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.

Is samenwerking noodzakelijk voor productive failure?

Productive failure (productief falen, PF) is een instructiestrategie waarbij leerlingen worden uitgedaagd om een nieuw probleem op te lossen voordat ze hierover directe instructie hebben ontvangen. Het idee is dat leerlingen in zulke situaties, doordat ze foutieve oplossingen genereren en worstelen met het nieuwe concept, hun voorkennis activeren, erachter komen wat de grenzen van hun kennis zijn en een beter begrip krijgen van de kenmerken van het concept dat ze bestuderen. In eerdere studies is onderzocht dat PF een bijdrage kan leveren aan bijvoorbeeld het conceptuele begrip van leerlingen. Een nieuwe studie in Instructional Science van Brand et al. (2023) onderzocht of samenwerking een essentieel onderdeel van PF is.

In deze studie werd productive failure tijdens individueel probleemoplossen vergeleken met productive failure tijdens probleemoplossen in een groep. Deze studie maakte gebruik van dezelfde instructie en problemen als in eerdere studies naar PF. De onderzoekers verwachtten dat PF tijdens samenwerkend probleemoplossen leerlingen beter zou voorbereiden op het leren van directe instructie. De onderzoekers verwachtten dit omdat tijdens samenwerken voorkennis beter geactiveerd wordt en hiaten in kennis beter zichtbaar worden.

Deze verwachtingen werden echter niet bevestigd. In het onderzoek werden geen verschillen gevonden tussen de individuele conditie en de groepsconditie. De auteurs concluderen op basis van deze resultaten daarom dat samenwerking geen toegevoegde waarde heeft in het voorbereiden van leerlingen op het leren van PF.

Het abstract

Productive Failure (PF) is an instructional design that implements a problem-solving phase which aims at preparing students for learning from a subsequent instruction. PF has been shown to facilitate students’ conceptual knowledge acquisition in the mathematical domain. Collaboration has been described as a vital design component of PF, but studies that have investigated the role of collaboration in PF empirically so far, were not able to confirm the necessity of collaboration in PF. However, these studies have diverged significantly from prior traditional PF studies and design criteria. Therefore, the role of collaboration in PF remains unclear. In an experimental study that is based on the traditional design of PF, we compared a collaborative and an individual problem-solving setting. It was hypothesized that collaboration facilitates the beneficial preparatory mechanisms of the PF problem-solving phase: prior knowledge activation, awareness of knowledge gaps, and recognition of deep features. In a mediation analysis, the effects of collaborative and individual problem solving on conceptual knowledge acquisition as mediated through the preparatory mechanisms were tested. In contrast to the hypotheses, no mediations or differences between conditions were found. Thus, collaboration does not hold a major preparatory function in itself for the design of PF.