Wat is het effect van een digitale rekenmethode versus een papieren methode op het verwerven van rekenvaardigheden door leerlingen op de basisschool?

Geplaatst op 10 december 2020

Het gebruik van digitale technologie voor rekenonderwijs op de basisschool lijkt een kleine positieve invloed te hebben op de leerlingprestaties. Het effect is het grootst als digitale leermiddelen een traditionele aanpak ondersteunen, aansluitend bij het niveau van de leerling. Andere factoren zijn echter veel bepalender voor rekenprestaties. Het gaat dan om extra instructie, manier van inzetten van hulpmiddelen door de leerkracht en zijn of haar kwaliteiten.

Naar het effect van de keuze voor een digitale of een papieren rekenmethode is weinig onderzoek gedaan. Er zijn aanwijzingen dat de gekozen methode amper een rol speelt bij verschillen tussen rekenprestaties. Bovendien is het effect van de rekenmethode op prestaties niet zuiver te bepalen, onder meer omdat dit sterk samenhangt met de manier waarop de leerkracht de methode gebruikt.

Soorten digitale rekenmethodes

Er zijn drie soorten digitale rekenmethodes te onderscheiden: de minimale, de hybride en de exclusieve vorm. Bij de minimale vorm is de digitale methode een beeldschermversie van de papieren methode. Heeft de papieren lesmethode digitale ondersteuning, bijvoorbeeld door video’s, tips en aanvullende opdrachten, dan is er sprake van een hybride vorm. Wanneer de methode geheel digitaal is, heet dat de exclusieve vorm.

Het effect van digitale technologie

De effecten van digitale technologie op rekenprestaties zijn niet eenduidig. Uit een wat ouder onderzoek kwam geen verschil naar voren tussen prestaties van leerlingen die of een papieren methode volgden of een digitale. Meer recente resultaten laten een positief, doch bescheiden effect van digitale leermiddelen op de leerresultaten zien. De voorzichtige conclusie is dat digitale technologie een klein effect heeft bij het verwerven van rekenvaardigheden. Het effect is het grootst wanneer digitale interventies aansluiten bij het niveau van de individuele leerling, en traditionele rekenlessen ondersteunen.
Ondanks voortschrijdende technologische ontwikkelingen en sterk groeiende digitale vaardigheden van leerkrachten en leerlingen, hebben digitale toepassingen in het onderwijs geen toenemend effect op rekenprestaties.

Succesfactoren voor leerprestaties

Hoe leerlingen presteren op rekentaken hangt af van een groot aantal factoren waarvan de gebruikte rekenmethode er een is. Zo werken factoren door die niet te beïnvloeden zijn, zoals leeftijd, intelligentie en sociaal-economische status van de leerling. Wel beïnvloedbare factoren zijn bijvoorbeeld gedrag, kennis en vaardigheden van de leerkracht, sfeer in de klas, overtuigingen van de leerlingen en de gebruikte leermiddelen en lesmethoden.

Verschillen in rekenprestaties op basisscholen zijn voor ruim negentig procent te verklaren door verschillen tussen leerlingen en voor amper tien procent door kenmerken van de school zoals leerklimaat en rekenbeleid. Dat betekent dat in hoogstens tien procent verschillen in rekenprestaties verklaard kunnen worden door – beïnvloedbare en niet-beïnvloedbare – factoren uit het onderwijsleerproces.

Factoren waar scholen en leerkrachten invloed op kunnen uitoefenen, liggen vooral op lesniveau. Interventies gericht op instructie- en werkvormen laten een positief effect zien, ongeacht of ze digitaal of niet-digitaal zijn, methodegebonden of niet-methodegebonden. Dat geldt ook voor het toepassen van technologische en niet-technologische hulpmiddelen. Andere te sturen factoren zijn:

formatieve toetsing;
differentiëren in niveaugroepen en
het geven van huiswerk.

Het kennis- en vaardigheidsniveau is een van de leerkrachtkenmerken die een rol spelen in het onderwijsleerproces. Andere kenmerken zijn leeftijd (rekenprestaties lijken beter te zijn bij oudere leerkrachten) en mate van tevredenheid over de steun die leerlingen thuis ontvangen. Een belangrijke leerlingkenmerk is rekenangst.

