LVS
Digitale toetsen
Professionalisering
Blended learning E-learning trends en ontwikkelingen
Rekenen
Dyscalculie Verbeteren rekenvaardigheid mbo
Taal
Game Interactieve Fictie Vroege ontwikkeling geletterdheid ICT-vroege geletterdheid Verhaalbegrip kleuters met ICT
Leren
Adaptieve software Blended learning Cognitieve balans Onderzoekend leren Kwaliteit leermateriaal Effectiever onderwijs Edutainment Blended learning effect E-portfolio’s Burgerschap games Verbeteren leerprestaties ICT differentiatie Mythe van leerstijlen
Lezen
Lezen met lees-app Ontluikende geletterdheid ICT oplossing problemen lezen Digitale leeskilometers groep 3
Middelen
Computerapplicaties Digitaal schoolbord ICT-beleidsplan Leren in 2020 - 1 ICT in kindcentra Leren in 2020 - 2 Onderwijs en ICT Werking en beperking
Problemen
Cyberpesten Digitale dementie Digitale media en kinderhersenen Problematisch internetgedrag Kleuters en iPads
ICT
Digitale leermiddelen Digitale geletterdheid vo ICT-innovatie Tablet in het onderwijs Nieuwsgierigheid computergames Integreren in klassenpraktijk Buitenschoolse mediagebruik Jonge kinderen en tabletgebruik Digitale gymles Opleiding ICT beheerder
Verder kijken
ict onderwijs digitale vaardigheden ICT rekenen software internet informatie zoeken kennis learning analytics samenwerkend leren metacognitieve vaardigheden tutor scaffolding multimedia beeld geluid audio multimedia geheugen ict multimedia geheugen ict effectief leren multimedia geheugen ict effectief leren bronnen multimedia geheugen zelfsturing ict opbrengstgericht werken digitaal leerlingvolgsysteem professionalisering ict praktijk serious games beroepsonderwijs synchroon coachen opleiding leraren tekst schrijven outline tool toetsen leerlingvolgsysteem opbrengsten TPACK ICT integratie onderwijs typen schrijven typecursus lezen videovoorbeelden ict effect animatie leerproces instructie video

 

Cognitieve balans: wat is het en hoe kan het onderwijs erop inspelen?

  Geplaatst op 1 juni 2015

Bloemendaal, M. e.a. (2015) Cognitieve balans: wat is het en hoe kan het onderwijs erop inspelen?
Geraadpleegd op 22-02-2017,
van http://wij-leren.nl/brein-cognitieve-balans-ict.php

Auteurs: Mirjam Bloemendaal, Lieneke Janssen, Verena Ly, Joost Wegman

Cognitieve balans is de competentie te switchen tussen het focussen en het verdelen van aandacht. In hoeverre iemand hierover controle heeft is deels aangeboren. Maar dat betekent niet dat cognitieve balans een statisch gegeven is. De omgeving kan iemand prikkelen zich meer te focussen of juist niet. En we kunnen onszelf leren om meer controle te krijgen over onze cognitieve balans. Leraren en intelligente tutorsystemen kunnen dit leerproces ondersteunen.

Als je aan het autorijden bent, is het belangrijk om je aandacht te houden bij de auto’s die dicht bij je rijden; misschien moet iemand voor je plotseling remmen of voegt er iemand in. Als je afgeleid wordt door een gesprek met je bijrijder of door de radio, rijd je tegen je voor ligger aan en kom je niet (op tijd) aan op de plek van bestemming.

Aandacht focussen is dus belangrijk. Tegelijkertijd is het ook belangrijk om je aandacht te kunnen verdelen tussen dat wat direct voor je gebeurt en de algehele verkeerssituatie: andere weg gebruikers, stoplichten, verkeersborden. Anders mis je de juiste afslag en kom je evengoed niet (op tijd) aan op de plek van bestemming.

