Wie können Lehrkräfte dafür sorgen, dass ihre Schülerinnen und Schüler ein tieferes Verständnis von Inhalten gewinnen, anstatt Inhalte eher oberflächlich zu lernen und kurzfristig zu behalten? Mit dieser zentralen Frage beschäftigt sich die Lehr-Lernforschung seit über vier Jahrzehnten. Eine vielversprechende Möglichkeit sind sogenannte Concept Maps. Wie effektiv ihr Einsatz im Vergleich zu anderen Methoden im Unterricht sein kann, beschreibt dieser Beitrag.

Mit Concept Maps lassen sich Begriffe und Zusammenhänge zu einem Thema oder Themengebiet in Form einer Netzstruktur graphisch darstellen. Concept Maps – nicht zu verwechseln mit Mindmaps – bestehen aus Knoten, Pfeilen und Pfeilbeschriftungen. Während die Knoten des Netzes wichtige Begriffe oder Inhalte darstellen, zeigen die Verbindungslinien oder Pfeile an, in welcher Beziehung die Inhalte zueinander stehen und wie sie miteinander zusammenhängen. So lassen sich beispielsweise der Prozess der Photosynthese oder Begriffe und Zusammenhänge zum Thema Energiewende sehr anschaulich in einer Concept Map visualisieren. Als analytischer Prozess können sie dabei helfen, Lernen aktiv zu gestalten: Sie animieren Lernende dazu, sich neue Inhaltsgebiete mit Schwerpunkt auf ihre Grundstrukturen zu erarbeiten und neue Informationen mit bestehendem Wissen zu verbinden. Die Lehr-Lernforschung nimmt an, dass die Arbeit mit Concept Maps ein tieferes Verständnis von Inhalten und Zusammenhängen fördert – unabhängig davon, ob Lernende sie selbst erstellen oder ob sie mit vorgefertigten Maps arbeiten. Seit den 1970er-Jahren werden Concept Maps strategisch zum Lernen und Lehren eingesetzt. Eine aktuelle Metaanalyse von Schroeder, Nesbit, Anguino und Adesope aus dem Jahr 2017 untersucht mit Fokus auf die MINT-Fächer, wie lernwirksam Concept Maps im Vergleich zu verschiedenen anderen Lernaktivitäten sind, denen derselbe Lerninhalt zugrunde liegt.

Wann sind Concept Maps besonders effektiv?

Insgesamt zeigt sich, dass Schülerinnen und Schüler sowie Studierende, die mit Concept Maps lernen, in der Regel bessere Lernleistungen erbringen als diejenigen, die einer anderen Lernaktivität nachgehen. Das gilt nicht nur für die MINT-Fächer, sondern über alle Fächer und Altersstufen hinweg. Und es macht auch keinen Unterschied, ob Lernende dabei individuell oder in Gruppen arbeiten. Außerdem fördern Concept Maps das Lernen, egal ob die Lernenden ihre eigenen Maps erstellen oder ob sie mit vorgegebenen arbeiten. Der Vorteil von Concept Maps zeigt sich deutlicher im Vergleich zu lehrerzentrierten Methoden – wie etwa Vorlesungen – oder Diskussionen im Plenum. Vergleicht man das Arbeiten mit Concept Maps mit Lernaktivitäten, die ähnliche kognitive Prozesse anregen – wie das Erstellen von Kurzzusammenfassungen oder Listen –, schneiden Concept Maps zwar immer noch besser ab, jedoch sind die Unterschiede zu diesen Lernaktivitäten nicht mehr so groß.

Concept Maps versus Essays

Eine exemplarische Untersuchung aus Deutschland veranschaulicht, wie solche Unterschiede konkret ermittelt werden. Die Studie von Haugwitz, Nesbit und Sandmann (2010) vergleicht zwei alternative Lehrstrategien: den Einsatz von Concept Maps und das Schreiben kurzer Essays. Beide Alternativen animierten Schülerinnen und Schüler, aktiv zu lernen und in Kleingruppen Zusammenfassungen von Informationen zu erstellen. Die Studie wurde im Biologieunterricht zum Thema „Herz und Kreislaufsystem“ mit 248 Schülerinnen und Schülern aus sieben Gymnasien durchgeführt. Sie konnten sich frei zu kleinen Lerngruppen von drei bis fünf Personen zusammenschließen und wurden dann per Zufall einer der beiden Alternativen zugeordnet. In fünf Lerneinheiten erarbeiteten sich die Schülerinnen und Schüler die Inhalte mit verschiedenen Lernmaterialien und fassten sie entweder in Concept Maps oder in kurzen Essays zusammen. Zentrale Begriffe waren dabei vorgegeben, die Zusammenhänge mussten sich die Gruppen selbst erschließen. Die Einheiten schlossen jeweils mit einem kurzen Wissenstest zu den Inhalten des Tages. Die Schülerinnen und Schüler der Concept-Map-Gruppe erhielten vor Beginn noch ein 15-minütiges Training zum Erstellen von Concept Maps. Die Ergebnisse zeigen, dass die Schülerinnen und Schüler, die mit Concept Maps arbeiteten, deutlich mehr Verbindungen zwischen den verschiedenen Lerninhalten herstellten und höhere Leistungen in den nachfolgenden Wissenstests erzielten als diejenigen, die Essays verfassten. Die Studie zeigt auch, dass insbesondere Lernende mit geringen Fähigkeiten vom Erstellen der Concept Maps profitieren, selbst wenn sie mit anderen leistungsschwachen Schülerinnen oder Schülern zusammenarbeiteten.

Fazit für die Unterrichtspraxis

Lernen aktiv zu gestalten, heißt Lernende zum Nachdenken über Inhalte, Strukturen und Zusammenhänge zu animieren. Sie sollen also kognitiv elaborieren, anstatt Lerninhalte bloß zu memorieren. Concept Maps stellen eine ganz konkrete Möglichkeit dar, diese kognitiven Prozesse gezielt zu unterstützen und Lernenden dabei zu helfen, sich auf die wesentlichen Grundstrukturen von Lerninhalten zu konzentrieren. Dies unterstreichen empirische Befunde aus mittlerweile über 40 Jahren Forschung. Es kann sich also lohnen, Lernaktivitäten mit Concept Maps ab und zu anstelle eines Lehrervortrags oder der Arbeit mit Texten und Zusammenfassungen in den Unterricht aufzunehmen. Dies gilt auch über die MINT-Fächer hinaus und kann gerade in der Sekundarstufe zu guten Lernergebnissen führen. Die Befunde zeigen, dass es sich auszahlt, wenn dafür etwas mehr Zeit zur Verfügung steht und Lernende auch einmal länger als eine Woche mit ihren Concept Maps arbeiten können.

Dr. Maximilian Knogler, Annika Schneeweiss

Weitere Informationen: Das Clearing House Unterricht (TU München) wird im Rahmen derQualitätsoffensive Lehrerbildung vom Ministerium für Bildung und Forschung gefördert. Das Modellprojekt bereitet die aktuell beste wissenschaftliche Evidenz zu Themen des MINT Unterrichts für die Lehrerbildung auf. www.clearinghouse-unterricht.de . Kurzreview Concept Maps www.bit.ly/2KbboYO