College Didaktiek 2 - Cognitieve leerpsychologiedaeme101/2015 Cognitieve...Deel 2 - Instructie...

18#02#15'

1'

Cognitieve leerpsychologie als basis voor effectieve instructie

Liesbeth Kester

Inhoud

Deel 1 - Leren Cognitieve informatieverwerking Betekenisvol leren en schema theorie Deel 2 - Instructie Gagné’s instructietheorie Constructivisme Deel 3 - Instructieontwerp Vier componenten instructie ontwerpmodel

Cognitieve leerpsychologie als basis voor effectief instructie 2

18#02#15'

2'

Deel 1 - Leren

Cognitieve informatieverwerkingstheorie




Stadia theorie – verwerking begint met

zintuiglijke input

Zintuiglijk geheugen •  visueel •  auditief

aandacht

patroonherkenning

Werkgeheugen

chunking, herhaling, coderen

ophalen

Lange termijn

geheugen

Modellen voor

geheugenop-slag

18#02#15'

3'



Zintuiglijk geheugen •  visueel •  auditief

aandacht

patroonherkenning

Processen: •  Aandachtsprocessen

zorgen voor verdere verwerking van de zintuiglijke input

•  Preconceptuele patroonherkenning

Eigenschappen: •  Zeer vluchtig •  Informatie komt via de

zintuigen ongefilterd binnen

Processen

Aandacht: https://www.youtube.com/watch?v=qhF_baBVIOs Patroonherkenning https://www.youtube.com/watch?v=Tpge6c3Ic4g

18#02#15'

4'



Werkgeheugen

chunking, herhaling, coderen

ophalen

Eigenschappen: •  vluchtig •  gelimiteerd

Processen: •  Chunking:

betekenisvolle eenheden

•  Herhaling: informatie actief houden in WM

•  Coderen: elaboratieve herhaling; relateren van nieuwe informatie aan voorkennis

•  Ophalen: herinneren, herkennen

Digit span test

18#02#15'

5'

Pen en papier bij de hand? Je krijgt 10 seconden om de volgende cijferreeks te memoriseren.


1 9 6 3 2 5 4


18#02#15'

6'

Schrijf de cijferreeks op.


Had je het goed?

1 9 6 3 2 5 4


18#02#15'

7'

Je krijgt 10 seconden om de volgende cijferreeks te memoriseren.


2 3 6 5 9 3 7 2 8 1 4 8 6 5


18#02#15'

8'



Had je het goed?

2 3 6 5 9 3 7 2 8 1 4 8 6 5


18#02#15'

9'

Je krijgt 10 seconden om de volgende cijferreeks te memoriseren.


1977 2015 1842 2003


18#02#15'

10'



Had je het goed?

1977 2015 1842 2003


18#02#15'

11'



Lange termijn

geheugen

Modellen voor

geheugenop-slag

Eigenschappen: •  Stabiel •  Ongelimiteerd •  Episodisch deel •  Semantisch deel

Processen: •  Nog geen uitsluitsel over. •  Hoe wordt informatie opgeslagen en

gerepresenteerd in het lange termijn geheugen? •  Wat is de aard van kennis? •  Hoe zijn kenniseenheden gerelateerd? •  Hoe wordt kennis gerepresenteerd? Zijn er

verschillende typen representaties voor bijv. visuele of auditieve informatie?

•  …?



Lange termijn

geheugen

Modellen voor

geheugenop-slag

Processen: Voorbeeld: Netwerkmodellen van het lange termijn geheugen •  Knooppunten in het geheugen; concepten •  Geleerde relaties tussen de knooppunten •  Uitgebreide netwerkstructuur

18#02#15'

12'

Cognitieve informatieverwerkingstheorie en instructie

Gagné’s instructietheorie

Input voor

•  Geef georganiseerde instructie •  Geef uitgebreide en

gevarieerde instructie •  Ondersteun de codeer en

geheugenprocessen •  Ondersteun zelfregulatie van

informatieverwerking

Algemene aanbevelingen

Vragen?

