Probleemoplossen (problem solving) van Polya en probleemgestuurd leren – Leerprocessen Deel 4

🏷️Titel: Probleemoplossen (problem solving) van Polya en probleemgestuurd leren – Leerprocessen Deel 4

📋Koppeling met de generieke kennisbasis (GKB)
Domein A – De school als leeromgeving ➝ didactisch handelen van de docent
Subdomein A4 – Leer- en motivatieprocessen
Kernconcept A4.2 – Cognitieve leerstrategieën

🏁Wat komt er aan bod: Intro
Problemoplossen en probleem gestuurd leren worden vaak met elkaar verward. Wat houden de begrippen in en hoe kun je hier vorm aan geven in jouw les? Deze video gaat over probleemoplossen en probleemgestuurd leren.

🏁Wat komt er aan bod: Leeruitkomsten

Aan het einde van deze video ken je de defenities van probleemoplossen en probleemgestuurd leren en heb je een dieper inzicht in beiden. Hiermee kunt je leerlingen bijvoorbeeld beter begeleiden bij probleemoplossen door middel van een aantal vaste stappen en je kent de voorwaarde om een prikkelend probleem te bedenken waarover je leerlingen eigenaarschap voelen en waarmee zij gemotiveerd aan de slag gaan.

💬 De uitleg:

