Skip to main content
Fokus Forschung

Integration von Arbeitsgedächtnistrainings in die mathematische Lernförderung

Published Online:https://doi.org/10.1024/2235-0977/a000229

Zusammenfassung. Das Arbeitsgedächtnis stellt eine wichtige individuelle Voraussetzung für erfolgreiches Lernen dar (Hasselhorn & Gold, 2013). Entsprechend werden auch Einflüsse auf mathematisches Lernen diskutiert. Zusammenhänge zwischen der Funktionstüchtigkeit des Arbeitsgedächtnisses und mathematischen Fertigkeiten konnten bereits vielfach nachgewiesen werden (Friso-van den Bos, van der Ven, Kroesbergen & van Luit, 2013). Auch Rechenschwierigkeiten gehen häufig mit einer eingeschränkten Funktionstüchtigkeit des Arbeitsgedächtnisses einher (Schuchardt, 2008; Peng, Congying, Beilei & Sha, 2012). Fraglich ist, wie dieses Merkmal in der Lernförderung stärker als bisher berücksichtigt werden kann. Um diese Frage zu beantworten, wird der Forschungsstand zur Funktionssteigerung des Arbeitsgedächtnisses nachgezeichnet. Durch die Hinzunahme der PRIMs-Theorie von Taatgen (2013) leiten sich anschließend Implikationen für einen Förderansatz ab, bei dem Arbeitsgedächtnisfunktionen während des Aufbaus mathematischer Fertigkeiten direkt gefördert werden, womit sich die Kontroverse zwischen spezifischer und unspezifischer Förderung (z.B. Hager & Hasselhorn, 1998; Klauer, 1996) auflöst. Im vorliegenden Artikel wird diese Genese expliziert und gezeigt, welche Chancen sich durch eine arbeitsgedächtnissensible Mathematikförderung, insbesondere für Kinder mit beständigen Schwierigkeiten im Erwerb mathematischer Fertigkeiten, ergeben.


Mathematical learning support and integrated working memory training

Abstract. Working memory is postulated as an important individual requirement for successful learning (Hasselhorn & Gold, 2013). The influences of working memory on mathematical learning are discussed accordingly. Based on the model of Baddeley (1986) the correlation of working memory with arithmetic competences was confirmed many times (Friso-van den Bos, van der Ven, Kroesbergen & van Luit, 2013). In addition, mathematical difficulties are often accompanied by working memory deficits (Schuchardt, 2008; Peng, Conying, Beilei & Sha, 2012). Considering these findings, the question arises how this feature can be taken more into account in the context of learning support. In order to provide answers, research on working memory training is presented. Implications for a support approach can be derived from Taatgen’s PRIMs Theory (2013). Following this approach, working memory functions are supported directly whilst mathematical capabilities are being acquired, thus putting an end to the debate on specific versus unspecific support (e.g. Hager & Hasselhorn, 1998; Klauer, 1996). The present study shows the development of this approach and gives an insight on the chances resulting for children with learning difficulties.

Literatur

  • Alloway, T. P. & Alloway, R. G. (2010). Investigating the predictive roles of working memory and IQ in academic attainment. Journal of Experimental Child Psychology, 106, 20–29. First citation in articleCrossrefGoogle Scholar

  • Alloway, T. P. & Passolunghi, M. C. (2011). The relationship between working memory, IQ, and mathematical skills in children. Learning and Individual Differences, 21, 133–137. First citation in articleCrossrefGoogle Scholar

  • American Psychiatric Association(2013). Diagnostic and statistical manual of mental disorders. 5. Aufl.Washington, DC: Author. First citation in articleCrossrefGoogle Scholar

  • Baddeley, A. D. (1986). Working memory. Oxford: University Press. First citation in articleGoogle Scholar

  • Baddeley, A. D. (2012). Working memory: theories, models, and controversies. Annual review of psychology, 63, 1–29. First citation in articleCrossrefGoogle Scholar

  • Bryant, D. P., Gersten, R., Scammacca, N. & Chavez, M. M. (2008). Mathematics intervention for first- and second-grade students with mathematices difficulties – The effects of tier 2 intervention delivered as booster lessons. Remedial and Special Education, (29), 20–32. First citation in articleCrossrefGoogle Scholar

  • Bull, R., Espy, K. A. & Wiebe, S. A. (2008). Short-term memory, working memory, and executive functioning in preschoolers: Longitudinal predictors of mathematical achievement at age 7 years. Developmental Neuropsychology, 33, 205–228. First citation in articleCrossrefGoogle Scholar