Deze balans tussen focus en flexibiliteit, het wisselen tussen aandacht focussen en aandacht verdelen, is een vorm van cognitieve controle. In dit artikel noemen we dit: cognitieve balans.

Cognitieve balans in het onderwijs

Cognitieve balans is niet alleen essentieel tijdens basale activiteiten zoals deelnemen aan het verkeer, maar ook bij meer intellectuele taken zoals een werkstuk maken, studeren en brainstormen. Een leerling heeft voldoende concentratie nodig om zich te kunnen richten op de taak, maar moet ook open staan voor nieuwe informatie. Wat de optimale balans is hangt af van wat de leerling aan het doen is: tijdens het woordjes leren is aandacht verdelen minder effectief dan tijdens de tekenles.

Alleen met een goede cognitieve balans kun je dus succesvol leren en verbanden leggen. Echter: de weegschaal is niet bij alle leerlingen in evenwicht. De meeste leraren voelen wel aan of een leerling zich gemakkelijk op één ding concentreert, maar daardoor soms nieuwe verbanden over het hoofd ziet, of dat hij juist alle informatie in beschouwing neemt, maar daardoor de focus verliest.

Uit hersenonderzoek weten we steeds beter hoe cognitieve balans werkt ‘onder de motorkap’, in de hersenen, en hoe het komt dat leerlingen verschillend kunnen reageren op informatie. Deze kennis kan gevolgen hebben voor de manier waarop we computerprogramma’s ontwerpen en leerlingen ermee laten werken.

Balancerend mechanisme

Hoe wordt cognitieve balans bereikt? Hersenwetenschappers hebben laten zien dat verschillende hersengebieden samenwerken om aandacht te focussen en te verbreken, afhankelijk van wat op dat moment nodig is. Een van de betrokken gebieden is de prefrontale cortex (PFC), een gebied dat ongeveer ter hoogte van de slaap zit (zie figuur 1).

De PFC is belangrijk voor het focussen van aandacht en vasthouden van informatie. Zenuwcellen in de PFC zijn bijvoorbeeld actief als je kortdurend informatie onthoudt, zoals tijdens het lezen van een tekst op het internet. PFC-zenuwcellen selecteren de op dat moment meest relevante informatie uit de zintuiglijke hersengebieden en zorgen er zo voor dat niet alle informatie evenveel aandacht krijgt; irrelevante verbindingen worden tijdelijk onderdrukt.

Als de PFC in een gefocuste toestand is, zijn er veel zenuwcellen actief, dat wil zeggen: ze geven in een hoge frequentie elektrische signalen af. Daardoor is het niet gemakkelijk om de activiteit van de zenuwcellen te doorbreken om nieuwe informatie te verwerken, maar juist wel om je aandacht bij de tekst te houden (Durstewitz & Seamans, 2008).

Maar, zoals eerder gezegd, is het ook belangrijk om andere relevante informatie niet te missen. Een aantal kleine hersengebieden spelen hierbij een rol; deze worden samen de basale ganglia(BG) genoemd. De BG, die diep in het midden van het brein liggen, zijn goed in het detecteren van informatie die belangrijker is dan de taak waar je op dat moment mee bezig bent.

In die situatie moet je je aandacht dus losmaken van de informatiebron die je bestudeert. De BG zorgen ervoor dat de PFC de bestaande connectie met de zenuwcellen in zintuiglijke gebieden verbreekt. In deze ‘open toestand’ kan opnieuw bepaald worden waarop je je aandacht moet focussen en worden nieuwe verbindingen gelegd binnen de betreffende zintuiglijke hersengebieden (van Schouwenburg et al., 2010). Zo werken de PFC en BG samen aan de balans tussen focus en flexibiliteit.

Figuur 1: Bovenste gedeelte figuur: belangrijke gebieden in de hersenen voor cognitieve balans. Onderste gedeelte figuur: dopamine beïnvloedt aandacht focussen in de PFC en aandacht verschuiven in de BG.

