Universiteit van Amsterdam
Faculteit Maatschappij en Gedragswetenschappen
De leeropbrengsten van onderzoekend leren in
vergelijking met direct leren in termen van
kennis en attitude
Datum: 28 januari 2015 Naam student: Jasmyn de Graaf Studentnummer: 10448861
Afstudeerrichting: Klinische Ontwikkelingspsychologie UvA begeleider: Maartje Raijmakers
ABSTRACT
Deze studie vergeleek de leeropbrengsten van leren door te onderzoeken met de leeropbrengsten van leren door directe instructies te ontvangen. Onder de leeropbrengsten werd de kennistoename en attitude onderscheiden. Door de onderzoekende houding en creatief gedrag te meten werd de attitude van een kind vastgesteld. Tevens werd onderzocht welke cognitieve en persoonlijke factoren aan de leeropbrengsten bijdroegen.
63 kinderen tussen de 5 en 8 jaar oud deden mee aan dit onderzoek dat in Science Centre NEMO plaats vond. Door middel van een pre-kennistest en een post-kennistest werd de kennis van de kinderen over schaduwen bepaald. Tijdens de interventie kon een kind leren door zelf een Schaduwschilderij na te maken of door exacte instructies op te volgen over hoe het Schaduwschilderij na gemaakt moest worden. In de vrij spel situatie konden kinderen gedurende vijf minuten zelf experimenteren met schaduwen. De executieve functies en persoonlijkheid werden gemeten met een vragenlijst voor de ouders. Het werkgeheugen werd tevens met een geheugentaak bepaald. Om te kunnen bepalen of er een attitude verandering had plaatsgevonden werd 4 weken na het onderzoek een vragenlijst naar de ouders toegestuurd.
De twee leervormen bleken geen verschillend effect te hebben op de kennistoename, onderzoekende houding of het creatief gedrag. Wel bleken het werkgeheugen en de inhibitie de onderzoekende houding te kunnen voorspellen. Voor kinderen met een hoge capaciteit van het werkgeheugen en zwakke inhibitie zou het opzetten van experimenten in een vrije situatie nuttig zijn om natuurkundige principes en wiskundige wetmatigheden te onderzoeken.
INHOUDSOPGAVE
INLEIDING 4
Onderzoekend leren versus direct leren 4
Kennis als leeropbrengst 5
Attitude als leeropbrengst 6
Onderzoekend gedrag als leeropbrengst 7
Creativiteit als leeropbrengst 8
Opzet van huidig onderzoek 9
METHODE 11 Deelnemers 11 Materiaal 11 Schaduwopstelling 11 Kennistest schaduw 11 Interventie 13
Vrij spel situatie 14
Exploratory Behavior Scale (EBS) 14
Creatieve Exploratie Schaal (CES) 14
Executieve functies 15 Werkgeheugen 16 Persoonlijkheid 17 Attitude vragenlijst 17 Procedure 17 RESULTATEN 19 Kennistoename 19
Onderzoekend gedrag in de vrij spel situatie 21
Creatief gedrag 22
Leeftijd, executieve functies en persoonlijkheid 22
DISCUSSIE 28
Onderzoekend leren versus direct leren 28
Kennistoename 28
Creatief gedrag en onderzoekende houding 29
Leeftijd, executieve functies en persoonlijkheid 30
Conclusie 32 REFERENTIES 33 APPENDIX A 38 APPENDIX B 44 APPENDIX C 45 APPENDIX D 47
INLEIDING
De minister van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap pleit voor het ontwikkelen van een creatieve en onderzoekende houding tijdens het bezoek aan een museum. Het overdragen van kennis en inzicht, maar ook het aanleren van creatieve vaardigheden en plezier beleven aan kennis en schoonheid, zijn volgens de huidige minister van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap de belangrijkste doelen die musea nastreven bij hun activiteiten op het gebied van educatie (Ministerie van OCW, 2013a). Bij cultuureducatie gaat het zowel om het verwerven van kennis, als om het ontwikkelen van een creatieve en onderzoekende houding. Deze vaardigheiden zijn volgens veel ondernemers, beleidsmakers en onderzoekers onmisbaar voor een verdere groei van onze kennissamenleving (Ministerie van OCW, 2013b).
Musea en science centra vragen om deze redenen steeds meer interactie van hun bezoekers. Science centra zijn een aparte groep binnen de musea. Science educatie onderscheidt zich van museum educatie doordat er bij science educatie veelvuldig gebruik wordt gemaakt van onderzoekend leren. In laboratoria worden experimenten uitgevoerd zodat er kennis verkregen kan worden door de natuurkundige wereld te observeren, hier ideeën over te genereren en gevonden verklaringen te testen (Hofstein & Lunetta, 2004).
Onderzoekend leren lijkt een goede didactische methode voor science educatie om een onderzoekende houding te stimuleren. De leeropbrengsten van onderzoekend leren zijn het meest onderzocht in termen van kennis en vaardigheden. Attitude is echter een derde leeropbrengst wat belangrijk zou kunnen zijn. In dit onderzoek wordt naast kennis en vaardigheden ook de nadruk gelegd op attitude. De attitude wordt gemeten met behulp van gedragsmaten in een vrije spelsituatie.
In het onderzoek wordt specifiek onderscheid gemaakt tussen twee verschillende vormen van leren: direct leren en onderzoekend leren. Het onderzoek is uitgevoerd in Science Centre NEMO om de effecten van de verschillende leervormen binnen een museum setting te kunnen meten. De leeropbrengsten worden met gebruik van een schaduwtaak als kennistaak en de Exploratory Behavior Scale als meetinstrument voor een onderzoekende houding in kaart gebracht.
Onderzoekend leren versus direct leren
Het bedenken en uitvoeren van experimenten is een veelvoorkomende vorm van onderzoekend leren (ook wel exploratief leren of ontdekkend leren genoemd). Bij onderzoekend leren verkrijgt een kind inhoudelijke kennis door actief zijn omgeving te manipuleren. Een kind kan zelf experimenten bedenken en op basis van die experimenten conclusies trekken (Klahr & Nigam, 2004).
Onderzoekend leren is onder andere gebaseerd op de theorie van Jean Piaget. Piaget zag kinderen als 'kleine wetenschappers'; ze slaan kennis op door cognitieve structuren te ontwikkelen. Deze cognitieve structuren ontwikkelen kinderen eerst door hun omgeving te ontdekken en hier vragen over te stellen en later door logisch te redeneren en problemen op te lossen. Het onderzoeken van de omgeving is volgens Piaget een belangrijk onderdeel in de ontwikkeling van een kind. Omdat elk kind zich anders ontwikkelt, is
het belangrijk dat kinderen leren door op hun eigen tempo nieuwe dingen te ontdekken en zo nieuwe informatie volledig kunnen begrijpen (Inhelder & Piaget, 1964).
Onderzoekend leren verschilt op vele manieren van direct leren. Bij direct leren wordt er kennis verkregen door het opvolgen van directe instructies; een kind krijgt duidelijke instructies over wat hij of zij moet doen. Een wetenschappelijk fenomeen wordt dan stapsgewijs aan hem of haar verteld, gedemonstreerd of uitgelegd (Klahr & Nigam, 2004). Dit kan door een leraar gedaan worden maar ook door een gedetailleerd voorbeeld stapsgewijs na te doen. In het hedendaagse onderwijs bestaan veel vormen van direct leren. De leerkracht geeft uitleg aan het kind, in het leerboek staan stapsgewijze instructies die het kind moet opvolgen en nieuwe informatie wordt volgens een bepaalde methode onderwezen. Er zijn verschillende redenen waarom er in het onderwijs direct leren verkozen wordt over onderzoekend leren. Kinderen kunnen er lang over doen om moeilijke natuurkundige wetten of rekenkundige bewerkingen te ontdekken en vervolgens toe te passen. Als een natuurkundig principe en het cruciale element door een leerkracht wordt uitgelegd of wordt voorgedaan, wordt er een hoop tijd bespaard en is het overzichtelijker welke vaardigheden en wat voor kennis een kind beheerst.
Onderzoekend leren en direct leren worden beide vaak als methode gebruikt voor science leren. De vraag is echter wat de leeropbrengsten zijn van deze twee leervormen.
Kennis als leeropbrengst
De afgelopen jaren zijn er in verschillende onderzoeken bezwaren aangetoond tegen onderzoekend leren (Kirschner, Sweller & Clark, 2006). Deze bezwaren zijn voornamelijk gericht op de cognitieve processen die ervoor nodig zijn om nieuwe informatie te verwerken. Voor het bedenken en uitvoeren van experimenten, spelen de executieve functies een grote rol. Onder de executieve functies vallen ruwweg 3 verschillende cognitieve vermogens. Het eerste is het vermogen om informatie gedurende langere tijd in gedachten te houden, mentaal te manipuleren en actief te gebruiken. Het tweede is het vermogen om te handelen op basis van bewuste keuzes in plaats van op impulsen. Het derde vermogen is het snel aan kunnen passen van gedrag aan wisselende situaties. Deze vermogens worden ook wel het werkgeheugen, inhibitie en cognitieve flexibiliteit genoemd en zijn gedurende de hele kindertijd en adolescentie volop in ontwikkeling (Davidson, Amso, Anderson & Diamond, 2006).
