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Synergetik und Selbstorganisation als Schlüssel zum Verständnis neuer Lernprinzipien

„Üben ist ein Wiederholen ohne zu wiederholen“

Hausarbeit 2006 23 Seiten

Sport - Bewegungs- und Trainingslehre

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

2 Einleitung
2.1 Problemstellung
2.2 Inhaltsüberblick

3 Der Action Approach
3.1 Bernstein als Wegbereiter
3.1.1 Das Problem der Freiheitsgrade
3.1.2 Die Nichteindeutigkeit zwischen motorischem Zentrum und Peripherie
3.1.3 Die Bernsteinsche Koordinationshypothese: From freezing to freeing
3.2 Der systemdynamische Ansatz
3.3 Der ökologische Ansatz

4 Bewegungskoordination
4.1 Interpolation und Extrapolation
4.2 Selbstorganisation
4.3 Koordinative Strukturen
4.4 Affordanzen

5 Methodisch-didaktische Konsequenzen für das motorische Lernen
5.1 Das differenzielle Lernen und Lehren nach Schöllhorn
5.1.1 Variationsmöglichkeiten
5.1.2 Kritik an den klassischen Lerntheorien und -strategien
5.1.3 Alternative und klassische Konzepte variablen Übens
5.2 Das heuristische Lernen nach Pesce
5.3 Ergänzende Überlegungen
5.3.1 Variables Üben aus ökologischer Sichtweise
5.3.2 Neue Bewegungsformen und Spitzenleistungen
5.3.3 Variabilität und Stabilität

6 Abschließende Überlegungen
6.1 Kritikpunkte und Problembereiche des systemdynamischen Ansatzes
6.2 Ergebnis

7 Literaturverzeichnis

2 Einleitung

2.1 Problemstellung

Aus heutiger Sicht der Bewegungswissenschaft erscheinen Theorien, die unter den so genannten Motor Approach fallen, wie z.B. der Informationsverarbeitungs- oder kognitive Ansatz, in vielen Aspekten überholt und veraltet. So stoßen diese an ihre Grenzen, wenn es darum geht, Phänomene wie Flexibilität, d.h. die schnelle und adäquate Anpassung der Bewegung an sich verändernde Situationen, oder Variabilität zu erklären. Wie kommt es auch nach zahlreichen Wiederholungen zu Variabilität und Schwankungen in der Bewegungsausführung? Variabilität ist dabei ein unvermeidbares und notwendiges Phänomen, das sich selbst bei vielfach geübten Bewegungsabläufen beobachten lässt.

Entgegen der Computeranalogie soll der Mensch als komplexes, offenes biophysikalisches System betrachtet werden, das sich im Austausch mit der Umwelt befindet. Menschliches Verhalten und Handeln basieren auf der vielseitigen Interaktion zahlreicher Systemkomponenten. Stadler et al. sehen folgende zu klärende Problematik: „Die Komplexität biologischer Bewegungsabläufe steht in deutlichem Kontrast zu der erlebnismäßigen Leichtigkeit der Bewegungsausführung.“[1] Wie kann es gelingen, trotz dieser Komplexität Bewegungen zu koordinieren? Welche Konsequenzen für das Lehren und Lernen von Bewegungen ergeben sich?

2.2 Inhaltsüberblick

Zunächst werde ich mich, ausgehend von Erkenntnissen Bernsteins, Aspekten des Action Approach zuwenden, die mir für die Ausgangsfragen wesentlich erscheinen. Dabei soll neben dem ökologischen Ansatz, der nur kurz dargestellt wird, die Systemdynamik im Vordergrund stehen und anhand von Begriffen aus der Synergetik erläutert werden.

Damit soll eine Basis geschaffen werden, auf die sich bestimmte Theorien der Bewegungskoordination stützen, wobei die der Selbstorganisation, die allgemein als Dynamic Pattern Theory von J. A. Scott Kelso entworfen wurde, eine bedeutende Stellung einnimmt.

Nach systemdynamischer Auffassung verlaufen nicht nur Koordinations-, sondern auch Lernprozesse zum größten Teil selbstorganisiert. So wie der Motor Approach als überholt gilt, scheint auch monotones Üben nicht mehr sinnvoll. Gefordert ist variables Üben, wobei das Konzept des differenziellen Lernens und Lehrens, das Wolfgang Schöllhorn entwickelt hat, interessant ist und im Vordergrund stehen soll. Bemerkenswerte Schlussfolgerungen hat auch Pesce mit ihrer Forderung nach heuristischem Lernen gezogen. Da die Bedeutung von Fehlern und Variabilität nach diesen beiden Ansatz in einem völlig neuem Licht erscheinen, werden speziell dazu einige Bemerkungen gemacht.

