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Wie ein Spiel: Wer forscht, der lernt

(c) REUTERS (DADO RUVIC)
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Von lehrreichen Computerspielen, Wiener Gewinnern und einem ganz großen Plan: der Revolution der Wissensvermittlung.

Ohne Zweifel sind sie die Zauberkästen unserer Zeit all die großen und kleinen Computer, die smarten Handys, Tablets, Spielkonsolen. Ein Piep genügt, und vom Kleinkind- bis ins Erwachsenenalter sind wir gebannt und für Stunden hoch motiviert beschäftigt. Das hat durchaus problematische Seiten (etwa Bewegungsmangel). Manche sehen darin aber vor allem eine gewaltige Chance: die Möglichkeit eines gleichberechtigten Zugangs zu Bildung und, über intelligente Lernprogramme, zu freiem, selbstbestimmtem Lernen.

Zwei, die die Vision einer Art Lernparallelwelt zum derzeitigen Bildungssystem teilen, sind François Taddei und Stefan Thurner. Beide sind Mitte 40, der eine ist Korse, Absolvent einer französischen Elite-Uni, viel zitierter Genetiker, Mikrobiologe und vielleicht noch mehr zitierter Bildungsvisionär. Das von ihm 2005 gegründete Centre de Recherches Interdisciplinaires CRI (Zentrum für interdisziplinäres Forschen) in Paris ist so erfolgreich, dass ihm die Stadt kürzlich ein paar tausend Quadratmeter Campus zur Verfügung stellte, in Bestlage, gleich neben dem Jardin du Luxembourg. Der andere ist Innsbrucker, Physiker, Ökonom, viel zitierter Komplexitätsforscher am von ihm aufgebauten Institut für Wissenschaft komplexer Systeme an der Medizin-Uni Wien und Professor an Thinktanks wie dem Santa Fe Institute und dem IIASA in Laxenburg. Seit ihrem ersten Zusammentreffen 2011 sind die zwei Tausendsassas nun auch kongeniale Denk- und Forschungspartner in Sachen Bildung 2.0.

Der Königsweg der Wissensvermittlung sei das Lernen durch Forschen – davon sind sie überzeugt. Taddeis Pariser Universität beweist schon einmal, wie wunderbar das live auf einem gut ausgestatteten Campus funktioniert: Studierende aus aller Welt und allen Fachrichtungen unterrichten sich hier gegenseitig in vorgegebenen oder selbst gewählten Inhalten, diskutieren, entwickeln gemeinsam Ideen und Projekte, während wohlmeinende Professoren lediglich moderierend zur Seite stehen oder die Jungen an der eigenen Forschung teilnehmen lassen. Vor allem aber, so die Vision, soll Bildung 2.0 intelligente Computerspiele und Lernprogramme zur Wissensvermittlung nutzen – Spiele wie „Dragon Box“, das schon Tafelklassler quadratische Gleichungen lösen lässt, und zwar in Form von Fischen, Drachen und Würfeln.

Bis dies unabhängig von Bildungsinstitutionen funktioniert, muss noch viel passieren. Eine Initiative war der Computerspiele-Wettbewerb, zu dem François Taddei Mitte Dezember Studierende aus aller Welt nach Paris lud: zu „iGam4ER“, der ersten „International Game Competition for Education and Research“. Präsentiert und prämiert wurden sowohl Spiele, die die Crowd-Intelligenz zur Lösung von Problemen aus Forschung und Wissenschaft nutzen, als auch solche, die neue Formen des Lernens und Lehrens erschließen.


Sieger bei Wettbewerb. „Learning by Gaming“: Das bedeutet z.B., eine neue Galaxie nach allen Regeln der Physik zu entwerfen und so ganz nebenbei zu erfahren, was dunkle Materie ist. Oder vor einer Herde Dinosauriern zu fliehen und dabei alles über das Fressverhalten der verschiedenen Arten und über die Erdzeitalter aufzusaugen. Oder chirurgisch sich vermehrende Fresserchen aus einem Körper zu entfernen, dabei aber keine Ader anzuschneiden (Anatomie!) und keine der bösen Zellen zu übersehen, die in den Körper streuen wollen – wer verloren hat, weiß um die Abläufe und Gefahren des Metastasierens. In der Kategorie Games for Research gewann das Spiel „Netz!“ der Physiker Christos Tsiapalis und Rudolf Hanel von Thurners Wiener Institut. Das Spielziel von „Netz!“ ist der Nachbau eines vorgegebenen Netzwerks. Dafür können Verbindungen zwischen Knoten getrennt oder neue hergestellt werden. Ein Feedbackfeld zeigt zu jedem Schritt, ob das Netzwerk dadurch besser oder schwächer geworden ist, die Prinzipien der Netzwerktheorie gibt's intuitiv dazu. „An Universitäten wird Netzwerktheorie frühestens im dritten Semester und nur in naturwissenschaftlichem Umfeld unterrichtet“, erläutert Tsiapalis. „Das Spiel ,Netz!‘ vermittelt sie schon Volksschülern.“

