Conflicted about cognitive conflict

Ik heb eerder geschreven over het belang van het uitdagen van de misvattingen van kinderen als het gaat om het onderwijs.

“psychologen van Piaget tot Sweller couch leren in termen van de verwerving en verfijning van schema. Een van de beperkingen van directe onderwijstechnieken is volgens mij het feit dat studenten niet naar ons ‘tabula rasa’ komen – ze komen eerder met veel vooroordelen die al op hun plaats zijn. Deze vooroordelen – Geary noemt ze ‘folk physics’ of ‘folk biology’, enz – – zijn soms buitengewoon moeilijk te veranderen; zelfs nadat de wetenschappelijke kennis met succes is onderwezen en teruggeroepen onder examenomstandigheden.”

constructivistische leermodellen richten zich vaak op de rol van cognitieve conflicten in het succesvol uitdagen van misvattingen. Cognitief conflict is de term educationalisten gebruiken voor het idee van cognitieve dissonantie en kan breed worden gedefinieerd als het mentale ongemak veroorzaakt wanneer iemand wordt geconfronteerd met nieuwe informatie die in tegenspraak is met hun eerdere overtuigingen en ideeën. Waar cognitieve dissonantie ontstaat zal de persoon meestal proberen om dit ongemak te verminderen, hetzij door het veranderen van hun ideeën of door het vermijden (b.v. negeren) van de nieuwe informatie.Cognitieve dissonantie is een vrij veilig begrip binnen de psychologie en daarom lijkt het redelijk te suggereren dat het uitlokken van cognitieve conflicten ertoe kan leiden dat studenten hun misvattingen verwerpen. Bijvoorbeeld, Piaget gesuggereerd dat wanneer een kind ervaart een discrepantie tussen hun begrip van de wereld en een nieuwe ervaring, dat ze ofwel assimileren de nieuwe informatie in bestaande schema of tegemoet te komen aan de nieuwe informatie door het creëren van een nieuw schema. Dit heeft geleid tot een aantal constructivistische benaderingen van het onderwijs om zich te concentreren op manieren om dit cognitieve conflict in de lessen te genereren.

verbetert het uitlokken van cognitieve conflicten het leren?

er zijn psychologisch plausibele redenen om te denken dat dit wel het geval is. In de eerste plaats zijn de prevalentie en het blijvende karakter van misvattingen goed gedocumenteerd: bijvoorbeeld in de wetenschap – sommige gemeenschappelijke alternatieve opvattingen (misvattingen)

ten tweede lijken ze de verwerving van nieuw leren te belemmeren, hetzij omdat de onderwezen ideeën de neiging hebben om in de loop van de tijd terug te drijven naar de eerdere opvattingen, hetzij omdat de nieuwe informatie eenvoudigweg wordt genegeerd. Bijvoorbeeld, uit dit artikel van de American Psychological association (Hoe krijg ik mijn studenten over hun alternatieve opvattingen (misvattingen) voor het leren?)

“alternatieve opvattingen (misvattingen) kunnen het leren om verschillende redenen echt belemmeren. Ten eerste zijn studenten zich er over het algemeen niet van bewust dat de kennis die ze hebben verkeerd is. Bovendien kunnen misvattingen zeer verankerd zijn in het denken van studenten. Bovendien worden nieuwe ervaringen geïnterpreteerd door deze onjuiste inzichten, waardoor het mogelijk wordt om nieuwe informatie correct te begrijpen. Ook alternatieve concepten (misvattingen) hebben de neiging om zeer resistent te zijn tegen instructie, omdat leren inhoudt dat de kennis van de student wordt vervangen of radicaal wordt gereorganiseerd. Daarom moet conceptuele verandering plaatsvinden om te leren.”

Ten derde weten we dat cognitieve dissonantie intens denken over een bepaald onderwerp kan uitlokken: als het individu probeert de verschillen tussen zijn eerdere overtuigingen en de nieuwe informatie op te lossen. Een gelukkig neveneffect van dat intense denken is dat het zeer sterke herinneringen moet creëren-zoals Willingham opmerkt:

“zo is het eerste principe voor studenten dat herinneringen worden gevormd als het residu van gedachte. Je herinnert je waar je aan denkt, maar niet elke vluchtige gedachte—alleen die zaken waar je echt aandacht aan besteedt.”

zijn instructietechnieken die cognitieve conflicten bevorderen, beter geschikt om misvattingen te bestrijden dan directe instructie?

