Leren van fouten: Nieuwe studie laat zien wanneer fouten leerzaam kunnen zijn

Fouten maken is onvermijdelijk bij leren, maar hoe kunnen we onze leerlingen helpen om van hun fouten te leren? Dankzij Martijn Leensen ontdekte ik een nieuwe studie van Metcalfe en collega's (2024) die enig licht werpt op deze vraag. De onderzoekers vergeleken twee onderwijsstrategieën om leerlingen voor te bereiden op een high-stakes algebra toets: expliciete instructie (EI) en leren van fouten (LFE).

In de EI-lessen onderwezen docenten de stof gedurende acht lessen volgens hun gebruikelijke methoden. In de LFE-lessen gaven docenten leerlingen minitoetsen in vier lessen en gebruikten ze de volgende vier lessen om feedback te geven op de fouten van de leerlingen. Deze feedbacklessen waren gericht op het beter begrijpen van de rgemaakte fouten en hoe ze in de toekomst konden worden vermeden.

De resultaten toonden aan dat beide onderwijsstrategieën de prestaties van de leerlingen op de eindtoets verbeterden, maar dat de LFE-lessen per lesuur meer leerde dan de EI-lessen. Dit voordeel was echter niet gelijk bij alle leerkrachten. De onderzoekers ontdekten dat de meest effectieve leerkrachten in de LFE-conditie degenen waren die de leerlingen interactief betrokken bij het onderzoeken van hun fouten, in plaats van hen de juiste oplossingen voor te houden.

Dit onderzoek suggereert dat het maken fouten een krachtige bron van leren kunnen zijn, maar alleen als ze op een bepaalde manier worden behandeld: In plaats van fouten te corrigeren, is het belangijk om leerlingen te helpen hun fouten te analyseren en erover na te denken, en hen betrekken bij het proces om de juiste antwoorden te vinden en toe te passen. Op deze manier kunnen leerkrachten fouten omzetten in kansen voor dieper begrip en blijvende verbetering.

Het abstract

Background

Although the generation of errors has been thought, traditionally, to impair learning, recent studies indicate that, under particular feedback conditions, the commission of errors may have a beneficial effect.

Aims

This study investigates the teaching strategies that facilitate learning from errors.

Materials and Methods

This 2-year study, involving two cohorts of ~88 students each, contrasted a learning-from-errors (LFE) with an explicit instruction (EI) teaching strategy in a multi-session implementation directed at improving student performance on the high-stakes New York State Algebra 1 Regents examination. In the LFE condition, instead of receiving instruction on 4 sessions, students took mini-tests. Their errors were isolated to become the focus of 4 teacher-guided feedback sessions. In the EI condition, teachers explicitly taught the mathematical material for all 8 sessions.

Results

Teacher time-on in the LFE condition produced a higher rate of learning than did teacher time-on in the EI condition. The learning benefit in the LFE condition was, however, inconsistent across teachers. Second-by-second analyses of classroom activities, directed at isolating learning-relevant differences in teaching style revealed that a highly interactive mode of engaging the students in understanding their errors was more conducive to learning than was teaching directed at getting to the correct solution, either by lecturing about corrections or by interaction focused on corrections.

Conclusion

These results indicate that engaging the students interactively to focus on errors, and the reasons for them, facilitates productive failure and learning from errors.

Leerlingen herkennen effectieve leerstrategieën, waarom gebruiken zij ze dan niet?

Onderwijsonderzoek heeft een aantal leerstrategieën opgeleverd die effectief blijken te zijn, zoals spaced practice, interleaving en retrieval practice. Toch gebruiken leerlingen lang niet altijd deze strategieën. In een recente studie in Journal of Intelligence voerden Duany Rea en collega's maar liefst drie studies uit die licht werpen op de kennis van leerlingen van effectieve leerstrategieën en de redenen waarom ze deze strategieën soms niet gebruiken. Het onderzoek laat zien dat leerlingen effectieve leerstrategieën herkennen en de waarde van deze strategieën inzien. Desondanks gaven ook in deze studie veel leerlingen aan dat ze de strategieën zelf niet gebruiken. Deze studie werpt ook licht op de redenen waarom leerlingen effectieve strategieën niet gebruiken. Deze hebben niet zo zeer te maken met een gebrek aan kennis, maar bijvoorbeeld de perceptie dat effectieve leerstrategieën tijdrovender zijn en meer moeite kosten.

