Op de SURF Onderwijsdagen verzorgde professor Manu Kapur, hoogleraar Learning Sciences and Higher Education aan de ETH in Zürich, een keynote over productive failure om het leren van studenten optimaal te ondersteunen. Als we leren van onze fouten, waarom houden we daar niet meer rekening mee in het ontwerp van ons onderwijs, op een manier die bijdraagt aan het leren van studenten, vraagt Kapur. In zijn keynote nam Kapur ons mee in het concept van productive failure en de wetenschap erachter.
Leren zien
Het concept van productive failure (PF) pleit voor een fase in het leerproces waarin studenten proberen een complex probleem op te lossen vóór dat ze daar een instructie over krijgen in plaats van andersom. Het moeten problemen zijn die niet op de gebruikelijke manieren zijn op te lossen. Ondanks de moeite en strategieën die door studenten worden ingezet, het zal het niet lukken. Ze ‘zien’ de oplossing niet.
Kapur maakt de vergelijking met het kijken naar een film samen met een regisseur. De regisseur als expert ziet een andere film dan jij als leek. Het gaat hier om het verschil in ‘kijken’ tussen een expert en een novice. De expert zal in het kijken de diepere structuren en relaties daartussen zien, de novice blijft aan de oppervlakte. En dat is logisch, want de novice beschikt nog niet over het referentiekader van de expert. Dat is een fundamentele paradox in leren, stelt Kapur. Je hebt kennis nodig om dingen te zien, maar je beschikt nog niet over die kennis. Wat een expert ook doet is creatief en flexibel omgaan met de kennis. We falen in ons onderwijs om die creativiteit bij novices te ontwikkelen, stelt Kapur, om te volharden in het bedenken van oplossingen voor complexe problemen.
We gebruiken in het onderwijs directe instructie (DI) als een methode om studenten te leren kijken. Hoe los je dit probleem op? Ik ga je het laten zien. Daarna geef ik je een probleem om op te lossen. Kapur heeft het specifiek over vroege DI. Het probleem hierbij is dat de student niet over de benodigde voorkennis beschikt om de domein specifieke concepten, methoden en begrippenkader die gebruikt wordt in de instructie goed te duiden. De instructie kent vaak ook een doelgerichte specifieke opbouw, maar het is maar de vraag of de student dat voldoende op waarde kan schatten. Ze ‘zien’ het nog niet. The problem is not that we learn poorly from bad lectures, but that we learn poorly from good ones, stelt Kapur. En de eerste taak in het ontwerpen van een leerervaring is dan ook om ervoor te zorgen dat studenten worden voorbereid om die zaken wel te ‘zien’ en dat kan door in het ontwerp rekening te houden met PF.
“If learning from failure is intuitively so compelling, why wait for it to happen? Why can’t we deliberately design for it?
Productive failure
Wat maakt het maken van fouten productief voor het leren? Want waarom zou je studenten bewust fouten laten maken? Kapur vergelijkt DI met PF, overigens zonder in te gaan op de methodologie (hoe vergelijk je op betrouwbare wijze problem solving voor DI versus DI voor problem solving?). Als het gaat om het leren van basiskennis, dan zijn beide aanpakken even effectief, laat Kapur zien via een staafdiagram. Als het gaat om het ontwikkelen van conceptuele kennis en transfer van deze kennis in het oplossen van nieuwe problemen, dan ziet Kapur een groter leereffect bij studenten die de methode van PF hebben gekregen dan studenten die de methode DI hebben gekregen. Echter, de aanpak is alleen effectief als de fase van PF wordt opgevolgd door DI. De aanpak van PF bestaat dus uit twee fases. Een fase van het genereren en verkennen van mogelijke oplossingsrichtingen, en een fase waarin deze oplossingsrichtingen gekoppeld wordt aan gangbare bestaande oplossingsrichtingen en bijbehorend referentiekader.
Wat zijn de werkende leermechanismes? Het gaat volgens Kapur om (1) activation. PF is een methode om studenten actief te betrekken bij het leerproces, het activeren van voorkennis. Het probleem dat je studenten dan meegeeft moet dan wel voor studenten te begrijpen zijn, en ze dienen dus wel de beschikking te hebben over enige voorkennis. Het gaat om (2) awareness, waarbij studenten een gevoel voor het probleem ontwikkelen, en zich bewust worden van wat ze wel en niet weten. Het gaat om (3) affect: willen weten wat de juiste oplossing is. Ook als dat uit frustratie is. Dat kan juist als een katalysator werken. Het gaat om het stimuleren van de betrokkenheid, autonomie en motivatie van de student. En het gaat om (4) assembly, het actief organiseren en opbouwen van een conceptueel kader. Hierbij vergelijken studenten hun oplossingsmethode met de gangbare methode die wordt besproken in de instructie.
PF werkt niet bij alles, en Kapur pleit voor een gedoceerde aanpak. Het is een geschikte methode voor complexe problemen die diepgaande conceptuele kennis vragen, niet bij basiskennis. Koppel het aan een aantal ‘big ideas’ in een onderwijseenheid, stelt Kapur voor. Bijvoorbeeld in een online voorbereidingsactiviteit voor een instructiebijeenkomst.
Ik moet mij er eens op in lezen maar ik kan mij ook voorstellen dat het toepassen van een juiste oplossingsrichting wel uit een beperkt aantal stappen bestaat. Als je als student veel stappen moet doen om een probleem op te lossen, dan lijkt mij een directe instructie van de docent verstandiger.
Wat ik interessant aan het verhaal van Kaput vind is de nadruk op het belang van het voorbereiden van studenten op directe instructie. Dat kan door de aanpak vab PF. Maar er zijn verschillende manieren om DI te ontwerpen, bijvoorbeeld door te werken met worked examples. Hoe verhoudt zich dat met PF?
PF valt en staat volgens mij wel met het ontwerpen van een uitdagend en tot de verbeelding sprekend probleem. Op een of andere manier moet je wel in de zone van naaste ontwikkeling blijven, want anders is het een activiteit die volgens mij nergens aan bijdraagt en een negatief effect heeft op de betrokkenheid van de student. En is het voor alle studenten? En wat doet PF met de cognitieve belasting. En is er bij PF juist niet sprake van minimal guidance doesn’t work?
Food for thought, ik heb ondertussen wat artikelen gevonden om te lezen. Leuke keynote dus! Voor de lezer die deze keynote niet heeft gezien, deze TED Talk geeft een aardig beeld.