18#02#15'

13'

Deel 1 - Leren

Betekenisvol leren en schema theorie



Betekenisvol leren

Cognitieve organisatie

Hiërarchische structuur

Anker ideeën

Processen van betekenisvol leren

Subsumptie Leren

Onthouden

Schema theorie

Aard van schema’s

Kenniseenheden (theoriën,

procedures) Mentale modellen sturen uitvoering

Schema gebaseerde processen

Accretie/ elaboratie Tuning

Herstructurering/ inductie

Automatisering 26

18#02#15'

14'

Betekenisvol leren


Betekenisvol leren



Anker ideeën

Processen van betekenisvol

leren

Subsumptie Leren

Onthouden 28

“Betekenisvol leren houdt in dat studenten hun ervaringen actief interpreteren, gebruikmakend van specifieke interne, cognitieve operaties.” (Ausubel, 1962)

18#02#15'

15'


Betekenisvol leren



Anker ideeën


leren

Subsumptie Leren

Onthouden 29

Eigenschappen: Structuur: •  Algemene geheugen-

structuur; geïntegreerde kennisbasis

Anker ideeën: •  Specifieke, relevante

ideeën in de structuur waaraan nieuwe informatie gekoppeld kan worden


Betekenisvol leren



Anker ideeën


leren

Subsumptie Leren

Onthouden 30

Processen: Subsumptie: •  Nieuwe ideeën worden

ondergebracht bij bestaande en algemenere anker ideeën.

Leren: •  Bestaande anker ideeën

worden samengebracht onder een algemener nieuw idee.

•  Nieuwe ideeën komen naast bestaande anker ideeën te staan.

Onthouden: •  Verworven informatie blijft

beschikbaar voor toekomstig gebruik.

•  Gedurende de tijd worden specifieke ideeën steeds minder herkenbaar totdat alleen het anker idee overblijft.

•  Het overgebleven anker idee is echter blijvend versterkt.

18#02#15'

16'

Schema theorie


Schema theorie

Aard van schema’s






Automatisering 32

“Schema’s vormen een generieke, schematische kennisstructuur waaraan specifieke situaties gematcht kunnen worden. In andere woorden, schema’s bevatten slots die in specifieke situaties geconcretiseerd/ ingevuld kunnen worden.” (Anderson, 1978)

18#02#15'

17'

Waar gaat dit over?

Eerst legt u de spullen op verschillende stapeltjes. Eén stapeltje kan voldoende zijn afhankelijk van de kenmerken van de spullen. Wel is het beter kleine stapeltjes in plaats van (te) grote stapels te maken. Een grote stapel lijkt aantrekkelijk maar levert eerder complicaties op. Gebruik vervolgens het juiste product en volg de aanwijzingen op de verpakking. Wanneer u de hele procedure heeft doorlopen legt u de spullen weer op verschillende stapeltjes waarna u ze naar de juiste plek brengt. De spullen zijn nu klaar voor gebruik. U kunt weer onbezorgd genieten van de zon.

Kleding voorzien van UV filter met waspoeder

Eerst legt u de spullen op verschillende stapeltjes. Eén stapeltje kan voldoende zijn afhankelijk van de kenmerken van de spullen. Wel is het beter kleine stapeltjes in plaats van (te) grote stapels te maken. Een grote stapel lijkt aantrekkelijk maar levert eerder complicaties op. Gebruik vervolgens het juiste product en volg de aanwijzingen op de verpakking. Wanneer u de hele procedure heeft doorlopen legt u de spullen weer op verschillende stapeltjes waarna u ze naar de juiste plek brengt. De spullen zijn nu klaar voor gebruik. U kunt weer onbezorgd genieten van de zon. (naar voorbeeld van Bransford & Johnson, 1972)

18#02#15'

18'


Schema theorie

Aard van schema’s






Automatisering 35

Eigenschappen: Kenniseenheden: Representaties van concepten: Onderliggende objecten, situaties, gebeurtenissen, acties en scripts. Mentale modellen: Schema’s die het probleemoplossen sturen.


