Welk effect heeft bewegen in de klas op leerlingen in het voortgezet en middelbaar beroepsonderwijs?

Geplaatst op 19 december 2019

Bewegen in de klas heeft positieve effecten op aandacht en cognitie. Een kwartier matig tot intensief bewegen lijkt de gunstigste invloed te hebben. De sterkste effecten zijn gevonden voor fysieke activiteit die tevens cognitief uitdagend is. Het is echter onbekend of deze effecten ook bij adolescenten optreden. Wel is bekend dat bewegen op zich een positieve uitwerking heeft op aandacht, impulsbeheersing en taakgericht gedrag. Dat komt vermoedelijk door veranderingen in de hersenen, zoals een verbeterde doorbloeding en verhoogde hormoonniveaus.

Er zijn twee manieren om te bewegen in de klas: bewegend leren en beweegbreaks. Bij de eerste manier gaat het om integratie van beweging in leertaken. Voorbeelden zijn springen tijdens het maken van tafels in de rekenles, of het doen van squats tijdens het spellen bij taal. De andere wijze is onderbreking van het leren, bijvoorbeeld door een kwartiertje te dansen, springen of rennen.

Acute effecten van beweging

Het basisonderwijs zet bewegend leren en beweegbreaks regelmatig in. Dat heeft positieve effecten op selectieve aandacht, impulsbeheersing en taakgericht gedrag. Selectieve aandacht verwijst naar de capaciteit om een taak af te maken zonder afgeleid te worden door prikkels van buitenaf. Impulsbeheersing is het vermogen om impulsen te beheersen en ongewenst gedrag te onderdrukken. Beide zijn cognitieve functies die belangrijk zijn voor presteren op school.

Over effecten van bewegend leren en beweegbreaks bij leerlingen in het voortgezet onderwijs en middelbaar beroepsonderwijs is weinig bekend. Bij deze leeftijdsgroep is enkel gekeken naar effecten van beweging buiten het klaslokaal, bijvoorbeeld in de gymzaal of op het schoolplein. Over het algemeen zijn die effecten vergelijkbaar met die in het basisonderwijs. Een kwartier matig tot intensief bewegen heeft de gunstigste effecten op aandacht, impulsbeheersing en taakgericht gedrag. Beweging van vijf minuten of minder, of op een laag intensiteitsniveau, is weinig effectief.

Cognitief uitdagend bewegen brengt sterkere acute effecten teweeg op aandacht, impulsbeheersing en taakgericht gedrag dan puur aerobe fysieke activiteit. Dat geldt voor alle leerlingen. Het daagt leerlingen uit op fysiek en op cognitief vlak. Dat kan door activiteiten met complexe regels of door activiteiten waarbij leerlingen nieuwe bewegingen moeten aanleren.

Neuropsychologische veranderingen in de hersenen

Het is lastig om de onderliggende mechanismen van beweging en acute effecten aan te tonen. De studies verschillen sterk van elkaar in het type en de intensiteit van beweging die ze onderzoeken. Over het algemeen blijkt dat een beweegsessie leidt tot een verbeterde doorbloeding van de hersenen, en een toename in hormoonniveaus (onder anderen dopamine) en groeifactoren. De verwachting is dat deze veranderingen in de hersenen leiden tot verbeterde aandacht, impulsbeheersing en taakgericht gedrag, wat vervolgens bijdraagt aan schoolse prestaties. De intensiteit van beweging lijkt hierbij van belang; hoe hoger de intensiteit, hoe zichtbaarder de effecten.

Cognitieve uitdaging tijdens het bewegen wordt verondersteld belangrijk te zijn. ‘Nadenkend bewegen’ activeert namelijk cognitieve processen en hersengebieden die personen ook gebruiken bij cognitieve taken. Dit is echter een hypothese. Het is niet bekend op welke wijzen veranderingen in activatie van hersengebieden die zowel betrokken zijn bij cognitie als bij beweging, de effecten van cognitief uitdagende beweging verklaren.

Tot slot, leerlingen vinden bewegen in de klas leuk. Dit heeft positieve gevolgen voor hun stemming. En dat levert naar verwachting eveneens een bijdrage aan een verbeterde aandacht en meer taakgericht gedrag tijdens de les.

Uitgebreide beantwoording

Opgesteld door: Anne de Bruijn (antwoordspecialist) en Melissa van Amerongen (kennismakelaar)
Vraagsteller: Lerarenopleider vo/mbo

Vraag

Is het waar dat bewegen in de les de taakgerichtheid en concentratie verbetert van leerlingen in het vo/mbo, en zo ja, wat is dan het verklarend mechanisme?

