onderzoek
po
vo

Innovatieve leermiddelen gebaseerd op werking van het brein

Goede educatieve software die evidence-based is, kan leerlingen helpen effectief te leren. De software kan adaptieve feedback geven en dat werkt motiverend: leerlingen vinden het vaak leuk. Lees meer over leermiddelen die zijn gebaseerd op neuropsychologische principes van het brein, hoe dat werkt en wat het oplevert.

  • Embedcode

In het kader van het onderzoeksprogramma Hersenen en Cognitie: Maatschappelijke Innovatie in gezondheidszorg, educatie en veiligheid is een aantal (digitale) leermiddelen ontwikkeld die onder andere gebaseerd zijn op neuropsychologische principes. In de pijler Leren zijn onder andere apps, games en driedimensionale puzzels ontwikkeld die de voorwaarden voor effectief leren ondersteunen. Ze zijn interactief en maken gebruik van adaptieve vormen van feedback.

Er is onderzoek gedaan naar de verbetering van automatisering van rekenfeiten, causale redenering stimuleren bij jonge kinderen middels prentenboeken, en visueel-ruimtelijke representaties gebruiken tijdens het oplossen van verhaalsommen. Daarnaast is gekeken naar leren door modelleren en leren met nieuwe media. Maar ook de waarde van klassieke bordspellen voor het leren is onderzocht. In de video is te zien hoe leerlingen werken en leren met Geo-Informatie Systemen (GIS).

Wat weten we?

Vier principes zijn belangrijk om te kunnen leren: concentratie, aandacht, motivatie en herhaling. Gedragswetenschappelijk onderzoek heeft dit al eerder uitgewezen. Breinonderzoek bevestigt dat en laat zien hoe je het leren kunt optimaliseren.

Wat leerlingen leren wordt niet direct opgeslagen in het langetermijngeheugen. Daar moet eerst een nacht slaap overheen gaan – dan is het geleerde al voor een deel opgenomen. Maar je houdt opgedane kennis nog beter vast als je het geleerde actief herhaalt door je te (laten) overhoren of door het toe te passen. De kennis wordt dan opgehaald uit het langetermijngeheugen en er worden nieuwe verbindingen in het brein gelegd.

Feedback leraar is belangrijk

Actieve herhaling van dit proces maakt de verbindingen in de hersenen steeds sterker. Woordjes Frans bijvoorbeeld die je slechts één keer leert, vergeet je. Maar als je ze telkens weer gebruikt, onthoud je ze. Feedback is hierbij overigens erg belangrijk: een leerling moet wel weten of wat hij doet goed is. Je kunt een leerling daarom niet gewoon achter de computer zetten en alles aan de software overlaten. Goede begeleiding van de leraar blijft onontbeerlijk.

Herhaling met behulp van testen verhoogt de activiteit in het beloningscentrum van de hersenen. Het brein krijgt zo een signaal dat de leerstof belangrijk is. Testen werkt ook motiverend.

Essentieel voor het leren zijn ook de executieve functies als aandacht en concentratie. Deze worden aangestuurd vanuit de pre-frontale cortex die harder aan het werk is als leerlingen actief leren.

Dat betekent voor de praktijk

Een goed voorbeeld is de app LeesRace die zwakke beginnende lezers leert sneller te lezen. Zwakke lezers uit groep 4 die deze game speelden, gingen vooruit op leessnelheid van ongetrainde woorden en pseudowoorden. Ze lazen meer woorden per minuut dan voor de training.

In het spel leren ze woordjes te categoriseren door ze naar het juiste vakje te slepen. Ze moeten bijvoorbeeld beslissen of ‘kat’ hoort in het vakje ‘dieren’ of ‘eten’ en krijgen feedback als ze het mis hebben. Dat helpt. Bovendien vinden ze het een leuk spel en racen ze tegen zichzelf – ze moeten hun eigen scores verbeteren – en dat werkt motiverend. De app LeesRace werd ontwikkeld samen met softwareontwikkelaars QLVR.

Stimuleren denkvaardigheden wetenschap en techniek

Op het gebied van het ontwikkelen van denkvaardigheden voor wetenschap en techniek is Breinplein succesvol gebleken, een programma voor basisschoolleerlingen dat met driedimensionale puzzels hun nieuwsgierigheid wekt  (‘hoe werkt dat?’), hun creativiteit bevordert en hen stimuleert te onderzoeken, na te denken en problemen op te lossen. Op Breinplein vind je informatie over het programma en over ander breinonderzoek.

Serious game

Behalve LeesRace is de interactieve serious game De Watermanager bewezen effectief. In dit spel leren leerlingen onderzoeken hoe de rivieren stromen, hoe ze worden gebruikt en wat voor problemen er in de toekomst zullen opduiken. De game maakt gebruik van digitale kaarten van Edugis van het water en overstromingsrisico’s in de laaggelegen delen van Nederland.

Uit een onderzoek onder leerlingen in de onderbouw van zeven middelbare scholen blijkt dat de leerlingen deze vorm van leren niet alleen leuk vonden, maar dat zij ook significant hoger scoorden op de eindtoets dan degenen die uit schoolboeken leerden.

Leren modelleren

Middelbare scholieren kunnen met computermodellen meer inzicht krijgen in het verloop van natuurkundige, biologische en scheikundige veranderingen dan op basis van geschreven tekst. Het lesplan van SCYDynamics kan docenten en leerlingen helpen bij het gebruik van modelleersoftware in de klas. Daarin wordt een lessenserie beschreven en komen de technische aspecten van het bouwen en doorrekenen van modellen aan bod. Daarnaast bevat het vakinhoudelijke en didactische achtergrondinformatie.

Ontwikkelen denkvaardigheden

Om zich verder te kunnen ontplooien, moeten kinderen denkvaardigheden ontwikkelen en leren logisch te redeneren. Spellen als dammen, schaken en stratego, maar ook spelletjes als mens-erger-je-niet of een kaartspel kunnen daarbij helpen. Vaardigheden waarop deze spellen beroep doen, zijn bijvoorbeeld nuttig voor wetenschap- en techniekvakken. Denk daarbij aan visueel-ruimtelijke vaardigheden, logisch en strategisch denken, concentratievermogen, geheugengebruik, mentale flexibiliteit en het kunnen innemen van verschillende perspectieven. Training in denksport kan dit soort denkvaardigheden stimuleren, zo bleek uit een kleine studie onder meerbegaafde basisschoolleerlingen.

Referenties bij dit artikel

Thema

Leermiddelen

Onderwerpen

Leermateriaal

Software met brains; bewezen toppers
Segers, E., Van Gorp, K., Kirschner, P., Mulder, Y., Favier, T., & de Jong, T. (2015). Software met brains; bewezen toppers. Didactief - opinie en onderzoek voor het onderwijs, 45(5), 48-49.


Maak er een computer van!
Mulder Y.G., Janssen N., & Lazonder A. (2014), Maak er een computer van! Didactief, juni 2014


E-mailadres wordt niet gepubliceerd. Hiermee kunnen wij reageren op je bericht.