Feedback geven of bedenkingen formuleren? Lees misschien eerst deze disclaimer of Over deze blog.
Vooraf
De onderzoekers (waaronder Logan Fiorella) starten met aan te geven dat virtual reality (VR) mede door nieuwe technologische ontwikkelingen, steeds meer zijn weg vindt in alle niveaus van onderwijs. Hun review is erop gericht de relevantie van specifieke didactische principes en ontwerpprincipes in kaart te brengen. Hiervoor onderzochten ze de resultaten van een 60-tal studies (Oje et al., 2025).
Cognitieve belasting
De onderzoekers wijzen op het belang van 'cognitieve belasting' bij het gebruik van VR. Enerzijds willen we dat de beperkte cognitieve capaciteit van lerenden niet overbelast raakt - met overbodige cognitieve belasting. Anderzijds willen we dat lerenden de beschikbare cognitieve capaciteit inzetten voor diepgaand leren. Zowel de 'cognitieve belastingstheorie' als de 'cognitieve theorie voor multimedialeren (CTML)' vormen theoretische modellen voor de ontwikkeling van effectieve, efficiënte maar ook bevredigende leeromgevingen. In deze blog schets ik meer achtergrond over de CTML en de drie vormen van cognitieve belasting.*
Afbeelding gemaakt met Microsoft 365 Copilot
Belangrijkste bevindingen: Drie principes om te onthouden
1. Immersie: Meer is niet altijd beter
Immersie - het gevoel volledig ondergedompeld te worden door een VR-omgeving - staat centraal in veel onderzoek. Hoewel soms gedacht wordt "hoe realistischer, hoe beter", toont de overzichtsstudie aan dat een hoge mate van immersie niet automatisch tot betere leerresultaten leidt. Sterker nog, in sommige gevallen kunnen realistische details (dioe niet relevant zijn) net afleiden van de kerninformatie (zie ook deze blog waar dergelijke seductive details beschreven staan in 'scenario 3').
Deze overbodige vorm van verwerkingsbelasting kan leiden tot cognitieve overbelasting: te veel realistische details vragen veel van het werkgeheugen, en laten weinig ruimte over voor diepgaande verwerking.
De onderzoekers spreken daarom van functionele immersie, waarbij de interacties, visuals ... direct bijdragen aan het leren.
2. Pretraining: maak informatie behapbaar en activeer voorkennis
Een van de meest effectieve principes is volgens de onderzoekers pretraining: leerlingen voorbereiden met basiskennis vóór ze de VR-omgeving betreden. Denk aan een korte uitleg over chemische reacties voordat leerlingen een virtueel lab ingaan. Uit de review blijkt dat pretraining een groot positief effect heeft op zowel onthouden als transfer (naar nieuwe (probleem)situaties) van het geleerde.
De cognitieve belasting die door pretraining verminderd wordt is de essentiële (of intrinsic) belasting. Deze is groter wanneer er sprake is van meer kenniselementen die onderling samenhangen. Op zich is het geen doel deze belasting te verlagen (we willen dat onze leerlingen uiteindelijk ook complexe leerstof onder de knie krijgen), maar wel om deze 'behapbaar' te maken. Dat kan bijvoorbeeld dankzij het pretraining principle, maar ook door bijvoorbeeld video's te pauzeren, leerstof gefaseerd aan bord te brengen ...
Daarnaast kan pretraining relevante voorkennis activeren. Activatie van deze voorkennis helpt om nieuwe informatie te integreren (in kennisschema's die leerlingen reeds hebben betreffende het onderwerp).
Aangewezen is dus ervoor te zorgen dat leerlingen de kernconcepten begrijpen voordat ze interactief aan de slag gaan, bijvoorbeeld door voor de VR-sessie specifieke instructie te geven, een korte inleidende video, quiz of discussie in te zetten (lees meer over dit ontwerpprincipe in Bouwsteen 4 van Wijze lessen. Digitale didactiek).
