Onderzoek door Leerlab Brein en Leren
Aangepast op 23 februari 2012 Door Anita Heijltjes en Han Blankert
Traditioneel ligt in ons onderwijs de nadruk op psychologische en sociale aspecten van het leren.
Vanuit het psychologisch perspectief wordt leren opgevat als een verandering in basale cognitieve processen. Vanuit het sociale perspectief wordt leren in verband gebracht met de interactie tussen de lerende en de omringende wereld.
Naar een integrale visie op leren
Met het biologisch perspectief werd tot voor kort weinig gedaan (Jolles et al. 2005). Vanuit een biologisch perspectief is er aandacht voor de fysieke component van het leren, bijvoorbeeld voor de ontwikkeling van het lerende brein. Een focus op zowel psychologische, sociale als biologische aspecten van het leren en de integratie van deze drie invalshoeken, kunnen leerprocessen mogelijk beter verklaren en bieden kansen om leerprocessen in de toekomst efficiënter en effectiever te ondersteunen.
De fysieke component van leren wordt gezien als het vormen van verbindingen en netwerken van neuronen in de hersenen. Hoe talrijker en krachtiger deze connecties worden aangelegd, hoe sterker de kennisontwikkeling zich kan manifesteren. Bruikbare inzichten vanuit het biologische perspectief worden op dit moment vooral aangereikt vanuit de neuro-cognitieve wetenschap. De uitdaging voor ons is om de nieuwe, empirisch onderbouwde inzichten een plek te geven in onze onderwijspraktijk, deze expliciet toe te passen en te toetsen op hun effect (OECD, 2007).
Voor het onderwijs belangrijke breinkennis ligt op het terrein van:
Hierna worden deze inzichten kort toegelicht.
Rijping van de prefontale cortex
De prefrontale cortex is veel later uitgerijpt dan lang werd gedacht. Dit hersengebied is essentieel voor metacognitieve processen zoals het plannen van de studie, het overzien van de consequenties van eigen acties en het corrigeren van eigen gedrag. Hoewel grote individuele verschillen bestaan in de rijping van de cortex, zijn veel van onze beginnende studenten biologisch niet altijd ver genoeg ontwikkeld om voldoende sturing aan het eigen leren te geven.
Daarom geven wij beginnende studenten steun en sturing bij het strategisch inzetten van leeractiviteiten, bij het plannen van de studie en bij het maken van relevante keuzes. Wij helpen studenten bij het evalueren en reflecteren op het eigen (leer)gedrag en wij helpen hen bij leren om kritisch te denken.
Een voorbeeld daarvan is de ontwikkeling van een tweetal courses kritisch denken (argumenteren en redeneren) die in een samenwerking tussen het Leer- en Innovatiecentrum en een economische Academie (Academie voor Marketing Business en Management, AMBM) zijn ontwikkeld voor propedeuse studenten. Naast deze expliciete courses is het leren kritisch te denken als een rode draad in het curriculum van deze academie opgenomen.
Werking van het geheugen
Wetenschappers hebben een aanzienlijke leerwinst aangetoond wanneer rekening wordt gehouden met de werking van het geheugen. Didactische keuzes die gebaseerd zijn op de werkingsmechanismen van het korte - en langetermijngeheugen zorgen voor een optimalisering van de cognitieve belasting.
Dat betekent enerzijds dat wij in de keuze van leertaken en de ontwikkeling van leermaterialen rekening houden met de ontwikkelingsfase van de student en dat we anderzijds bij de keuze van didactische methoden de effectieve cognitieve belasting versterken en elke vorm van ineffectieve cognitieve belasting voorkomen.
Voorbeelden hiervan zijn:
-
het leren van uitgewerkte voorbeelden in plaats van alles zelf uitzoeken
-
het doseren van de veelheid van informatie en voorbeelden
-
het in- en uitzoomen op complexe leertaken zodat oog voor detail in de context van het geheel ontstaat
-
het variëren en afwisselen van leertaken
-
het afstemmen van het auditieve en visuele aanbod in colleges
Deze inzichten worden middels workshops en studiedagen bij docenten onder de aandacht gebracht. Onlangs heeft een van de economie academies (Academie voor Management en Bestuur, AMB) de principes van de cognitieve belasting expliciet meegenomen in de herijking van het propedeuse programma.