  • Büttner, G. & Mähler, C. (2014). Förderung von Gedächtnisprozessen (Gedächtnistraining). In G., W. LauthM., GrünkeJ., Brunstein (Hrsg.), Interventionen bei Lernstörungen. Göttingen: Hogrefe. First citation in articleGoogle Scholar

  • Cragg, L. & Gilmore, C. (2014). Skills underlying mathematics: The role of executive function in the development of mathematics proficiency. Trends in Neuroscience and Education, 3, 63–68. First citation in articleCrossrefGoogle Scholar

  • Dahlin, K. I. E. (2013). Working memory training and the effect on mathematical achievement in children with attention deficits and special needs. Journal of Education and Learning, 2, 118–133. First citation in articleCrossrefGoogle Scholar

  • De Rammelaere, S., Stuyven, E. & Vandierendonck, A. (2001). Verifying simple arithmetic sums and products: Are the phonological loop and the central executive involved? Memory and Cognition, 29, 267–273. First citation in articleCrossrefGoogle Scholar

  • Dilling, H., Mombour, W., Schmidt, M. H. (Hrsg.) (2014). Internationale Klassifikation psychischer Störungen: ICD-10 Kapitel V (F). Klinisch-diagnostische Leitlinien/Weltgesundheitsorganisation. 9., überarb. Aufl.Bern: Huber. First citation in articleGoogle Scholar

  • Ennemoser M., Sinner D., Krajewski K.,, (2015). Kurz- und langfristige Effekte einer entwicklungsorientierten Mathematikförderung bei Erstklässlern mit drohender Rechenschwäche. Lernen und Lernstörungen, 4, 43–59. First citation in articleLinkGoogle Scholar

  • Friso-van den Bos, I., van der Ven, S. H., Kroesbergen, E. H. & van Luit, J. E. (2013). Working memory and mathematics in primary school children: A meta-analysis. Educational Research Review, 10, 29–44. First citation in articleCrossrefGoogle Scholar

  • Fuchs, L. S., Compton, D. L., Fuchs, D., Paulsen, K., Bryant, J. D. & Hamlett, C. L. (2005). The prevention, identification, and cognitive determinants of math difficulty. Journal of Educational Psychology, 97, 493–513. First citation in articleCrossrefGoogle Scholar

  • Geary, D. C., Hoard, M. K. & Hamson, C. O. (1999). Numerical and arithmetical cognition: Patterns of functions and deficits in children at risk for a mathematical disability. Journal of Experimental Child Psychology, 74, 213–239. First citation in articleCrossrefGoogle Scholar

  • Grube, D. & Seitz-Stein, K. (2012). Arbeitsgedächtnis und Rechnen. In M., HasselhornC., Zoelch (Hrsg.), Funktionsdiagnostik des Arbeitsgedächtnisses (S.145–157). Göttingen: Hogrefe. First citation in articleGoogle Scholar

  • Hager, W. & Hasselhorn, M. (1998). The effectiveness of the cognitive training for children from a differential perspective: A meta-evaluation. Learning and Instruction, 8, 411–438. First citation in articleCrossrefGoogle Scholar

  • Hasselhorn, M. & Gold, A. (2013). Pädagogische Psychologie. Erfolgreiches Lernen und Lehren. 3. vollständig überarbeitete und erweiterte Aufl.Göttingen: Kohlhammer. First citation in articleGoogle Scholar

  • Hecht, A. T. (2014). Ressourcenorientierte Lernförderung in der Grundschule: Der Einfluss des Aufgabendesigns auf die Übungsleistungen von Zweitklässlern in Rechtschreiben und Mathematik. Dissertation. Justus-Liebig-Universität Gießen. Verfügbar unter http://geb.uni-giessen.de/geb/volltexte/2014/10981/pdf/HechtAgnesTeresa_2014_07_08.pdf [Zugriff am 04.04.2018]. First citation in articleGoogle Scholar

  • Helland, T., & Asbjørnsen, A. (2004). Digit span in dyslexia: Variations according to language comprehension and mathematics skills. Journal of Clinical and Experimental Neuropsychology, 26, 31–43. First citation in articleCrossrefGoogle Scholar

  • Holmes, J., Gathercole, S. E. & Dunning, D. L. (2009). Adaptive training leads to sustained enhancement of poor working memory in children. Developmental Science, 12, 9–15. First citation in articleCrossrefGoogle Scholar