Schema theorie

Aard van schema’s






Automatisering 36

Processen: Accretie/ elaboratie: Nieuwe concrete informatie wordt begrepen en ingepast in bestaande schema’s en zodoende onthouden. Tuning: Bestaande schema’s veranderen zodanig dat ze meer overeenkomen met ervaring. Herstructurering/ inductie: Nieuwe schema’s ontstaan die oude schema’s vervangen of opnemen. Leren door analogie. Automatisering: Geautomatiseerde schema’s ontstaan door processen als ‘strenghtening’ waarvoor geen bewuste verwerking meer nodig is.

18#02#15'

19'

Betekenisvol leren en schema theorie en instructie


Betekenisvol leren: •  Maak betekenisvol materiaal •  Activeer voorkennis om elaboratie

te vergemakkelijken •  Ontwerp goed georganiseerde

instructie om elaboratie te vergemakkelijken

Schema theorie: •  Activeer bestaande schema’s •  Ondersteun de ontwikkeling en

verfijning van mentale modellen. •  Laat de hersens kraken om begrip

te bevorderen. •  Automatiseer schema’s om

cognitieve overbelasting te voorkomen.

Algemene aanbevelingen

Vragen?

18#02#15'

20'

Deel 2 - Instructie

Gagné’s instructie theorie


Gagné’s Instructietheorie

Taxonomie van leeruitkomsten

Cognitieve domein Affectieve domein Psychomotorische domein

Condities voor leren 9 Interventies


Gericht op zowel cognitieve, affectieve en psychomotorische aspecten van leren (i.t.t. Bloom´s taxonomie)

18#02#15'

21'


Cognitieve domein

Cognitieve strategieën

Intellectuele vaardigheden

Verbale informatie

41

Verbale informatie

Definitie: Georganiseerde kennis die verworven wordt door scholing, boeken, televisie etc. (= Declaratieve kennis) Consistent met informatieverwerkingstheorie, betekenisvol leren en schema theorie Consistent met Bloom´s eerste twee niveaus: kennis en begrip Voorbeeld: de hoofdsteden van de Europese landen; de definitie van een zoogdier


18#02#15'

22'


Weten hoe je iets moet doen (= Procedurele kennis) Basis voor een leerhiërarchie (= verschillende deelvaardigheden die moeten worden geleerd voordat de complexe vaardigheid waar ze deel van uitmaken geleerd kan worden) Niveaus: discriminatie, concrete concepten, gedefinieerde concepten, regels, en hogere orde regels Consistent met Bloom’s niveaus 3 en hoger: toepassing, analyse, synthese en evaluatie Cognitieve leerpsychologie als basis voor effectief instructie 43

Leeruitkomst Definitie Discriminatie Onderscheiden van objecten,

kenmerken en symbolen Concrete concepten Onderscheiden van klassen van

concrete objecten, kenmerken of gebeurtenissen

Gedefinieerde concepten Classificeren van nieuwe voorbeelden of gebeurtenissen en ideeën op basis van hun definitie

Regels Toepassen van een enkele relatie om een klasse problemen op te lossen

Hogere orde regels Toepassen van een nieuwe combinatie van regels om een complex probleem op te lossen


18#02#15'

23'

Cognitieve strategieën

Definitie: Cognitieve strategieën sturen het leren, denken, gedragen en voelen Bijvoorbeeld: monitoren van aandacht, verbeteren van het coderen van nieuwe informatie, verbeteren van onthouden van informatie voor een test Creatief denken


Affectieve domein

Attituden


18#02#15'

24'

Attituden

Definitie: Verworven interne toestand die de persoonlijke acties t.o.v. dingen, personen of gebeurtenissen beïnvloeden Waarden (consistente set van attituden; trait like) Attituden Motivatie (beïnvloed door attituden; state like)


Psychomotor domein

Motorische vaardigheden


18#02#15'

25'

Motorische vaardigheden

Definitie: Precieze, vloeiende en accuraat getimede taakuitvoering waarbij spieren betrokken zijn Simpel (het serveren van een tennisbal) of complex (het dansen van de tango; zeilen) Vaak gecombineerd met cognitieve vaardigheden


Condities voor leren

Verbale informatie


Cognitieve strategieën Attituden Motorische

vaardigheden


18#02#15'

26'


•  Geef georganiseerde instructie •  Geef uitgebreide en

gevarieerde instructie •  Ondersteun de codeer en

geheugenprocessen •  Ondersteun zelfregulatie van

informatieverwerking

Betekenisvol leren: •  Maak betekenisvol materiaal •  Activeer voorkennis om elaboratie

te vergemakkelijken •  Ontwerp goed georganiseerde

instructie om elaboratie te vergemakkelijken

Schema theorie: •  Activeer bestaande schema’s •  Ondersteun de ontwikkeling en

verfijning van mentale modellen. •  Laat de hersens kraken om begrip

te bevorderen. •  Automatiseer schema’s om

cognitieve overbelasting te voorkomen.