Een bezwaar van onderzoekend leren is dat het zware eisen stelt aan de executieve functies, met name aan het werkgeheugen (Sweller, 1994, Sweller, van Merrienboer & Paas, 1998, Kirschner, 2002). Nieuwe informatie wordt eerst via het werkgeheugen verwerkt. Het werkgeheugen heeft echter een paar beperkingen: slechts +- 7 elementen kunnen tegelijkertijd verwerkt worden en nieuwe informatie blijft slechts 30 seconden hangen. Als de informatie in het werkgeheugen lang genoeg herhaald wordt, wordt het opgeslagen in het lange termijn geheugen waar het vaste kennis wordt (Peterson & Peterson, 1959, Miller, 1956).
Bij onderzoekend leren bedenkt een kind zelf oplossingen en experimenten. Dit vraagt al zoveel capaciteit van het werkgeheugen, dat er teveel elementen tegelijkertijd verwerkt moeten worden en deze elementen
niet herhaald kunnen worden in het werkgeheugen. Hierdoor wordt er nauwelijks informatie opgeslagen in het lange termijn geheugen (Sweller, 1988). Direct leren zou effectiever zijn, doordat de instructies helder zijn en weinig cognitieve capaciteit vragen waardoor er meer ruimte in het werkgeheugen is om nieuwe informatie te verwerken en herhaling gemakkelijker is.
Direct leren lijkt vanwege deze bezwaren de effectiefste manier te zijn om inhoudelijke kennis aan te leren.
Attitude als leeropbrengst
Het is belangrijk dat kinderen graag willen leren en gemotiveerd zijn om nieuwe dingen te ontdekken. Een kind kan wel op een bewezen effectieve methode nieuwe kennis opdoen, maar wanneer het niet gemotiveerd is om te leren zal het weinig opslaan (Vansteenkiste, Simons & Lens, 2004) .
De attitude van het kind is een belangrijk aspect van de motivatie om bepaald gedrag te vertonen (Hodson & Freeman, 1983). Een attitude bestaat uit twee verschillende componenten, namelijk een cognitieve en een affectieve component (Asma, van der Molen & Aalderen-Smeets, 2011). De cognitieve component gaat in op de bepaalde gedachtes en overtuigingen wat iemand heeft over een bepaald concept, zoals de overtuiging dat wetenschap moeilijk is. De affectieve component gaat juist in op de gevoelens en stemming, bijvoorbeeld dat iemand onzeker of juist enthousiast wordt als er een vraag gesteld wordt over een wetenschappelijk fenomeen.
Gedrag is een directe uitkomst van een attitude (Ajzen, 1991). Een positieve attitude zorgt ervoor dat gedrag vaker voor zal komen en een negatieve attitude zorgt ervoor dat het gedrag juist af zal nemen. Een kind met een positieve attitude jegens de wetenschap zal zich meer verdiepen in de wetenschap door bijvoorbeeld in zijn vrije tijd meer te experimenteren of door actief naar antwoorden op zoek te gaan op wetenschappelijke vragen dan dat een kind met een negatieve attitude zal doen.
Er zijn verschillende factoren van invloed op het vormen van een attitude. Dit zijn omgevingsfactoren, maar ook persoonlijke factoren (Williams, 2004). Onder omgevingsfactoren vallen invloeden van buitenaf. Een wetenschapper kan door bijvoorbeeld de media als een saai, kil en oud persoon neergezet worden of juist als een slim en nieuwsgierig persoon (Hodson & Freeman, 183). Een andere invloed van buitenaf is die vrijheid die het kind krijgt om een attitude te ontwikkelen, zoals de mogelijkheid om deel te nemen aan een wetenschappelijk programma op school of om zelf taken op school te kiezen (Shamos, 1995). Het beeld dat de omgeving schetst en de mogelijkheden die geboden worden zijn van groot belang bij het vormen van een attitude.
Met persoonlijke factoren worden de factoren binnen het kind bedoeld. Het ene kind is heel nieuwsgierig, een ander kind geeft juist de voorkeur aan al bekende situaties. Een situatie dat ontdekt moet worden zal bij een nieuwsgierig kind tot een positievere attitude resulteren terwijl bij een kind dat angstig is voor nieuwe situaties een situatie met veel structuur tot een positievere attitude zal leiden.
Een positieve attitude heeft op de lange termijn grote voordelen. Een kind dat op een voor hem leuke manier nieuwe kennis heeft opgedaan zal vaker op deze manier kennis opdoen. Het kind kan bijvoorbeeld thuis of wanneer het met andere kinderen is uit zichzelf experimenten opzetten om zijn kennis uit te
breiden. Niet alleen de opgedane kennis wordt dus beïnvloedt door de attitude, ook het gedrag wat het kind vertoond en de vaardigheden die een kind opdoet worden beïnvloed door de attitude. Dit gedrag en de vaardigheden leiden weer tot een toename van kennis op de lange termijn.
Onderzoekend gedrag als leeropbrengst
Bij onderzoekend leren moet een kind zelf experimenten opzetten of onderzoekjes bedenken om een bepaald probleem op te lossen. Het actieve gedrag dat een kind vertoont, in dit geval het opzetten van experimenten, is een uiting van de attitude die een kind heeft. Een kind met een negatieve attitude om een probleem op te lossen zal weinig initiatief tonen om een experiment op te zetten om achter de oplossing te komen. Een kind met een positieve attitude zal meerdere experimenten opzetten om achter de oplossing te komen.
De verschillende vormen van leren hebben een grote invloed op de neiging van een kind om een experiment op te zetten. Bij direct leren ligt de nadruk voornamelijk op het opdoen van nieuwe kennis. Bij onderzoekend leren ligt de nadruk op actief gedrag waarbij het kind zelf oplossingen moet bedenken en experimenten moet opzetten. Aan de hand van de Exploratory Behavior Scale kan bepaald worden in welke mate een kind een onderzoekende houding heeft. De EBS is een onderzoeksinstrument dat wordt gebruikt om het exploratieve gedrag van kinderen systematisch te kunnen observeren en te meten in welke mate kinderen hun fysieke omgeving exploreren (Van Schijndel, Franse & Raijmakers, 2010).
De EBS bestaat uit drie verschillende niveaus van exploratief gedrag (van Schijndel, Singer & Raijmakers, 2010). Wanneer een kind passief contact heeft met een object valt dit onder het eerste niveau. Het kind kijkt dan bijvoorbeeld naar een object of houdt een object vast maar doet er verder niks mee. Onder het tweede niveau valt gedrag waarbij een kind het object actief manipuleert. Het kind rolt bijvoorbeeld met een object over de vloer of verzet een object. Onder het derde niveau valt exploratief gedrag. Om van exploratief gedrag te kunnen spreken moet er sprake zijn van herhaling en variatie. Een kind rolt bijvoorbeeld herhaaldelijk een bal van een helling, waarbij het kind varieert met de kracht waarmee het de bal aanduwt om de bal van de helling af te laten rollen (van Schijndel, Franse & Raijmakers, 2010). Dit exploratieve gedrag op het derde niveau kan gezien worden als het uitvoeren van mini-experimentjes. De EBS geeft de neiging van een kind weer om te onderzoeken in een vrij spel situatie.
Eerder onderzoek geeft als bezwaar tegen onderzoekend leren dat kennis niet opgeslagen wordt omdat onderzoekend leren zware eisen stelt aan de executieve functies (Sweller, 1994, Sweller, van Merrienboer & Paas, 1998, Kirschner, 2002). Deze onderzoeken richtten zich echter op expliciete kennis als leeropbrengst en niet op de onderzoekende houding van een kind. Het is mogelijk dat onderzoekend leren geen expliciete kennis overdraagt, maar dat onderzoekend leren wel een betere onderzoekende houding oplevert. Vaardigheden, zoals het uitvoeren van mini-experimentjes, maken deel uit van het impliciete procedurele gedeelte van het geheugen, waar informatie over vaardigheden opgeslagen liggen (Cohen & Bacdayan, 1994). Dit is een ander deel van het geheugen dan waarin inhoudelijke kennis opgeslagen wordt. Inhoudelijke kennis wordt in het expliciete declaratieve geheugen opgeslagen.
In dit onderzoek is de onderzoekende houding als derde leeropbrengst meegenomen. Onderzoekend leren motiveert het kind om zelf onderzoeken op te zetten en uit te voeren. Deze motivatie zorgt ervoor dat het kind uit zichzelf meer goede experimenten uitvoert en sneller causale verbanden kan leggen.
Creativiteit als leeropbrengst
Het overwegen en bedenken van verschillende oplossingen voor gestelde problemen vergt creativiteit. Een veelgebruikte interpretatie van creativiteit is divergent denken. Divergent denken is het vermogen om verschillende oplossingen te bedenken voor een bepaald probleem waar geen eenduidig antwoord op is (Guilford, 1956). Bij het verkrijgen van verschillende oplossingen zijn flexibiliteit, vloeiendheid, volhardendheid en originaliteit belangrijk. Flexibiliteit geeft aan hoeveel verschillende soorten oplossingen bedacht kunnen worden, vloeiendheid geeft aan hoeveel oplossingen in totaal bedacht kunnen worden ongeacht of deze oplossingen onder verschillende soorten vallen of niet, volhardendheid geeft aan hoeveel dezelfde soort oplossingen het kind bedenkt en originaliteit geeft aan hoe zeldzaam de gevonden oplossing is (Guildford, 1967).