  • Huber, C. & Grosche, M. (2012). Das response-to-intervention-Modell als Grundlage für einen inklusiven Paradigmenwechsel in der Sonderpädagogik. Zeitschrift für Heilpädagogik, 8, 312–322. First citation in articleGoogle Scholar

  • Karbach, J. & Kray, J. (2009). How useful is executive control training? Age differences in near and far transfer of task-switching training. Developmental Science, 12, 978–990. First citation in articleCrossrefGoogle Scholar

  • Karbach, J., & Unger, K. (2014). Executive control training from middle childhood to adolescence. Frontiers in psychology, 5, Article 390. https://doi.org/10.3389/fpsyg.2014.00390 First citation in articleCrossrefGoogle Scholar

  • Klauer, K. J. (1996). Denktraining oder Lesetraining? Über die Auswirkungen eines Trainings zum induktiven Denken sowie eines Lesetrainings auf Leseverständnis und induktives Denken. Zeitschrift für Entwicklungspsychologie und Pädagogische Psychologie, 28, 67–89. First citation in articleGoogle Scholar

  • Klauer, K. J. (2000). Das Huckepack-Theorem asymmetrischen Strategietransfers. Zeitschrift für Entwicklungspsychologie und Pädagogische Psychologie, 32, 153–165. First citation in articleLinkGoogle Scholar

  • Klesczewski, J., Brandenburg, J., Fischbach, A., Schuchardt, K., Grube, D., Hasselhorn, M. & Büttner, G. (2018). Development of working memory from grade 3 to 5: Differences between children with and without mathematical learning difficulties. International Journal of Disability, Development and Education. doi: 10.1080/1034912X.2017.1419555 First citation in articleCrossrefGoogle Scholar

  • Klingberg, T., Forssberg, H. & Westerberg, H. (2002). Training of working memory in children with ADHD. Journal of Clinical and Experimental Neuropsychology, 24, 781–791. First citation in articleCrossrefGoogle Scholar

  • Klingberg, T., Fernell, E., Olesen, P. J., Johnson, M., Gustafsson, P. & Dahlström, K. (2005). Computerized training of working memory in children with ADHD – A randomized, controlled trial. Journal of the American Academy of Child and Adolescent Psychiatry, 44, 177–186. First citation in articleCrossrefGoogle Scholar

  • Krajewski, K. (2003). Vorhersage von Rechenschwache in der Grundschule. Hamburg: Kovac. First citation in articleGoogle Scholar

  • Krajewski, K. (2008). Prävention der Rechenschwäche. In W., SchneiderM., Hasselhorn (Hrsg.), Handbuch der Pädagogischen Psychologie (S.360–370). Göttingen: Hogrefe. First citation in articleGoogle Scholar

  • Krajewski, K. & Ennemoser, M. (2010). Die Berücksichtigung begrenzter Arbeitsgedächtnisressourcen in Unterricht und Lernförderung. In H.-P., TrolldenierW., LenhardP., Marx (Hrsg.), Brennpunkte der Gedächtnisforschung (S.337–365). Göttingen: Hogrefe. First citation in articleGoogle Scholar

  • Krajewski, K. & Schneider, W. (2009). Exploring the impact of phonological awareness, visual-spatial working memory, and preschool quantity-number competencies on mathematics achievement in elementary school: Findings from a 3-year-longitudinal study. Journal of Experimental Child Psychology, 103, 516–531. First citation in articleCrossrefGoogle Scholar

  • Kray, J., Karbach, J., Haenig, S. & Freitag, C. (2012). Can task-switching training enhance executive control functioning in children with attention defi cit/-hyperactivity disorder? Frontiers in Human Neuroscience, 5, 1–9. First citation in articleCrossrefGoogle Scholar

  • Kroesbergen, E. H., van 't Noordende, J. E. & Kolkman, M. E. (2014). Training working memory in kindergarten children: Effects on working memory and early numeracy. Child Neuropsychology, 20, 23–37, doi: 10.1080/09297049.2012.736483. First citation in articleCrossrefGoogle Scholar

  • Kuhl, J., Hecht, T. & Euker, N. (2016). Grundprinzipien des Unterrichts und der Förderung von Kindern und Jugendlichen mit intellektueller Beeinträchtigung – Entwicklungs-, Ressourcen- und Lebensweltorientierung. In J., KuhlN., Euker (Hrsg.), Evidenzbasierte Diagnostik und Förderung von Kindern und Jugendlichen mit intellektueller Beeinträchtigung (S.39–64). Bern: Hogrefe. First citation in articleGoogle Scholar