3 Der Action Approach

Unter den Action Approach fallen verschiedene Ansätze bzw. es gibt einige alternative Bezeichnungen mit inhaltlichen Überschneidungen. Psychologische Ursprünge sind in der Gestaltpsychologie und der ökologischen Wahrnehmungspsychologie nach Gibson, naturwissenschaftliche in der Chaostheorie, Synergetik und dem Konnektionismus zu sehen.[2]

3.1 Bernstein als Wegbereiter

Nikolai Alexandrowitsch Bernstein (1896-1966) war russischer Physiologe. Seine Veröffentlichungen wurden aufgrund der damals vorherrschenden Reiz-Reaktions-Theorie Pawlows erst mit erheblicher Verzögerung übersetzt und den westlichen Wissenschaftlern zugängig. Sie nahmen erheblichen Einfluss auf die

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Bewegungsforschung und gelten als Grundlage für die Anwendung der Systemdynamik auf die motorische Koordination.[3]

3.1.1 Das Problem der Freiheitsgrade

Die Freiheitsgrade eines dynamischen Systems entsprechen „der Gesamtzahl der alternativen Zustände, die die einzelnen Systemteile im Rahmen des Gesamtsystems prinzipiell einnehmen können.“[4] Allgemein sind Freiheitsgrade die Vielzahl von Entfaltungsmöglichkeiten eines Systems, wobei kinematische (abhängig von der Vielgliedrigkeit der kinematischen Ketten) und elastische Freiheitsgrade (bedingt durch die Muskelelastizität) zu unterscheiden sind.[5]

Laut Kelso ist der menschliche Körper ein komplexes System mit 102 Gelenken, 103 Muskeln, 103 Zelltypen und 1014 Neuronen und neuronalen Verbindungen.[6] Nach Schätzungen von Stelmach und Diggles hat das menschliche Motoriksystem 2127 Kombinationsmöglichkeiten.[7] Gröben geht davon aus, dass „792 Freiheitsgrade der kinematischen Endglieder eines zwischen aktiven und passiven Kräften wechselwirkenden Bewegungsapparates“[8] koordiniert werden müssen.

Das bis heute nicht vollständig geklärte, als zentrales Problem der Bewegungskoordination geltende Degrees-of-Freedom-Problem, auch als Redundanz- oder Bernstein-Problem bekannt, bezeichnet die Schwierigkeit der Kontrolle bzw. Überwindung überflüssiger Freiheitsgrade. Bernstein erkannte, dass der menschliche Bewegungsapparat über mehr Körpergelenke und Muskeln verfügt, als für die Lösung einer speziellen motorischen Aufgabe notwendig sind.[9]

3.1.2 Die Nichteindeutigkeit zwischen motorischem Zentrum und Peripherie

Nach Bernstein besteht aufgrund der enormen Anzahl von Freiheitsgraden, der Gegenwart reaktiver Kräfte und Trägheitskräfte kein eindeutiger Zusammenhang zwischen zentralem Impuls (dem Innervationsmuster) und der resultierenden Bewegung, d.h. dieselbe Reihenfolge von Kräften kann bei Wiederholungen zu verschiedenen Bewegungen führen. Die Abhängigkeit ist umso geringer, je komplexer die in Bewegung gesetzte kinematische Kette ist. Bewegungen sind nur dann möglich, wenn eine kontinuierliche Abstimmung der zentralen Impulse mit den Erscheinungen in der Körperperipherie, dem äußeren Kraftfeld, stattfindet.[10]

Bernstein geht davon aus, dass der Bewegungskoordination allgemeine Repräsentationen zugrunde liegen. Die äußerlich erscheinenden Bewegungen werden nicht allein durch motorische Programme, sondern auch an der Peripherie reguliert. Somit bezeichnet die Koordination einer Bewegung die Kontrolle peripherer Freiheitsgrade in Beziehung zur zentralen Steuerung: Je uneindeutiger der Zusammenhang zwischen Zentrum und Peripherie und je größer die Anzahl der Freiheitsgrade der Peripherie bezüglich des zentralen Effektors ist, umso komplizierter ist die Bewegungskoordination.[11]