Ik begin deze video met twee definities en begripsvorming over probleemoplossen en probleem gestuurd leren omdat deze twee begrippen soms door elkaar gehaald worden. Probleemoplossen is het toepassen van reeds aanwezige kennis en vaardigheden op een gepresenteerd probleem. Probleemoplossen wordt ook wel problem solving genoemd. Probleem gestuurd leren is het presenteren van een probleem aan je leerlingen in een nieuwe context, zónder dat zij de benodigde kennis bezitten. Probleemgestuurd leren wordt ook wel ‘probleemoplossend leren’ of ‘problem-based learning’ genoemd. Probleemoplossen wordt soms verward met probleemgestuurd leren. Het is belangrijk om onderscheid te maken tussen probleemoplossen en probleemgestuurd leren omdat ze wezenlijk van elkaar verschillen. Ze bewerkstelligen daarom ook iets heel anders in jouw lespraktijk. Probleemoplossen is een leerstrategie is en probleemgestuurd leren een didactiek. Probleemoplossen is het meest geschikt voor het toepassen van aanwezige kennis en vaardigheden. Probleemgestuurd leren is meer geschikt voor het inoefenen en toepassen van vaardigheden zodat leerlingen leren hun kennis flexibel gebruiken. In deze video zal ik eerst ingaan op de verschillende fasen van probleemoplossen en de stappen voor het aanleren van probleemoplossen. Daarna zal ik kort ingaan op probleemgestuurd leren. Het oplossen van een probleem verloopt veelal in de volgende fases: Fase 1: Het probleem begrijpen. Fase 2: Een plan bedenken. Fase 3: Het plan uitvoeren. Fase 4: Terugkijken. Probleemoplossen is vaak geen lineair proces. Het is dus lang niet altijd zo dat wanneer je fase 1 tot en met 4 achter elkaar doorloopt, het probleem automatisch is opgelost. Probleemoplossen is meestal een proces waarbij deze stappen door elkaar lopen en waarbij je regelmatig van de ene stap teruggrijpt op de andere stap. Om het proces inzichtelijk te maken, en te zorgen dat deze video geen onduidelijk rotzooitje wordt, bespreek ik de stappen afzonderlijk. Fase 1: Het probleem begrijpen Het probleem begrijpen is een stap die snel wordt overgeslagen, met name door leerlingen die aan het begin van een leerproces staan. Deze stap is echter essentieel voor het activeren van de juiste schema’s, modellen en concepten. Om het probleem goed te begrijpen is het belangrijk om de juiste gegevens uit de gepresenteerde informatie te destilleren en de niet-relevante gegevens te negeren. Als bij leerlingen de verkeerde schema’s worden geactiveerd, dan komt dat vaak doordat ze relevante informatie missen, niet-relevante informatie gebruiken of woorden en zinnen verkeerd lezen. Het kan zijn dat een leerling na de fase van het begrijpen van het probleem eigenlijk klaar is. De leerling heeft dan het probleem herkend als een vergelijkbaar probleem dat hij of zij eerder heeft opgelost; het juiste schema, model of concept is geactiveerd en de oplossing ligt voor de hand. In dat geval is er sprake van schema-gedreven probleemoplossen. Echter, als er geen voor de hand liggende en bekende manier is om een probleem op te lossen, dan zal de leerling alternatieve manieren moeten verkennen om het probleem op te lossen. Fase 2: Een plan bedenken Als er geen voor de hand liggende oplossing voor een probleem is, is de volgende stap het verkennen van mogelijke aanpakken van het probleem en een plan bedenken. Globaal zijn hier twee manieren voor: met behulp van algoritmes of met behulp van heuristieken. Ik zal ze allebei kort toelichten. Als eerste algoritme; Een algoritme is een stappenplan om een bepaald probleem op te lossen op een systematische manier. Denk bijvoorbeeld aan de stappen die je moet zetten om een appeltaart te bakken. Als een leerling het juiste algoritme toe past, op het juiste moment en op de juiste manier, dan is de uitkomst het gewenste antwoord of resultaat. In dit geval een lekkere appeltaart! Om algoritmes toe te passen is het nodig dat een leerling gestructureerd werkt. Leerlingen die dit niet doen, komen niet (of per toeval) tot het juiste antwoord. Om te checken of dit het geval is, kun je de leerling vragen het stappenplan toe te lichten. De leerling begrijpt in dit geval namelijk niet hoe hij tot het antwoord gekomen is. Als je een leerling, die gestructureerd gewerkt heeft, in het geval van de appeltaart vraagt hoe het komt dat de appeltaart goed gelukt is, zal de leerling beginnen met de uitleg van het recept (het stappenplan). Een leerling die toevallig een goede taart gebakken heeft zal een warrig onsamenhangend verhaal vertellen. Ten tweede Heuristieken; Waar algoritmes veelal vakgebonden oplossingsstrategieën zijn die een systematische werkwijze vragen, zijn heuristieken algemener toepasbaar. Heuristieken zijn meer algemene oplossingsstrategieën zoals: overeenkomsten en verschillen zoeken, het probleem vereenvoudigen of het probleem opdelen in subvragen. Zeker wanneer problemen nieuw en ongestructureerd zijn en er geen bekende algoritmes bekend zijn, zijn leerlingen aangewezen op heuristieken. Fase 3: Het plan uitvoeren Een plan bedenken en zoeken naar de juiste oplossingsstrategie is niet eenvoudig: het vraagt voldoende voorkennis, denkkracht, concentratie en soms een beetje geluk. Het plan uitvoeren vraagt veel minder inspanning, hiervoor heb je met name geduld nodig. Verder moet je overzichtelijk en nauwkeurig werken, waarbij je iedere stap zorgvuldig controleert, alles expliciet opschrijft en altijd nagaat of uitkomsten of resultaten aannemelijk zijn. Fase 4: Terugkijken Als je je vermogen om problemen op te lossen wilt ontwikkelen, is de laatste stap, terugkijken belangrijk. Door te reflecteren op de weg die je hebt afgelegd bij het vinden van de oplossing voor het probleem, kun je wat je hebt geleerd duurzaam maken. Daarnaast is het een kans om eventuele fouten te herstellen of nog meer begrip over de oplossing te creëren. als leraar kan je jouw leerlingen verleiden om zich andere situaties voor te stellen waarin