Intermodale Integration von Zahlwörtern und Arabischen Ziffern

Die Integration von Zahlwörtern und arabischen Ziffern ist bisher weitgehend unerforscht, stellt aber einen interessanten Prädiktor für die erfolgreiche Entwicklung mathematischer Fertigkeiten dar. Im beantragten Projekt gehen wir der Frage nach, inwiefern die effiziente Integration von Zahlwörtern und arabischen Zahlen einen zuverlässigen Indikator der mathematischen Entwicklung in der Grundschule darstellt. Der Entwicklungsverlauf der Integration von Zahlwörtern und arabischen Ziffern und Zahlen sowie die Rolle sprachspezifischer Faktoren für den Integrationsprozess sollen untersucht werden. Dafür werden Daten in den beiden Sprachen Englisch und Deutsch erhoben, deren Zahlwörter zwar sehr ähnlich sind, die sich aber im kritischen Merkmal der Zehner-Einer Inversion unterscheiden (34 ist "thirty-four" in Englisch, aber "vierunddreißig" in Deutsch). In einer zweijährigen Längsschnittstudie werden Kinder in Großbritannien und in Österreich von Schuleintritt bis zum Ende der 2. Klasse in ihrer Zahlenverarbeitung und mathematischen Entwicklung begleitet. In einem zweiten Forschungsstrang sollen querschnittlich mit Kindern der 2. und 4. Schulstufe sowie Erwachsenen in den beiden Sprachen detaillierte experimentelle und neurophysiologische (EEG) Paradigmen zur numerischen Verarbeitung durchgeführt werden. Ziel ist die Entwicklung eines differenzierten Modells der Integration von Zahlwörtern und arabischen Zahlen, welches auch die frühe Identifikation von Risikofaktoren für Probleme in der Entwicklung der mathematischen Leistungen ermöglicht.

Rechnerische Leistungen sind für den schulischen und beruflichen Erfolg mindestens ebenso wichtig wie Lesen, werden aber deutlich weniger beforscht. In diesem Projekt wurde die Entwicklung einer zentralen Grundlage der Zahlenverarbeitung untersucht, nämlich die Assoziation von Zahlwörtern mit arabischen Zahlen. In der Volksschule erlernen Kinder, wie man Zahlwörter als mehrstellige arabische Zahlen niederschreibt. Wichtig ist, dass die Regeln dieses Transkodierprozesses sprachabhängig sind: Deutsch und Englisch haben sehr ähnliche Zahlwortsysteme, mit dem kritischen Unterschied, dass in Deutsch Zehner und Einer invertiert werden (23 ist "twenty-three", aber "dreiundzwanzig"). In unterschiedlichen längs- und querschnittlichen Projektteilen wurde die Entwicklung des Transkodierens und seine Relevanz für die Rechenleistungen cross-linguistisch bei deutsch- und englischsprachigen Personen von der 1. Schulstufe bis ins Erwachsenenenalter untersucht. Es zeigte sich, dass Transkodieren sowohl sprachspezifische als auch sprachunabhängige Anforderungen stellt: Wie erwartet unterliefen deutschsprachigen Erstklasslern zahlreiche Inversionsfehler, während diese Fehlerart bei englischsprachigen Kindern kaum auftrat. Interessanterweise war die Anzahl von Inversionsfehlern für Zahlen zwischen 13 und 19, die auch in Englisch invertiert werden (z.B. "nineteen"), in beiden Sprachgruppen annähernd gleich. Wir konnten somit erstmals zeigen, dass auch englischsprachige Kinder Probleme mit der Zehner-Einer-Inversion haben. Sprachübergreifend hing die Genauigkeit des Transkodierens stark von der Zahlenstruktur ab. So erwiesen sich dreistellige Zahlen mit einer syntaktischen Null (z.B. 109) als einfacher als Zahlen mit einer lexikalischen Null (z.B. 190). In einer verbal-visuellen Zahlenmatchingaufgabe benötigten deutschsprachige Kinder und sogar Erwachsene signifikant mehr Zeit, um invertierte Distraktoren (z.B. "dreiundzwanzig" - 32) als falsch zurückzuweisen, als englischsprachige. Diese Befunde belegen erstmals, dass linguistische Effekte der Zehner-Einer-Inversion nicht nur frühe Entwicklungsphasen betreffen, sondern auch lange nach dem Erwerb der Transkodierregeln, bis ins Erwachsenenalter messbar sind. Allerdings fanden wir auch, dass dem Transkodieren in den beiden Sprachen während der ersten Schuljahre eine vergleichbar wichtige Rolle für die Entwicklung der Rechenleistungen zukommt. Ein weiterer grundlegender Aspekt der Zahlenverarbeitung ist die Integration von arabischen Ziffern und gesprochenen Zahlwörtern, welche ein müheloses Wechseln zwischen den Formaten erlaubt. In einer Reihe von EEG-Experimenten konnten wir neuronale Korrelate dieser Integration identifizieren, allerdings nur bei Aufgaben, die eine Verarbeitung der Zahlensemantik erforderten, und nur bei Erwachsenen, aber noch nicht bei Neunjährigen. Wir schlussfolgern, dass die Assoziation von arabischen Ziffern mit den korrespondierenden Zahlwörtern zu einer integrierten Zahlenrepräsentation umfassende Erfahrungen mit Zahlen in unterschiedlichen Formaten erfordert. Insgesamt sind unsere Forschungsbefunde höchst informativ für Theorie und Praxis, weil sie eindrucksvoll die zentrale Bedeutung der Absicherung eines grundlegenden Verständnisses für und automatisierten Zugriffs auf Zahlen für die Entwicklung der Rechenleistungen im Kindesalter belegen.