Zowel cognitieve processen als persoonlijke factoren dragen bij aan creativiteit (Runco, 2003). Cognitieve processen die bijdragen aan creativiteit zijn dezelfde processen die bijdragen aan het oplossen van problemen. Deze zijn de al eerder genoemde executieve functies. Persoonlijke factoren zijn factoren als nieuwsgierigheid, verbeeldingsvermogen en de behoefte voor verandering. Creativiteit blijkt een significante correlatie te hebben met een van de factoren uit het Big Five factormodel van persoonlijkheid (McCrae & Costa, 1997, McCrae, 1987). Deze factor is de factor Openheid tot nieuwe ervaringen (George & Zhou, 2001).
Creativiteit heeft een grote overlap met een onderzoekende houding. Een kind dat weinig experimenteert en onderzoekt, zal ook tot minder oplossingen komen. Creativiteit geeft aan hoeveel verschillende oplossingen bedacht worden en hoe origineel deze oplossingen zijn. Hierdoor onderscheidt creativiteit zich van een onderzoekende houding. Een kind dat twee verschillende experimenten bedenkt is creatiever dan een kind dat tien dezelfde experimenten bedenkt.
Creativiteit heeft een kleine overlap met het verkrijgen van nieuwe kennis. Het verkrijgen van nieuwe kennis valt onder convergent denken: als kennis getoetst wordt is er maar een goed antwoord mogelijk (Sawyer, 2012). De verkregen kennis is het leerdoel, de manier waarop tot het antwoord gekomen is wordt hierin niet meegenomen. Het is goed mogelijk dat er meerdere manieren zijn om tot een goed antwoord te komen. Kinderen die een grote mate van creativiteit bezitten zullen gemakkelijker verschillende manieren kunnen bedenken om tot een oplossing te komen. Zij kunnen sneller nieuwe en originele manieren bedenken om tot een oplossing te komen als de vorige poging niet gelukt is. Een kind wat een lage mate van creativiteit bezit zal moeilijker op een nieuwe manier kunnen komen wanneer de eerste manier mislukt is en wellicht zelfs opgeven. Creativiteit zal leiden tot meer goede antwoorden omdat er meer verschillende mogelijkheden uitgeprobeerd worden waardoor het kind uiteindelijk sneller tot het juiste antwoord komt.
Wanneer een kind leert door zelf te onderzoeken zal een kind meer mogelijkheid hebben om zijn creativiteit te uiten en te ontwikkelen dan wanneer een kind leert door directe instructies te ontvangen. Bij direct leren is er sprake van een meer gesloten omgeving waardoor het kind vanzelf een passievere houding aanneemt waarmee weinig creativiteit tot uiting komt.
Opzet van huidig onderzoek
In het huidige onderzoek werd een pre-kennistest en een post-kennistest afgenomen om kennistoename vast te kunnen stellen. Tussen deze twee testen was er een interventie die bestond uit twee condities: het kind kreeg of directe instructies of het kon leren door zelf te onderzoeken met minimale begeleiding. Om de onderzoekende houding van het kind vast te kunnen stellen werd het kind vijf minuten geobserveerd in een vrij spel situatie. Het kind werd random toegewezen aan een van de twee condities.
Om de verkregen kennis meetbaar te maken, werd er in dit onderzoek gebruik gemaakt van een schaduwtaak. De antwoorden van een kind op de schaduwtaak geven inzicht in wat voor strategie een kind heeft met betrekking tot de grootte van een schaduw (Inhelder & Piaget, 1958; Siegler, 1978, 1981). Bij de inventie werd ook gebruik gemaakt van een schaduwopstelling.
Om een de onderzoekende houding van een kind te meten werd er bij dit onderzoek gebruik gemaakt van de Exploratory Behavior Scale (EBS). In dit onderzoek is de EBS uitgebreid met een creativiteitsschaal (CES) om creativiteit op een betrouwbare manier te kunnen meten. Hiervoor is het derde niveau van de EBS verder gespecificeerd met categorieën van exploratief gedrag zodat ook flexibiliteit, volhardendheid en originaliteit gekwantificeerd kunnen worden. Verschillende soorten exploratief gedrag werden in verschillende categorieën ingedeeld. Zo kan exploratief gedrag het verplaatsen van een object zijn, maar het kan ook het draaien of het verhogen van een object zijn. De definities van de verschillende categorieën van exploratief gedrag zijn in Appendix A bijgevoegd.
Door het gebruik van de EBS en de CES kan gemeten worden of een kind meer exploratief en creatief gedrag vertoont wanneer het geleerd heeft door directe instructies te krijgen of wanneer het geleerd heeft door te onderzoeken.
De algemene vraagstelling van dit onderzoek luidt: Wat zijn de leeropbrengsten in termen van kennis en attitude van onderzoekend leren in vergelijking met direct leren? Welke cognitieve en persoonlijke factoren dragen hier aan bij?
Uit de algemene vraagstelling zijn de volgende deelhypotheses te onderscheiden:
1) Wanneer een kind leert door directe instructies te ontvangen, zal dit kind meer inhoudelijke kennis verkregen hebben dan wanneer een kind heeft geleerd door te ontdekken met minimale begeleiding.
2) Wanneer een kind leert door te onderzoeken, zal dit kind ook na de interventie meer onderzoekend gedrag vertonen dan wanneer een kind heeft geleerd door directe instructies te ontvangen.
3) Wanneer een kind leert door te onderzoeken, zal dit kind ook na de interventie meer creatief gedrag vertonen dan wanneer een kind heeft geleerd door directe instructies te ontvangen.
4) De leeropbrengsten worden deels verklaard door de leeftijd, de executieve functies en de persoonlijkheid van het kind.
METHODE
Deelnemers63 kinderen deden mee aan dit onderzoek. De kinderen zijn geworven in science centre NEMO tijdens de voorjaarsvakantie. De kinderen konden zich ter plekke op een tijdstip op een lijst inschrijven om aan het onderzoek deel te nemen of werden tijdens hun bezoek door de onderzoeker aangesproken om aan een wetenschappelijk onderzoek deel te nemen.
In totaal bestond de groep van 63 deelnemers uit 33 jongens en 30 meisjes. Dit is vergelijkbaar met het onderzoek van Van Schijndel, Visser, van Bers & Raijmakers (2012). De kinderen waren tussen de 5 en 8 jaar oud en hadden een gemiddelde leeftijd van 6,7 jaar (SD = 1.11). Ze werden random toegewezen aan een van de twee condities.
Materiaal
Schaduwopstelling
De schaduwopstelling, het zogenaamde Schaduwschilderij, bestond uit een lichtbron en een scherm waartussen 3 richeltjes zijn gemaakt. In die richeltjes konden figuren worden neergezet. De figuren waren van doorzichtig of ondoorzichtig plexiglas gemaakt en lagen in een bak bij de opstelling. Met behulp van de figuren, die varieerden in grootte, transparantie en kleur, konden die kinderen een schaduwschilderij maken op het scherm.
De relevante variabelen bij deze opstelling waren de afstand tussen de figuren en de lichtbron, de grootte, vorm en kleur van de figuren en de transparantie van de figuren. Tijdens de interventie konden kinderen door middel van onderzoekend leren of direct leren de invloed van deze variabelen op de schaduwen achterhalen.
Kennistest schaduw
Voor en na het leren bij de schaduwopstelling werd er bij de kinderen een kennistest afgenomen. Deze kennistest bestond ook uit een schaduwopstelling, echter een andere dan die tijdens de interventie gebruikt werd (van Schijndel & Raijmakers, in druk). Deze schaduwmachine bestond uit twee lichtbronnen, een scherm dat op 50cm afstand van de lichtbronnen geplaatst was en houten poppetjes van twee verschillende groottes. Het kleinste poppetje was 5x2,25cm groot, het grootste poppetje was 10x3cm groot. Deze poppetjes konden op 3 verschillende afstanden van de lichtbronnen geplaatst worden. In de schaduwmachine zijn 6 gaatjes aangebracht waarin de poppetjes gezet konden worden. Het scoreformulier met de exacte items en oefenitems van de pre-kennistest en de postkennistest is als Appendix B bijgevoegd.
Voor het afnemen van de pre-kennistest wees de onderzoeker eerst de verschillende onderdelen van de schaduwmachine aan (de lichtbronnen, het scherm, de poppetjes en de gaatjes) en plaatste twee poppetjes
van gelijke grootte op een gelijke afstand van de lichtbron in de schaduwmachine. Vervolgens zette de onderzoeker de lichtjes aan om schaduwen te maken en wees het kind erop dat de schaduwen even groot waren.
Daarna kregen de kinderen zes items waarbij ze geen feedback op hun antwoord kregen. De items staan in Appendix B beschreven. Deze zes items bestonden uit twee grootte items, twee afstand items en twee conflict items. Bij de grootte items was de grootte van de poppetjes verschillend maar was de afstand gelijk, bij de afstand items verschilde de afstand van de items maar was de grootte gelijk en bij de conflict items verschilden zowel de grootte van de poppetjes als de afstand. Een voorbeeld van een grootte item was GA1 KA1; dit betekende een groot poppetje in het eerste gaatje en een klein poppetje in het eerste gaatje. Een voorbeeld van een afstand item was: KA1 en KA3; dit betekende een klein poppetje in het eerste gaatje en een klein poppetje in het derde gaatje. Een voorbeeld van een conflict item was: GA1 en KA3; dit betekende een groot poppetje in het eerste gaatje en een klein poppetje in het derde gaatje. Bij elk item werd de volgende vraag aan het kind gesteld: “Wanneer ik de schaduwen maak, welke wordt dan het grootste? Deze (wijst naar linkerkant scherm), deze (wijst naar rechterkant scherm) of worden ze even groot?”. De schaduwen werden niet daadwerkelijk gemaakt. Na de zes items werd een groot A3 papier op het scherm geplakt, twee poppetjes neergezet en werd de volgende vraag aan het kind gesteld: “Als ik nu de schaduwen maak, hoe groot denk je dan dat dit poppetje wordt (wijst naar rechterkant scherm)? Teken maar.” Aan de hand van hun antwoorden op deze items kon gemeten worden hoeveel kennis de kinderen over schaduw bezaten. Het laatste item is toegevoegd om te gebruiken indien op de andere vragen een plafondeffect optreedt.
