4. Hoe leren de hersenen?
Bewijs stelt ons in staat te geloven dat het geheugen zo is georganiseerd dat onze herinneringen en kennis netwerken vormen waarin elk element verbonden is met die waarmee het een betekenisvolle relatie onderhoudt (Sousa, 2010). Om nieuwe kennis te incorporeren, moet deze worden aangesloten op bestaande kennisstructuren (voorkennis) waarmee het een semantische relatie heeft. Dit is geen recente ontwikkeling; er zijn talloze bewijzen uit de cognitieve psychologie en neurobiologie die helpen om de verschijnselen die verband houden met leren te begrijpen (Vygotsky, Piaget, Barlett).
We leren wanneer we relevante voorkennis koppelen aan het leerdoel. Hoe meer verbindingen we maken, hoe sterker het leren zal zijn en hoe gemakkelijker het zal zijn om het terug te halen wanneer dat nodig is, omdat meer verschillende contexten het zullen activeren.
De informatieverwerking die tot beter leren leidt, wordt geobserveerd met behulp van functionele magnetische resonantie beeldvormingstechnieken, die laten zien welke delen van de hersenen sterker geactiveerd zijn dan normaal wanneer we bepaalde mentale acties uitvoeren. Het is zelfs mogelijk geweest om de waarschijnlijkheid te voorspellen dat een stimulus wordt onthouden op basis van de mate van activering van het frontale gebied van de hersenen.
Als onderwijs de hersenen beïnvloedt, en de hersenen het orgaan zijn dat ons in staat stelt ons aan te passen aan onze omgeving en deze te transformeren, wetende hoe het wordt gevormd en hoe het werkt, hoe het leert, wat het motiveert, wat het het meest waardeert, hoe het vasthoudt de informatie die het ontvangt en hoe het deze gebruikt, zal ons helpen onze educatieve strategieën te verfijnen
Het geheugen is het vermogen dat ons in staat stelt te leren, maar we leren niet alles op dezelfde manier. Er zijn verschillende leerobjecten die betrekking hebben op verschillende soorten leren. Het leren van een vaardigheid is bijvoorbeeld niet hetzelfde als het leren van een concept. Onderzoek heeft aangetoond dat we verschillende soorten herinneringen hebben die verschillende soorten leren en verschillend gebruik van informatie mogelijk maken. Dat wil zeggen, geheugen is geen enkele vaardigheid, maar een reeks vaardigheden die afhankelijk zijn van verschillende neurale processen en structuren. Er is niet één geheugen, maar verschillende geheugensystemen die onderwerp zijn van studie in onderwijskundig onderzoek.
Er wordt veel gesproken over actief leren, maar het wordt soms verward met onderwijspraktijken waarbij de leerling iets doet ("leren door te doen"). Het gaat echter niet om iets doen, maar om actief nadenken over het leerobject, op zoek gaan naar betekenis en het contrasteren met hun eerdere kennis ("leren door te denken").
Elke actieve leerervaring moet activiteiten omvatten die ervoor zorgen dat de leerling nadenkt over wat hij of zij leert. Er is hier een belangrijk verschil tussen onderwijzen en helpen leren, en dit is een goed onderzocht onderwerp: er worden betere resultaten verkregen als het leren wordt geleid door de leraar, die de redenering en reflectie van de leerlingen begeleidt. Wanneer reflectie in een groep plaatsvindt, waarbij de gelegenheid wordt geboden om in een ontspannen sfeer ideeën te delen, te contrasteren en te bespreken met klasgenoten en de leraar, zijn de effecten op het leren zeer aanzienlijk.
