernens gehören neben dem Lernprozess auch die Fähigkeit zur Erinnerung (Gedächtnis) und des Abrufens (Anwendung von Erlerntem oder Lerntransfer). Jedoch ist Lernen mehr als das reine Abspeichern von Informationen. Lernen beinhaltet die Wahrnehmung und Bewertung der Umwelt, die Verknüpfung mit Bekanntem (Erfahrung) und das Erkennen von Regelmäßigkeiten (Mustererkennung).
Lernen wird häufig in Zusammenhang mit Lerntypen gebracht. Postuliert werden angeborene Eigenschaften, Vorerfahrungen oder aktuelle Ausprägungen bei der Nutzung von Sinneskanälen oder der Fähigkeit, sich an verschiedene Bedingungen anzupassen (z. B. in ein Experiment). Allerdings sind Lerntypen in der Wissenschaft überholt, so dass es vernünftiger ist, von Lernpräferenzen zu sprechen, da verschiedene Personen unterschiedliche Arten des Lernens bevorzugen und der Mythos selbst unter Lehrern verbreitet ist, die Lernprozesse von Lernenden steuern.
Wer lernt (siehe Lernkurve), kann auch vergessen (Vergessenskurve nach Ebbinghaus), etwa wenn regelmäßige Übung oder Anwendung unterbleiben.
Lernen ist nicht unbedingt ein bewusster oder absichtsvoller Vorgang (siehe auch inzidentelles Lernen und implizites Lernen), sondern häufig beiläufig und ungeplant (siehe informelles Lernen, Modell-Lernen). Lernen kann unter Zuhilfenahme von Lehrmethoden und Lernstrategien planvoll gestaltet werden (siehe auch Unterricht).
Unterschiedliche Formen des Lernens wie behavioristisches, kognitives oder behavioristische Lernen werden von verschiedenen Lerntheorien beschrieben.
Lernprozess Der Ablauf eines Lernprozesses war bereits in der antiken Philosophie ein Thema. Die Forschung hat im Laufe der Jahrhunderte zahlreiche Theorien hervorgebracht und basiert auch heute noch auf verschiedenen, kontroversen wissenschaftstheoretischen Grundannahmen. Die Spannbreite reicht von der Grundannahme, dass die Prozesse im menschlichen Gehirn in einer Black-Box verborgen bleiben und bestenfalls über medizinische Untersuchungsmethoden und quantitativ-empirische Methoden erforscht werden können, bis hin zur Forschung vom Subjekt aus, bei dem die Aussagen des Lernenden zu seinen eigenen Empfindungen und Abläufen im Lernprozess über Selbstbeobachtung (Introspektion) zur Grundlage der Forschung gemacht werden.
Die Eckpunkte für ein Modell vom Lernprozess sind das Ausgehen vom bisher Gelernten: Lernen geschieht auf der Grundlage der bereits gemachten Erfahrungen und erworbenen Fähigkeiten und schließt sich an diese an;