Uitgebreide beantwoording

Opgesteld door: Rinske Stelwagen (antwoordspecialist) en Rena Punt (kennismakelaar)
Vraagsteller: Docent basisonderwijs

Vraag

Wat is het effect van het gebruik van een digitale rekenmethode versus een papieren methode op het verwerven van rekenvaardigheden op de basisschool?

Kort antwoord

Er is weinig bekend over het effect van de keuze voor een digitale of een papieren rekenmethode. Vergelijkend onderzoek naar specifieke rekenmethodes is schaars. Ook is het effect van de rekenmethode op rekenprestaties niet zuiver te bepalen, onder meer omdat dit sterk samenhangt met de manier waarop de methode gebruikt wordt door de leraar. Het inzetten van digitale technologie voor rekenonderwijs op de basisschool in het algemeen lijkt een kleine positieve invloed te hebben op de rekenprestaties. Het gemeten effect is het grootst als een traditionele aanpak ondersteund wordt met digitale leermiddelen, aansluitend bij het individuele niveau van de leerling op dat moment.

Uit onderzoek blijkt echter dat andere beïnvloedbare factoren zoals extra instructie, manier van inzetten van hulpmiddelen door de leraar en de kwaliteit van de leraar veel bepalender zijn voor de rekenprestaties. De gekozen methode (al dan niet digitaal) speelt hierbij nauwelijks een rol.

Toelichting antwoord

Begripsverkenning: digitalisering rekenmethodes

Usiskin (2018) onderscheidt drie soorten rekenmethodes naar mate van digitalisering:

De minimale vorm waarbij de digitale methode een beeldschermversie is van de papieren versie.
Een hybride vorm: een papieren lesmethode met digitale ondersteuning zoals video’s, tips, aanvullende opdrachten, ondersteunende software voor rekenvraagstukken
De exclusieve vorm, waarbij alle content digitaal is. Hier wordt onderscheid gemaakt tussen vrij beschikbaar open-source-materiaal en methodes die alleen tegen betaling toegankelijk zijn.

De laatste twee vormen kunnen digitale toepassingen bevatten die met een papieren methode niet mogelijk zijn, zoals animaties, individuele tips, gepersonaliseerde opgaven, games, automatisch nakijken, social-media-achtige interactie met andere leerlingen, automatische beloningssystemen en rekenhulpmiddelen zoals een rekenmachine of tekenprogramma’s. De mate waarin de hiervoor genoemde elementen aanwezig zijn in rekenmethoden verschilt sterk. Dat maakt de onderzoeksvraag lastig te beantwoorden: de ene papieren of digitale rekenmethode is de andere niet. Wetenschappelijk onderzoek naar het effect van specifieke (digitale) rekenmethodes te opzichte van andere methodes op de rekenvaardigheden is niet gevonden.

Het effect van de inzet van digitale technologie

Effectonderzoek naar het gebruik van digitale technologie en rekenprestaties is er wel.
Een van de vergelijkende studies die we vonden, betreft een wat gedateerd onderzoek van Becker (1990). Hij verrichte in Amerika gedurende twee jaar onderzoek bij 48 sets van klassen binnen dezelfde school, waarbij steeds de ene klas traditioneel onderwijs kreeg terwijl de andere klas gebruik maakte van de computer, op verschillende manieren en met verschillende frequentie en intensiteit. In dit onderzoek kwam géén effect naar voren van de keuze voor een van beide methodes op de rekenprestaties van de leerlingen.

Andere onderzoekers concludeerden dat het gebruik van digitale leermiddelen bij rekenonderwijs een positief, doch bescheiden effect op de leerresultaten heeft.
Cheung en Slavin (2013) deden een grootschalige reviewstudie van 74 afzonderlijke, zorgvuldig geselecteerde onderzoeken met een totale onderzoeksomvang van 56.886 leerlingen. Hun conclusie is dat de inzet digitale technologie helpt bij het verwerven van rekenvaardigheden, maar dat het effect klein is. Het effect is het grootst in het geval van traditionele rekenlessen die ondersteund worden met digitale leerinterventies die goed aansluiten bij het niveau van de individuele leerling. Daarbij blijken basisschoolleerlingen meer profijt te hebben van digitale leermiddelen dan leerlingen in het voorgezet onderwijs.

