Hoe leren we? Een cognitieve theorie van betekenisvol leren

Hoe mensen kennis vormgeven staat centraal in het leerproces. Er zijn veel verschillende aspecten betrokken bij dit leerproces en samen zorgen ze ervoor dat wij nieuwe dingen kunnen leren en onthouden. De manier waarop nieuwe informatie gepresenteerd wordt, het selecteren, organiseren en integreren van informatie en onze verschillende geheugenopslagplaatsen spelen hierbij een belangrijke rol. Deze verschillende aspecten vormen samen de cognitieve theorie van betekenisvol leren en maken inzichtelijk hoe wij nieuwe dingen leren.

Drie principes van leren

Er zijn drie basisprincipes uit de cognitieve wetenschap die belangrijk zijn als het gaat om de vraag hoe leren we?

• Het tweevoudige kanaal principe: we hebben twee verschillende kanalen in onze hersenen om visuele en verbale informatie te verwerken
• Het beperkte capaciteit principe: beide kanalen hebben maar een beperkte capaciteit om de informatie cognitief te verwerken
• Het actieve leren principe: we moeten actief betrokken en cognitief actief zijn tijdens het leren.

Geheugenopslag

We hebben drie soorten geheugen die een belangrijke rol spelen tijdens het leren. Ze hebben alle drie hun eigen functie.

Sensorisch geheugen

Binnenkomende informatie wordt opgevangen door sensorische receptoren en worden kort opgeslagen in het sensorische geheugen. De capaciteit van dit geheugen is onbeperkt, maar het wordt maar heel kort opgeslagen. Visuele informatie wordt bijvoorbeeld maar een halve seconde opgeslagen. De informatie in dit geheugen is ook snel weer verloren en vergeten.

Werkgeheugen

Wanneer je aandacht geeft aan de informatie die binnenkomt in het sensorische geheugen, voordat het weer verloren gaat, is ons brein in staat het te verplaatsen naar het werkgeheugen. Dit is het deel van ons geheugen dat overeenkomt met ons actieve bewustzijn. De capaciteit van dit geheugen is echter erg beperkt. Je kunt maar vijf tot negen verschillende dingen actief onthouden op één moment. De tijd dat je dit kunt onthouden is ook zeer beperkt. Binnen 18 seconden ben je het weer vergeten, tenzij je het actief blijft herhalen, om plaats te maken voor nieuwe informatie.

Lange termijngeheugen

Wanneer je de informatie uit het werkgeheugen verplaatst naar het lange termijngeheugen, kunnen we informatie permanent onthouden. Dit geheugen heeft een onbeperkte capaciteit voor de opslag van kennis. Het gaat alleen verloren als andere informatie interfereert met deze informatie.

Cognitieve processen tijdens het leren

Er zijn drie basisprocessen die er voor zorgen dat we kunnen leren.

Als eerst gaan we selecteren. We moeten onze aandacht focussen op de relevante delen van informatie die gepresenteerd wordt en deze van het sensorische geheugen naar het werkgeheugen verplaatsen. Door met onze ogen en oren onze aandacht te richtingen op bepaalde delen van de gepresenteerde informatie, selecteer je dus een gedeelte dat voor jou relevant is voor verdere verwerking in het werkgeheugen.

Vervolgens gaan we organiseren. We maken interne verbindingen tussen de binnenkomende delen van informatie in het werkgeheugen. De geselecteerde informatie wordt hier georganiseerd in een samenhangend geheel.

Als laatst wordt de informatie geïntegreerd . Er worden externe verbindingen gemaakt tussen de nieuwe georganiseerde informatie uit het werkgeheugen en bestaande relevante kennis uit het lange termijngeheugen. Integreren gebeurd ook met twee soorten nieuwe georganiseerde informatie uit het werkgeheugen. Een verbale en visuele presentatie van het zelfde concept wordt bijvoorbeeld samengevoegd.

We gebruiken de processen selecteren, organiseren en integreren dus om nieuwe kennis te construeren in ons werkgeheugen die vervolgens verplaats wordt naar het lange termijngeheugen voor permanente opslag.

Cognitieve capaciteit

Onze cognitieve capaciteit om te leren is echter niet onbeperkt. Er zijn drie bronnen die onze cognitieve capaciteit belasten tijdens het leren en waar we dus rekening mee moeten houden.

Intrinsieke cognitieve belasting

De intrinsieke cognitieve belasting heeft te maken met de moeilijkheid of complexiteit van het te leren onderwerp. Materiaal dat veel elementen bevat die met elkaar samenhangen (bijvoorbeeld de uitleg hoe een complex systeem werkt) is moeilijker dan materiaal dat maar weinig elementen bevat (bijvoorbeeld de definities van een lijst met woorden).

Intrinsieke cognitieve belasting heeft een grote invloed op het selecteren van relevante informatie voor verdere verwerking. Deze belasting kun je niet wegnemen, maar je kunt er wel rekening mee houden door effectieve instructiemethodes toe te passen. Een onderwerp of een les kan bijvoorbeeld in stukjes opgedeeld worden, zodat de complexiteit van het onderwerp verdeeld wordt aangeboden.

Extrinsieke cognitieve belasting

Extrinsieke cognitieve belasting heeft te maken met de hoeveelheid cognitieve capaciteit die gebruikt wordt voor het verwerken van niet-relevante informatie. Het is dus cognitieve belasting die niet nodig is om te leren.

Deze manier van belasting treedt op wanneer instructiemateriaal niet goed ontworpen is. Bijvoorbeeld wanneer er een tekstuitleg wordt gegeven met daaronder een plaatje of schema met dezelfde informatie. Je moet deze twee informatiebronnen met elkaar samenvoegen terwijl ze beide hetzelfde vertellen. Dit kost onnodige cognitieve capaciteit. Een ander voorbeeld is het geven van te veel details die niet nodig zijn om het hoofdonderwerp te begrijpen.

Extrinsieke cognitieve belasting kan gemakkelijk verlaagd worden door instructiemateriaal aan te passen. Niet-relevante informatie moet zoveel mogelijk vermeden worden, koppen geven een tekst een goede organisatie en structuur en woorden en plaatjes die met elkaar te maken hebben moeten naast elkaar gepresenteerd worden.

Germane cognitieve belasting

Germane cognitieve load kan omschreven worden als de eigen cognitieve belasting. De belasting ligt hier niet bij het lesmateriaal, maar bij de persoon zelf. Het heeft te maken met de verwerking van informatie en de cognitieve processen selecteren, organiseren en integreren die je hierbij toepast. In tegenstelling tot de vorige twee cognitieve belastingen, moet deze belasting juist hoog zijn om zo goed mogelijk te kunnen leren. Deze cognitieve belasting kun je bevorderen door materiaal dat je wilt leren aan jezelf uit te leggen in je eigen woorden.

Om zo effectief mogelijk te leren is het van belang dat intrinsieke belasting zo goed mogelijk onder controle wordt gehouden, de extrinsieke belasting zo laag mogelijk is en germane belasting wordt aangemoedigd.