Plasticiteit van de hersenen
Het brein is plastisch. Het verandert en ontwikkelt zich onder invloed van interne en externe ervaringen en het reageert op voorwaarden en prikkels in de omgeving. Het brein is dus ook een sociaal brein. Bovendien, als het brein wordt blootgesteld aan prikkels die om mentale inspanningen vragen, dan blijft het brein zich ontwikkelen als een lerend brein.
Wij dagen onze studenten dan ook uit om geleerde kennis terug te halen en toe te passen in verschillende contexten, en ook om over de grens van het bekende te gaan en nieuwe wegen te ontdekken. Uit onderzoek blijkt dat het vertrouwen van de student in zijn eigen leervermogen veel invloed heeft op geleverde inspanningen en het leerresultaat.
Studenten met de opvatting dat leren door inspanning ontstaat, zijn meer geneigd om (meta)cognitieve vaardigheden in te zetten dan studenten die denken dat het leervermogen aangeboren en onveranderbaar is. Ook de opvatting over kennis heeft effect op het cognitieve functioneren. Als studenten menen dat de kennisstructuur complex is in plaats van eenvoudig, zijn ze meer geneigd om cognitieve strategieën toe te passen.
Daarom helpen wij studenten om een genuanceerde, volwassen opvatting te ontwikkelen over kennis en leren waardoor inspanningen en studiestrategie worden versterkt.
De rol van emotie
Zodra het brein wordt blootgesteld aan cognitieve taken worden ook dieper liggende gebieden in de hersenen aangesproken die samenhangen met emoties. Emotie en cognitie gaan hand in hand. Emoties zijn medebepalend voor onthouden, beslissen en leren. Emoties kunnen aandacht, concentratie, het oplossen van problemen en het onderhouden van relaties zowel versterken als verstoren.
Mogelijk ligt in het leren herkennen en reguleren van emoties een sleutel om effectiever te leren. In ons onderwijs verkennen wij expliciet welke emoties de cognitieve processen belemmeren of bevorderen en welke methoden helpen om emoties bewust te hanteren in leer- en onderwijsprocessen.
Bioritmen
Bioritmen zoals de circadian cycle (slaap-waakritme) blijken van invloed te zijn op leren, en met name op de geheugenconsolidatie. Slaaptekort komt voor bij veel adolescenten en jong volwassenen en heeft een negatief effect op studieprestaties, vooral bij complexe leertaken. Ook is er een relatie tussen voeding, sport en leerprestaties. Wij onderzoeken hoe wij gebruik kunnen maken van deze inzichten.
Recent ontdekte spiegelneuronen
Tenslotte is de ontdekking van spiegelneuronen in de hersenen van belang voor ons onderwijs. Deze neuronen worden actief als wij een ander een handeling zien uitvoeren. Spiegelneuronen blijken een rol te spelen in het begrijpen en aanvoelen van de ander. Zij maken het mogelijk om te leren door te imiteren.
Deze neuronen blijken niet alleen actief bij het zien van motorische beweging, maar ook bij cognitieve abstracties en complexe leerprocessen. Leren door observeren en imiteren heeft dus een biologische basis en kan vertaald worden in een krachtige didactische aanpak op basis van voorbeelden en voorbeeldgedrag van docenten.
Onderwijs slimmer en beter maken
Kortom, wij onderzoeken nieuwe inzichten in de werking van het lerende brein en vertalen deze naar concrete stappen die ons onderwijs slimmer en beter kunnen maken.
Omdat de ontwikkeling ten aanzien van Brein en Leren nog in de kinderschoenen staat evalueren wij vanuit een heldere vraagstelling wat het effect is van interventies die rekening houden met het lerende brein.
Literatuur
Jolles, J., Groot, R.H.M. de, Benthem, J.F.A.K. van, Dekkers, H.P.J.M., Glopper, C.M. de, Uijlings, H.B.M., & Wolff-Albers, A.D. (2005). Leer het brein kennen. Over een 'New Learning Science' op het kruispunt van neurowetenschap, cognitieve wetenschap en onderwijswetenschap: resultaat van een invitational conference georganiseerd door NWO op 5 februari 2004. The Hague, Netherlands Organisation for Scientific Research (NWO).
Organisation for Economic Co-operation and Development (OECD) (2007). Understanding the brain: The birth of a learning science. Available online from oecd.org.