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Projekt:
Gesundheitsfördernde Einflüsse auf das Leistungsvermögen im schulischen Unterricht - Ein Beitrag zur Ergonomie der Schule

Förderung durch den Gemeinde-Unfallversicherungsverband (GUV) Hannover und die Unfallkasse Hessen

Zusammenfassung

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1) Die Arbeitsbedingungen an den drei Schulen sind für Schüler und Lehrer sehr unterschiedlich, von der Gebäudesubstanz über die Ausstattung, die soziale Struktur des Schulbezirkes bis hin zum pädagogischen Konzept. Die Vermessung der Raumakustik in den Schulklassen ergab eine breite Streubreite der Nachhallzeiten und der damit verbundenen Sprachverständlichkeit zwischen den Schulen aber auch bei der Schule 3 innerhalb der Schule. Damit finden sich günstigere und auch ungünstigere Bedingungen für Unterricht in einer Schule.

2) Die zeitlich gestaffelte Durchführung der Untersuchungen ergab einen deutlichen Wechsel der äußeren klimatischen Bedingungen von winterlicher Umgebung bis hin zum Frühling, was sich auf die Lüftungsbereitschaft der Lehrer und Schüler auswirkte. Diese Rahmenbedingungen des „Feld“-Experimentes verschafften damit der Realität vor Ort ihr Recht. Es kam primär nicht auf eine Vergleichbarkeit der Schulen untereinander – etwa im Sinn von Exemplarität oder gar Repräsentativität an - sondern auf die Prüfung der Relevanz insbesondere der CO2-Konzentration für Beanspruchungsreaktionen unter wechselnden Arbeitsbedingungen in der Schule.

3) In allen drei Schulen hat sich das Lüftungsverhalten während des Unterrichts im Sinne der Vorgaben zum Besseren gewandelt. Mindestens über kurze Zeiträume also lässt sich so etwas verabreden. Man hätte sich vielleicht deutlichere Änderungen wünschen können. Dem standen jedoch zwei Faktoren entgegen: die zu akzeptierenden Gewohnheiten zum jeweiligen Zeitpunkt t 1 und das jeweils herrschende Wetter. Verhaltensweisen, wie z.B. das Unterrichten bei Kipplüftung, kann hier nur eine Absage erteilt werden, da sie keinen nennenswerten Beitrag zur Verbesserung des Raumklimas leisten, vielmehr aber den Eintrag störender Außengeräusche erleichtern und damit zur Verschlechterung der Kommunikation beitragen. Zu erinnern ist an dieser Stelle wieder einmal an Burgerstein&Netolitzky (1902) , die ihrerzeit die schleppende Übernahme ihrer Einsichten in den Schulen Deutschlands beklagen mussten. Auch der schon erwähnte Rude (S. 73) zitierte einen preußischen Ministerialerlass aus dem Jahre 1889, in dem auf die Pflicht zur Lüftung der Fürsorge der Schulleiter streng unter Strafdrohung anempfohlen wird, wörtlich „Es ist wichtig, dass die Anstaltleiter angehalten werden, in den Zeiten sommerlicher Hitze ihre ernsteste Fürsorge der Lüftung der Klassenräume widmen. … Schuldienern, welche sich der Wahrnehmung der hierdurch zeitweise für sie vermehrten Mühewaltung unzuverlässig oder säumig zeigen, sind strenge disziplinarische Maßregeln in Aussicht zu stellen.“ : Karsdorf et al . (1969, S.127) beklagen ebenfalls, dass in vielen Schulen Kinder leider im ungelüfteten Raum sitzen müssen (allerdings: weil geöffnete Fenster Unfallquellen darstellen. Erst der zur folgenden Stunde in die Klasse kommende Lehrer darf die Fenster öffnen). “ Damit ist ein sowohl damals wie heute ungelöstes Problem angesprochen, das heute von den Gemeinde Unfallverbänden – zumindest den beiden für dieses Projekt Auftrag Gebenden – erkannt ist und ernsthaft diskutiert wird. Einmal mehr ist hier Anlass zu Verwunderung über Vergesslichkeit gegenüber vernünftiger Regelung u. a. in der Erziehungs-wissenschaft geliefert.