3.1.3 Die Bernsteinsche Koordinationshypothese: From freezing to freeing

Um eine integrierte Gesamtaktion der Systemteile zu realisieren, muss die Gesamtkomplexität durch Einschränkung der Freiheitsgrade des Systems reduziert werden. Dieses wird besonders in Bernsteins Definition der Bewegungskoordination deutlich: „Die Koordination der Bewegungen ist die Überwindung der überflüssigen Freiheitsgrade des sich bewegenden Organs, mit anderen Worten, seine Umwandlung in ein steuerbares System. Kürzer gesagt ist die Koordination die Organisation der Steuerbarkeit des Bewegungsapparates.“[12]

Bernstein nahm an, dass das motorische Lernen, das in der allmählichen Beherrschung der Freiheitsgrade besteht, in drei Stadien erfolgt, der Verminderung, Exploration und Ausnutzung der Freiheitsgrade.[13]

Am Anfang des Lernprozesses von Bewegungen verfolgt der Lernende eine primitive Strategie: „Er fixiert alle Gelenke des Bewegungsvorgangs durch gleichzeitige Anspannung aller Antagonisten und schaltet damit von vornherein alle Freiheitsgrade mit Ausnahme des einen oder der zwei aus, die für die betreffende Bewegungsphase unbedingt notwendig sind.“[14] Eine Reduktion der Freiheitsgrade ist notwendig, um dem Lernenden die Lösung der Bewegungsaufgabe mit seinem Leistungspotenzial überhaupt erst einmal zu ermöglichen, was z.B. mittels der Techniken Gelenkblockierung oder Bewegungssymmetrisierung von rechten und linken Gliedmaßen geschehen kann.

Wenn die Bewegung in vereinfachter Form beherrscht wird, werden im folgenden Lernstadium die Freiheitsgrade exploriert, indem mehr Gelenke oder asymmetrische und asynchrone Bewegungen einbezogen werden.[15] Nach und nach werden die fixierten Freiheitsgrade „einen nach dem anderen insoweit wieder freigegeben, wie sie erforderlich sind, um den auftretenden reaktiven Impulsen nicht durch eine vorherige Fixierung, sondern durch kurze phasische Impulse entgegenzuwirken, die zum erforderlichen Zeitpunkt und in der erforderlichen Richtung ausgeführt werden.“[16]

Im letzten Lernstadium, das nicht immer erreicht wird, werden die Freiheitsgrade ausgenutzt, d.h. der Lernende kann externe Kräfte, wie Schwere und Trägheit, und reaktive Kräfte, resultierend u. a. aus der Muskelelastizität, zum eigenen Vorteil und damit zur Bewegungsökonomisierung nutzen.[17] Es gelingt, „der Bewegung eine solche Form zu verleihen, bei der die reaktiven Kräfte aus Störungen, die die Bewegung irritieren, in beträchtlichem Umfange zu nützlichen Kräften gemacht werden.“[18]

Im Lernprozess ist bei der Vermittlung deshalb zu beachten, anfangs Bedingungen zu schaffen, die im Umgang mit Freiheitsgraden nicht überfordern, denn der Lernende muss zunächst seine selbst erzeugte Eigenvariabilität kontrollieren. Bei einer guten Beherrschung der Freiheitsgrade ist ein variables Üben angebracht.[19] Gefordert ist ein Wiederholen ohne Wiederholung, d.h., dass Üben die Wiederholung des Lösungsprozesses, nicht die der Lösung einer Aufgabe bedeutet. Das motorische Lernen als die allmähliche Beherrschung der motorischen Freiheitsgrade entspricht somit der Optimierung des Prozesses der Aufgabenlösung.[20]

3.2 Der systemdynamische Ansatz

Der Grundgedanke des systemdynamischen Ansatzes besteht in der Betrachtung von Verhalten und dessen zeitlicher Veränderung als emergente Prozesse. Von Interesse sind Aspekte des Verhaltens, die auf der Interaktion vieler, oft heterogener Systemkomponenten basieren und dadurch eine Qualität besitzen, die in den einzelnen Komponenten nicht enthalten ist, sondern sich erst aus der Komplexität des Ganzen ergeben.[21]

Bei der Beschreibung der für diese Ausarbeitung relevanten Aspekte des systemdynamischen Ansatzes stütze ich mich vordergründig auf Erkenntnisse und Grundbegriffe der Synergetik als Ursprungswissenschaft, wobei auf eine mathematische Beschreibung und Darstellung empirischer Untersuchungen verzichtet wird. Die 1969 von dem deutschen Physiker Hermann Haken gegründete Forschungsrichtung befasst sich allgemein mit der Lehre vom Zusammenwirken. Haken untersuchte die Grundprinzipien der Selbstorganisation zunächst am Laser und übertrug sie unter anderem auf menschliche Bewegungen. Die Synergetik etablierte sich in den 80er und 90er Jahren in der Sport- und Bewegungswissenschaft.[22]