  • Kuhl, J., Sinner, D. & Ennemoser, M. (2012). Training quantity-number competencies in students with intellectual disabilities. Journal of Cognitive Education and Psychology, 11, 128–142. First citation in articleCrossrefGoogle Scholar

  • Kutzer, R. (1999). Überlegungen zur Unterrichtssituation im Sinne strukturorientierten Lernens. In H., Probst (Hrsg.), Mit Behinderung muss gerechnet werden. Der Marburger Beitrag zur lernprozessorientierten Diagnostik, Beratung und Förderung (S.15–69). Solms-Oberbiel: Jarick Oberbiel. First citation in articleGoogle Scholar

  • Langfeldt, H.-P. (2008). Über den Umgang mit Trainingsprogrammen. In H.-P., LangfeldtG., Büttner (Hrsg.), Trainingsprogramme zur Förderung von Kindern und Jugendlichen (S.2–15). Weinheim: Beltz. First citation in articleGoogle Scholar

  • Mazzocco, M. M. M. & Kover, S. T. (2007). A longitudinal assessment of executive function skills and their association with math performance. Child Neuropsychology, 13, 18–45. First citation in articleCrossrefGoogle Scholar

  • Mähler, C., Jörns, C., Radtke, E. & Schuchardt, K. (2015). Chancen und Grenzen eines Trainings des Arbeitsgedächtnisses bei Kindern mit und ohne Lese-/Rechtschreibschwierigkeiten. Zeitschrift für Erziehungswissenschaften, 18, 453–471. First citation in articleCrossrefGoogle Scholar

  • Mähler, C. & Hasselhorn, M. (2001). Lern- und Gedächtnistraining bei Kindern. In K., J. Klauer (Hrsg.), Handbuch Kognitives Training, 2. Aufl, (S.407–429). Göttingen: Hogrefe. First citation in articleGoogle Scholar

  • McKenzie, B., Bull, R. & Gray, C. (2003). The effects of phonological and visual-spatial interference on children's arithmetical performance. Educational and Child Psychology, 20, 93–108. First citation in articleCrossrefGoogle Scholar

  • Melby-Lervåg, M. & Hulme, C. (2013). Is working memory training effective? A meta-analytic review. Developmental Psychology, 49, 270–291. First citation in articleCrossrefGoogle Scholar

  • Miyake, A., Friedman, N. P., Emerson, M. J., Witzki, A. H., Howerter, A. & Wagner, T. D. (2000). The unity and diversity of executive functions and their contributions to complex “frontal lobes” tasks: A latent variable analysis. Cognitive Psychology, 41, 49–100. First citation in articleCrossrefGoogle Scholar

  • Nußbeck, S. (2007). Evidenz-basierte Praxis – ein Konzept für sonderpädagogisches Handeln? Sonderpädagogik, 37,146–155. First citation in articleGoogle Scholar

  • Education(2016). Working Memory Training. Verfügbar unter https://www.cogmed.com/deutsch [Zugriff am 04.04.2018]. First citation in articleGoogle Scholar

  • Peng, P., Congying, S., Beilei, L. & Sha, T. (2012). Phonological storage and executive function deficits in children with mathematics difficulties. Journal of Experimental Child Psychology, 112, 452–466. doi: 10.1016/j.jecp.2012.04.004 First citation in articleCrossrefGoogle Scholar

  • Peng, P. & Fuchs, D. (2016). A Meta-Analysis of working memory deficits in children with learning difficulties: Is there a difference between verbal domain and numerical domain? Journal of Learning Disabilities, 49, 3–10. doi: 10.1177/0022219414521667 First citation in articleCrossrefGoogle Scholar

  • Rueda, M. R., Cómbita, L. M. & Pozuelos, J. P. (2016). Training of diverse cognitive skills in childhood and adolescence. In T., StrobachJ., Karbach (Hrsg.), Cognitive training. An overview of features and applications. (S.33–44). Berlin: Springer. First citation in articleGoogle Scholar

  • Roebers, C. M., Röthlingsberger, M. & Neuenschwander, R. (2014). Nele und Noa im Regenwald – Berner Material zur Förderung exekutiver Funktionen. München: Reinhardt. First citation in articleGoogle Scholar