Dopamine stuurt de balans

De volgende vraag is hoe die samenwerking van de PFC en de BG gestuurd wordt. Ofwel: wat bepaalt nu of je je aandacht focust, verdeelt, of wisselt tussen deze twee kanten van de weegschaal? Bekend is dat dopamine hierbij een grote rol speelt.

Dopamine is een chemische boodschapperstof die diep in het brein wordt gemaakt en naar onder andere de PFC en de BG wordt vervoerd. Daar kan de stof de mate van activiteit van zenuwcellen (ofwel de frequentie van elektrische signalen) beïnvloeden. De uitwerking van dopamine op de cognitieve balans hangt af van het gebied waarin het zich bevindt. Zo kan dopamine in de PFC bijdragen aan focus, terwijl het in de BG bijdraagt aan fexibiliteit van aandacht (Durstewitz & Seamans, 2008; van Schouwenburg et al., 2010).

Het dopaminesysteem verschilt in aanleg tussen mensen. De één zal daardoor van nature beter zijn in aandacht focussen, terwijl een ander beter is in aandacht verdelen. Op school kan dit tot problemen leiden. Daarom kan het wenselijk zijn de cognitieve balans aan te passen. Er zijn middelen (bijvoorbeeld Ritalin) die dopamine in de PFC verhogen, waardoor de balans meer richting focus geduwd wordt.

Fallon en collega’s (artikel in voorbereiding) hebben de invloed hiervan laten zien door een groep studenten een taakje te laten doen waarbij ze afwisselend hun aandacht moesten focussen en verdelen. Na het nemen van zo’n dopamine-verhogend middel veranderde de cognitieve balans: de studenten werden beter in het focussen en slechter in aandacht verleggen. Het veranderen van de balans heeft dus een effect op beide kanten van de weegschaal.

Soms is het juist wenselijk om de balans meer richting flexibiliteit te duwen. Cognitieve flexibiliteit wordt vaak in verband gebracht met creativiteit. Het dopamineniveau in de BG lijkt hieraan bij te dragen; mensen met een relatief hoog dopamineniveau in de BG zijn goed in het uitvoeren van creatieve taken, zoals het verzinnen van creatieve oplossingen voor problemen (Reuter et al., 2006; Chermanini & Hommel, 2010).

Aangeboren dopamineniveaus sturen reactie op gebeurtenissen in de omgeving

De cognitieve balans is dus te beïnvloeden door het kunstmatig verhogen van het dopamineniveau. Maar ook gebeurtenissen in iemands omgeving kunnen leiden tot kortetermijnveranderingen in het dopamineniveau in het brein. Denk aan de begeleiding die een leerling krijgt van een leerkracht of van een computerprogramma.

Zo kan een in het vooruitzicht gestelde beloning (geld of een goed cijfer voor een bepaalde prestatie) het dopamineniveau in de BG verhogen. Bij sommige mensen heeft dit een positieve uitwerking op het uitvoeren van taken waarbij creativiteit vereist is. Opvallend is echter dat bij anderen de belofte van een beloning juist een averechts effect kan hebben op het vinden van creatieve oplossingen.

Hoe iemand reageert hangt af van hoe hoog de aangeboren dopamineniveaus in de BG zijn, zo blijkt uit een recente studie van Aarts en collega’s (2014). Zij stelden mensen een geldbedrag in het vooruitzicht als zij bij de uitvoering van een taak snel op relevante informatie reageerden, en irrelevante informatie negeerden.

Wat bleek: voor mensen met een hoog basisniveau dopamine in de BG zorgde de belofte van een beloning voor een slechtere prestatie op de taak. Dit is te verklaren doordat de belofte alleen al een extra stoot dopamine oplevert, wat bij hen tot een soort dopamine-overdosis leidt in de BG. Gevolg: de balans slaat door richting flexibiliteit, wat bij deze opdracht een averechts effect heeft omdat dan juist ook alle irrelevante informatie wordt meegenomen. Daarentegen gaf de beloofde beloning wél het gewenste effect (betere prestaties) bij mensen met lage dopamineniveaus in de BG.

