Wer gut im spontanen Abschätzen von Mengen und Zahlen ist, lernt auch leichter und besser, mit komplizierteren mathematischen Zusammenhängen umzugehen, haben US-Forscher gezeigt. Der angeborene grundlegende Zahlen- und Mengensinn ist damit sehr viel enger mit dem Talent für höhere Mathematik verwoben als bisher angenommen, resümieren die Wissenschaftler. Bisher galten die beiden Bereiche – das intuitive Abschätzen kleiner Mengen und der Umgang mit abstrakten Zahlenkonzepten – als mehr oder weniger voneinander unabhängige Fähigkeiten.
Jeder Mensch und auch einige Tiere werden mit einem primitiven Zahlensinn geboren. Er ermöglicht, auf einen Blick kleine Mengen abzuschätzen – eine Fähigkeit, die im Alltag unbewusst sehr viel genutzt wird. Auch Tiere können so beispielsweise in kürzester Zeit bewerten, an welcher Stelle das Futterangebot größer ist oder von welcher Gruppe an Feinden ihnen eine größere Gefahr droht. Dieses intuitive Verständnis erstreckt sich allerdings nur auf sehr kleine Mengen von drei, maximal vier Objekten, hatten früheren Studien gezeigt. Für größere Zahlen oder auch die Manipulation von Mengen sowie den Umgang mit abstrakten Zahlensymbolen benötigt man dagegen höhere kognitive Fähigkeiten. Zudem scheinen diese geistigen Konzepte eng mit der Sprachfähigkeit zusammenzuhängen: Menschen, die entweder ohne Sprache aufwachsen oder deren Sprache keine expliziten Zahlwörter kennt, sind nur schlecht oder gar nicht in der Lage, Rechenoperationen oder andere mathematische Zusammenhänge zu erlernen oder zu verstehen.
Aufgrund der großen Unterschiede zwischen den beiden Konzepten hatten Wissenschaftler lange angenommen, dass es sich auch um zwei verschiedene Fähigkeiten handelt, die nicht oder nur indirekt zusammenhängen. Erst in den letzten Jahren häuften sich die Hinweise darauf, dass die Entwicklung des mathematischen Verständnisses möglicherweise doch auf dem ursprünglicheren Zahlensinn aufbaut. Allerdings seien bei den bisherigen Studien zu diesem Thema immer Probanden untersucht worden, die bereits mehrere Jahre mathematischer Ausbildung hinter sich hatten, merkt Studienleiterin Melissa Libertus von der Johns Hopkins University in Baltimore an. Da in solchen Fällen nicht ausgeschlossen werden könne, dass die Qualität des Unterrichts die Ergebnisse verfälscht, entschieden sie und ihre Kollegen sich, in der aktuellen Untersuchung nur Kinder im Alter zwischen drei und fünf Jahren zu erfassen, die noch keinen Matheunterricht besuchten.
Alle Probanden absolvierten zuerst einen Schätztest, bei dem auf einem Bildschirm kurz unterschiedliche Mengen von blauen und gelben Punkten erschienen. Die Kinder sollten jeweils angeben, ob sie mehr blaue oder mehr gelbe Punkte gesehen hatten (einen ähnlichen Test, allerdings in englischer Sprache, findet man unter www.panamath.org/testyourself.php). Anschließend testeten die Forscher noch, wie gut die Kleinen mit komplexeren mathematischen Aufgaben zurechtkamen: Sie ließen sie Objekte zählen, zwei gesprochene Zahlen vergleichen, Ziffernkombinationen ablesen, einfache Additionen durchführen und fragten nach Zahlkonzepten.
Die Auswertung zeigte: Je exakter die Kinder in der Schätzaufgabe gewesen waren, desto besser waren auch ihre höheren mathematischen Fähigkeiten ausgebildet. Dieser Zusammenhang blieb auch dann bestehen, wenn die Sprachfähigkeit und die allgemeine Intelligenz mit berücksichtigt wurden. Demnach scheint der angeborene Zahlensinn zumindest mitzubestimmen, wie gut man sich später andere mathematische Konzepte erarbeiten und den Umgang mit größeren Zahlen lernen kann, schlussfolgert das Team.
Die Fragen, die sich nach Ansicht der Forscher jetzt aufdrängten, seien vor allem: Kann man den Zahlensinn gezielt trainieren? Wenn ja, hilft das beim Mathelernen? Und ist es möglich, den Unterricht so zu gestalten, dass der Zahlensinn stärker genutzt wird? Ebenfalls unklar bleibe bisher, was der Verbindung der beiden Fähigkeiten zugrunde liegt. Es sei beispielsweise möglich, dass Kinder mit einem besseren Zahlensinn wirklich leichter und schneller den Umgang mit Zahlsymbolen lernen. Alternativ könne aber auch nicht ausgeschlossen werden, dass Kinder mit einem weniger gut ausgeprägten Mengenverständnis sich einfach weniger für Zahlen und deren Anwendung interessieren. Das wollen die Forscher als nächstes untersuchen.
Melissa Libertus (Johns Hopkins University, Baltimore) et al.: Developmental Science, Online-Vorabveröffentlichung, doi: 10.1111/j.1467-7687.2011.01080.x wissenschaft.de – Ilka Lehnen-Beyel