Het abstract

Cognitive psychology research has emphasized that the strategies that are effective and efficient for fostering long-term retention (e.g., interleaved study, retrieval practice) are often not recognized as effective by students and are infrequently used. In the present studies, we use a mixed-methods approach and challenge the rhetoric that students are entirely unaware of effective learning strategies. We show that whether being asked to describe strategies used by poor-, average-, and high-performing students (Study 1) or being asked to judge vignettes of students using different strategies (Study 2), participants are generally readily able to identify effective strategies: they were able to recognize the efficacy of explanation, pretesting, interpolated retrieval practice, and even some interleaving. Despite their knowledge of these effective strategies, they were still unlikely to report using these strategies themselves. In Studies 2 and 3, we also explore the reasons why students might not use the strategies that they know are effective. Our findings suggest that interventions to improve learners’ strategy use might focus less on teaching them about what is effective and more on increasing self-efficacy, reducing the perceived costs, and establishing better habits.

Meer voorkennis, lagere taakcomplexiteit?

Taakcomplexiteit en voorkennis zijn twee van de belangrijkste zaken om rekening mee te houden bij onderwijsontwerp. In een recent onderzoek van Endres, Lovell, Morkunas, Rieß en Renkl wordt gekeken naar de relatie tussen voorkennis en de complexiteit van een taak. Volgens cognitive load theory zorgt meer voorkennis voor minder complexiteit van een taak, omdat de leerling beter in staat is om de taak op te delen in kleinere onderdelen. Dit onderzoek laat echter zien dat er situaties zijn waarin meer voorkennis juist leidt tot meer complexiteit van een taak. Dit kan bijvoorbeeld voorkomen bij problemen die te maken hebben met complexe systemen (zoals ecologische systemen), waarbij beginners de complexiteit onderschatten en daardoor minder cognitieve belasting ervaren dan experts. De resultaten van dit onderzoek betekenen dat leerkrachten rekening moeten houden met het feit dat voorkennis niet altijd leidt tot minder complexiteit van een taak en dat zij dus op zoek moeten naar manieren om complexiteit aan te passen aan het niveau van voorkennis van hun leerlingen.

Het abstract

Background & Aims

Cognitive load theory assumes that the higher the learner's prior knowledge (i.e., the more expert the learner), the lower the intrinsic cognitive load (complexity) experienced for a given problem. While this is the case in many scenarios, there can be cases in which the converse is also true, resulting in more expert learners reporting higher intrinsic cognitive load than novices for the same problem. This can occur in relation to problems involving complex systems (e.g., ecological systems), for which novices' problem representations may underestimate problem complexity and therefore report lower intrinsic load than experts. This finding is borne out in the current paper.

Samples, Methods & Results

In Study 1 with 118 participants from the Black Forest area in Germany, participants with higher levels of forestry and ecological expertise evaluated a problem relating to the restructuring of the Black Forest to adapt to climate change as more complex than did novices. In Study 2 (within-subjects design, n = 66 primary-school students), we conceptually replicated this finding in a domain more typical of cognitive load theory studies, mathematics. We found that higher prior knowledge also reduced the underestimation of the complexity of ‘tricky’, but frequently used, mathematics word problems.

Conclusion

Our findings suggest that cognitive load theory's assumptions about intrinsic load and prior knowledge should be refined, as there seems to exist a sub-set of problem-solving tasks for which the traditional relationship between prior knowledge and reported ICL is reversed.