Dit is waar ik echt in conflict ben!

een deel van de eerste gegevens hierover blijkt afkomstig te zijn van een reeks experimenten die Bell in de jaren tachtig heeft uitgevoerd.

het ziet er zeker indrukwekkend uit, maar er lijkt een groot verschil te zijn in de eerdere prestaties (pre-test) van de twee groepen. We kunnen ook niets vertellen over het ontwerp uit deze grafiek (randomisatie, verblinden of wat de controlegroep eigenlijk betrokken). Helaas heb ik geen van de papieren kunnen bemachtigen zodat ik het ontwerp kan ondervragen.

Postscript: een collega-blogger kon mij Bell ‘s Samenvatting uit 1993 van dit onderzoek’SOME EXPERIMENTS IN DIAGNOSTIC TEACHING’ verschaffen. De grafiek hierboven komt uit Experiment 3 waarbij vier jaar 7 en 8 klassen betrokken. In de experimentele toestand, groepen van 4 studenten aangepakt werkboek problemen voor een klaslokaal bespreking van de conclusies en conflicten betrokken. De controlegroepen bleken zich een weg te banen door een instructieboekje met praktijkvoorbeelden. Voor zover ik kan zien, lijkt er geen poging te zijn gedaan tot gerandomiseerde toewijzing of verblindend op wat lijkt te zijn vrij subjectieve maatstaven van de uitkomst. Er blijkt ook geen gebruik te zijn van inferentiële statistieken om te zien of de verschillen tussen de groep werkelijk significant waren op welke manier dan ook. In het kort, Bell ‘ s conclusie dat geleide ontdekking was superieur aan directe instructie lijkt zeer gewaagd gezien de slechte kwaliteit bewijs!Meer recent besprak Guzzetti (2000) een decennium aan kwantitatieve en kwalitatieve studies en suggereerde dat korte stukken tekst die misvattingen direct aan de kaak stellen, het sterkste en langstdurende effect hadden op het veranderen van die begrippen.

“verschillende onderzoeken toonden aan dat educatieve strategieën zoals demonstraties, coöperatieve discussie en nonrefutationele expository tekst, ontworpen om coherent te zijn succesvol waren in het produceren van conceptuele verandering voor groepen studenten op het gemiddelde. Deze effecten werden echter pas onmiddellijk na instructie aangetoond (Dole, Niederhauser, & Haynes, 1990 ; Hynd, Alvermann, & Qian, 1994a). De effecten verdwenen in de loop van de tijd. Alleen studenten die refutational tekst niet terug te keren naar hun alternatieve concepten wanneer getest een maand of meer na instructie (Hynd et al., 1994a).”

deze interventies waren echter niet altijd succesvol:

“hoewel sommige studenten zich bewust werden van het lezen van refutationele tekst dat hun eerdere ideeën ontoereikend waren, waren niet al deze studenten in staat om die vooroordelen te veranderen alleen door het lezen van refutationele tekst. Hoewel cognitieve conflicten noodzakelijk kunnen zijn voor conceptuele verandering, is dit dus niet voldoende.”

het lijkt er ook op dat peer-group discussies ter ondersteuning van refutationele tekst ook niet altijd effectief waren:

“in de andere studie werden studenten gewoon in kleine groepen geplaatst voor coöperatieve discussie. In elk van de studies, echter, de meest overtuigende, krachtige, en overtuigende groep lid of leden waren in staat om andere groepsleden te overtuigen van hun naïeve opvattingen. In sommige gevallen waren personen die deelnamen aan kleine groepsdiscussies tevreden met hun verklaringen, hoewel hun ideeën werden tegengesproken door de weerleggende tekst.”

leertechnieken die gericht zijn op cognitieve conflicten zullen mogelijk mislukken om dezelfde reden dat cognitieve dissonantie niet altijd leidt tot een verandering in attitudes en overtuigingen. Om te beginnen kunnen mensen het tegenovergestelde bewijs gewoon negeren of afwijzen. Ze kunnen hun eerdere overtuigingen handhaven door de geldigheid van het bewijs onredelijk in twijfel te trekken of de gegevens opnieuw te interpreteren. Tot slot kunnen ze het onweerlegbare bewijs simpelweg framen als een anomalie – een vreemde uitzondering die de ‘volkstheorie’niet betwist.

in een studie waarin de effecten van cognitieve conflicten en direct onderwijs voor studenten van verschillende academische niveaus worden onderzocht, rapporteert Zohar (2005) hoe deze kwesties onderzoek op dit gebied hebben bemoeilijkt:

“Studies hebben controversiële resultaten met betrekking tot de effectiviteit van cognitieve conflict in het leren aangetoond. Onderzoekers hebben opgemerkt dat in situaties van cognitief conflict, studenten meestal patch lokale inconsistenties op een oppervlakkige manier in plaats van ondergaan de meer radicale soorten conceptuele veranderingen impliciet door conceptuele veranderingstheorie.”