Kort antwoord

Er zijn twee manieren om bewegen in de klas in te zetten: integratie van beweging in leertaken (bewegend leren), of bewegen als onderbreking van het leren (beweegbreaks). Over het algemeen blijkt dat beide vormen van bewegen positieve effecten hebben op aandacht, impulsbeheersing, en taakgericht gedrag. De meest gunstige effecten worden gevonden voor beweging van ongeveer een kwartier, op matig-tot-intensief intensiteitsniveau, en voor beweging die cognitief uitdagend is.

Hoewel nog onbekend is in hoeverre deze effecten ook bij adolescenten optreden, kan op basis van onderzoek naar de effecten van beweging op zich (dus niet per se in de klas) verwacht worden dat dit wel het geval is. Deze effecten komen vermoedelijk tot stand door veranderingen in de hersenen, zoals een verbeterde doorbloeding en verhoogde hormoonlevels, en door positieve effecten op stemming.

Toelichting antwoord

Bewegen in de klas

Bewegen in de klas kan op meerdere manieren worden ingezet. Allereerst kan beweging geïntegreerd worden in leertaken, ook wel bewegend leren genoemd. Hierbij kan gedacht worden aan springen tijdens het maken van tafels tijdens de rekenles, of het doen van squats tijdens het spellen bij taal. In het basisonderwijs is Fit & Vaardig een voorbeeld van een programma voor deze vorm van bewegen (zie ook Kennisrotonde, 2017). Beweging kan ook gebruikt worden als onderbreking van het leren, een zogenaamde beweegbreak, bijvoorbeeld door een kwartiertje te dansen, springen, of rennen zonder meer.

Acute effecten van beweging

In het basisonderwijs worden bewegend leren en beweegbreaks al regelmatig ingezet. Uit meta-analyses, samenvattende analyses van meerdere onderzoeken naar hetzelfde onderwerp, blijkt dat het aanbieden van beweging in de les bij basisschoolleerlingen, in de vorm van beweegbreaks of bewegend leren, positieve effecten heeft op selectieve aandacht en impulsbeheersing (De Greeff et al., 2018), en op taakgericht gedrag (Watson et al., 2017). Selectieve aandacht verwijst hierbij naar de capaciteit om een taak af te maken zonder afgeleid te worden door prikkels van buitenaf (De Jong, 1991). Impulsbeheersing is het vermogen om impulsen te beheersen en ongewenst gedrag te onderdrukken (Diamond, 2013). Beide zijn cognitieve functies die belangrijk zijn voor presteren op school.

De effecten van bewegend leren en beweegbreaks zijn bij adolescenten in het voortgezet onderwijs (VO) of middelbaar beroepsonderwijs (MBO) nauwelijks onderzocht. Voor zover er wél onderzoek bij deze leeftijdsgroep is gedaan, is met name gekeken naar de acute effecten van beweging: de effecten direct na één beweegsessie, hoewel niet noodzakelijkerwijs na het bewegen in de klas. Dit kan dus ook een half uurtje fietsen op een hometrainer in een onderzoeksruimte zijn. Hierdoor zijn resultaten niet één op één te vertalen naar een schoolsetting. In school-settings is bij deze leeftijdsgroep enkel gekeken naar de effecten van beweging buiten het klaslokaal, bijvoorbeeld in de gymzaal of op het schoolplein (Li et al., 2017).

Net als bij kinderen brengt beweging, hoewel dus niet noodzakelijkerwijs op school, bij adolescenten over het algemeen positieve effecten teweeg op impulsbeheersing (Verburgh et al., 2014). Ook op concentratie en aandacht zijn bij adolescenten positieve effecten van beweging gevonden (Budde et al., 2008). In hoeverre beweegbreaks tijdens de les effect hebben op cognitie van adolescenten is tot op heden onbekend. De resultaten van studies naar acute effecten van beweging en studies bij basisschoolleerlingen, suggereren dat bewegen in de klas ook positieve effecten zal hebben op aandacht, impulsbeheersing en taakgericht gedrag van adolescenten, hoewel meer onderzoek nodig is om dit te bevestigen.

Niet in alle studies worden echter positieve effecten van beweging op cognitie van adolescenten gevonden (Li et al., 2017). Dit kan komen door het verschil in kwaliteit tussen verschillende studies, en grote variatie in het type en duur van de beweging die onderzocht wordt en de gebruikte cognitieve uitkomstmaten (bijv. aandacht, impulsbeheersing, werkgeheugen). Beweging van ongeveer een kwartier, op matig-tot-intensief intensiteitsniveau, blijkt de meest gunstige effecten te hebben op aandacht, impulsbeheersing en taakgericht gedrag (Chang et al., 2012). Beweging van vijf minuten of minder, of op een laag intensiteitsniveau lijkt daarentegen weinig effectief te zijn (zie Chang et al., 2012; Schmidt et al., 2016).