Rakes, Valentine, McGatha en Ronau (2010) vonden eveneens een licht positief effect van de inzet van digitale technologie op wiskundeprestaties. Hun onderzoek betrof alleen voortgezet onderwijs.
Een andere meta-analyse (Drijvers, 2014) onderschrijft deze resultaten, en stelt verder dat er geen conclusies kunnen worden getrokken over de bepalende succesfactoren bij digitale applicaties, of over welke didactiek het meest succesvol is om het effect ervan te optimaliseren.

Zowel Cheung en Slavin (2013) en Drijvers (2014) hadden verwacht dat het effect van de digitale toepassingen op rekenprestaties zou toenemen met de tijd. Dit blijkt echter niet het geval te zijn. Dus ondanks voortschrijdende technologische ontwikkelingen en toenemende digitale vaardigheden van de leerkrachten en leerlingen, lijken digitale toepassingen in het onderwijs géén toenemend effect op de rekenprestaties te hebben.
In één van de bekeken onderzoek was sprake van een hoog significant effect, namelijk dat van Schachter en Jo (2017) die onderzoek deden naar het gebruik van de rekenapp Math Shelf op de iPad door jonge kinderen (4-5 jaar). De controlegroep gebruikte een traditionele rekenmethode. Na 22 weken presteerde de groep kinderen die Math Shelf duidelijk veel beter op rekentaken. Dit onderzoek is dus recenter, maar ook wel weer erg specifiek. Evenmin komt in dit onderzoek naar voren wat de bepalende succesfactoren zijn bij digitale toepassingen, of over welke didactiek het meest succesvol is.

In hoeverre is de gekozen rekenmethode een bepalende succesfactor voor de leerprestaties?

Hoe leerlingen presteren op rekentaken hangt af van een groot aantal factoren waarvan de gebruikte rekenmethode er slechts één is. Hickendorff e.a. (2017) onderscheiden niet-beïnvloedbare factoren zoals leeftijd van de leerlingen, intelligentie en sociaaleconomische status, en beïnvloedbare factoren zoals gedrag, kennis en vaardigheden van de leerkracht, sfeer in de klas, overtuigingen van de leerlingen en de ingezette leermiddelen en lesmethoden. Om de samenhang tussen beïnvloedbare factoren in het onderwijsleerproces en de rekenprestaties van basisschoolleerlingen in kaart te brengen, combineerden de onderzoekers een reviewstudie met een analyse van twee grootschalige onderzoeken die in Nederland plaatsvonden (PPON: Scheltens, Hemker en Vermeulen, 2013 en TMSS: Meelissen enPunter, 2016).

Uit het onderzoek blijkt dat de verschillen in rekenprestaties op Nederlandse basisscholen voor 91-96% te verklaren zijn door verschillen tussen leerlingen en voor 4-10% door kenmerken van de school zoals klimaat en rekenbeleid. Dat betekent dat in hoogstens 10 procent van de verschillen in rekenprestaties verklaard kan worden door (beïnvloedbare en niet-beïnvloedbare) factoren uit het onderwijsleerproces. De beïnvloedbare factoren die volgens Hickendorff e.a. een rol spelen zijn:

Leskenmerken: alle onderzochte interventies gericht op instructie- en werkvormen lieten een positief effect zien, ongeacht ze nu digitaal of niet-digitaal zijn, methodegebonden of niet-methodegebonden. Dat geldt ook voor het toepassen van hulpmiddelen (technologisch en niet-technologisch), formatief gebruik van toetsgegevens, differentiëren in niveaugroepen en het maken van huiswerk.
Leraarkenmerken: kennis- en vaardigheidsniveau, leeftijd (rekenprestaties lijken beter te zijn bij oudere leerkrachten), tevredenheid van leerkrachten over de steun die leerlingen thuis ontvingen en mate waarin leerkrachten de rekenmethode die ze gebruiken beter bij zich vinden passen.
Leerlingkenmerken, met name mate van rekenangst.

De rekenmethode speelt (nagenoeg) geen rol bij de verschillen tussen rekenprestaties.