Volgens de literatuur gebruiken kinderen vier verschillende strategieën om te beslissen welke schaduw het grootste wordt (Siegler, 1981). Kinderen die de eerste strategie gebruiken kijken alleen naar de grootte van het poppetje. Kinderen tussen de 4 en 5 jaar gebruiken vaak deze strategie. Kinderen die de tweede strategie gebruiken kijken zowel naar de grootte van het poppetje als naar de afstand van het poppetje ten opzichte van de lichtbron. Ze keken echter alleen naar de afstand als de poppetjes even groot waren. Kinderen rond de 8 jaar oud gebruiken vaak deze strategie. De kinderen die de derde en vierde strategie gebruiken keken altijd zowel naar de afstand van het poppetje ten opzichte van de lichtbron als naar de grootte van het poppetje. Kinderen die de vierde strategie gebruikten verschilden van kinderen die de derde strategie gebruikten omdat zij wisten hoe ze zowel de afstand als de grootte met elkaar konden integreren. Kinderen van 12 jaar oud gebruiken vaak deze strategie. Op basis hiervan is de verwachting dat het belangrijkste onderscheidende kenmerk het aantal correcte afstandsitems is.
De post-kennistest bestond ook uit zes items, waaronder twee grootte, twee afstand en 2 conflictitems, en een extra item waarop de kinderen een schatting van de grootte van de schaduw konden aangeven. Aan de hand van de antwoorden van kinderen op de postkennistest kon gemeten worden hoeveel kennis de kinderen na de interventie bezaten. De score op de pre-kennistest en de postkennistest bestond uit het aantal correct beantwoorde items. De laagst haalbare score was 0, de hoogst haalbare score was 6. Als een kind op zowel de pre-kennistest als op de postkennistest een score van 6 had behaald, dan konden de extra items meegenomen worden om een kennistoename vast te kunnen stellen.
Van de kennistesten worden zowel als somscore van de afstandsitems opgenomen in de analyses als de score in termen van strategie die het kind gebruikt.
Interventie
De twee experimentele condities waaraan de kinderen toegewezen konden worden waren de onderzoekend leren conditie of de direct leren conditie. In beide condities hebben de kinderen 5 minuten de tijd om een voorbeeldschilderij dat uit verschillende schaduwen bestaat met behulp van het Schaduwschilderij na te maken.
In de directe conditie werd aan het kind stap voor stap uitgelegd hoe een schilderij dat uit verschillende schaduwen bestaat nagemaakt kon worden. De instructies waren als volgt:
“Je ziet nu een schilderij, dat bestaat uit verschillende schaduwen (wijst de schaduwen aan). We gaan nu samen het schilderij na maken. Er liggen hier verschillende vormen (laat de verschillende vormen zien) en er zijn verschillende plekken waarop je de vormen kunt neerzetten (wijst de verschillende richels aan). Ik zal steeds aanwijzen welke vorm je moet pakken en waar je die neer moet zetten”. Als eerst werd een verkeerde handeling uitgevoerd: Een grote en een kleine vorm werden naast elkaar gezet, terwijl deze op het voorbeeld schilderij even groot zijn.
De onderzoeker benadrukte dat het een foute handeling is: “Nu zijn ze verschillend” en dat de vorm op een richel verder geplaatst moest worden om dezelfde grootte te krijgen. Hierbij zei de onderzoeker: “Nu zijn ze even groot”. Op deze manier maakte het kind door middel van de aanwijzingen van de onderzoeker het schilderij na.
Bij de onderzoekende conditie mochten de kinderen zelf ontdekken hoe zij het plaatje na konden maken. De instructies in de onderzoekende conditie waren als volgt: “Je ziet nu een schilderij, dat bestaat uit verschillende schaduwen (wijst de schaduwen aan). Jij mag nu het schilderij namaken. Er liggen hier verschillende vormen (laat de verschillende vormen zien) en er zijn verschillende plekken waarop je de vormen kunt neerzetten (wijst de verschillende richels aan). Jij mag nu uitproberen hoe je de vormen het beste neer kan zetten, zodat je dezelfde schaduwen krijgt zoals op het schilderij staan” .
De onderzoeker bleef bij het kind terwijl het aan het experimenteren was. De onderzoeker bleef het kind aansporen door na verschillende handelingen vragen te stellen, zoals: “Wat zie je?” “Lijkt het nu zoals op het schilderij?” Wanneer in de onderzoekende conditie het kind binnen vijf minuten er niet in was geslaagd het schilderij na te maken, werd niet de correcte oplossing getoond en werd er verder gegaan met de volgende taak. Ook als het kind in de onderzoekende conditie tegen de onderzoeker zei dat het schilderij nagemaakt was, maar in werkelijkheid toch fouten bezat, werd er verder gegaan met de volgende taak en kreeg het kind de correcte oplossing niet te zien.
Vrij spel situatie
Om het onderzoekend gedrag van de kinderen te meten werden de kinderen gedurende vijf minuten geobserveerd in een vrij spel situatie. In de onderzoeksruimte was een grote beamer geplaatst, zodat er schaduwen op de muur gemaakt konden worden. Langs de muur waren verschillende voorwerpen uitgestald, die het kind kon gebruiken om schaduwen te maken op de muur. De verschillende voorwerpen staan in appendix A opgesomd.
De volgende instructie werd aan het kind gegeven: “Kijk, hier zie je allemaal spulletjes. Hier is de lamp (zwaait met hand met gespreide vingers voor de lamp). Nu mag je vijf minuutjes spelen en dingen uitproberen met de spulletjes die hier staan. Je kan bijvoorbeeld het gele boompje pakken (pakt de gele boom) deze hier neerzetten (zet het gele boompje zo’n 10cm voor de muur neer) of hem wat hoger zetten (pakt een langwerpig houten blokje en zet het boompje wat hoger). Nu mag jij, ga je gang”.
De onderzoeker zat in een hoek van de onderzoeksruimte zodat het kind niet beïnvloed of gestoord werd. Het kind werd gedurende deze vijf minuten gefilmd, zodat de gedragingen van het kind op een ander tijdstip konden worden gescoord. Hiervoor werd een camera op een statief in de ruimte geplaatst.
Exploratory Behavior Scale (EBS)
Het scoren van de gedragingen werd gedaan met behulp van de Exploratory Behavior Scale (EBS). Per tijdsinterval van 30 seconden werd vastgesteld welk niveau van explorerend gedrag het kind op dat moment vertoonde. Een deel van de filmpjes werd dubbel gescoord om de interbeoordelaarsbetrouwbaarheid vast te kunnen stellen. 96,6% van de scores bleken met elkaar overeen te komen. De cohen’s kappa kwam daarom uit op 0,934. De totale EBS score van een kind werd berekend door alle niveau 3 scores bij elkaar op te tellen. De hoogst haalbare score op de EBS was 10, dan had het kind op elk interval niveau 3 exploratief gedrag getoond. De laagst haalbare score op de EBS was 0, dan had het kind op geen enkel interval niveau 3 exploratief gedrag getoond.
Creatieve Exploratie Schaal (CES)
Om het creatieve gedrag van de kinderen vast te kunnen stellen, werd de EBS uitgebreid met een creativiteitsschaal (de CES). Per filmpje werden eerst de tijdsintervallen geselecteerd waarop het kind niveau 3 had gescoord. Vervolgens werd per kind een score voor vloeiendheid, flexibiliteit, volhardendheid en originaliteit vastgesteld. Vloeiendheid werd gemeten door het totaal aantal exploratieve handelingen te noteren (het aantal keer niveau drie op de EBS). Flexibiliteit werd gemeten door te noteren tot hoeveel verschillende categorieën deze handelingen behoorden. Volhardendheid werd gemeten door het grootste aantal herhaalde categorieën te noteren. Originaliteit werd gemeten door te noteren hoe vaak de vertoonde categorieën in totaal voorkwamen bij alle kinderen. Hierbij werd de score 1 toegekend als de categorie in totaal minder dan 15% werd gescoord. Een score van 2 werd toegekend als de categorie in totaal minder dan 10% werd gescoord en een score van 3 werd toegekend als de categorie in totaal minder dan 5% werd gescoord. In het onderzoek van Guilford (1967), waarop de creativiteitsschaal gebaseerd is,
werd de score 1 toegekend als de categorie in totaal minder dan 5% voorkwam en werd de score 2 toegekend als de categorie in totaal minder dan 1% voorkwam. In het huidige onderzoek was de steekproef dusdanig klein dat er ervoor is gekozen om grotere percentages te gebruiken. Hierdoor is voorkomen dat vrijwel alle kinderen een originaliteitsscore van 0 zouden hebben.