4) Die Messergebnisse des CO2-Gehalts der Atemluft während des Unterrichts zeigen regelmäßig:

Offensichtlich reichen kurze Lüftungspausen (2 min) nach ca. 20 min Unterricht, um eine wesentliche Verbesserung der klimatischen Arbeitsbedingungen im Klassenraum für eine Unterrichtsstunde zu erreichen. Einfachste Maßnahmen genügen also, um sich deutlich in Richtung auf ein Optimum zu bewegen. Je Schule stellen sich in den Messungen der tatsächlichen CO2-Werte zwar unterschiedliche Minderungsraten ein. Doch damit ist selbst in den nivellierenden Berechnungen der Mittelwerte eine Norm entsprechende Verbesserung der Luftqualität in allen drei Schulen nachzuweisen.

Die Spiegelung realer Messwerte über dem Zeitstrahl einer Unterrichtsstunde im Sinne der vorgestellten Modellrechnung illustriert den niedrigen Zeitanteil optimaler Arbeitsbedingungen in einer Unterrichtsstunde. In mehr als 60% der Unterrichtszeit ist bei den Schülern mit mehr oder weniger deutlichen bzw. mehr oder weniger häufigen Befindlichkeits- und Wahrnehmungsstörungen zu rechnen. Bezieht man dazu die Ergebnisse der experimentellen Untersuchungen von Klatte et.al. (2003) zur Abhängigkeit der Wahrnehmungs- und Behaltensleistungen von Grundschulkindern u. a. von der Arbeitsbedingung „Störung durch Beschallung“ mit ein, erweist sich die Bedeutsamkeit der Arbeitsbedingung als Belastungsvariable und ihrer Folgen, der Veränderung der Leistungs-voraussetzungen in der Zeit.

Der Zeitanteil mehr oder weniger belastender Umgebungsbedingungen – hier durch höhere CO2-Konzentration - ist nicht konstant, sondern variabel und er kann durch bewusste und begründet beeinflussbare Maßnahmen optimiert werden. Dazu gehört, den Unterricht bei niedrigem CO2-Gehalt zu beginnen, also möglichst mit dem Wert der Außenluft oder in dessen Nähe. Wie zu zeigen war, ist ein derartiger Regelwert nicht festzustellen gewesen. Ihn zu definieren wäre auch ohne begründende Messung möglich.

5) Einen Ursache Wirkungszusammenhang zwischen CO2-Konzentration in der Atemluft während des Unterrichts und der Schallemission im Unterricht anzunehmen dürfte als einigermaßen abwegig anzusehen sein. Immerhin ist jedoch in zwei Schulen eine Parallelität zwischen Verbesserung der Atemluft durch Lüftungsintervention und einem - wenn z. T. auch leichten - Absinken des Schallpegels während des Unterrichts zu messen. In Schule 2 trat jedoch ein genau gegenteiliger Effekt ein. Nach der Intervention war der Schallpegel angestiegen. Andererseits konnte in der Schule 3 in Klassenräumen mit unterschiedlichen Nachhallzeiten von < 0,6 sec und > 0,6 sec eine teilweise damit variierende Minderung der Schallpegel gemessen werden. Auch Schule 1 zeichnete sich – bei gleichem Effekt - durch relativ geringe Nachhallzeiten aus. Als vorläufige Regel lässt sich daraus folgern: der Schallpegel im Unterricht kann sich im Zusammenhang mit der Lüftungsintervention von 2-3 min nach 20 min mindern, und zwar um so mehr, je günstigere Nachhallzeiten im Unterrichtsraum gegeben sind.

