Denken in 3D fördert mathematische Fähigkeiten

Solide Fähigkeiten in Mathematik öffnen Türen für eine Karriere in Naturwissenschaften, Technik oder Ingenieurwesen. In einer schweizweiten Untersuchung zu Grundkompetenzen im Jahr 2019 schnitten Schülerinnen und Schüler in Mathematik allerdings mässig ab. Doch es gibt einen möglichen Ansatzpunkt, mathematische Fähigkeiten bereits von klein auf zu fördern. Dies berichten Forschende um Dr. Wenke Möhring von der Universität Basel nach Untersuchungen mit knapp 600 Kindern.

Das Team hat gezeigt, dass bei Kindern ein Zusammenhang zwischen ihrem räumlichen Vorstellungsvermögen mit drei Jahren und ihren mathematischen Fähigkeiten in der Primarschule besteht. «Aus früheren Studien wissen wir, dass Erwachsene sich im Umgang mit Zahlen ein räumliches Bild machen – beispielsweise kleine Zahlen links verorten und grosse rechts», erklärt Möhring. «Aber es ist kaum erforscht, ob frühes räumliches Denken beeinflusst, wie Kinder später Mathematik lernen und begreifen.»

Gute Voraussetzung für Mathe-Verständnis

Die Studie, die im Fachjournal «Learning and Instruction» erschienen ist, liefert Hinweise dafür: Demnach gibt es einen robusten Zusammenhang zwischen räumlichen Fertigkeiten und dem späteren mathematischen Verständnis. Auch konnten die Forschenden ausschliessen, dass dieser Zusammenhang durch andere Faktoren wie den sozioökonomischen Status oder die Sprachfertigkeiten zustandekommt. Wie genau die räumlichen und mathematischen Fähigkeiten bei den Kindern zusammenhängen, ist derzeit noch ungeklärt, aber die räumliche Vorstellung von Zahlen könnte eine Rolle spielen.

Die Ergebnisse beruhen auf der Auswertung der Daten von 586 Basler Kindern, die im Rahmen eines Projekts zum Thema Spracherwerb von Deutsch als Zweitsprache erhoben wurden. Die Forschenden stellten den zu Anfang dreijährigen Kindern eine Reihe von Aufgaben zu kognitiven, sozio-emotionalen und eben auch räumlichen Fähigkeiten. Dabei sollten die Kinder beispielsweise farbige Würfel zu bestimmten Formen legen. Diese Tests wiederholten die Forschenden viermal im Abstand von rund 15 Monaten, und sie verglichen die Ergebnisse mit den schulischen Leistungen der Kinder mit sieben Jahren im ersten Schuljahr.

Entwicklungsdynamik spielt keine Rolle

Im Fokus der Forschenden stand auch, ob die Entwicklungsgeschwindigkeit – also eine besonders schnelle Entwicklung der räumlichen Fähigkeiten – auf spätere mathematische Fähigkeiten hindeutet. Frühere Studien mit geringeren Teilnehmerzahlen hatten von einem solchen Zusammenhang berichtet. Möhring und ihre Kollegen konnten dies mit ihrer Auswertung nicht bestätigen. Kinder, die mit drei Jahren mit geringeren räumlichen Fertigkeiten starteten, entwickelten diese in den Folgejahren zwar schneller, schnitten aber mit sieben Jahren in Mathematik immer noch schlechter ab. Auch gelang es diesen Kindern trotz der schnelleren Entwicklung nicht, die Kinder mit besserem räumlichen Denken bis zum Schuleintritt komplett einzuholen.

«Eltern sind oft sehr um die sprachliche Förderung ihrer Kinder bemüht», sagt Möhring. «Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, wie wichtig auch die frühe Förderung des räumlichen Denkens ist.» Dafür gebe es einfache Mittel wie den Gebrauch «räumlicher Sprache» (wie grösser, kleiner, gleich, oben, unten) und Spielzeug wie Bauklötze, die das räumliche Denken fördern.