Om de interbeoordelaars betrouwbaarheid van de CES vast te kunnen stellen werd nogmaals een deel van de filmpjes dubbel gescoord. Omdat de CES een continue maat is (er kunnen scores van 1 t/m 10 behaald worden), is de correlatiecoëfficiënt gebruikt om de interbeoordelaars betrouwbaarheid vast te kunnen stellen. De mate van overeenstemming tussen de twee beoordelaars werd vastgesteld aan de hand van de flexibiliteitscores. De correlatiecoëfficiënt bedroeg 0.874. De score voor vloeiendheid is dezelfde score als de EBS score. De hoogste haalbare score voor flexibiliteit was 10, dan had het kind op elk interval een verschillende categorie van exploratief gedrag laten zien. De laagste haalbare score voor flexibiliteit was 0, dan had het kind op geen enkel interval exploratief gedrag laten zien. De hoogst haalbare score voor originaliteit was 30, dan had het kind op elk interval het minst voorkomende exploratief gedrag laten zien. De laagst haalbare score voor volhardendheid was 0, dan had het kind op geen interval exploratief gedrag laten zien in welke categorie dan ook gescoord. De hoogst haalbare score voor volhardendheid was 10, dan had het kind op elk interval een andere categorie van creatief gedrag laten zien.. De laagst haalbare score voor originaliteit was 0, dan had het kind of geen exploratief gedrag laten zien, of was het gedrag veel voorkomend waardoor er geen scores konden worden toegekend. Volhardend bleek significant te correleren met vloeiendheid (r = .80) en is daarom niet opgenomen in de data analyses.
De gebruikte EBS en CES zijn terug te vinden in appendix A.
Executieve functies
Aan de ouders werd gevraagd om de Behavior Rating Inventory of Executive Function voor 5 tot 18 jarigen (BRIEF, Smidts & Huizinga, 2009) in te vullen. De BRIEF meet de executieve functies bij 5 tot 18 jarigen. In de BRIEF staan stellingen als: “Kan zich maar kort concentreren” en “Raakt van streek bij nieuwe situaties”. De ouders konden aankruisen of deze stelling nooit op het kind van toepassing was, soms op het kind van toepassing was of vaak op het kind van toepassing was. De ouders vulden dan een 1 (nooit), 2 (soms) of 3 (vaak) in. De BRIEF bestond uit 75 items en acht verschillende subschalen. De minimale score op de BRIEF was 75. In dit geval werden alle stellingen met 1 (nooit) beantwoord. De maximale score op de BRIEF was 225, in dit geval werden alle stellingen met 3 (vaak) beantwoord. Hoe hoger de score, hoe lager het niveau van executief functioneren. De COTAN heeft de betrouwbaarheid van BRIEF beoordeeld met een voldoende, echter is de validiteit beoordeeld met een onvoldoende wegens te weinig onderzoek.
Voor de data analyse wordt er op de BRIEF een factoranalyse uitgevoerd. Deze factoranalyse wordt uitgevoerd om te voorkomen dat de verschillende subschalen onderling significant met elkaar correleren en er hierdoor geen onderscheidende maten in de analyses meegenomen kunnen worden.
Werkgeheugen
Om de capaciteit van het werkgeheugen te meten wordt de Corsi block-tapping Task afgenomen (Kessels, Zandvoort, Postma, Kappelle & de Haan, 2000, Kessels, van den Berg, Ruis & Brandt, 2008, Geurts, Verte, Oosterlaan, Roeyers & Sergeant, 2004). Deze taak bestond uit twee onderdelen: met het eerste onderdeel werd de geheugenspanne voorwaarts gemeten, met het tweede onderdeel werd de geheugenspanne achterwaarts gemeten. Met materiaal van de taak bestond uit 9 blauwe kubussen (30 x 30 x 30mm) die random geplaatst zijn op een zwart bord (225 x 205mm). De nummers 1 tot en met 9 waren afgebeeld op een zijde van de kubus zodat ze alleen voor de onderzoeker zichtbaar waren.
Het kind nam tegenover de onderzoeker plaats. De onderzoeker gaf de volgende instructie: “Ik ga deze blokken (wijst de blokjes aan) in een bepaalde volgorde aantikken en dan moet jij dat nadoen. Kijk heel goed naar wat ik doe, want als ik klaar ben moet jij de blokken net zo aantikken als ik dat heb voorgedaan. Als ik bijvoorbeeld dit aantik (tikt blok 3, 1 en 2 aan), wat moet jij dan doen?” . Hierna was het de bedoeling dat het kind de blokjes in exact dezelfde volgorde natikt. Wanneer dit niet het geval is zei de onderzoeker: “ Nee, je moet aantikken wat ik net heb aangetikt, dus als ik dit doe (tikt 3, 1, en 2 aan) dan moet jij ook deze aantikken (tikt 3, 1 en 2 aan). Is het zo duidelijk?”. Vervolgens werd er begonnen met de taak. De onderzoeker gaf dan de volgende instructie: “Oké, dan gaan we nu beginnen. Ik begin met het aantikken van die blokjes achter elkaar, als het goed gaat komt er steeds 1 blokje bij. We gaan net zo lang door totdat het te moeilijk wordt”. De blokjes werden steeds met een snelheid van een per seconde aangetikt.
Het kind had twee pogingen om een reeks na te tikken. Wanneer het kind er na de tweede poging er nog steeds niet in slaagde om de reeks na te tikken, werd de taak afgebroken. Wanneer het kind er in slaagde om de reeks correct na te tikken, werd de reeks met een blokje uitgebreid waarbij de onderzoeker tegen het kind zei: “Let op, nu gaan we er een doen die iets moeilijker is”. De laatste en moeilijkste reeks bestond uit acht blokjes.
Vervolgens werd de taak nogmaals afgenomen, maar was het de bedoeling dat het kind de blokjes in de omgekeerde volgorde natikte. De onderzoeker gaf de volgende instructie: “Ik ga nu weer blokjes in een bepaalde volgorde aantikken, maar nu wil ik dat jij de blokjes in omgekeerde volgorde natikt. Je begint dus met het laatste blokje en eindigt met het eerste blokje. Dus, als ik dit doe (tikt 9, 3 aan), wat doe jij dan?” Wanneer het kind er niet in slaagde de instructie op te volgen werd dezelfde instructie gegeven als bij de geheugenspanne voorwaarts. Ook hier had het kind twee pogingen om een reeks na te tikken en werd er bij een tweede mislukte poging de taak afgebroken.
De score op de taak voor de geheugenspanne voorwaarts en op de taak voor de geheugenspanne achterwaarts bestond uit de langst correct nagetikte reeks. De laagst haalbare score was 0, dan heeft het kind geen enkele reeks correct na kunnen tikken. De hoogst haalbare score was 8, dan heeft een kind een reeks van 8 blokken correct na kunnen tikken. Het scoreformulier van de exacte items van de Corsi Block-tapping task is als appendix C bijgevoegd.
Persoonlijkheid
Om de mate van de persoonlijkheidstrek Openheid tot nieuwe ervaringen te meten wordt een verkorte versie van de Beoordelingslijst Individuele Verschillen tussen Kinderen: Blikvanger (Elphick, Slotboom & Kohnstamm, 2002) afgenomen. De Blikvanger heeft als doel het in kaart brengen van het persoonlijkheidsprofiel van kinderen zoals door de ouders of verzorgers wordt gezien. De blikvanger bestaat uit 128 beschrijvingen die informatie leveren over 5 persoonlijkheidstrekken: extraversie, vriendelijkheid, zorgvuldigheid, emotionele stabiliteit en ontwikkeling. De ouder moet aangeven in hoeverre de beschrijvingen van toepassing is op het kind. De ouders omcirkelden dan een 1 (absoluut niet), een 2 (nauwelijks), een 3 (wel een beetje), een 4 (vrij goed) of een 5 (helemaal). De COTAN beoordeelt zowel de betrouwbaarheid als de validiteit van de Blikvanger als goed. Voor dit onderzoek is echter een verkorte versie van de Blikvanger gebruikt. Alleen de schaal ontwikkeling (dit is het equivalent van openheid tot nieuwe ervaringen) is in de vragenlijst opgenomen waardoor de vragenlijst uit 32 vragen bestaat. De minimale score op de verkorte Blikvanger was 32 en de maximale score was 160. De cronbach’s alpha bedroeg 0,89. Dit wordt als een hoge betrouwbaarheid gezien.
Attitude vragenlijst
Om de attitude van een kind op de lange termijn vast te kunnen stellen, werd er na zes weken een vragenlijst naar de ouders toegestuurd. Deze vragenlijst ging in op de attitude van het kind jegens het onderzoek en het bezoek aan NEMO. Daarnaast werden er in de vragenlijst vragen gesteld over enkele sociaal demografische gegevens van de ouders.
De vragenlijst bevatte vragen als: “Heeft uw kind het na afloop nog over de deelname aan het onderzoek gehad?” en “Heeft uw kind in de weken na het onderzoek nog kleine experimentjes uitgevoerd?” Ook werden er open vragen gesteld zoals: “Beschrijf het experiment wat uw kind heeft uitgevoerd”.