Die leichteste Aufgabe ist ein Netzwerk, in dem jeder Knoten gleich viele Arme hat. Auf dem höchsten Level geht es um ein Vielfaches komplexer zu, schildert Thurner. „Es ist dann nicht mehr einfach nur ein Netz, sondern hat auch eine Funktion: die eines realen Gen-Netzwerks.“ Hier wird deutlich, wie schwierig Wechselwirkungen in komplexen Systemen zu durchschauen und zu steuern sind: Jede Verbindung ist nun ein Pfad für Proteine, die zwischen den Knoten hin- und herfließen. Treffen sie auf andere Proteine, gehen sie chemische Verbindungen ein: Neue Moleküle entstehen. „Abhängig von den Molekülkonzentrationen entwickelt das Netzwerk ein bestimmtes Schwingungsmuster. Ändert sich das Netzwerk, ändern sich auch die Schwingungen des ganzen Systems.“

Tatsächlich erfordert es einige Geduld, das vorgegebene Schwingungsmuster nachzubauen. Die Muster stammen übrigens aus dem „Real Life“: aus Laboren, wo Zeitverläufe von Proteinkonzentrationen gemessen werden. „Wir bekommen oft Anfragen, wie das Netzwerk zu solchen Daten aussieht“, erzählt Thurner vom Ursprung der Spielidee. Um sich die Tüftelei zu ersparen, bat er seine Mitarbeiter um ein Tool, mit dem die Netzwerke selbst gebaut werden können.

Daraus wurde nun erst einmal ein Spiel, das Netzwerke vorgibt, die schon gut verstanden sind. In Zukunft könnten die Spielenden der Wissenschaft aber auch helfen: per Crowd-Intelligenz – also dem Wissen der Vielen. Vorbilder für solche Spiele gibt es schon einige, etwa das Onlinespiel „Foldit“, bei dem Proteine möglichst ökonomisch gefaltet werden müssen – diese Aufgabe lösen Namenlose an Heimcomputern tatsächlich um Klassen schneller und besser als alle hoch spezialisierten Labore zusammen.

Diese Chancengleichheit im und durch das Internet (sofern frei zugänglich), diese Égalité ist es, die Taddei beseelt. Ob am privilegierten CRI oder mit Schulkindern im übelsten Banlieue von Paris: Dort hat der Franzose ein Wissenschaftsprojekt für Volksschüler initiiert. Stets geht es ihm (und vielen seiner Kollegen) um eine Welt, in der jeder und jede vom Weltwissen profitieren und selbst dazu beitragen kann.


Motivation und Kreativität. Um diesen Plan in großem Stil zu verwirklichen, bastelten Taddei und Thurner zusammen am Konzept einer Online-Universität, für die sich unter anderem die UNO interessierte. „Eine virtuelle Schule oder Universität, in die man als Avatar eintritt – vielleicht ein Gebäude wie bei Harry Potter. Dort bekommt man Aufgaben gestellt und muss Probleme lösen“, schwärmt der Wiener Wissenschaftler von einer neuen Form des Lernens: getrieben nur von der eigenen Neugier, von eigenen Interessen und Fähigkeiten, jeder Schritt im richtigen Tempo, Probleme allein oder zusammen mit anderen lösend. „Eine Jahresaufgabe könnte z.B. lauten, einen Stein vom Mars zu holen. Um das zu schaffen, müssen die Kids etwas über Planeten und ihre Bahnen lernen, über Raketenbau, Chemie, um den richtigen Treibstoff zu entwickeln, Mathematik, Werkstoffe – alles gleichzeitig.“ Der Sinn des eigenen Tuns und Wissens erschließt sich unmittelbar. Das schafft Motivation, Problemlösungskompetenz, setzt Kreativität frei.

Wie viel davon in jungen Menschen steckt, sofern sie nur richtig angesprochen werden, zeigte die „iGam4ER“: Eine Aufgabe war, in Kleingruppen vor Ort ein neues Spiel zu entwickeln. Je fünf Köpfe, 48 Stunden – und am Ende waren zehn witzige, ausgefeilte, intelligente Lernspiele wie etwa der Chirurgenkampf gegen die Körperfresserchen entstanden. Dieser Ideenreichtum begeistert Thurner.

„Die Menschheit steht vor riesigen Herausforderungen“, betont er, „und wir werden die Besten der Besten brauchen, um sie zu lösen. Durch schlechte Bildungssysteme geht dieses Potenzial verloren – was wir uns schlicht nicht mehr leisten können.“ Auch wenn die virtuelle Universität letztlich nicht umgesetzt wurde: Längst arbeiten der Pariser und der Wiener Forscher zusammen an neuen Projekten. Den Umtriebigen reicht es nicht, die Wissensvermittlung zu reformieren. Sie wollen eine Revolution. Mit Zauberkästen.

Komplexität

Stefan Thurner (*1969 in Innsbruck) studierte in Wien Technische Physik und Wirtschaftswissenschaften. Nach der Habilitation (TU Wien) forschte er in Spanien, New York, Berlin und Boston. Seit 2007 ist er externer Professor am Santa Fe Institute, seit 2009 Professor an der Med-Uni Wien.

Sein Gebiet sind komplexe lebende Systeme – etwa in der Biologie (Ameisen) oder beim Menschen (Multiplayer-Games, Börsenmakler, Straßenverkehr). Er leitet zahlreiche FWF- und EU-Projekte. Med-Uni Wien

("Die Presse", Print-Ausgabe, 12.01.2014)

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