Krachtig leren, cognitief neurowetenschappelijk benaderd.

Tinne Van Camp, Lijne Vloeberghs, Pieter Tijtgat, Els Dammekens, Christophe Lafosse en Bert Desmedt

Probleemstelling:

Bevestigen, verrijken of weerleggen neurowetenschappelijke onderzoeksresultaten (recente) inzichten uit de instructiepsychologie betreffende ‘leren-op-maat’, ‘zelfregulerend leren’ en ‘actief leren’?

Interdisciplinaire samenwerking:

(Cognitieve) neurowetenschappers, onderwijskundigen en lerarenopleiders

Uitdaging:

Wetenschappelijke kwaliteit waarborgenToegankelijke tekst schrijven

Inhoud

• Hoofdstuk 1: Cognitieve neurowetenschappen en onderwijs: over een kloof en bouwstenen voor een brug

• Hoofdstuk 2: Leren-op-maat

• Hoofdstuk 3: Zelfregulatie

• Hoofdstuk 4: Actief Leren

• Epiloog

Inhoud

• Hoofdstuk 1: Cognitieve neurowetenschappen en onderwijs: over een kloof en bouwstenen voor een brug

• Hoofdstuk 2: Leren-op-maat

• Hoofdstuk 3: Zelfregulatie

• Hoofdstuk 4: Actief Leren

• Epiloog

Het referentiekader : een brug met 2 pijlers

Hersenen zijn plastischVan neuro naar onderwijs

Pijler 1 : van neuro naar onderwijs

Pijler 2 : hersenen zijn plastisch

• Het brein verandert als respons op stimulatie uit de omgeving -> net daar ligt de mogelijkheid tot leren (=functionele

plasticiteit)

• Onderwijzen = de kunst om het brein te veranderen (Zull, 2002)

Inhoud

• Hoofdstuk 1: Cognitieve neurowetenschappen en onderwijs: over een kloof en bouwstenen voor een brug

• Hoofdstuk 2: Leren-op-maat

• Hoofdstuk 3: Zelfregulatie

• Hoofdstuk 4: Actief Leren

• Epiloog

Leren-op-maat

• Allemaal unieke breinen : kan je groepen maken?

• Allemaal unieke breinen : een paar algemene leerprincipes

Groeperen op basis van anatomie? De linker- en rechterhersenhelft

Cognitieve neurowetenschappen

rapporteerden ooit verschillen tussen

hersenhelften voor basale cognitieve taken

in een populatie van specifieke patiënten.

Deze resultaten werden ten onrechte

gegeneraliseerd naar complexere

vaardigheden.

Er werd een cognitief model ontwikkeld dat

complexe functies toeschrijft aan een

specifieke hersenhelft

Er worden programma's ontwikkeld, interventies

aangeraden binnen onderwijs om een

bepaalde hersenhelft meer te stimuleren.

!

Groeperen op basis van anatomie?Mannelijke en vrouwelijke hersenen

Cognitieve neurowetenschappen

vinden een aantal biologische verschillen tussen hersenen van mannen en vrouwen.

Op cognitief-psychologisch niveau

kunnen beide bevindingen (nog) niet aan elkaar gekoppeld

worden.

Op gedragsniveau : er zijn verschillen in gedrag en leren tussen jongens

en meisjes

Groeperen op basis van informatieverwerking?leerstijlen

Cognitieve neurowetenschappen

vinden geen bewijs voor deze theorie.

Integendeel, het wordt duidelijk dat iedereen

informatie met alle modaliteiten verwerkt

Op basis van deze informatie wordt een

cognitieve theorie ontwikkeld die de

verschillen verklaart aan de hand van een

mismatch tussen de manier waarop

informatie aangeboden wordt en hoe een

leerling het liefst leert.

het VAK-model

Men merkt dat leerlingen met dezelfde

intelligentie toch verschillen in de manier

waarop ze leerstof verwerken.

!

Algemene leerprincipes bij het creëren van een krachtige onderwijsleeromgeving

• Ga uit van leerpotentieel!• Fixed vs growth mindset

• ICF-model

• Het menselijk brein • leert makkelijker wanneer nieuwe kennis verbonden kan worden aan reeds

bestaande.

• zoekt actief naar patronen in binnenkomende informatie.

• reageert verschillend op nieuwe informatie.

Inhoud

• Hoofdstuk 1: Cognitieve neurowetenschappen en onderwijs: over een kloof en bouwstenen voor een brug

• Hoofdstuk 2: Leren-op-maat

• Hoofdstuk 3: Zelfregulatie

• Hoofdstuk 4: Actief Leren

• Epiloog

Neuro-resultaten over zelfregulatie niet overhaast toepassen op onderwijs!

‘Meer zelfcontrole door elektrische schokjes’

De Morgen _ 18 dec. 2013

‘IQ= 88 % erfelijk + 12 % omgeving’

De Morgen _12 okt. 2013

‘Gun het brein af en toe een dutje’

Trouw _ 27 sept. 2014

‘Creativiteit zit vooraan in ‘t midden’

De Standaard_19 nov. 2013

‘Liegen haalt het beste uit jezelf’

Het Nieuwsblad _ 20 jan. 2013

‘Fitness voor het brein.’De Morgen/ DM Magazine_ 28 jan. 2012

Zelfregulatie

ZELFREGULATE

EXECUTIEVE FUNCTIES

PREFRONTALE CORTEX

Van prefrontale cortexnaar zelfregulatie ?