Deze vragenlijst was vooral bedoeld om informatie te krijgen en niet bedoeld om scores te genereren. Om deze reden kan er geen uitspraak gedaan worden over de betrouwbaarheid van de vragenlijst of over de maximale of minimale scores. De vragenlijst is niet in de analyses opgenomen omdat deze te weinig gegevens bevatte om statistisch getoetst te kunnen worden. Dit kwam omdat een deel van de vragenlijst uit open vragen bestonden en slechts een klein deel van de ouders de vragenlijst daadwerkelijk ingevuld hebben. De vragenlijst en een samenvatting van de reacties op de vragenlijst zijn als Appendix D bijgevoegd.
Procedure
De kinderen werden geworven tijdens hun bezoek aan Science Centre NEMO in de voorjaarsvakantie. In NEMO bestaat er een speciale onderzoeksruimte van NEMO Research & Development. Deze ruimte was voor dit onderzoek gereserveerd. De kinderen kwamen samen met hun ouders deze ruimte binnen, soms was er ook een broertje of zusje bij. Bij binnenkomst kregen de ouders en het kind een uitleg over het onderzoek en werd er gevraagd of er bezwaar was tegen het maken van cameraopnames. Hierna werd
het kind meegenomen naar de schaduwmachine voor de kennistest. De ouders en het eventuele broertje of zusje namen plaats aan een tafel. Aan deze tafel werd aan de ouders gevraagd om eerst een toestemmingsformulier in te vullen, waarop de ouders toestemming gaven voor het maken van de video opnames. Vervolgens konden zij de Blikvanger en de BRIEF invullen, de volgorde waarin deze ingevuld werden maakte niet uit. Deze introductie duurde ongeveer 5 minuten.
Het kind begon eerst met de pre-kennistest over schaduw. De pre-kennistest duurde ongeveer 5 minuten. Vervolgens werd het kind meegenomen naar het Schaduwschilderij voor de interventie. Het kind had 5 minuten de tijd om het Schaduwschilderij na te maken. Na de interventie volgde de post-kennistest over schaduw en na de kennistest volgde de werkgeheugentaak. De post-kennistaak en de werkgeheugentaak duurden bij elkaar ongeveer 10 minuten. Tot slot mocht het kind 5 minuten vrij spelen terwijl het gefilmd werd. Tijdens het vrij spelen zat de onderzoeker bij de ouders aan tafel om na te gaan of de vragenlijsten volledig waren ingevuld en eventuele vragen te beantwoorden. Na het vrij spelen werden de ouders en het kind op de hoogte gesteld dat ze na een paar weken nog een vragenlijst thuis gemaild zouden krijgen. Het onderzoek werd afgesloten door de ouders en het kind te bedanken voor hun deelname. Het onderzoek duurde ongeveer 30 minuten.
RESULTATEN
Voor de analyses zijn de data van alle 63 proefpersonen gebruikt, die allen tussen de 5 en de 8 jaar oud waren (M = 6.73, SD = 1.11). De vragenlijst die na zes weken naar de ouders is gemaild is echter maar door 40 ouders ingevuld. Van 23 proefpersonen ontbreekt de data.
Met behulp van een Chi-square test werd gekeken naar de verdeling tussen meisjes en jongens over beide condities. Deze verdeling bleek gelijk verdeeld te zijn (p > .05). De interne consistentie van zowel de
factoren van de BRIEF als de subschaal Ontwikkeling van de Blikvanger was hoog (cronbach’s α > .70).
De algemene assumpties zijn getoetst door middel van een Kolmogorov Smirnov test. Door middel van deze test kan gekeken worden of de data normaal verdeeld is. De scores op de pre-kennistest bleken niet normaal verdeeld te zijn: df(63) = .167, p <.001, net als de scores op de post-kennistest: df(63) = .194, p
<.001. Ook de EBS scores bleken niet normaal verdeeld te zijn: df(63) = .165, p <.001. Ook bleken de
twee creativiteit scores niet normaal verdeeld te zijn, flexibiliteit: df(63) = .162, p <.001 en originaliteit:
df(63) = .172, p <.001. Hier werd bij de analyses rekening mee gehouden. Per hypothese staan de
standaarddeviaties gerapporteerd, hierbij moet wel opgemerkt worden dat door de ongelijke verdeling deze niet eenvoudig te interpreteren zijn.
Kennistoename
Voor iedere conditie werd op de pre-kennistest en op de post-kennistest de gemiddelde score en de bijbehorende standaardafwijking berekend, zie Tabel 1.
Tabel 1.
Scores op de pre-kennistest en de post-kennistest per conditie.
M SD n
Pre Direct 3.30 1.70 30
Onderzoekend 3.21 1.95 33
Post Direct 4.26 1.70 30
Onderzoekend 3.64 2.06 33
Omdat er op de totale scores op de pre-kennistest en op de post-kennistest geen significant verschil gevonden werd1, werden de scores op de afstandsitems voor de data analyse gebruikt. Kinderen zullen op de afstandsitems de grootste kennistoename laten zien omdat ze voor die items het meest waarschijnlijk
1 Er werd ook gekeken of er een significant verschil bestond tussen de condities op het absolute verschil tussen de pre-kennistest en de post-kennistest. Hierbij werden ook de grootte items en conflictitems meegeteld. Ook hier werd tussen de condities geen significant verschil gevonden (p > .05).
van strategie zullen veranderen. Voor iedere conditie werd op de afstandsitems van de pre-kennistest en de post-kennistest de gemiddelde score en de bijbehorende standaardafwijking berekend, zie Tabel 2.
Tabel 2.
Scores op de afstandsitems van de pre-kennistest en de post-kennistest per conditie.
M SD n
Pre Direct 1.57 1.20 30
Onderzoekend 1.33 1.36 33
Post Direct 1.90 1.30 30
Onderzoekend 1.52 1.33 33
Omdat ook de scores op de afstandsitems van de pre-kennistaak en de post-kennistaak niet normaal verdeeld bleken te zijn (df(63) = .308, p < .001, werden de verschilscores op de afstandsitems tussen de
condities door middel van de Mann-Whitney test met elkaar vergeleken. Uit de resultaten bleek dat kinderen uit de directe conditie (Mdn = .167) en kinderen uit de onderzoekende conditie (Mdn = .000) niet significant van elkaar verschilden op de verschilscores van de afstandsitems (U = 464, z = -.467, p
= .634). Het gemiddelde van de kennistoename in de directe conditie bleek groter te zijn dan het gemiddelde van de kennistoename in de onderzoekende conditie. Dit was volgens verwachting. Er bleek echter geen significant verschil tussen de condities te zijn (p > .05). Dit was niet volgens verwachting.
Door middel van de Latent Class Analysis (LCA) konden de gebruikte strategieën van de kinderen met betrekking tot de schaduwgrootte vastgesteld worden (van Schijndel, Visser, van Bers & Raijmakers, 2015). LCA kan gebruikt worden om niet waargenomen subgroepen te vinden in categorische data. In de huidige data konden er 2 subgroepen onderscheiden worden. Voor de analyse werden alleen de scores op de afstandsitems meegenomen. De eerste groep hanteerde een inadequate strategie (1), de tweede groep hanteerde een meer adequate strategie (2). In Tabel 3 staat weergegeven per kennistest hoeveel kinderen welke strategie hanteerden.
Tabel 3
Gehanteerde strategieën op de pre-kennistaak en de post-kennistaak. Post
1 2 Totaal
Pre 1 28 12 40
2 1 22 23
Totaal 29 34
Note: strategie 1 = inadequate strategie strategie 2 = adequate strategie
Uit Tabel 3 is af te lezen dat 13 kinderen na de interventie van strategie zijn veranderd, waarvan er 12 van een inadequate naar een meer adequate strategie zijn overgegaan. Met behulp van een Chi-square test werd gekeken of er een verschil bestond tussen de condities op de kinderen die naar een meer adequate strategie zijn veranderd. Er bleken meer kinderen uit de directe conditie naar een meer adequate strategie te zijn veranderd (N = 8) dan uit de onderzoekende conditie (N = 4). Dit was volgens verwachting. Het verschil tussen de condities was echter niet significant (X² (1) = 1.316 p > .05), wat niet volgens
verwachting was.
Onderzoekend gedrag in de vrij spel situatie
Tijdens de vrij spel situatie werd het per interval het niveau van explorerend gedrag van het kind gescoord. De EBS score die in de analyses is gebruikt is het aantal keer dat een kind niveau 3 heeft gescoord tijdens de vrij spel situatie.
Voor iedere conditie werd voor de EBS score de gemiddelde score en de bijbehorende standaardafwijking berekend, zie Tabel 5.
Tabel 5.
Scores op EBS per conditie.
M SD n
Direct 4.70 3.29 30
Onderzoekend 3.63 2.28 33
De scores op de EBS tussen de condities werden met elkaar vergeleken door middel van een Mann-Whitney test. Deze non-parametrische test werd gebruikt omdat er niet aan de assumptie van normaliteit werd voldaan. Uit de Mann-Whitney test bleek dat de kinderen uit de directe conditie (Mdn = 4,5) en de kinderen uit de onderzoekende conditie (Mdn = 3,0) niet significant van elkaar verschilden op de EBS score (U = 406, z = -1.235, p = .217). De gemiddelde EBS score bleek bij de directe conditie hoger te zijn
dan de onderzoekende conditie. Het verschil was echter niet significant. Dit was beide niet volgens verwachting2.
2 Er werd ook gekeken of er een significant verschil bestond tussen de condities op de totale EBS score. Om de totale EBS score te berekenen werden de scores op elk interval bij elkaar opgeteld. Hierbij werden ook de niveau 1 en de niveau 2 scores meegeteld. Ook hier werd tussen de condities geen significant verschil gevonden (p > .05).