Informatieverwerkingstheorie



Ondersteun informatieverwerking m.a.w. voorkom overbelasting van het cognitieve systeem en zorg voor opslag in het LTG

Ondersteun schema constructie (accretie, tuning en herstructurering) en schema automatisering (= zorg voor opslag in het LTG)

Informatieverwerkingstheorie


18#02#15'

27'

Opdracht – Noteer de volgende algemene leercondities

Ondersteun informatieverwerking Ondersteun schema constructie Ondersteun schema automatisering


1.  Richt de aandacht op onderscheidende kenmerken 2.  Vergemakkelijk chunking 3.  Geef een betekenisvolle context tijdens het coderen 4.  Geef cues tijdens recall en generalisatie van informatie 5.  Blijf binnen de limiet van het werkgeheugen 6.  Stimuleer recall van deelvaardigheden 7.  Geef cues bij het ordenen/ combineren van deelvaardigheden 8.  Rooster oefening en review met tussenpozen in 9.  Varieer context om transfer te bevorderen 10. Beschrijf of demonstreer de strategie 11. Geef gevarieerde oefenmomenten voor de strategie 12. Geef feedback op de originaliteit van de strategie of leeruitkomst 13. Associeer de gewenste attitude met een waarschijnlijk succes 14. Laat de student zich identificeren met een bewonderd model 15. Laat studenten zelf hun acties bepalen 16. Geef feedback op succesvolle acties 17. Geef (verbale) aanwijzingen bij het uitvoeren van een subroutine 18. Geef herhaaldelijke oefening 19. Geef onmiddellijk correctieve feedback op de taakuitvoering 20. Moedig het gebruik van mentale oefening aan


18#02#15'

28'

Opdracht – Mogelijke oplossing

Ondersteun informatieverwerking 1, 2, 4, 5 en 8 Ondersteun schema constructie 3, 6, 7, 9, 11, 12, 13, 14, 15, 16 en 20 Ondersteun schema automatisering 10, 17, 18 en 19


Leeruitkomsten en condities

Verbale informatie 1, 2, 3, en 4 Intellectuele vaardigheden 1, 5, 6, 7, 8, en 9 Cognitieve strategieën 10, 11, en 12 Attituden 13, 14, 15, en 16 Motorische vaardigheden 17, 18, 19 en 20 Zie ook Driscoll: Hoofdstuk 10 (blz. 367); Tabel 10.5 Cognitieve leerpsychologie als basis voor effectief instructie 56

18#02#15'

29'


9 Interventies

57

1.  Trekken, richten en vasthouden van de aandacht

2.  Informeren over de leerdoelen

3.  Activeren van voorkennis 4.  Presenteren van de

leerinhoud 5.  Geven van aanwijzingen

(guidance) 6.  Laten oefenen/ toepassen 7.  Geven van feedback 8.  Beoordelen van prestaties 9.  Verbeteren retentie en

transfer

Vragen?

18#02#15'

30'

Deel 2 - Instructie

Constructivisme

Plaatsbepaling


Constructivistische theorie bestaat niet. Het gaat om een verzameling van constructivistische benaderingen van leren en instructie.