3. Generatieve activiteiten bevorderen het leren
Generatieve activiteiten - zoals samenvatten, uitleggen aan medeleerlingen, of oefentoetsen - blijken een gemiddeld tot sterk positief effect te hebben in VR. Bijvoorbeeld: leerlingen die na een VR-simulatie een korte samenvatting schrijven, onthouden de stof beter.
Generatieve of productieve leerstrategieën zijn strategieën waarbij lerenden een zogeheten 'bijproduct' creëren. Mayer en Fiorella (2016) beschreven acht van dergelijke strategieën, waarbij het bijproduct een samenvatting, een uitleg aan zichzelf of anderen, een tekening ... kon zijn. Op een effectieve manier toegepast (dit dienen we lerenden expliciet aan te leren) dragen productieve leerstrategieën bij aan diepgaande verwerking van de leerstof. Meer lezen over deze leerstrategieën? Dan verwijs ik graag naar de blogreeks hierover van Tine Hoof, Tim Surma en Paul Kirschner.
Waar we het in de eerste twee te onthouden principes voornamelijk hadden over het beperken/beheersen van cognitieve belasting, gaat het hier om het bevorderen van generatieve verwerkingsbelasting. We streven ernaar dat leerlingen leerstof op een cognitief actieve wijze verwerken. Ze dienen het nieuw geleerde te koppelen aan wat ze in deze context reeds weten (elaboratie).
Dit hoeft niet in eerste instantie te betekenen dat leerlingen 'bewegen' tijdens een VR-sessie, maar wel dat ze activiteiten voorgeschoteld krijgen waarbij ze leerstof diepgaand verwerken.**
Conclusie
De onderzoekers beschrijven nog dat de effectiviteit van VR-principes ook afhangt van contextuele factoren of randvoorwaarden. Jonge leerlingen of VR-nieuwelingen hebben bijvoorbeeld meer baat bij scaffolding (ondersteuning zoals hints of navigatiehulpmiddelen, die gradueel afgebouwd wordt). Daarnaast geven ze aan dat korte, gefaseerde sessies (bijvoorbeeld maximaal 20-30 minuten) effectiever zijn dan lange, ononderbroken ervaringen. Onder andere omwille van deze factoren is verder onderzoek naar VR (dat volgens de onderzoekers nu bijvoorbeeld vaak in streng gecontroleerde settings met hogeschoolstudenten plaatsvindt), de randvoorwaarden en specifieke uitkomst van ontwerpprincipes noodzakelijk.***
VR is volgens de onderzoekers geen vervanging voor docenten, maar een krachtig hulpmiddel. Door evidence-informed principes toe te passen - zoals pretraining, generatieve activiteiten en gebalanceerde immersie - kunnen we leerervaringen creëren die zowel boeiend als effectief zijn.
*De onderzoekers geven aan dat hoewel beide theorieën ook voor VR een solide basis vormen, ze wellicht toch enige finetuning nodig hebben in deze context.
**Dit neemt niet weg dat er een productieve leerstrategie is genaamd enacting, waarbij er bewegingen door leerlingen gemaakt worden die aansluiten bij het geleerde.
***Het redundancy principe zou bijvoorbeeld in VR minder aan de orde zijn dan bij het gebruik van 'traditionele' multimedia, bijvoorbeeld slides in een presentatie.
Bronnen
Fiorella, L., & Mayer, R. E. (2016). Eight ways to promote generative learning. Educational Psychology Review, 28(4), 717–741. https://doi.org/10.1007/s10648-015-9348-9
Oje, A. V., Hunsu, N. J., & Fiorella, L. (2025). A systematic review of evidence-based design and pedagogical principles in educational virtual reality environments. Educational Research Review. https://doi.org/10.1016/j.edurev.2025.100676
Google. (2025). Notebook LM (Versie 15 februari 2025) [Large language model]. https://notebooklm.google.com
Reacties
Een reactie posten