Creatief gedrag
Voor iedere conditie werd voor zowel de flexibiliteitscore als de originaliteitscore de gemiddelde score en de bijbehorende standaardafwijking berekend, zie Tabel 6.
Tabel 6.
Scores op flexibiliteit en originaliteit per conditie.
M SD n
Flexibiliteit Direct 3.00 1.74 30
Onderzoekend 2.70 1.74 33
Originaliteit Direct 3.30 3.82 30
Onderzoekend 2.82 2.31 33
De flexibiliteitscores en de originaliteitscores tussen de condities werden met elkaar vergeleken door middel van een Mann-Whitney test. Deze non-parametrische test werd gebruikt omdat ook bij deze scores niet aan de assumptie van normaliteit werd voldaan. Uit de Mann-Whitney test bleek dat de kinderen uit de directe conditie (Mdn = 3,0) en de kinderen uit de onderzoekende conditie (Mdn = 2,0) niet significant van elkaar verschilden op de flexibiliteitscore (U = 410,5, z = -1.189, p = .234). De gemiddelde
flexibiliteitscore bleek bij de directe conditie hoger te zijn dan de onderzoekende conditie. Het verschil was niet significant. Beide bevindingen waren niet volgens verwachting.
Ook bleek dat de kinderen uit de directe conditie (Mdn = 4,0) en de kinderen uit de onderzoekende conditie (Mdn = 3,0) niet significant van elkaar te verschillen op de originaliteitscore (U = 484, z = -.145, p = .878). De gemiddelde originaliteitscore bleek bij de directe conditie hoger te zijn dan de
onderzoekende conditie. Het verschil was niet significant. Beide bevindingen waren niet volgens verwachting.
Leeftijd, executieve functies en persoonlijkheid
Om vast te kunnen stellen of leeftijd, persoonlijkheid en de executieve functies een rol hebben gespeeld bij de leeropbrengsten zijn er een multipele regressie analyses uitgevoerd. Omdat er bij de uitkomstvariabelen niet aan de assumptie van normaliteit is voldaan was het niet mogelijk om een ANCOVA uit te voeren. Om een multipele regressie analyse uit te kunnen voeren hoeft er niet aan de assumptie van normaliteit te worden voldaan.
Niet normaal verdeelde data kan ook door middel van een logistische regressie analyse geanalyseerd worden. Hiervoor zou de data gedichotomiseerd moeten worden. Een groot nadeel van dichotomiseren is dat de data zodanig gemanipuleerd wordt dat er veel informatie verloren gaat, helemaal bij een kleine steekproef (Field, 2009). Om deze reden is er toch voor gekozen om een multipele regressie analyse uit te voeren.
De verschillende subschalen van de BRIEF bleken onderling significant met elkaar te correleren, waardoor er sprake was van multicollineariteit. Er is een principale componenten factoranalyse met een orthogonale (varimax) rotatie uitgevoerd om onderscheidende maten in de analyses mee te kunnen nemen. Uit de factoranalyse kwamen 2 grote factoren naar voren. De eerste factor bevatte items van de oorspronkelijke subschaal Inhibitie, de tweede factor bevatte items van de oorspronkelijke subschaal Cognitieve Flexibiliteit. De betrouwbaarheid van de eerste factor was goed (α = .87) net als de betrouwbaarheid van de tweede factor ( α= .84). Het resultaat van de factoranalyse met de bijbehorende factorladingen staat in Tabel 7 weergegeven.
Tabel 7
Resultaat van de factoranalyse met bijbehorende factorladingen
Items Factor 1
(Inhibitie)
Factor 2
(Cognitieve Flexibiliteit)
Praat op verkeerde momenten .79 -.25
Heeft moeite een rem te zetten op zijn/haar gedrag
.77 0.00
Doet te wild of is onhandelbaar .72 -.29
Valt anderen in de rede .68 -.26
Doet wilder of gekker dan anderen in groepen
.65 -.25
Flapt er impulsief dingen uit .60 -.35
Raakt moeilijk gewend aan nieuwe situaties
.00 .71
Raakt van streek bij verandering van leraar of groep
.19 .66
Raakt van streek bij nieuwe situaties
.00 .75
Verzet zich bij verandering van routine, eten, plaatsen etc.
.29 .78
Raakt van streek als plannen gewijzigd worden
.21 .70
De data voldeed aan de assumptie van onafhankelijke afwijkingen (Durbin-Watson = 2.40). De histogram van gestandaardiseerde residuen liet zien dat de data redelijk normaal verdeelde afwijkingen bevatte. De P-P plot van de gestandaardiseerde residuen liet zien dat de punten niet geheel op de lijn vielen, maar wel in de buurt van de lijn kwamen. De puntenwolk van gestandaardiseerde residuen liet zien dat de data voldeed aan de assumpties van homogeniteit en lineariteit. De data voldeed aan de assumptie van variantie:
(Leeftijd, variantie = 1.23, inhibitie, variantie = 9.83, cognitieve flexibiliteit, variantie = 4.03, werkgeheugen, variantie = 3.73, persoonlijkheid, variantie = .17.
Een multipele regressieanalyse werd uitgevoerd om na te gaan of leeftijd, inhibitie, cognitieve flexibiliteit, werkgeheugen en persoonlijkheid de verschilscore op de afstandsitems konden voorspellen. Voor de verschillende voorspellers werd de gemiddelde score, de bijbehorende standaardafwijking en de Pearson-correlaties berekend, zie Tabel 8.
Tabel 8.
Gemiddelden (M), standaardafwijkingen (SD) en Pearson-correlatiecoëfficiënten van de verschillende voorspellers. Voorspeller M SD 2 3 4 5 1 Leeftijd 6.73 1.11 -.07 -.03 .44** .02 2 Inhibitie 9.79 3.10 -.27 -.10 .12 3 Cognitieve Flexibiliteit 6.78 2.01 .20 -.27* 4 Werkgeheugen 9.30 1.97 .10 5 Persoonlijkheid 3.86 .42 Note: *p <.05, **p <.01
Er wordt een sterke correlatie gevonden tussen de capaciteit van het werkgeheugen en de leeftijd van het kind. Dit verband is volgens verwachting, de capaciteit van het werkgeheugen neemt gedurende de kindertijd en adolescentie steeds meer toe. Cognitieve flexibiliteit en persoonlijkheid hebben een sterk negatief verband. Ook dit verband is volgens verwachting. Een kind wat veel moeite heeft met veranderingen zal minder openstaan voor nieuwe ervaringen dan een kind wat weinig moeite heeft met veranderingen.
Na gebruik van de Enter method bleek dat de leeftijd, executieve functies en de persoonlijkheid van een kind samengenomen niet significant de variantie van de score op de afstandsitems verklaren (F (5,57) = .72, p > .05, R2 = .24, R2Adjusted = -.02). In tabel 9 staat weergegeven hoeveel variantie elke voorspeller apart van de score op de afstandsitems verklaart.
Tabel 9
Verklaarde variantie van elke voorspeller van de score op de afstandsitems.
df Beta t p Leeftijd 62 .01 .08 >.05 Inhibitie 62 .04 .28 >.05 Cognitieve Flexibiliteit 62 -.25 -1.77 >.05 Werkgeheugen 62 .05 .33 >.05 Persoonlijkheid 62 .001 .01 >.05
Uit de multipele regressie analyse is gebleken dat zowel de leeftijd, inhibitie, cognitieve flexibiliteit als de persoonlijkheid allemaal niet significant de score op de afstandsitems konden voorspellen. Dit was niet volgens verwachting.
Nog een multipele regressieanalyse werd uitgevoerd om na te gaan of leeftijd, inhibitie, cognitieve flexibiliteit, werkgeheugen en persoonlijkheid de score op de EBS konden voorspellen. Ook deze data voldeed aan de assumptie van onafhankelijke afwijkingen (Durbin-Watson = 1.89). De histogram van gestandaardiseerde residuen liet zien dat de data normaal verdeelde afwijkingen bevatte. De P-P plot van de gestandaardiseerde residuen liet zien dat de punten vrijwel geheel op de lijn vielen. De puntenwolk van gestandaardiseerde residuen liet zien dat de data voldeed aan de assumpties van homogeniteit en lineariteit. Na gebruik van de Enter method bleek dat de leeftijd, de executieve functies en de persoonlijkheid van een kind samengenomen significant de variantie van de EBS score verklaren (F (5,57) = 2.77, p = .03, R2 = .20, R2Adjusted = .125). In tabel 10 staat weergegeven hoeveel variantie elke voorspeller apart van de score op de EBS verklaart.
Tabel 10
Verklaarde variantie van elke voorspeller van de score op de EBS.
df Beta t p Leeftijd 62 .36 1.05 >.05 Inhibitie 62 .23 2.06 .04* Cognitieve Flexibiliteit 62 .18 -.43 >.05 Werkgeheugen 62 .47 2.32 .02* Persoonlijkheid 62 -.29 -.33 >.05
Uit de analyse is ook gebleken dat inhibitie en werkgeheugen beiden significant de EBS score voorspelden. Dit was volgens verwachting. Het verband tussen de score op de factor inhibitie en de score op de EBS is echter positief. Dit verband zou negatief moeten zijn om vast te kunnen stellen dat kinderen met een hoge inhibitie ook meer exploratief gedrag vertonen. Een hoge score op de factor inhibitie geeft namelijk aan
dat een kind snel handelt op basis van zijn impulsen en moeilijk weerstand kan bieden aan prikkels van buitenaf.