18#02#15'

31'

Plaatsbepaling

Filosofische achtergrond

Objectivisme Interpretivisme

Leertheorie Informatieverwer-kingstheorie

Schematheorie

Instructiebena-dering

Gagné Constructivisme


Plaatsbepaling

Vanwege de tegenstelling tussen het objectivisme en het interpretivisme ligt er aan de constructivistische benadering geen duidelijk geheugenmodel ten grondslag Constructivistische benadering is meer een filosofische benadering


18#02#15'

32'

Leerdoelen

Redeneren

Kritisch denken

Kennis begrijpen en gebruiken

Zelfregulatie

Betekenisvolle reflectie

Leercondities

Complexe, relevante

leeromgeving

Sociale interactie

Meerdere perspectieve/ representaties

Student-Eigenaarschap

over leren

Zelf-bewustzijn

over leerprocessen

Instructiemethoden

Microworlds/ hypermedia

(CS)CL en probleem scaffolding

Goal based scenarios en

problem-based learning

Open software en course

management tools

63

Constructivistische benadering

Leerdoelen

Redeneren

Kritisch denken

Kennis begrijpen en gebruiken

Zelfregulatie

Betekenisvolle reflectie

64


•  Vgl. Gagné’s hogere orde vaardigheden

•  Complexe vaardigheden •  Leren in context •  Persoonlijke relevantie

18#02#15'

33'

Leercondities

Complexe, relevante

leeromgeving

Sociale interactie

Meerdere perspectieve/ representaties

Student-eigenaarschap

over leren

Zelf-bewustzijn

over leerprocessen

65


Complexe omgevingen: Studenten kunnen niet omgaan met de complexiteit van de praktijk als ze er niet mee geoefend hebben (transfer) Sociale interactie: Samenwerkend leren is wezenlijk anders dan individueel leren omdat het niet alleen gaat om het uitwisselen van kennis maar om co-constructie van kennis Meerdere perspectieven/ representaties: Voorkomt oversimplificatie, overgeneralisatie en overconfidence van fenomenen in de complexe werkelijkheid Student-eigenaarschap over leren: “Studenten weten zelf het beste wat goed voor ze is” Zelfbewustzijn over leren: Reflexitiviteit (≈ metacognitie), studenten kunnen zich bewust zijn van hun eigen rol in het leerproces

Instructiemethoden






management tools

66


•  Microworlds ≈ simulations

•  Probleem scaffolding = virtuele toegang tot experts/ online help

•  Software zonder inhoud •  Structuur

•  Oplossen van problemen in gesimuleerde omgevingen

18#02#15'

34'

Instructiemethoden






management tools

67


•  Redeneren •  Kennis begrijpen en

gebruiken

•  Kennis begrijpen en gebruiken

•  Zelf-regulatie •  Betekenisvolle reflectie

•  Kennis begrijpen en gebruiken

•  Zelf-regulatie •  Betekenisvolle reflectie

•  Redeneren •  Zelf-regulatie

Vragen?

18#02#15'

35'

Concluderend

Constructivistische aannames leiden soms tot controversies Objectivistische instructietheorieën zoals die van Gagné lijken per filosofische definitie niet te verenigen met interpretivistische, constructivistische benaderingen MAAR, er is consensus over: 1.  Alleen de actieve lerende is een succesvolle lerende 2.  Leren door voorbeelden en leren door te doen helpt begrip 3.  Leren om te begrijpen is beter dan uit het hoofd leren 4.  De sociale structuur van de leeromgeving is belangrijk

Merrill’s vijf instructieprincipes

1.  Presenteer realistische taken 2.  Activateer voorkennis 3.  Demonstreer de leerinhoud 4.  Laat de leerinhoud toepassen 5.  Laat de leerinhoud integreren in de persoonlijke, sociale

omgeving Merrill, M. D. (2002). First principles of instruction. Educational Technology Research and Development, 50(3), 43-59.


18#02#15'

36'

Hele taak modellen

Deeltaakmodellen Hele taakmodellen Atomistisch Holistisch

•  Fragmentatie •  Integratie •  Compartementalisatie •  Coördinatie •  Weinig transfer •  Transfer


Voorbeeld hele taak model

Vier componenten instructie ontwerp model


18#02#15'

37'

Vragen?

Bedankt voor jullie aandacht!

College Didaktiek 2 - Cognitieve leerpsychologiedaeme101/2015 Cognitieve...Deel 2 - Instructie...

Documents

Transcript of College Didaktiek 2 - Cognitieve leerpsychologiedaeme101/2015 Cognitieve...Deel 2 - Instructie...