Het aangeboren dopamineniveau verklaart dus deels waarom de ene leerling beter presteert bij het vooruitzicht van een goed cijfer voor een te maken toets of een beloning in een oefenprogramma, terwijl dit een andere leerling juist belemmert. Voor het onderwijs kan dit betekenen dat het opvoeren van de prestatiedruk, zoals het moeten maken van de Cito-toets, op verschillende leerlingen een verschillende uitwerking zal hebben.

Onderwijs en oefenprogramma’s zouden hier in de toekomst meer rekening mee kunnen houden. Zo zou het interessant zijn te testen of het personaliseren van feedback in de les of in oefenprogramma’s op basis van individuele dopamineniveaus bijdraagt aan effectief leren; waarbij leerlingen met een hoog dopamine niveau bijvoorbeeld inhoudelijke feedback krijgen en leerlingen met een laag dopamine niveau meer aangemoedigd en beloond worden.

Leren controle te krijgen over cognitieve balans

Een interessante vraag tot slot is of het ook mogelijk is om zelf meer controle te krijgen over je cognitieve balans. En of en hoe het onderwijs hierin ondersteunend kan zijn. Onderzoek toont aan dat dit inderdaad mogelijk is.

Dat bleek bijvoorbeeld uit een Canadees-Amerikaanse studie, waarin kleuters aan de hand van verschillende oefeningen, zoals het om beurten voorlezen en vragen stellen over een tekst, het doen van rollenspellen en het gebruik van private speech, waarin zowel leraar als leerling hardop zeggen wat ze gaan doen, als het ware leerden balanceren met hun ‘cognitieve weegschaal’ (Diamond et al., 2007).

Deze kinderen bleken vervolgens bij een cognitieve-balanstest, waarin zij aandacht moesten focussen én verdelen, beter te presteren dan kinderen die deze training niet hadden gehad. Leerlingen kregen dus door middel van oefening meer controle over hun cognitieve balans.

Als we dit vertalen naar de onderwijspraktijk kunnen leraren leerlingen helpen met het richten van hun aandacht door steeds de op dat moment relevante doelen te stellen. Op deze manier leren ze balanceren tussen aandacht focussen en verdelen. Daarbij kan ook ict ingezet worden. In 4W is in een aantal artikelen aan bod gekomen hoe digitale tutors kunnen helpen om de leerling op maat aanwijzingen te geven, zie bijvoorbeeld de artikelen van Inge Molenaar, Adriana Bus enRachel Plak.

Referenties

  • Aarts, E., Wallace, D.L, Dang, L.C., Jagust, W.J, Cools, R. & D’Esposito, M. (2014). Dopamine and the Cognitive Downside of a Promised Bonus. Psychological Science, 25(4), 1-8.
  • Chermahini, S. A. & Hommel, B. (2010). The (b)link between creativity and dopamine: Spontaneous eye blink rates predict and dissociate divergent and convergent thinking.Cognition, 115(3), 458-465.
  • Diamond, A., Barnett, W.S., Thomas, J. & Munro, S. (2007). Preschool program improves cognitive control. Science, 318(5855), 1387-1388.
  • Durstewitz, D. & Seamans, J.K. (2008). The dual-state theory of prefrontal cortex dopamine function with relevance to catechol-o-methyltransferase genotypes and schizophrenia. Biological Psychiatry, 64(9), 739-749.
  • Fallon, S.J., Schaaf, M. van der, Huurne, N. ter & Cools, R. (in voorbereiding). Methylphenidate improves cognitive stability at the expense cognitive fexibility.
  • Reuter, M., Roth, S., Holve, K. & Hennig, J. (2006). Identifcation of first candidate genes for creativity: A pilot study. Brain Research, 1069(1), 190-197.
  • Schouwenburg, M. van, Aarts, E. & Cools, R. (2010). Dopaminergic modulation of cognitive control: distinct roles for the prefrontal cortex and the basal ganglia. Current pharmaceutical design, 16, 2026-2032.