  • Röthlisberger, M., Neuenschwander, R., Cimeli, P., Michel, E. & Roebers, C. M. (2012). Improving executive functions in 5- and 6-year-olds: Evaluation of a small group intervention in prekindergarten and kindergarten children. Infant and Child Development, 21, 411–421. First citation in articleCrossrefGoogle Scholar

  • Sala, G. & Gobet, F. (2017; Advanced Online Publication). Working memory training in typically developing children: A meta-analysis of the available evidence. Developmental Psychology. First citation in articleCrossrefGoogle Scholar

  • Schneider, W., Küspert, P., Krajewski, K. (2016). Die Entwicklung mathematischer Kompetenzen. Paderborn: Ferdinand Schöningh. First citation in articleGoogle Scholar

  • Schuchardt, K.(2008). Arbeitsgedächtnis und Lernstörungen. Differenzielle Analysen der Funktionstüchtigkeit des Arbeitsgedächtnisses bei Kindern mit Lernstörungen. Dissertation. Georg-August-Universität Göttingen. First citation in articleGoogle Scholar

  • Schuchardt, K., Kunze, J., Grube, D. & Hasselhorn, M. (2006). Arbeitsgedächtnisdefizite bei Kindern mit schwachen Rechen- und Schriftsprachleistungen. Zeitschrift für Pädagogische Psychologie, 20, 261–268. First citation in articleLinkGoogle Scholar

  • Schuchardt, K. & Mähler, C. (2016). Exekutive Funktionen bei Kindern mit Lernstörungen. Praxis der Kinderpsychologie und Kinderpsychiatrie, 65, 389–405. First citation in articleCrossrefGoogle Scholar

  • Schuchardt, K., Mähler, C. & Hasselhorn, M. (2008). Working memory deficits in children with specific learning disorders. Journal of Learning Disabilities, 41, 514–523. First citation in articleCrossrefGoogle Scholar

  • Sinner, D.(2011). Prävention von Rechenschwäche durch ein Training mathematischer Basiskompetenzen in der ersten Klasse. Inaugural-Disseration. Justus-Liebig-Universität Gießen. Verfügbar unter http://geb.uni-giessen.de/geb/volltexte/2011/8198/pdf/SinnerDaniel_2011_05_25.pdf [Zugriff am 04.04.2018]. First citation in articleGoogle Scholar

  • Simanowski, S. & Krajewski, K. (2017). Specific preschool executive functions predict unique aspects of mathematics development: A 3-year longitudinal study. Child Development, 1–18. doi: 10.1111/cdev.12909 First citation in articleGoogle Scholar

  • Strobach, T. & Karbach, J. (2016). Cognitive training. An overview of features and applications. Berlin: Springer. First citation in articleGoogle Scholar

  • Sweller, J. & Chandler, P. (1991). Evidence for cognitive load theory. Cognition and Instruction, 8, 351–362. First citation in articleCrossrefGoogle Scholar

  • Thomas, J., Zoelch, C., Seitz-Stein, K. & Schumann-Hengsteler, R. (2006)Phonologische und zentral-exekutive Arbeitsgedächtnisprozesse bei der mentalen Addition und Multiplikation bei Grundschulkindern. Psychologie in Erziehung und Unterricht, 53, 275–290. First citation in articleGoogle Scholar

  • Taatgen, N. A. (2013). The nature and transfer of cognitive skills. Psychological Review, 120, 439–471. doi: 10.1037/a0033138. First citation in articleCrossrefGoogle Scholar

  • Taatgen, N. A. (2016). Theoretical models of training and transfer effects. In T., StrobachJ., Karbach (2016), Cognitive training. An overview of features and applications. (S.19–29). Berlin: Springer. First citation in articleGoogle Scholar

  • Toll, S. W. M., Van der Ven, H. G., Kroesbergen, E. H. & Van Luit, J. E. H. (2011). Executive functions as predictors of math learning disabilities. Journal of Learning Disabilities, 44, 521–532. First citation in articleCrossrefGoogle Scholar

  • Universität Rostock(2015). Rügener Inklusionsmodell. Der Response to Intervention-Ansatz. Mehrebenenprävention. Verfügbar unter http://www.rim.uni-rostock.de/der-response-to-intervention-ansatz/mehrebenenpraevention/ [Zugriff am 04.01.2018]. First citation in articleGoogle Scholar

  • Van der Ven, S. H. G., Kroesbergen, E. H., Boom, J. & Leseman, P. P. M. (2012). The development of executive functions and early mathematics: A dynamic relationship. British Journal of Educational Psychology, 82, 100–119. First citation in articleCrossrefGoogle Scholar