Wo Kinder vor einigen Jahren die Bezeichnung Pisa lediglich mit einem schiefen Turm in Norditalien in Verbindung brachten, lässt dieses Wort mittlerweile Schüler und Lehrer gleichermaßen zusammen zucken. Seit dem Jahr 2000 wird die gleichnamige Studie im Auftrag der OECD erhoben, um Schulleistungen international zu vergleichen. Deutschland belegt in fast allen Kategorien regelmäßig mittlere bis hintere Plätze, was alle drei Jahre für einen Aufschrei bei Eltern und Politikern sorgt. Die Gründe dafür sind vielfältig: ein überholtes Schulsystem, gesellschaftliche Probleme, Bildungspolitik und nicht zuletzt klamme Kommunen, die kaum die nötigen Gelder für die Instandhaltung der Schulgebäude aufbringen können. Ebenso vielfältig wie die Gründe sind auch die Lösungsansätze.

Einen Anfang für eine verbesserte Lernsituation könnte jedoch schon die Beleuchtung machen, wie eine neue Studie zeigt, die die Uniklinik Hamburg im Auftrag von Philips durchführte. Das Ergebnis: Sowohl Aufmerksamkeit und Konzentration, als auch die Aktivität von Schülern lassen sich durch den gezielten Einsatz des richtigen Lichts positiv und signifikant beeinflussen.

Langzeitexperiment an Schulen

Für die Studie, die sich mit der Fragestellung beschäftigte, ob Licht gezielt eingesetzt werden kann, um das Lernverhalten von Schülern im Unterricht zu beeinflussen, beobachtete Prof. Dr. Michael Schulte-Markwort, Direktor der Klinik für Kinder- und Jugendpsychosomatik der Universitätsklinik Hamburg-Eppendorf, insgesamt 166 Schüler im Alter von 8 bis 16 Jahren und 18 Lehrer mehrerer Klassen. Das Langzeitexperiment erstreckte sich über einen Zeitraum von einem Jahr. Bereits vor Beginn des Experiments hatte Philips einige Klassenräume mit Installationen für dynamisches Licht ausgestattet, bei dem sich sowohl die Beleuchtungsstärke als auch die Farbtemperatur, zur Einstellung von „warmem“ oder „kaltem“ Licht, anpassen ließ. „Aktivieren“, „Beruhigen“ und „Konzentriertes Arbeiten“ waren die vorinstallierten Standardeinstellungen. So konnten die Lehrer per Fernbedienung die jeweils passende Lichtstimmung wählen.
Bei der Studie verwendete das Forscherteam um Prof. Schulte-Markwort wissenschaftlich anerkannte Standardtests, um die Aufmerksamkeit und Konzentration zu messen. Verglichen wurden jeweils die Ergebnisse der Klasse mit dynamischem Licht mit den Ergebnissen einer Nullmessung der gleichen Klasse unter Standardbeleuchtung. Zusätzliche Aussagefähigkeit gewann man dadurch, dass jeweils eine Kontrollgruppe unter Standardbeleuchtung zum Vergleich herangezogen wurde.

Der Einfluss von Licht auf das Lernverhalten

Die Ergebnisse waren erstaunlich: Um fast 35 Prozent stieg beispielsweise die Lesegeschwindigkeit bei den Schülern unter dynamischem Licht an. Durchschnittlich 1051 Wörter lasen sie in einer vorgegebenen Zeit – statt 780 Wörter bei der Nullmessung mit herkömmlicher Beleuchtung. Noch deutlicher waren die Ergebnisse des so genannten D2 Konzentrationstests. Hier nahm die Fehlerhäufigkeit um fast 45 Prozent ab – von durchschnittlich 17,45 Fehlern auf durchschnittlich 9.
Ob sich dynamisches Licht auch auf Aggression und Hyperaktivität auswirkt, war Bestandteil eines weiteren Moduls der Studie. Der allein durch Beobachtung ermittelte Rückgang an Aggression lag dabei zwar nicht im signifikanten Bereich, um so deutlicher waren die per Videoaufzeichnung gewonnenen Messdaten in Bezug auf Hyperaktivität, also die motorische Unruhe bei den Schülern. Um bis zu 76 Prozent ging die motorische Unruhe zurück, wenn die Schüler unter dynamischem Licht mit der Einstellung „Beruhigen“ Mathematikaufgaben zu lösen hatten – ein Wert, der weder bei der Nullmessung noch bei der Kontrollgruppe auch nur annähernd erreicht wurde.

Verbesserte Lichtqualität und Energieeffizienz

In Klassenräumen herrscht meist immer noch eine trostlose und hoffnungslos veraltete Beleuchtung durch Leuchtstoffröhren vor, die nicht nur für die Schüler und Lehrer, die sich viele Stunden des Tages in den Räumen aufhalten, unangenehm ist, sie ist zudem auch wenig energieeffizient. So werden die Leuchtstofflampen häufig noch mit elektromagnetischen Vorschaltgeräten betrieben und flimmern deshalb mit der Netzfrequenz. Beim Lampenbetrieb mit elektronischen Vorschaltgeräten wäre dagegen nicht nur das Licht gleichmäßiger, auch der durchschnittliche Energieverbrauch ließe sich um rund 20 Prozent, mit einer zusätzlichen Lichtregelung sogar um etwa 50 Prozent pro Jahr verringern. Im Gegensatz zu den in Schulen in der Regel verwendeten Standard-Leuchtstoffröhren mit einer festen Farbtemperatur und Helligkeit, kann bei einer Leuchte für dynamische Beleuchtung sowohl die Helligkeit als auch die Farbtemperatur verändert werden. In modernen Büros wird diese Technik inzwischen zunehmend eingesetzt, denn so lässt sich das natürliche Tageslicht sehr gut simulieren.
Die bei der Studie eingesetzte Leuchte „Savio“ von Philips ist mit zwei Leuchtstofflampen der Farbtemperatur 17000 Kelvin und einer Leuchtstofflampe mit warmweißer, glühlampenähnlicher Lichtfarbe ausgestattet. Die Lampen werden mit einer Lichtsteuerelektronik so gesteuert, dass jede gewünschte Lichtfarbe zwischen 3000 und 13000 Kelvin bei entsprechender Beleuchtungsstärke eingestellt werden kann. Je nach „Mischung“ entsteht so ein Licht, das beispielsweise der Abendsonne entspricht und eher beruhigend wirkt, oder ein anregendes, „kaltes“ Licht, wie es an einem hellen Sommertag zur Mittagszeit natürlich vorkommt.

Wenn Schüler sich wohl fühlen, steigert dies die Motivation, Konzentration und Leistungsbereitschaft. Und dazu kann bereits die Beleuchtung einen wesentlichen Beitrag leisten, wie die Studie der Uniklinik Hamburg zeigt. Erforderlich wären in der Tat höhere Zusatzinvestitionen für die Umrüstung auf moderne Beleuchtungssysteme, die pro Klassenraum immerhin 40 Prozent mehr als bei der Standardlösung betragen. Aber: Für den Betreiber hat sich diese Investition im Mittel häufig schon nach weniger als drei Jahren amortisiert. Und neben den finanziellen und ökologischen Vorteilen bezüglich der Energieeffizienz, bietet moderne Beleuchtung den konkreten Mehrwert von verbesserter Aufmerksamkeit und Lernbereitschaft sowie deutlich bessere Lichtqualität und Lesebedingungen.
Den Bildungsnotstand wird die dynamische Beleuchtung der Klassenräume nicht allein beheben, sie kann aber nachweislich einen konkreten Beitrag zu besseren schulischen Ergebnissen leisten.