Executieve functies en zelfregulatie

INHIBITIE

WERKGEHEUGEN

COGNITIEVE

FLEXIBILITEIT

…

COOL EF

HOT EF

Ontwikkeling en werking van executieve functies

Het ontwikkelingsverloop van executieve functies (Zelazo et al., 2013)

!

Neurowetenschappelijke onderzoeksresultaten bevestigen en verrijken psychologische en

onderwijskundige bevindingen over ‘zelfregulatie’ en ‘zelfregulatie stimuleren’.

Executieve functies zijn onmisbaar

Executieve functies spelen een rol bij rekenen (Rivera et al., 2008)

Executieve functies spelen een rol bij het aanpassen van foutieve conceptuele kennis (Fugelsang & Dunbar, 2005)

Executieve functies nodig om nieuwe vaardigheden aan te leren buiten de vermeende sensitieve periode (Knowland & Thomas, 2014)

Executieve functies zijn beïnvloedbaar

Executieve functies kunnen getraind worden (Diamond & Lee, 2011)

De ontwikkeling van zelfregulatie en de onderliggende hersenstructuren verloopt minder gunstig bij kinderen met een lage SES (Hackman & Farah, 2009; Blair & Raver, 2014)

EF ‘trainen’ in de klas?

‘Brain gym’ in de klas?

Kijk kritisch naar het aanbod

• Veel ongevalideerd materiaal op de markt.

• Beperkte transfer, beperkt effect.

• Effect is grootst bij een globale benadering van EF.

• Training is maar effectief indien wordt rekening gehouden met bepaalde trainingsvoorwaarden (herhaling, intensiteit, voorervaring, mate van uitdaging).

Enkele ‘take home messages’

• Zelfregulatie kan geleerd worden!

• Extra aandacht voor kleuters en kansarme kinderen ▪ Prestatiekloof dichten? (Diamond, 2013; Blair & Raver, 2014)

• Ontwikkeling EF loopt door tot in de jongvolwassenheid.

• EF trainen → EF ondersteunen, stimuleren, uitdagen!

• Heel wat materiaal voorhanden maar bronnen goed verifiëren en zo nodig ‘vertalen’ naar de klascontext.

Inhoud

• Hoofdstuk 1: Cognitieve neurowetenschappen en onderwijs: over een kloof en bouwstenen voor een brug

• Hoofdstuk 2: Leren-op-maat

• Hoofdstuk 3: Zelfregulatie

• Hoofdstuk 4: Actief Leren

• Epiloog

Actief leren

• Leerling maakt zelf mentale voorstelling van werkelijkheid (model)

• Vanuit dat model zelf problemen oplossen

• Actief engageren voor het leerproces via reflectie over het leren

Actief leren in vele vormen

samenwerkend leren

coöperatief leren

Actief lerenTraditioneel

leren

Passief leren

Observationeel

leren?

exploratief lerenOnderzoekend

leren

Interactief leren

Probleemgebaseerd

leren

Sociaal

constructivistisch

Cognitief

constructivistisch

Actief leren door individuele leerling

• Voorwerpen onthouden: eigen gekozen volgorde en duur → beter onthouden + frontale hersenactiviteit stijgt (Voss et al., 2011)

• Aanleren vaardigheden (procedurele kennis): observeren! (Rizzolatti et al., 2004)

• Automatiseren! (Delazer et al., 2003; Church et al., 2008)

Actief leren door interactie

• Moeilijk meetbaar in scanner (simulaties)

• Interactie echt persoon ←→ computer: meer activatie prefrontale cortex (Krach et al., 2008)

• Link belonen, straffen, ‘leren’

(Stallen & Sanfey, 2013)

Actief leren met behulp van ICT

• Herhaalkansen

• Samenwerkend leren: team

• Motivatie door onverwachte beloningen

• Competitie

Inhoud

• Hoofdstuk 1: Cognitieve neurowetenschappen en onderwijs: over een kloof en bouwstenen voor een brug

• Hoofdstuk 2: Leren-op-maat

• Hoofdstuk 3: Zelfregulatie

• Hoofdstuk 4: Actief Leren

• Epiloog

5 vragen die je je best stelt

1. Wetenschappelijke studie (peer-reviewed)?

2. Proefpersonen?

3. Welk soort leerling (ervaring)?

4. Hersenonderzoek of gedrag?

5. Korte duur – geïsoleerd of lange termijn – schoolprestatie?

De leraar doet er toe!

Leraar maakt keuzes...

Cognitieve neurowetenschappen

kunnen deze keuzes ondersteunen

Bovendien moeten deze keuzes

gemotiveerd zijn vanuit onderwijskundig

onderzoek

vertaalslag naar concrete

onderwijspraktijk