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Rechne mit Erfolg!

Erforscht & entwickelt in der Schweiz

Wissenschaftlich entwickelt

Calcularis fördert die Entwicklung und das Zusammenspiel unterschiedlicher Gehirnbereiche, die an der Verarbeitung von Zahlen und mathematischen Aufgaben beteiligt sind.

Die Lernsoftware Calcularis wurde von Neuropsychologen und Informatikern der Universität und ETH Zürich, Therapeuten und Lehrpersonen entwickelt. Erstmals konnte nachgewiesen werden, dass ein erfolgreiches Lernen positive Veränderungen im Gehirn auslösen kann.

Wissenschaftliche Studien zeigen, dass gezieltes Training zu neuroplastischen Veränderungen im Gehirn führt. Lernende konnten nach nur drei Monaten durchschnittlich über 35 Prozent mehr Rechenaufgaben richtig lösen und dadurch auch ihre Angst vor der Mathematik abbauen. Die Studien in der Schweiz (ETH und Universität Zürich) und in Deutschland (DRKK Berlin und Universität Potsdam) haben die Wirksamkeit von Calcularis bestätigt. Die Wirksamkeit basiert auf der erfolgreichen Förderung der Zahlenraumvorstellung, welcher eine zentrale Bedeutung für das Rechnen zukommt. Sie entwickelt sich normalerweise in den ersten Schuljahren und geht mit einer Zunahme der neuronalen Aktivität in den hinteren Hirnabschnitten und einer Abnahme der Aktivität in den vorderen Gehirnregionen einher. Das Frontalhirn als Denkapparat wird durch die zunehmend automatisierte Nutzung einer Zahlenraumvorstellung entlastet und kann vermehrt für weiteres Lernen und das Lösen schwierigerer Aufgaben genutzt werden.

Bei Kindern mit Lernschwierigkeiten im Rechnen vollzieht sich dieser neuronale Umbau dagegen verzögert. Das gezielte computerunterstütze Training der Zahlenraumvorstellung mit Calcularis führte nicht nur zu klaren Leistungsverbesserungen im Rechnen, sondern auch zu Veränderungen der neuronalen Aktivität im Gehirn. Nach dem Training mit Calcularis verlagerte sich die Aktivität von den vorderen in die hinteren Gehirnregionen. Schon nach einer kurzen Trainingszeit von drei Monaten zeigten die Lernenden erhebliche Verbesserungen beim Lösen von Additions- und Subtraktionsaufgaben. Dank einer signifikanten Steigerung der Zahlenraumvorstellung wurden über 35 Prozent mehr Aufgaben richtig gelöst.

Calcularis unterstützt die neuronale Entwicklung mathematischer Fähigkeiten Die Gehirnregionen entwickeln sich entlang eines 4-stufigen Modells. Die Stufen müssen hierarchisch durchlaufen werden, weil jede Stufe eine Vorbedingung der nächsten Stufe ist:

Bereits im 3. Lebensmonat können Babys verschieden grosse Mengen unterscheiden (Stufe 1). Noch im Vorschulalter lernen Kinder Zahlworte, um Mengen zu benennen (Stufe 2). In der Schule lehrt man dann die arabische Notation (Stufe 3), welche ohne Zahlworte kaum verstanden werden kann. Schliesslich entwickelt sich eine mentale Zahlenraumvorstellung, der innere Zahlenstrahl, welche Grösser/Kleiner und Schätzen automatisiert. Im Lauf dieser neuronalen Entwicklung werden jeweils neue Fertigkeiten in den vorderen Hirnregionen verarbeitet. Sobald eine Teilleistung der Zahlenverarbeitung automatisiert beherrscht wird, kann festgestellt werden, dass nunmehr hintere Hirnregionen für eine schnellere und effizientere Hirnleistung sorgen.

Bei Kindern mit Dyskalkulie hingegen findet diese Verschiebung nur verzögert statt – es kommt zu einer negativen Kaskade: Das Gehirn benötigt für nicht altersgemässe Aufgabenstellungen immer noch die langsameren frontalen Regionen, welche eigentlich für das Erlernen neuer Teilleistungen in der Mathematik zuständig sind. Bei dieser Erkenntnis setzt Calcularis an: Es unterstützt die neuronale Entwicklung, indem es adaptiv und vom jeweils individuellen Lernstand ausgehend, gezielt die Zahlenraumvorstellung und das rechnerische Denken auf neuronaler Ebene entwickelt.