De leeftijd, cognitieve flexibiliteit en de persoonlijkheid voorspelden niet significant de EBS score, wat niet volgens verwachting was.
Vervolgens werd een multipele regressie uitgevoerd met alleen de leeftijd en inhibitie als voorspellers. Een model wat alleen werkgeheugen en inhibitie als voorspellers bevatte bleek nog meer variantie van de EBS score te verklaren: (F (2,60) = 6.33, p = .003, R2 = .42, R2Adjusted = .15). Ook in dit model was werkgeheugen significant (Beta = .54, t(62) = 3.12, p = 0.003) net als inhibitie (Beta = .24, t(62) = 2.03, p
= 0.05.
Om na te kunnen gaan of leeftijd, werkgeheugen, inhibitie, cognitieve flexibiliteit en persoonlijkheid de score op flexibiliteit en originaliteit kunnen voorspellen werden wederom twee multipele regressie analyses uitgevoerd. Ook deze data voldeed aan de assumptie van onafhankelijke afwijkingen (Durbin-Watson flexibiliteit = 2.00, originaliteit = 2.23 ). De histogram van gestandaardiseerde residuen liet zien dat de data voor zowel flexibiliteit als originaliteit normaal verdeelde afwijkingen bevatte. De P-P plot van de gestandaardiseerde residuen liet zien dat de punten voor beide uitkomstvariabelen niet geheel op de lijn vielen, maar wel in de buurt van de lijn. De puntenwolk van gestandaardiseerde residuen liet zien dat de data voldeed aan de assumpties van homogeniteit en lineariteit. Voor de verschillende voorspellers werd de gemiddelde score en de bijbehorende standaardafwijking berekend, zie Tabel 11 voor flexibiliteit en Tabel 12 voor originaliteit.
Tabel 11
Verklaarde variantie van elke voorspeller van de flexibiliteitscore.
df Beta t p Leeftijd 62 .15 1.03 >.05 Inhibitie 62 .13 1.03 >.05 Cognitieve Flexibiliteit 62 -.02 -.12 >.05 Werkgeheugen 62 .17 1.15 >.05 Persoonlijkheid 62 -.01 -.075 >.05
Tabel 12
Verklaarde variantie van elke voorspeller van de originaliteitscore.
df Beta t p Leeftijd 62 .06 .41 >.05 Inhibitie 62 .193 1.52 >.05 Cognitieve Flexibiliteit 62 -.08 -.56 >.05 Werkgeheugen 62 .11 .76 >.05 Persoonlijkheid 62 .18 1.35 >.05
Uit de multipele regressieanalyses is gebleken dat leeftijd, inhibitie, cognitieve flexibiliteit, werkgeheugen en persoonlijkheid geen significantie variantie verklaren in zowel de flexibiliteitscore (F (5,57) = 1.01, p >.05, R2 = .29, R2Adjusted = .001) als de originaliteitscore (F (5,57) = 1.38, p >.05, R2 = .33, R2Adjusted = .03). Dit was niet volgens verwachting.
DISCUSSIE
In dit onderzoek werden de leeropbrengsten van direct leren vergeleken met de leeropbrengsten van onderzoekend leren. Uit de resultaten kwam naar voren dat deze twee manieren van leren geen verschillende effecten hadden op de kennistoename, de creativiteit en de onderzoekende houding van een kind. De attitude werd gemeten aan de hand van gedragsmaten in de vrij spel situatie. Omdat het gedrag van kinderen in de vrij spelsituatie niet verschilden tussen de condities kan geconcludeerd worden dat de twee leervormen ook geen effect hebben op de attitude.
Onderzoekend leren versus direct leren
Een verklaring voor de afwezigheid van een effect kan zijn dat het aantal kinderen in de gebruikte steekproef in dit onderzoek te laag was om grote effecten waar te kunnen nemen. Doordat het aantal proefpersonen zo laag was, was de data niet normaal verdeeld. Als gevolg hiervan zijn non-parametrische testen voor de data analyse gebruikt. Een nadeel van non-parametrische testen is dat deze een lager onderscheidingsvermogen (een zwakke power) hebben omdat ze geen gebruik maken van de onderliggende verdeling. Het zou mogelijk kunnen zijn dat doordat er bij dit onderzoek gebruik is gemaakt van non-parametrische testen er minder onderscheid gemaakt kon worden tussen de condities en hierdoor een eventueel effect onopgemerkt is gebleven. Door een grotere steekproef te gebruiken is de data waarschijnlijk wel normaal verdeeld en kan er gebruik worden gemaakt van parametrische testen die nauwkeuriger een effect kunnen aantonen. In vervolgonderzoek zou er eerst een poweranalyse plaats kunnen vinden om het aantal proefpersonen te berekenen dat nodig zijn om een minimaal relevant verschil met een bepaalde kans waar te kunnen nemen.
Kennistoename
Een verklaring voor de afwezigheid van een effect tussen de twee leervormen op de kennistoename kan zijn dat de onderzoekende conditie te vrij opgezet was. In sommige onderzoeken werd aan kinderen gevraagd om experimenten op te zetten om antwoord te krijgen op verschillende natuurkundige fenomenen (Klahr & Nigam, 2004) . In andere onderzoeken kregen kinderen in de onderzoekende conditie hints of kleine aanwijzingen als ze moeite hadden om het probleem op te lossen (Morton, Trehub & Zelazo, 2003, Rittle-Johnson, 2006) of konden de participanten met elkaar overleggen (Bielaczyc, Pirolli & Brown, 1995). In het huidige onderzoek kregen de kinderen in de onderzoekende conditie geen feedback of aanwijzingen maar slechts een opdracht om een voorbeeld na te maken en een aantal aanmoedigingen als het kind stopte met onderzoeken. Het geven van aanwijzingen en feedback zou ervoor kunnen zorgen dat kinderen die er nu niet in zijn geslaagd om het voorbeeld na te maken, toch het voorbeeld na kunnen maken en zo meer kennis verkrijgen of meer gestimuleerd worden om meer te experimenteren.
Het kan ook zijn dat de interventie te kort duurde om een verschil in kennistoename aan te kunnen tonen. In een aantal voorgaande onderzoeken kregen kinderen een dagdeel les (Kalyuga, Chandler & Sweller, 2001), konden ze over de gegeven problemen discussiëren (Bielaczyc, Pirolli & Brown, 1995) of konden zij een dagdeel zelf experimenten opzetten (Klahr & Nigam, 2004 ). In een ander voorgaand onderzoek werd er een week en een maand na de eerste pre-test vonden nog verschillende interventies en kennistesten plaats (Strand-Cary & Klahr, 2008). In het huidige onderzoek was de interventie eenmalig en duurde slechts 5 minuten wat wellicht een te korte tijd is geweest om een verschil aan te kunnen tonen tussen de twee verschillende condities.
In eerdere onderzoeken konden kinderen naast het maken van een pre-test en een post-test hun opgedane kennis ook uitleggen aan de onderzoeker (Strand-Cary & Klahr, 2008), aan andere kinderen presenteren (Klahr & Nigam) of opschrijven hoe ze tot hun antwoord gekomen waren (Rittle-Johnson, 2006). Op deze manier kunnen de kinderen tot meer ideeën en uitkomsten komen dan slechts het goed of fout hebben van verschillende items. Het uitleggen of presenteren van de opgedane kennis geeft daarnaast meer inzicht in de strategieën en de denkwijze van een kind waardoor er wellicht wel een verschil tussen de twee condities aangetoond zou kunnen worden.
Creatief gedrag en onderzoekende houding
De verwachting was dat kinderen die leren door te onderzoeken meer creatief gedrag vertonen en een meer onderzoekende houding aannemen dan kinderen die leren door directe instructies te ontvangen. Er bleek echter dat de twee condities geen verschillend effect hadden op het creatieve gedrag en de onderzoekende houding van de kinderen. Doordat er geen verschil in gedrag is waargenomen, kan er geconcludeerd worden dat de beide condities ook geen verschillend effect hebben op de attitude van een kind.
Een verklaring hiervoor kan zijn dat de kinderen in de directe conditie juist nieuwsgierig zijn geworden doordat ze zelf zo weinig mochten uit proberen tijdens de interventie. Door hun opgewekte nieuwsgierigheid zijn zij wellicht meer en afwisselender gaan experimenteren in de vrij spel situatie dan kinderen uit de onderzoekende conditie.
Zowel de onderzoekende houding als het creatieve gedrag werd door middel van intervallen van dertig seconden gescoord. Grotere experimenten die langer dan 1 interval duurden worden niet als niveau drie gescoord. Dit is een tekortkoming van de EBS (van Schijndel, Franse & Raijmakers, 2010). Het kan namelijk zijn dat kinderen tijdens de vrij spel situatie een experiment aan het opzetten waren dat langer dan een interval duurde. Een aantal kinderen was beïnvloed door een demonstratie in NEMO, de zogenaamde Kettingreactie. Tijdens het vrij spelen waren zij deze demonstratie aan het nabootsen, door een aantal voorwerpen zo op te stellen dat ze als domino steentjes zouden omvallen (een kettingreactie). Dit gedrag zou tot onderzoekend gedrag gerekend kunnen worden, maar dit is niet als zodanig door de