Wat we weten over cognitieve balans

  • Onder cognitieve balans verstaan we de competentie te kunnen switchen tussen het focussen van aandacht en het verdelen van aandacht.
  • Sommige mensen zijn van nature beter in het focussen van aandacht, terwijl anderen beter zijn in het verdelen ervan. Bepalend hiervoor is het aangeboren basisniveau dopamine in de delen van het brein die zich bezighouden met respectievelijk focus en fexibiliteit.
  • Die verschillen zorgen ervoor dat mensen verschillend reageren op het vooruitzicht van een beloning. Bij de een heeft dit een positief effect op een prestatie, bij de ander juist een negatief effect.
  • De cognitieve balans is op verschillende manieren te beïnvloeden: met medicatie, door gebeurtenissen in de omgeving en met training.

Bron: Kennisnet

Bloemendaal, M. e.a. (2015) Cognitieve balans: wat is het en hoe kan het onderwijs erop inspelen?
Geraadpleegd op 22-02-2017,
van http://wij-leren.nl/brein-cognitieve-balans-ict.php

Gerelateerd

Ontwikkeling van kleuters
Ontwikkeling van kleuters

Medilex Onderwijs 
Ontwikkeling van het Logisch denken bij Kleuters
Ontwikkeling van het Logisch denken bij Kleuters
Utrecht
Bazalt 
Ontwikkeling hersenen
Ontwikkeling hersenen
Sieneke Goorhuis
Flexibel puberbrein
Flexibel Puberbrein
Yvonne van Sark
Ontwikkeling jonge kind
Naar school - Psychologie van 3 tot 8 jaar
Arja Kerpel
Slim maar...
Slim maar.. Hoe je de executieve functies kunt versterken
Arja Kerpel
Executieve functies in de klas
Executieve functies in de klas - praktische gids voor leerkrachten
Arja Kerpel
Digitale media en kinderhersenen
Digitale media en kinderhersenen
Ewald Vervaet

Tweelingen
Wat is beter voor tweelingen: in verschillende klassen of bij elkaar?
Motivationele differentiatie
Invloed van cognitieve en motivationele differentiatie bij hoogbegaafde en getalenteerde leerlingen
Bevorderen intelligentie
Bevorderen van de ontwikkeling van intelligentie in de bovenbouw van de basisschool
Wiskundige denktactiviteit
Wiskundige denkactiviteit in wiskunde op havo en vwo
Schoolkenmerken cognitieve prestatie
Onderwijssystemen, schoolkenmerken en cognitieve prestatie
Samenstelling klas
Samenstelling van de klas en cognitieve en sociaal-emotionele uitkomsten
Beginnende geletterdheid
Leergedrag kleuters legt belangrijke basis voor het leren lezen
Getalbegrip werkgeheugen
Rol van het werkgeheugen en getalbegrip in het rekenonderwijs op de basisschool
Cognitieve voorstellingen wiskunde
Cognitieve verschillen bij voorstellingen van getallen in het onderwijs in wiskunde
Hersengedrag rekenonderwijs po
Hersengedrag bij rekenonderwijs in het basisonderwijs
Studeren adolescenten
Zelfcontrole en zelfregulering bij studeren tijdens de adolescentie
Schrijf in voor de nieuwsbrief
Schrijf in voor de nieuwsbrief
Schrijf in voor de nieuwsbrief
Schrijf in voor de nieuwsbrief
[extra-breed-algemeen-kolom2]

Cognitieve balans



Inschrijven nieuwsbrief


Volg wij-leren.nl

Volg ons op LinkedIn Volg ons op twitter Volg ons op facebook

Mis geen bijdragen.