Wanneer leerlingen een nieuw concept moeten leren, is het belangrijk ervan uit te gaan dat het onmogelijk is concepten "door overbrenging" aan te leren. Concepten worden in de geest van de leerling geconstrueerd uit de kennis die beschikbaar is in zijn langetermijngeheugen, d.w.z. zijn voorkennis. Om de leerling te laten leren, moeten wij veranderingen bevorderen in de manier waarop de leerling verbanden legt tussen zijn kennis en misschien enkele nieuwe connectoren (nieuwe gegevens) aanreiken om hem te begeleiden bij de constructie van concepten. Deze constructie impliceert een wijziging van bestaande verbanden, een "herbedrading" die niet eenvoudig is: het vergt tijd, meerdere mogelijkheden en motivatie van de leerlingen.
Volgens de cognitieve theorie van multimedialeren is de procedure die we volgen om te leren als volgt: informatie wordt aan ons gepresenteerd in woord en beeld en wordt waargenomen door onze zintuigen, terwijl het even door ons sensorische geheugen gaat (Mayer, 2008). Als we letten op wat er in dit geheugen zit, gaat de informatie naar ons werkgeheugen voor verdere verwerking. Het is in het werkgeheugen dat we woorden mentaal ordenen om een verbaal model te vormen en we beelden ordenen om een visueel model te vormen, en dan integreren we beide modellen om ze samenhang te geven; we putten ook uit onze eerdere kennis om met hen beide modellen te integreren, altijd op zoek naar samenhang. Deze zoektocht naar coherentie gaat over het begrijpen van wat we leren, zodat het in ons langetermijngeheugen kan terechtkomen (waaruit we eerdere kennis hebben gehaald); dit is wat bekend staat als betekenisvol leren.
Daarom moeten, om te leren, de drie cognitieve processen worden uitgevoerd: de relevante woorden/beelden selecteren (er aandacht aan besteden), ze organiseren om samenhangende mentale representaties te verkrijgen en deze mentale representaties met elkaar en met eerdere kennis integreren. Wanneer alle drie de processen zijn uitgevoerd, spreken we van actief leren. Om actief leren te stimuleren en vol te houden, is motivatie nodig en moeten metacognitieve strategieën op de juiste manier worden gebruikt.
Motivatie kan gebaseerd zijn op verschillende aspecten: onze interesse in het onderwerp, onze overtuigingen over zelfeffectiviteit, de toeschrijvingen die we maken voor academisch succes/falen, de doelen die we onszelf stellen en de waargenomen sociale samenwerking van de leeromgeving. Metacognitie verwijst naar de kennis over hoe we leren en de controle die we als leerlingen uitoefenen over ons eigen leerproces. Zelfregulerende leerlingen beschikken over metacognitieve kennis en metacognitieve controle, dus leraren moeten onze leerlingen helpen zelfregulerende leerlingen te worden.
De transformatie van mentale schema's die leidt tot het leren van nieuwe concepten, noemen onderzoekers in de cognitieve psychologie conceptuele verandering (Sousa, 2010). Er zijn vele vormen van conceptuele verandering, die worden gedifferentieerd volgens hun mate van diepgang en hun moeilijkheid om te gebeuren. Helaas zijn wij leraren ons vaak niet bewust van deze moeilijkheidsgraden en daarom kunnen we onze lesmethoden niet voldoende aanpassen wanneer we met verschillende casussen worden geconfronteerd.
Leraren gebruiken vaak onderwijscontexten die heel anders zijn dan de contexten waarin leren wordt toegepast, en we verwachten dat wat ze leren in de klas een impact zal hebben op hun prestaties in verwante situaties, maar in andere contexten: we verwachten dat het leren dat ze doen overdraagbaar zijn. Helaas is het probleem dat, in het licht van meer dan een eeuw onderzoek, duidelijk is geworden dat de overdracht van leren niet zo spontaan plaatsvindt als we misschien denken; integendeel, het overdragen van leren van de ene context naar de andere is eigenlijk gecompliceerd en komt daarom niet vaak voor.