Daarnaast blijkt beweging die ook cognitief-uitdagend is sterkere acute effecten teweeg te brengen op aandacht, impulsbeheersing, en taakgericht gedrag van kinderen en adolescenten dan puur aerobe fysieke activiteit, zoals rennen of springen (Benzing et al., 2016; Budde et al., 2008; Schmidt et al., 2016; zie ook Watson et al., 2018). Cognitief-uitdagende fysieke activiteit daagt leerlingen op zowel fysiek als cognitief vlak uit, bijvoorbeeld via activiteiten met complexe regels, of activiteiten waarbij leerlingen nieuwe bewegingen moeten aanleren (Tomporowski et al., 2015).

Zo deden leerlingen in het onderzoek van Budde en collega’s (2008) verschillende complexe baloefeningen. In een van deze oefeningen moesten leerlingen in duo’s tegelijkertijd een bal naar hun duo-partner overgooien, afwisselend met de linker- of rechterhand of -voet, de ene een volleybal, de ander een voetbal.

Verklarende mechanismen

Studies proberen de acute effecten van beweging vooral te verklaren door te verwijzen naar de neuropsychologische veranderingen in de hersenen die veroorzaakt worden door beweging. Het is lastig om de exacte mechanismen onderliggend aan de acute effecten van beweging aan te tonen, omdat studies sterk verschillen in het type en de intensiteit van beweging die ze onderzoeken.

Over het algemeen blijkt dat één beweegsessie leidt tot een verbeterde doorbloeding van de hersenen, en een toename in hormoonlevels (o.a. dopamine) en groeifactoren (Basso & Suzuki, 2017). Verwacht wordt dat deze veranderingen in de hersenen vervolgens leiden tot verbeterde aandacht, impulsbeheersing, en taakgericht gedrag, wat vervolgens bijdraagt aan schoolse prestaties. De intensiteit van beweging lijkt hierbij van belang, omdat deze effecten sterker zichtbaar zijn na bewegen op een hogere intensiteit (Li et al., 2017).

Cognitieve uitdaging tijdens het bewegen wordt verondersteld van belang te zijn, omdat hierbij cognitieve processen en hersengebieden worden geactiveerd die ook gebruikt worden bij cognitieve taken (Budde et al., 2008). Bij bijvoorbeeld het overgooien van een bal is het belangrijk dat leerlingen hun aandacht erbij houden en zich niet laten afleiden door externe prikkels. Dit zijn exact de cognitieve processen die ook tijdens de les van groot belang zijn. Met name het cerebellum, het achterste deel van de hersenen, blijkt een belangrijke rol te spelen bij zowel cognitieve vaardigheden, als complexe bewegingen.

Er is echter nog geen bewijs voor deze hypothese, aangezien de effecten van cognitief-uitdagende beweging op de hersenen nog niet onderzocht zijn. Het is daarom niet bekend in hoeverre de effecten van cognitief-uitdagende beweging verklaard kunnen worden door veranderingen in activatie van hersengebieden die betrokken zijn bij zowel cognitie als beweging.

Daarnaast vinden leerlingen bewegen in de klas leuk (Vazou &Smiley-Oyen, 2014). Dit heeft positieve gevolgen voor hun stemming, wat vervolgens verwacht wordt een bijdrage te leveren aan een verbeterde aandacht en meer taakgericht gedrag tijdens de les (Audiffren & André, 2015). Ook dit is echter niet specifiek onderzocht.

Embodied cognition

Overigens zou, naast de besproken veranderingen in de hersenen, nog een aanvullend mechanisme een rol kunnen spelen wanneer gekeken wordt naar de effecten van bewegend leren, namelijk een mechanisme ontleend aan de theorie over embodied cognition (Kontra et al., 2012). Cognitieve processen zijn volgens deze theorie sterk verbonden met lichamelijke ervaringen. Door cognitieve taken te combineren met lichamelijke bewegingen, zoals tijdens het bewegende leren gedaan wordt, wordt informatie op een rijkere manier opgeslagen in het geheugen. Dit maakt het ophalen van deze kennis makkelijker, en dat draagt bij aan het leren.

Aangezien deze theorie zich expliciet richt op een combinatie van bewegen en leren, kan hiermee niet verklaard worden waarom bewegen op zich, zoals bij beweegbreaks wordt gedaan, leidt tot verbeterde aandacht en cognitie. Een directe vergelijking van de effecten van beweegbreaks en bewegend leren is nog niet gemaakt. Hierdoor is onbekend of, en in welke mate, embodied cognition een aanvullende verklaring kan geven voor de effecten van bewegend leren, bovenop de eerdergenoemde mechanismen die ook van toepassing zijn voor beweegbreaks.