6) Die über alle Herzfrequenzmessungen an den Schülern festgestellten Mittelwerte zeigen in allen drei Schulen eine Absenkung nach der Phase der Lüftungsintervention! Insgesamt ist eine Häufigkeitsverschiebung von höheren Herzfrequenzen zu niedrigeren zu beobachten. Damit ist im Allgemeinen eine geringere Beanspruchung der Schüler im Verlauf des Schultages in allen drei Schulen zu verzeichnen. Die Mittelwerte in den zwei Grundschulen liegen deutlich höher als in der Gesamtschule. Doch das ist mit dem niedrigeren Schüleralter problemlos zu erklären. Abweichungen der Messwerte werden von oben berichteter Tendenz jedoch nicht eindeutig dominiert. Trotzdem begründen die Mittelwerte der Herzfrequenzmessungen im Vergleich die Feststellung eines Absinkens der Beanspruchung nach der Lüftungsintervention.

7) Ermüdung müsste sich, so die Hypothese, in einer Verminderung der der Aufmerksamkeitsleistung eindeutig zeigen. Die Messungen ergaben das genaue Gegenteil! Ist damit eine Falsifizierung der Hypothese zu konstatieren? Dieses Verdienst, Rechenschaft über eine falsifizierte Hypothese nicht nur ablegen zu müssen, sondern es auch zu tun, kann hier leider nicht beansprucht werden. Da die Testwiederholung mit einem starken Lerneffekt verbunden ist, kann die veränderte Aufmerksamkeit nur über einen veränderten Übungsgewinn gemessen werden, was in der Tat auch der Fall ist. Geringere CO2-Belastung zeigt einen höheren Übungsgewinn bei dem Aufmerksamkeitstest. Damit ist die Hypothese der geringeren Ermüdung unter besserer Luftqualität im Klassenraum bestätigt.

8) Veränderungen der phasischen Alertness, gemessen über das Reaktionsverhalten, lassen sich nicht eindeutig auf eine Verringerung der CO 2-Belastung zurückführen. Hier dürften eine ganze Reihe anderer Aktivierungsfaktoren eine Rolle spielen, die im Detail nicht erfasst werden konnten. Vermutlich führt lediglich die Unterbrechung des Unterrichts in Form der kurzen Lüftungspause zu einer Verbesserung der Reaktionsfähigkeit.

9) Die Auswirkungen der Intervention auf den pädagogischen Prozess ist nicht zu übersehen, und dies in mehrfacher Hinsicht. Bezogen auf das Kommunikationsverhalten zeigt sich eine übereinstimmende Verschiebung zu Gunsten des „frontalen Unterrichtsgespräches“, d.h. eines verbesserten Dialogs zwischen dem/der Lehrer/In und Schülern, einer Arbeitsform, die von den beteiligten Lehrern als besonders fruchtbar eingestuft wird, die aber nur mit einer besonders aufmerksamen Klasse angewandt werden kann. Dieses Ergebnis wird durch das veränderte Verhalten der Schüler zusätzlich unterstützt, indem weniger „dysfunktionale Aktivitäten“ zu beobachten sind, die dementsprechend weniger „Disziplinierungen“ zur Folge haben. Welche Auswirkungen dieser derart positiv veränderte Unterrichtsprozess auf Lernerfolge der Schüler hat, entzieht sich der Beobachtung, kaum der Erwartung.

10) Die Befragungen der Schüler zur eigenen Befindlichkeit zeigen ein Problem auf, das diese Methode mit sich bringt. Die Reflexion der eigenen Befindlichkeit in einer differenzierten Form fällt insbesondere den jüngeren Schülern im Grundschulalter schwer. Eine dichotome Unterscheidung zwischen „gut“ und „schlecht“ gibt es fast nur in dieser Gruppe. Bei Schülern aus dem Sekundar-Bereich wird die Einschätzung des eigenen Befindens differenzierter, aber auch mit einer deutlichen Tendenz zu „gut“ vorgenommen. Lediglich die Frage nach der Lautstärke im Unterricht führt zu wesentlich breiter gestreuten Antworten, aber ein Bezug zu der tatsächlich gemessenen Lautstärke ist nicht herzustellen.

 

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29-Apr-2008