ze de gebruikte oplossingsstrategie, in de toekomst, nogmaals kunnen gebruiken. Verder is het belangrijk tijd te maken in je les om terug te kijken. Het komt veel voor dat onderwijssituaties met name gericht zijn op het resultaat. Bijvoorbeeld wanneer een leerling zijn werk af heeft wordt dit afgetekend en wordt er niet terug gekeken. Ook komt het voor dat na een gemaakte toets worden de fouten niet meer besproken en verbeterd worden. Dit laatste kun je veranderen door ruimte te maken om de toets te bespreken en de gewoonte te handhaven dat er extra punten te verdienen zijn wanneer leerlingen een foutje in het nakijkwerk kunnen vinden of hun antwoord mondeling kunnen motiveren. Leerlingen worden niet zomaar goed in probleemoplossen, daar is goede voorbereiding voor nodig. Hiervoor kun je het stappenplan van Barton (2018) gebruiken. Het stappenplan bestaat uit drie stappen en ik licht ze weer even toe. Stap 1: Onderwijs en evalueer vakspecifieke kennis. Om te beginnen vraagt het veel voorkennis en ervaring om een probleem goed te begrijpen. Een leraar heeft veel vakinhoudelijke kennis en maakt snel verbindingen tussen de aangeboden informatie en eerder verworven kennis. Daarnaast weet hij of zij ook hoe, wanneer en of die kennis gebruikt kan worden. Veel leerlingen kunnen dat niet zomaar en leren dit het beste in vakspecifieke situaties onder begeleiding van een expert. Stap 2: Geef leerlingen verwante problemen. Het is belangrijk om veel verschillende problemen aan te bieden die subtiel van elkaar verschillen. Als er voldoende voorkennis is en vaardigheden aanwezig zijn, gaan leerlingen namelijk overeenkomsten en verschillen tussen verwante problemen zien. Dit helpt ze bij het kiezen van de juiste oplossingsstrategie. Ze zien dan het verschil tussen problemen die op het eerste gezicht hetzelfde zijn, maar bijvoorbeeld een net wat andere vakinhoudelijke kennis uit een eerder onderwerp bevatten of op een dieperliggende laag verschillen. Stap 3: Geef leerlingen ook geïsoleerde problemen. Als je echter problemen blijft aanbieden die erg aan elkaar verwant zijn, leren leerlingen niet de juiste oplossingsstrategie kiezen. Als een heel hoofdstuk over vergelijkbare problemen gaat, dan hoeven ze die namelijk niet zelf te kiezen. Dat is dan eigenlijk al voor hen gedaan. Daarom is het belangrijk om problemen ook ‘geïsoleerd’ aan te bieden.Het is belangrijk om goed in de gaten te houden dat de strategieën die je je leerlingen wilt aanleren vaak genoeg terugkomen. Ik zal zoals beloofd zou ik ook kort ingaan op Probleemgestuurd leren. Probleemgestuurd leren is, in tegenstelling tot probleemoplossen, een didactiek die geschikt is voor het oefenen met, en toepassen van vaardigheden die leerlingen al hebben aangeleerd. Het belangrijkste doel van probleemgestuurd leren is om leerlingen hun kennis flexibel te laten gebruiken. Andere mogelijke doelen zijn het verhogen van motivatie, het aanleren van vaardigheden om problemen op te lossen, samen te werken en zelfsturend te leren. Er is geen wetenschappelijk bewijs dat probleemgestuurd leren de motivatie of de vaardigheden om samen te werken verhoogt, maar wel dat samenwerken flexibel te gebruiken kennis oplevert en vaardigheden ontwikkelt om het eigen leren te reguleren (Hmelo-Silver, 2004). Leerlingen die al voldoende vaardigheden hebben om zelfregulerend te leren profiteren meer van probleemgestuurd leren dan leerlingen die dat nog niet kunnen. Dit betekent niet dat probleemgestuurd leren niet goed of niet geschikt is voor leerlingen met minder zelfregulerende vaardigheden. Want wanneer probleemgestuurd leren goed gestructureerd is vormgegeven, is het voor deze leerlingen juist mogelijk om meer vaardigheden voor zelfregulatie te ontwikkelen. In deze video ga ik hier niet dieper op in. Voor extra informatie over zelfregulatie raad ik je aan om de video zelfregulatie en zelfregulerend vermogen bekijken. Probleemgestuurd leren waarbij het probleem of de taakgerichte instructie strategie gecombineerd wordt met een meer directe instructie strategie verloopt veelal volgens een vast patroon: Leerlingen krijgen een probleem gepresenteerd. Ze analyseren dat probleem en formuleren hypotheses voor oplossingen. Op basis van die hypotheses vergaren en ontvangen ze ontbrekende informatie. Deze informatie gebruiken ze om de hypotheses te evalueren en zo tot een oplossing te komen. Indien nodig doen ze aanvullend onderzoek om nieuwe informatie te vergaren. Ten slotte blikken de leerlingen terug op de geleerde kennis en vaardigheden. Wil je dergelijk onderwijs vormgeven dan is het 4C/ID model het juiste ontwerpmodel om te gebruiken. Zie voor meer informatie ook de video over het 4C/ID model. Een probleem dat je als leraar aan de leerlingen geeft, is niet noodzakelijk ook hun probleem. Het is de kunst, zowel bij probleemoplossen als bij probleemgestuurd leren, dat de leerlingen het probleem ook echt als probleem gaan zien en de motivatie vinden om het probleem op te willen lossen. Dit kan bijvoorbeeld omdat de leerlingen een tegenstelling zien met wat zij al weten of denken te weten of omdat het refereert aan iets dat ze niet begrijpen. Denk bijvoorbeeld aan een jong kind dat je een appel laat zien en dan banaan zecht. Dit is natuurlijk een grapje en de misconseptie is in dit geval een een leugen maar wat gebeurd er het kind moet lachen en gaat proberen om te begrijpen hoe het nou zit. Het kind scheuwd neeeee appel. Misconcepties van leerlingen zijn daarom vaak goed te gebruiken als uitgangspunt voor een intrigerend en prikkelend probleem. Voor de motivatie is het van belang dat je als leraar problemen en opdrachten gebruikt die niet te moeilijk of te makkelijk zijn, streeft naar een wendbaar gebruik van datgene wat ze leren of geleerd hebben en dat je leerlingen ondersteunt om vaardigheden te ontwikkelen die het eigen leren reguleren. Zie voor meer informatie ook de rees video’s over motivatietheorieën.

