Er is al jaren discussie over wat het beste werkt in onderwijs: moet je studenten eerst duidelijke uitleg geven voor je hen een probleem voorschotelt (instruction-first), of is het net beter om hen eerst te laten worstelen met een opdracht en daarna pas uitleg te geven (problem-solving-first)? Beide kampen hebben sterke argumenten. De ene gooit het op cognitieve belasting of de cognitive load theory: zonder voorkennis raakt je werkgeheugen overbelast als je meteen aan het werk moet. De andere zegt: laat leerlingen eerst zoeken, fouten maken, vragen stellen – dan pas komt uitleg echt binnen.

Het probleem is: er was tot nu toe weinig stevig onderzoek dat deze twee aanpakken direct vergeleek, én tegelijk rekening hield met hoeveel voorkennis leerlingen al hebben. Tot nu.

He, Fiorella en Lemons besloten het grondig aan te pakken in deze studie die Dan Willingham gisteren deelde en waar ik op mijn Engelstalige blog eerder zelf ook al over schreef. In twee grootschalige experimenten lieten ze studenten leren over een taaie biochemische kwestie: niet-covalente interacties. In het eerste experiment deden studenten mee die een eerstejaars biologiecursus volgden. In het tweede experiment ging het om studenten biochemie, met dus al wat meer voorkennis. De resultaten zijn anders dan ik zelf verwacht had.

Wat bleek? Voor de beginners werkte de problem-solving-first aanpak beter. Ze deden het significant beter op testvragen die leken op de leerstof (near transfer). Voor de gevorderde studenten gold net het omgekeerde: zij leerden beter als ze eerst uitleg kregen. Ook zij scoorden beter op diezelfde testvragen. Voor vragen die wat verder aflagen van het geleerde (far transfer) was er in beide groepen geen groot verschil.

Dat klinkt dus misschien tegenintuïtief: zou je niet denken dat beginners juist beter af zijn met duidelijke instructie vooraf? De auteurs denken dat het te maken heeft met verwachtingen. De biochemie-studenten wisten al “te veel om nog nieuwsgierig te zijn”, zeg maar. Ze dachten dat ze het al kenden en gingen daardoor met minder aandacht door de eerste opdracht. De eerstejaarsstudenten wisten van zichzelf dat ze het nog niet snapten, en waren daardoor alerter bij de uitleg die daarna kwam. Ze hadden vragen – en kregen antwoorden.

Wat leren we hieruit? Dat er niet één universeel beste volgorde is. De effectiviteit van een les hangt niet alleen af van wat je aanbiedt, maar ook van waar je leerlingen beginnen – en hoe ze zichzelf zien. Studenten met weinig voorkennis kunnen dus prima eerst iets proberen en falen, zolang ze daarna goede uitleg krijgen. En wie al wat meer weet, is soms beter geholpen met een heldere uitleg vooraf. Of misschien – en dat is wat de auteurs ook voorzichtig suggereren – is het beste van twee werelden een combinatie: eerst een probleempje om nieuwsgierigheid op te wekken, dan instructie, dan nog eens een probleem.

Eerlijk? Dat klinkt verdacht veel als goed lesgeven.

Abstract van het onderzoek:

This study tested competing theories about the effectiveness of different instructional sequences for learners with different levels of prior knowledge. Across two classroom experiments, undergraduates learned about noncovalent interactions in biochemistry by either receiving explicit instruction before problem-solving (I-PS group) or engaging in problem-solving before explicit instruction (PS-I group). Then all students completed near- and far-transfer tests on the material. In Experiment 1, participants were introductory biology students (n=367), who had relatively low prior knowledge of the topic. Results indicated that the PS-I group significantly outperformed the I-PS group on the near-transfer test, providing support for productive failure. In Experiment 2, participants were biochemistry students (n=138), who had relatively higher prior knowledge of the topic. In contrast to Experiment 1, results indicated that the I-PS group significantly outperformed the PS-I group, providing support for cognitive load theory. Neither experiment showed significant effects of instructional sequences on the far-transfer test. Overall, the findings suggest the effects of instructional sequences on students with different levels of topic-specific prior knowledge may not be as straightforward as existing theories suggest.