Conclusie

Over het algemeen blijkt dat bewegen in de klas positieve effecten heeft op aandacht en cognitie. Daarbij lijkt beweging van ongeveer een kwartier, op matig-tot-intensief intensiteitsniveau, de meest gunstige effecten te hebben op aandacht, impulsbeheersing, en taakgericht gedrag. De sterkste effecten zijn gevonden voor fysieke activiteit die ook cognitief uitdagend is. Het is echter nog onbekend in hoeverre deze effecten ook bij adolescenten optreden. Aangezien beweging op zich, hoewel niet per se in de klas, ook bij adolescenten een verhoogde aandacht en verbeterd impulsbeheersingvermogen oplevert, kan verwacht worden dat dit wel het geval is. Deze effecten komen vermoedelijk tot stand door veranderingen in de hersenen, zoals een verbeterde doorbloeding en verhoogde hormoonlevels. Ook positieve effecten op stemming lijken een rol te spelen.

Geraadpleegde bronnen

Audiffren, M., & André, N. (2015). The strength model of self-control revisited: Linking acute and chronic effects of exercise on executive functions. Journal of Sport and Health Science, 4(1), 30-46.
Basso, J. C., & Suzuki, W. A. (2017). The effects of acute exercise on mood, cognition, neurophysiology, and neurochemical pathways: A review. Brain Plasticity, 2(2), 127-152.
Benzing, V., Heinks, T., Eggenberger, N., & Schmidt, M. (2016). Acute cognitively engaging exergame-based physical activity enhances executive functions in adolescents. PloS one, 11(12), e0167501.
Budde, H., Voelcker-Rehage, C., Pietraßyk-Kendziorra, S., Ribeiro, P., & Tidow, G. (2008). Acute coordinative exercise improves attentional performance in adolescents. Neuroscience Letters, 441(2), 219-223.
Chang, Y. K., Labban, J. D., Gapin, J. I., & Etnier, J. L. (2012). The effects of acute exercise on cognitive performance: a meta-analysis.Brain research, 1453, 87-101.
De Greeff, J. W., Bosker, R. J., Oosterlaan, J., Visscher, C., & Hartman, E. (2018). Effects of physical activity on executive functions, attention and academic performance in preadolescent children: a meta-analysis. Journal of Science and Medicine in Sport, 21(5), 501-507.
De Jong, P. F. (1991). Het meten van aandacht: de constructie van aandachttests voor kinderen [The measurement of attention: The construction of attention tests for children. Delf: Eburon.
Diamond, A. (2013). Executive functions. Annual Review of Psychology, 64, 135-168.
Janssen, M., Toussaint, H. M., Van Mechelen, W., & Verhagen, E. A. (2014). Effects of acute bouts of physical activity on children's attention: a systematic review of the literature. Springerplus, 3(1), 410.
Kennisrotonde (2017). Profiteren jongens en meisjes vergelijkbaar van bewegend leren? Den Haag: Kennisrotonde. Geraadpleegd op 10 april 2019.
Kontra, C., Goldinâ€ÂÂÂÂÂÂÂMeadow, S., & Beilock, S. L. (2012). Embodied learning across the life span. Topics in Cognitive Science, 4(4), 731-739.
Li, J. W., O’Connor, H., O’Dwyer, N., & Orr, R. (2017). The effect of acute and chronic exercise on cognitive function and academic performance in adolescents: A systematic review. Journal of Science and Medicine in Sport, 20(9), 841-848.
Schmidt, M., Benzing, V., & Kamer, M. (2016). Classroom-based physical activity breaks and children's attention: cognitive engagement works! Frontiers in Psychology, 7(1474).
Tomporowski, P. D., McCullick, B., Pendleton, D. M., & Pesce, C. (2015). Exercise and children's cognition: the role of exercise characteristics and a place for metacognition. Journal of Sport and Health Science, 4(1), 47-55.
Vazou, S., & Smiley-Oyen, A. (2014). Moving and academic learning are not antagonists: acute effects on executive function and enjoyment. Journal of Sport and Exercise Psychology, 36(5), 474-485.
Verburgh, L., Königs, M., Scherder, E. J., & Oosterlaan, J. (2014). Physical exercise and executive functions in preadolescent children, adolescents and young adults: a meta-analysis. British Journal of Sports Medicine, 48(12), 973-979.
Watson, A., Timperio, A., Brown, H., Best, K., & Hesketh, K. D. (2017). Effect of classroom-based physical activity interventions on academic and physical activity outcomes: a systematic review and meta-analysis. International Journal of Behavioral Nutrition and Physical Activity, 14(114).