” om een fase van betekenisvol conflict te bereiken, moeten studenten over een zekere voorkennis en een zekere mate van redeneervermogen beschikken om de kern van het conflict te begrijpen en de nieuwe informatie te begrijpen.”

Zohar ‘ s studie onderzocht twee onderwijsmethoden; ICC (inducing cognitive conflict) en DT (direct teaching) en hun effect op studenten met verschillende eerdere academische prestaties scores. De studie onderwees een component van de biologie (factoren die de fotosynthese beïnvloeden) waarop de studenten niet eerder instructie hadden ontvangen. Naast de plantenbiologie moesten studenten ook ideeën toepassen over controlevariabelen. Studenten betrokken bij een computersimulatie van een fotosynthese-experiment samen met geschreven werkbladen en class discussie voor beide instructievoorwaarden.

de resultaten toonden aan dat er geen belangrijk effect was voor de onderwijsmethode – zowel de ICC-als de DT-onderwijstechnieken hadden dezelfde voordelen. Er was echter een belangrijke interactie. Studenten met een hoger opleidingsniveau leken te profiteren van het ICC, terwijl studenten met een lager opleidingsniveau voordeel hadden van DT. Dit suggereert dat een potentieel verstorende factor in eerder onderzoek naar cognitieve conflicten de voorkennis van de deelnemers aan de studie kan zijn.

de auteurs willen dit niet presenteren als bewijs dat het ICC niet gebruikt zou moeten worden voor studenten met een lagere opleiding (er is misschien een indicatie van hun mogelijke vooroordeel in die zin dat zij er omgekeerd op aandringen dat DT niet gebruikt zou moeten worden voor studenten met een hogere opleiding!). Wat de resultaten echter lijken te onderstrepen is de complexe interactie tussen voorkennis, motivatie van de student en instructie ontwerp die leiden tot de effectieve uitdaging van misvattingen.

dit gebied lijkt een rijk gebied om op grotere schaal RCT-onderzoek uit te voeren. Er zijn echter aanzienlijke problemen met veel van de ontwerpen die ons kunnen helpen de interacties tussen instructiestrategieën en leerresultaten uit elkaar te halen vanwege de ongelukkige gewoonte van onderzoekers om meerdere interventies binnen deze studies samen te bundelen. Zo is er in het Verenigd Koninkrijk een RCT aan de gang die kijkt naar de effectiviteit van een programma genaamd: Let ‘ s Think! Secundaire wetenschap

“het gestructureerde programma daagt het denken van studenten uit door middel van cognitieve conflicten, weerspiegelt de sociale constructie van kennis door het bevorderen van collaboratief werken, en moedigt studenten aan om na te denken over hun eigen denken en leren (metacognition).”

naar mijn mening zal het succes of falen van deze specifieke RCT ons niet veel vertellen over de rol van cognitief conflict in het provoceren van diepere denkprocessen en nauwkeuriger opvattingen van de wetenschap. Bijvoorbeeld, metacognitie en samenwerking zijn twee strategieën hoog beoordeeld door de EEF, dus een positief resultaat voor de studie zal ons niet veel vertellen over de rol van cognitieve conflicten binnen het pakket.

een poging tot synthese

ongeleide onderwijsbenaderingen zijn ineffectief en het lijkt verstandig om onder de meeste omstandigheden direct onderwijs toe te passen als een “eerstelijnsdrug”. Voordat een kind intellectueel het ongemak van cognitief conflict kan verdragen en redelijkerwijs kan ervaren, hebben ze een stevige basis in het onderwerp nodig. Zonder die basis kunnen pogingen om te onderwijzen door middel van cognitieve conflicten mislukken omdat het werkgeheugen overbelast is of simpelweg omdat studenten het belang van het onbetwistbare bewijs dat wordt gepresenteerd niet kunnen erkennen.

naarmate de kennisbasis veilig wordt, is er een argument dat andere educatieve benaderingen effectiever kunnen zijn bij het aanpakken van misvattingen. Dit is echter geenszins zeker. Zelfs als studenten een vrij solide Kennisbasis hebben om mee te werken, is er geen garantie dat het provoceren van cognitieve dissonantie hen succesvol zal doen veranderen van hun ideeën. Het vereist een aanzienlijke mate van intrinsieke motivatie om het ongemak van dissonantie lang genoeg te tolereren om de kwesties meer dan oppervlakkig te onderzoeken.

dus, ik blijf in conflict over deze kwestie. Het lijkt erop dat er goede redenen zijn om te geloven dat een combinatie van directe instructie en cognitieve conflicten met succes misvattingen kan uitdagen, maar de vraag is hoe en wanneer deze conflicten te timen zodat ze conceptuele veranderingen produceren die veilig en langdurig zijn.