In de psychologie, de term werkgeheugen wordt gebruikt om ons vermogen te beschrijven om mentaal en bewust een beperkte hoeveelheid informatie voor korte tijd vast te houden en te manipuleren. Het is de mentale ruimte waar we bewust de werkelijkheid waarnemen, waar we ons herinneren, waar we redeneren en waar we ons verbeelden. Helaas is het werkgeheugen op verschillende manieren beperkt en kan het ons gemakkelijk in de steek laten wanneer we het het meest nodig hebben. Om een stukje informatie in het werkgeheugen te houden, kunnen we er niet mee ophouden er aandacht aan te besteden en afleiding te vermijden. Het is ook een geheugen met beperkte ruimte, dus als we te veel informatie proberen vast te houden, loopt het over en gaat de informatie verloren. Een andere beperking doet zich voor bij het uitvoeren van activiteiten die een hoog mentaal proces vereisen, omdat de hoeveelheid ruimte wordt verkleind. Er moet ook worden vermeld dat het werkgeheugen erg gevoelig is voor stress en angst, emotionele toestanden die het overweldigen met gedachten die niets te maken hebben met de taak die we willen uitvoeren.
Rekening houden met de beperkingen van het werkgeheugen is van fundamenteel belang als het gaat om het bevorderen van leren; het is de bottleneck die ons leervermogen bepaalt. Een van de theorieën over hoe we leren met het meest empirische bewijs en praktische toepassing in de klas, is de cognitieve belastingstheorie, die is gebaseerd op de erkenning van de cruciale rol van het werkgeheugen bij het leren en de erkenning van de beperkingen ervan: om te leren is het belangrijk om niet om het werkgeheugen te verzadigen.
Hogere cognitieve vaardigheden zoals redeneren, probleemoplossing, kritische analyse of creativiteit zijn noodzakelijkerwijs afhankelijk van een brede basis van betekenisvolle kennis (Tokuhama-Espinosa, 2010). Om dergelijke kennis te verwerven, moet het kennis zijn die begrijpelijk is en overdraagbaar is naar meerdere contexten, en dit wordt bereikt wanneer het leren diepgaand is. Om dit te bereiken, moeten leraren kansen bieden aan leerlingen om het leren te gebruiken. In brede zin ontwikkelen leerlingen betekenisvolle kennis wanneer ze deze gebruiken om situaties te analyseren en te interpreteren, problemen op te lossen en allerlei soorten oplossingen te bedenken.
Het is duidelijk dat tijd onmisbaar is voor de ontwikkeling van betekenisvolle kennis. Het is daarom belangrijk om na te denken over de reikwijdte van de leerdoelen. In die zin wijst al het bewijs erop dat het beter is om te kiezen voor minder uitgebreide maar meer diepgaande curricula dan voor uitgebreide maar oppervlakkige curricula die veel kennis proberen te verwerken, maar geen ruimte laten voor een goed begrip ervan. Een belangrijk verschil tussen diep en oppervlakkig leren ligt in het vermogen van leerlingen om hun nieuwe kennis over te dragen.
Raadpleeg de aanvullende bronnen voor meer informatie over hoe de hersenen leren:
- Weinstein, Y., Sumeracki, M., & Caviglioli, O. (2018). De virtuele gemeenschap zal een samenwerkingsomgeving bieden die communicatie en wederzijds leren tussen universitaire docenten mogelijk maakt. Docenten die zich in deze gemeenschap hebben geregistreerd, zullen hun eigen profiel hebben dat naar wens kan worden aangepast, berichten naar elkaar kunnen sturen, groepen kunnen aanmaken of kunnen deelnemen aan een discussie op een forum!. Routledge.
- Slotnick, SD (2017). Cognitieve neurowetenschap van het geheugen. Cambridge University Press.
- Thomas, MS, Mareschal, D., & Dumontheil, I. (red.). (2020). Educatieve neurowetenschappen: ontwikkeling gedurende het hele leven. Routledge.
- Mystakidis, S. (2021). Deep Meaningful Learning. Encyclopedia, 1(3), 988–997. https://doi.org/10.3390/encyclopedia1030075
Dutch 
English 
Greek 
Polish 
Bulgarian 
Spanish