Dynamik, Offenheit und Komplexität als Voraussetzungen des Systems zur Selbstorganisation: Dynamische Systeme sind ständig im Fluss und verändern sich fortwährend in Raum und Zeit. Durch die Offenheit komplexer Systeme ist ein ständiger Energie-, Materie- und Informationsaustausch mit der Umgebung möglich.[23]

Der Komplexitätsgrad eines dynamischen Systems ist zum einen strukturell aus der Anzahl seiner Freiheitsgrade abzuleiten, zum anderen durch die pro Zeiteinheit möglichen Zustandsänderungen bestimmt. Zu unterscheiden sind die Komplexität des bewegungsregulierenden Systems (die Gesamtheit der beteiligten psychosozialen und physiologischen Faktoren), des Bewegungsapparates (das Muskel-Skelett-System mit mechanischen Freiheitsgraden) und die der Bewegungsleistung (die räumlich-zeitliche Struktur der ausgeführten Bewegung). An diese Überlegungen anschließend formulieren Nitsch und Munzert das Komplexitätsproblem der Bewegungsorganisation in dem Sinne, dass viele Systemkomponenten variabel und schnell zu einer spezifischen, integrierten Gesamtaktion verknüpft werden müssen.[24]

Selbstorganisation: Selbstorganisation ist das spontane Auftreten (Emergenz) von Ordnungszuständen in einem System. In Selbstorganisationsprozessen, die als wichtigste Phänomene der verschiedenen Modelle des systemdynamischen Ansatzes bedeutende Einflüsse auf die Bewegungsorganisation nehmen, stellen sich Ordnungszustände ein, ohne dass auf internen Repräsentationen beruhende Intentionen oder Umwelteinflüsse verantwortlich gemacht werden können.[25] Haken versteht im Unterschied zur Fremdorganisation unter Selbstorganisation, dass Systeme ohne Zutun von außen nur durch die Wechselwirkung ihrer einzelnen Teile Strukturen, zeitlich, räumlich oder funktional, finden.[26]

[...]


[1] Stadler et al. 1996, S. 137

[2] vgl. Birklbauer 2006, S. 502

[3] vgl. Wikipedia, http://de.wikipedia.org/wiki/Nikolai_Bernstein

[4] Nitsch & Munzert 1997, S. 53

[5] vgl. Bernstein 1975, S. 149, zitiert in Birklbauer 2006, S. 143 f.

[6] vgl. Kelso 1997, S. 37, zitiert in Birklbauer 2006, S. 144

[7] vgl. Stelmach & Diggles 1982, zitiert in Birklbauer 2006, S. 144

[8] Gröben 2000, S. 24 f.

[9] vgl. Birklbauer 2006, S. 143

[10] vgl. Bernstein 1975, S. 70, zitiert in Birklbauer 2006, S. 151, 154 & 417

[11] vgl. Bernstein 1988, S. 58, zitiert in Gröben 2000, S. 27

[12] Bernstein 1988, S. 181 f., zitiert in Hillebrecht 1998, S. 68, & Loosch 1999, S. 56

[13] vgl. Pesce 2003, S. 30

[14] Bernstein 1987, S. 135, zitiert in Göhner 1999, S. 116

[15] vgl. Pesce 2003, S. 30

[16] Bernstein 1987, S. 135, zitiert in Göhner 1999, S. 116 f.

[17] vgl. Pesce 2003, S. 30

[18] Bernstein 1987, S. 135, zitiert in Göhner 1999, S. 117

[19] vgl. Hillebrecht 1998, S. 69

[20] vgl. Pesce 2003, S. 30

[21] vgl. Roth & Willimczik 1999, S. 92 f.

[22] vgl. Schöllhorn 1998, S. 69, & Birklbauer 2006, S. 237

[23] vgl. Birklbauer 2006, S. 117, & Schöllhorn 1998, S. 69

[24] vgl. Nitsch & Munzert 1997, S. 52-54

[25] vgl. Nitsch & Munzert 1997, S. 151

[26] vgl. Haken 1996, S. 23

Details

Seiten
23
Jahr
2006
ISBN (eBook)
9783640590698
ISBN (Buch)
9783640590919
Dateigröße
618 KB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v147970
Institution / Hochschule
Carl von Ossietzky Universität Oldenburg
Note
1,3
Schlagworte
Synergetik; selbstorganisiertes Lernen; Systemdynamik; differenzielles Lernen

Autor

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