Motivatie en cognitieve belasting in geval van flipped classroom

Feedback geven of bedenkingen formuleren? Lees misschien eerst deze disclaimer of Over deze blog.

Introductie

Hoewel de methode van flipped classroom vrij populair is, bestaat er betrekkelijk weinig evidentie over de effectiviteit ervan. Evenmin is er grote overeenstemming over wat het nu precies inhoudt.

In het artikel wordt er gezocht naar een allesomvattende definitie en wordt het principe gekoppeld aan een pedagogisch theoretisch kader. Het kader van de onderzoekers is gebaseerd op principes van de zelfdeterminatie theorie en cognitive load.
Op basis hiervan kan er dan in de toekomst gerichter onderzoek gedaan worden naar de effectiviteit van het flipped classroom principe.

Op het ogenblik van schrijven is een volledige (postprint) versie van het artikel beschikbaar via deze link "Motivation and cognitive load in the flipped classroom: definition, rationale and a call for research" (Abeysekera & Dawson, 2014)

Achtergrond

In een flipped classroom (FC) opzet vindt er geen traditioneel college (TC) plaats in de klas, maar bereidt de student zich zelf voor thuis op basis van bepaalde bronnen. De informatie die de studenten zo vergaren is dezelfde als die info die anders via een 'docerende' manier zou verworven worden. In de klas vindt dan achteraf uitsluitend een actieve verwerking van de kennis plaats om deze beter te laten beklijven.

Deze methode, waarbij op eigen tempo de les voorbereid wordt, is vanuit het perspectief van de cognitive load theory een betere manier dan dan die van een TC.

Een moeilijker issue is die van motivatie en de eventuele gevolgen daarvan. De effectiviteit van de actieve verwerking in de klas, staat of valt immers met de voorbereiding van de student. Hoe weet de docent of deze voorbereiding goed verlopen is en of de student de verwachte kennis effectief bezit?

Globaal genomen kan gezegd worden dat er een gebrek is aan evidentie om in het geval van FC te spreken van een evidence based methode.

Definitie

De grondslag van FC is gebaseerd op een roep naar een meer actieve verwerking van leerstof in plaats van de meer 'traditionele' passieve kennisoverdracht.

Met 'flipping' werd in eerste instantie bedoeld omkeren van wat er in de klas en buiten de klas wordt gedaan (ik geef les en de student maakt achteraf thuis huiswerk, opdrachten ... naar de student verwerft kennis, achtergronden, info en in de klas verwerken we deze actief; eigen toevoeging). De eerste bronnen over FC waren vooral gefocust op de omkering in tijd en plaats.

In de loop van de jaren heeft het aspect van de actieve verwerking een voornamere rol gekregen.

In het artikel wordt FC als volgt gedefinieerd:

• informatie-overdracht vindt grotendeels buiten de klas plaats;
• klastijd wordt gespendeerd aan actieve en sociale leeractiviteiten;
• studenten verrichten zelf activiteit voor én na, om volledig de voordelen van de klastijd te benutten.

Pedagogische kaders om de effectiviteit van flipped classroom af te toetsen

De zelf determinatie theorie

De zelf determinatie theorie (ZDT), omschrijft een aantal voorwaarden waaraan voldaan moet worden opdat de student effectief overgaat tot actie en leren. Met andere woorden gemotiveerd is om aan de slag te gaan.

De drie voorwaarden hiervoor zijn volgens de ZDT:

• competence: het gevoel van de student competent te (kunnen) zijn in een bepaalde leertaak;
• autonomy: het gevoel controle te hebben over het leerproces, invloed hebben op wat en hoe lerenden een taak uitvoeren;
• relatedness: het gevoel hebben te behoren tot een bepaalde groep in een bepaalde context. In deze groep is veiligheid een belangrijk aspect.

FC zou dus dienen tegemoet te komen aan deze drie principes om motivatie en engagement bij de student op te wekken. Zeker gezien het idee van FC voor een stuk steunt op het feit dat de student thuis, zelfstandig een aanzienlijk deel van het werk verricht.

Zelfdeterminatie draagt bij aan de intrinsieke motivatie van de student. De motivatie komt hierbij voort uit de student zelf (Hiemstra & Bohlmeijer, 2013) en is niet hoofdzakelijk ingegeven door externe triggers.

De aanname is dan dat de FC methode vergeleken met TC bijdraagt aan een gevoel van competentie, zelfstandigheid en verbondenheid bij de lerende en dus ook een positief effect heeft op diens intrinsieke motivatie.

In het hoger onderwijs wordt echter vastgesteld dat studenten vaker extrinsiek gemotiveerd zijn, vaak door het trachten te bekomen van een score of resultaat. Extrinsieke motivatie dient niet geheel losgekoppeld te worden van autonomie. Je kan het behalen van een graad ook in de context zien van de keuze van de student om later een bepaalde job te kunnen uitoefenen. Toch is het een uitdaging voor een FC omgeving om de intrinsieke motivatie van studenten te vergroten en deelname niet alleen te laten afhangen van externe bekrachtigers.

In het artikel worden vervolgens competentie, zelfstandigheid en sociale verbondenheid ook min of meer gezien als externe bekrachtigers. Deze vorm van externe motivatie, die niet aangestuurd wordt door bekrachtigers als punten of volledig gestuurd wordt door regels opgelegd door de docent, wordt omschreven als 'geïntegreerde regulatie'. Een voorbeeld: lerenden nemen actief deel aan een klasdiscussie, niet omwille van de score en ook niet omwille van de voldoening van de opdracht zelf, maar omdat ze willen dat hun stem gehoord wordt.