🔚 Outro samenvatting:

Deze video ging over probleemoplossen en probleemgestuurd leren. Probleemoplossen of problem solving is het toepassen van reeds aanwezige kennis en vaardigheden op een gepresenteerd probleem. het oplossen van een probleem verloopt volgens vier fasen: Fase 1: Het probleem begrijpen. Fase 2: Een plan bedenken. Fase 3: Het plan uitvoeren. Fase 4: Terugkijken. Als leraar kun je leerlingen helpen om beter te worden in probleemoplossen door het stappenplan van Barton te gebruiken. stap 1. Onderwijs en evalueer vakspecifieke kennis. stap 2. Geef leerlingen verwante problemen. stap 3. Geef leerlingen ook geïsoleerde problemen. Probleemgestuurd leren is, in tegenstelling tot probleemoplossen, een didactiek die geschikt is voor het oefenen met en toepassen van vaardigheden die leerlingen al hebben aangeleerd. Het belangrijkste doel van probleemgestuurd leren is om leerlingen hun kennis flexibel te laten gebruiken. Probleemgestuurd leren verloopt via een vast patroon: van het probleem, naar analyse van het probleem, hypothese stelling, het formuleren van een oplossing, eventueel aanvullend onderzoek en terugblikken. Voor succesvol probleemoplossen en probleemgestuurd leren is het als leraar belangrijk om te zorgen, dat de leerlingen het probleem dat je ze voorlegt, ook echt als hun eigen probleem zien. Alleen dan gaan ze gemotiveerd aan de slag om het probleem op te lossen. Bedenk prikkelende problemen aan de hand van misconsepten en maak gebruik motivatietheorieën.