Affordances for learning in multi-representational ICT learning environments

Projectnummer: 411-02-160
(met subprojecten 411-02-161, Affordances for learning in multimedia learning environments; 411-02-162, Collaborative discovery learning in multimedia learning environments; 411-02-163, Observational learning from video-based expert models in multimedia learning)

Hoofdaanvrager: prof. dr. A.J.M. de Jong (Universiteit Twente)

Uitvoerders: T. Eysink, K. Berthold, B. Kollöffel, M. Opfermann en P. Wouters

Tijdvak: 2002-2009

Lees het interview met Ton de Jong uit Onderwijs onderzocht (2009)

Publiekssamenvatting:

Het doel van het aandachtsgebied was het onderzoeken van de effectiviteit van verschillende instructiebenaderingen in termen van leeropbrengsten en leerprocessen in combinatie met verschillende typen externe representaties. Elk promotietraject had als uitgangspunt een eigen instructiebenadering, resulterend in vier verschillende benaderingen: (a) uitleggend leren, (b) hypermedia leren, (c) observerend leren, en (d) (samenwerkend) onderzoekend leren. Binnen elk promotietraject werd voor de desbetreffende instructiebenadering (onder andere) onderzocht welke (combinaties van) externe representaties leidden tot de beste leeropbrengsten in termen van situationele, conceptuele, intuïtieve, en procedurele kennis. De vier promotietrajecten zijn ondertussen afgerond met een promotie en proefschrift. In het postdocproject zijn de resultaten verkregen uit de promotietrajecten geïntegreerd. Daartoe is een vergelijking gemaakt van de verschillende instructiebenaderingen in termen van leeropbrengsten en leerprocessen. Alle leeromgevingen gebruikten hetzelfde domein (namelijk dat van de elementaire kansrekening en combinatoriek), dezelfde inleidende teksten, en hetzelfde leermateriaal (d.w.z. dezelfde verzameling van voorbeeldsituaties en probleembeschrijvingen). In alle onderzoeken werden dezelfde soort proefpersonen gebruikt (4 VWO leerlingen), werd dezelfde onderzoeksprocedure gebruikt, werd gebruik gemaakt van dezelfde toetsen (bestaande uit conceptuele, procedurele, intuïtieve en situationele kennisitems) en werden dezelfde metingen gebruikt om cognitieve belasting (intrinsiek, extrinsiek, effectief en algeheel) te meten.

Uit de vergelijking bleek dat de twee instructiebenaderingen waarin van leerlingen verwacht werd dat ze zelf (een deel van de) kennis genereerden (door de stof aan zichzelf uit te leggen in de uitleggend leeromgeving of door conclusies te trekken uit zelf bedachte experimenten in de onderzoekend leeromgeving) zowel meer als kwalitatief betere leerprocessen opriepen dan de instructiebenaderingen waarin de leerlingen de kennis op een specifieke manier aangeboden kregen (in verschillende representaties in de hypermedia leeromgeving of door animaties in de observerend leeromgeving). Een vergelijking van leeropbrengsten liet zien dat uitleggend leren de meest effectieve instructiebenadering was, op de voet gevolgd door onderzoekend leren. Hypermedia leren en observerend leren waren het minst effectief. Dit resultaat was consistent over de verschillende kennistypen heen. Daarnaast bleek echter ook dat hypermedia leren de meest efficiënte manier van leren was, terwijl het effectieve uitleggend leren uitermate inefficiënt was. Observerend leren en onderzoekend leren vielen daar tussenin.
Naast deze inhoudelijke resultaten kwamen we tot twee belangrijke, overkoepelende conclusies. Ten eerste lieten de onderzoeken zien dat de multimediaprincipes van Mayer geen stand hielden in complexe leeromgevingen en dat de toepassing van deze principes in dergelijke complexe omgevingen kan leiden tot mindere leeropbrengsten. Het feit dat deze principes in zowel de praktijk als het onderzoeksveld veelvuldig worden gegeneraliseerd naar en toegepast in complexe leeromgevingen geeft aan dat dit een relevant resultaat is. Ten tweede blijkt het lastig te zijn om de verschillende aspecten van cognitieve belasting (intrinsiek, extrinsiek, effectief, en algeheel) apart te meten en de vraag rijst of de afzonderlijke aspecten überhaupt wel onderscheiden kunnen worden, zowel praktisch als theoretisch.

De resultaten verkregen uit het aandachtsgebied hebben geleid tot richtlijnen voor het ontwerpen van multimedia leeromgevingen. Deze richtlijnen zijn:

• Richtlijn 1: Stimuleer een actieve cognitieve verwerking van het lesmateriaal.
• Richtlijn 1a: Laat leerlingen in eigen woorden een gegeven uitgewerkt voorbeeld uitleggen
• Richtlijn 1b: Laat leerlingen het domein zelf onderzoeken door middel van het doen van experimenten
• Richtlijn 1c: Laat leerlingen individueel een overzicht maken van de leerstof
• Richtlijn 1d: Laat leerlingen in tweetallen een domein onderzoeken en laat ze daarbij overleggen. 
• Richtlijn 2: Geef hulp bij representaties.
• Richtlijn 2a: Geef bij onderzoekend leren een combinatie van tekst en formules (en vermijd boomdiagrammen)
• Richtlijn 2b: Geef bij uitleggend leren een combinatie van formules en boomdiagrammen in plaats van alleen formules of alleen boomdiagrammen
• Richtlijn 2c: Geef bij hypermedia leren één representatie in plaats van meerdere
• Richtlijn 2d: Geef hulp bij het integreren van meerdere representaties (bv. door middel van het gebruik van dezelfde kleuren of het tegelijk oplichten van overeenkomstige onderdelen)
• Richtlijn 3: Denk na over de mate van leerling-controle
• Richtlijn 3a: Als je leerling-controle in een observerend leeromgeving geeft, geef die dan ook volledig
• Richtlijn 3b: Geef bij hypermedia leren alleen vrijheid aan leerlingen die dat aankunnen

Proefschriften:

Kolloffel, B. (2008) . Getting the picture: The role of external representations in simulation-based inquiry learning. Doctoral dissertation. Enschede, The Netherlands: University of Twente. Lees verder

Opfermann, M. (2008) . There's more to it than instructional design: The role of individual learner characteristics for hypermedia learning. Berlin: Logos

Wouters, P.J.M. (2007) , How to optimize cognitive load for learning from animated models, Proefschrift Open Universiteit Nederland, 2007. ISBN: 978-90-9022455-8. Lees verder