Krachtig leren cognitief neurowetenschappelijk benaderd Tinne Van Camp

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 waarborgen Toegankelijke 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

Het referentiekader : een brug met 2 pijlers Van neuro naar onderwijs Hersenen zijn plastisch

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 cognitiefpsychologisch 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’ ‘IQ= 88 % erfelijk + 12 % omgeving’ ‘Gun het brein af en toe een dutje’ ‘Creativiteit zit vooraan in ‘t midden’ ‘Liegen haalt het beste uit jezelf’ ‘Fitness voor het brein. ’ De Morgen _ 18 dec. 2013 Trouw _ 27 sept. 2014 Het Nieuwsblad _ 20 jan. 2013 De Morgen _12 okt. 2013 De Standaard_19 nov. 2013 De Morgen/ DM Magazine_ 28 jan. 2012

Zelfregulatie ZELFREGULATE EXECUTIEVE FUNCTIES PREFRONTALE CORTEX

Van prefrontale cortex naar zelfregulatie ?

Executieve functies en zelfregulatie WERKGEHEUGEN COOL EF COGNITIEVE FLEXIBILITEIT INHIBITIE … 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 Traditioneel leren Actief leren Sociaal constructivistisch Interactief leren samenwerkend leren coöperatief leren Passief leren Cognitief constructivistisch Onderzoekend leren exploratief leren Probleemgebaseerd leren Observationeel leren?

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. 2. 3. 4. 5. Wetenschappelijke studie (peer-reviewed)? Proefpersonen? Welk soort leerling (ervaring)? Hersenonderzoek of gedrag? Korte duur – geïsoleerd of lange termijn – schoolprestatie?

Leraar maakt keuzes. . . Cognitieve neurowetenschappen kunnen deze keuzes ondersteunen Bovendien moeten deze keuzes gemotiveerd zijn vanuit onderwijskundig onderzoek vertaalslag naar concrete onderwijspraktijk De leraar doet er toe!