De aanname hier is dan dat de FC methode vergeleken met TC een grotere bijdrage levert aan de bevrediging van de nood aan competentie, autonomie en sociale verbondenheid en dus een positief effect resulteert op extrinsieke motivatie.

De cognitive load theory

Deze theorie gaat ervan uit dat de capaciteit van ons werkgeheugen, zowel in tijd als in ruimte, beperkt is. Indien de belastbaarheid van ons werkgeheugen overschreden wordt, kan er geen transfer naar en evenmin verwerking van informatie op basis van het langetermijngeheugen plaatsvinden. Dus wordt er niet geleerd, want er heeft geen verandering plaatsgevonden in het langetermijngeheugen (Kirschner, Sweller, & Richard, 2006). Lees voor meer info over informatieverwerking volgens de cognitieve psychologie en de werking van het menselijk brein mijn posts over 'multimedialeren' en 'waarom minimale begeleiding tijdens het leren niet werkt'.
In het artikel wordt nog een korte omschrijving gegeven van de drie soorten cognitieve belasting:

• intrinsic load: belasting die eigen is aan de taak zelf, noodzakelijke belasting, waar je niet buiten kan: voorbeeld het concept vierkant, houdt nu eenmaal principes is van vier gelijke zijden en hoeken ... principes die dienen verwerkt te worden;
• extraneous load: overbodige belasting, niet noodzakelijk en uitsluitend belemmering van het leren. Een dia die alleen uit woorden bestaat en het concept vierkant beschrijft, muziek op de achtergrond van een presentatie (eigen toevoeging);
• gemane load: nuttige extra belasting, info die het concept vierkant beter doet begrijpen, doet verwerken tot en integreren in schemata. Een lerende die aan een andere lerende het concept vierkant uitlegt, de presentatie van meerdere groottes of rotaties van een vierkant.

Draagt FC er nu toe bij dat extraneous en germane load lager zijn, waardoor uiteindelijk het leren bevorderd wordt?

• het principe van self-pacing, mogelijk in het geval van FC, kan hier toe bijdragen (zie ook mijn post over het verminderen van cognitieve belasting in multimedialeren; eigen toevoeging). Een les die face to face gegeven wordt, kan door de lerende niet sneller afgespeeld worden of gepauzeerd verlopen. Een les of beeldmateriaal dat door de student daarentegen online thuis bekeken wordt, kan zo nodig gepauzeerd worden zodat de student de verwerking trager doet. Daardoor is de cognitieve belasting lager. Omgekeerd, een student die meer onderlegd is in een onderwerp, kan de les versneld afspelen: onderzoek heeft het expertise reversal effect aangetoond, waarbij meer begeleide en gestructureerde directe instructie een negatief effect had op het leren van student-experten (zie ook mijn post over 'waarom minimale begeleiding tijdens het leren niet werkt'; eigen toevoeging);
• in geval van een TC is het een moeilijke opgave om in te spelen op de verschillende niveaus van expertise aanwezig in de klas. Zowel het inschatten ervan als er rekening mee houden. Dit terwijl een aanpak voor de beginnende student efficiënt kan zijn, maar daarom niet voor de expert-student. Het gebruik maken van FC kan op basis van learning analytics een betere inschatting maken van de expertise van de verschillende studenten en het is eveneens mogelijk de leeromgeving meer op maat te maken.

Op basis van de aannames over zelfdeterminatie en cognitive load, ziet het theoretisch kader van FC er volgens de auteurs uit zoals in Figuur 1.

Figuur 1 Theoretisch model voor Flipped Classroom aanpak (Abeysekera & Dawson, 2015). Flipped classroom aanpak zou enerzijds motivatie dienen te bevorderen door positieve invloed op gevoelens van autonomie, competentie en sociale verbondenheid. Anderzijds via self-pacing en inspelen op het expertiseniveau van de lerende vermijden van cognitive overload.

Discussie en conclusie

Ondanks de populariteit van flipped classroom bestaat er vrij weinig evidentie over de efficiëntie ervan. De auteurs roepen dan ook op tot verder onderzoek hiernaar, gebaseerd op empirisch aangetoonde principes van zelfdeterminatie/motivatie en cognitieve belasting.

Onderzoek dient zowel gericht te zijn op kleinschalige, experimentele designs met betrekking tot het effect van FC op klasniveau. Tevens meta-analyses betreffende het onderzoek van zodra gepubliceerd werd over de kleinschaligere experimenten.

Referenties

Abeysekera, L., & Dawson, P. (2015). Motivation and cognitive load in the flipped classroom: definition, rationale and a call for research. Higher Education Research & Development, 34(1), 1-14.

Hiemstra, D., & Bohlmeijer, E. (2013). De sterke-kanten-benadering: Persoonlijke kwaliteiten als hefboom voor verandering. Handboek positieve psychologie: theorie, onderzoek, toepassingen, 123-138.

Kirschner, P.A., Sweller, J., & Richard E. Clark (2006) Why Minimal Guidance During Instruction Does Not Work: An Analysis of the Failure of Constructivist, Discovery,
Problem-Based, Experiential, and Inquiry-Based Teaching. Educational Psychologist, 41(2), 75-86,
DOI: 10.1207/s15326985ep4102_1