Top-5 onderwijsinnovatiesOefenweb staat op de tweede plek in de Top-5 gamechangers in het Nederlandse onderwijs! Deze top vijf is opgesteld door het Europees Kenniscentrum voor Informatie Technologie (EKCIT) en geeft een weergave van de belangrijkste onderwijsinnovaties. Hierin worden wij samen met onder andere Google en de Steve JobsSchool genoemd.

De plek in deze lijst hebben wij te danken aan onze innovatieve leermethode in combinatie met onze unieke adaptieve technologie. Daarnaast wordt de wetenschappelijke onderbouwing en de samenwerking met de Universiteit van Amsterdam hoog gewaardeerd door het EKCIT.

Dit doen wij met onze Oefenwebdata

Vorige maand hebben we in de reeks ‘Oefenweb, Onderzoek en Onderwijs’ met het artikel Adaptief, maar dan anders uitgelegd wat ons adaptief systeem zo uniek maakt. Deze maand vertellen we u meer over onze link met onderzoek en de wetenschap. Maar ook wat Oefenweb kan betekenen voor het onderwijs.

Oefenweb, voor en door onderzoek
Oefenweb en haar producten zijn ontstaan vanuit wetenschappelijk onderzoek. Rekentuin is oorspronkelijk ontwikkeld door wetenschappers om meer inzicht te krijgen in de rekenontwikkeling van kinderen. Rekentuin sloeg aan, scholen wilden ermee blijven werken, dus de Universiteit van Amsterdam (UvA) richtte Oefenweb op, als een spin-off van de UvA. Oefenweb heeft als doel online leeromgevingen te ontwikkelen voor adaptief onderwijs waarbij onderwijs en onderzoek hand in hand gaan.

Zo werken we binnen Oefenweb nog altijd nauw samen met verschillende wetenschappers, die met onze anonieme data onderzoek doen naar de leerontwikkeling van kinderen. Hier zijn inmiddels vele wetenschappelijke publicaties uit voortgekomen. Andersom gebruiken we continu nieuwe inzichten uit de wetenschap om ons adaptieve systeem te optimaliseren. In deze blog vertellen we over enkele gepubliceerde onderzoeken en wat deze kennis betekent voor het onderwijs. Ook leggen we uit hoe onderzoek helpt bij het optimaliseren van onze programma’s.

Conclusies uit gepubliceerde artikelen met Oefenwebdata
1. Betere rekenaars gebruiken in het spel Rekenvolgorde niet altijd de juiste regels.
Onderzoekers deden met behulp van anonieme data uit Rekentuin onderzoek naar het gebruik van rekenregels. Door te bekijken welke regels gebruikt worden bij het oplossen van samengestelde sommen (bijv. 2 + 5 x 4) zagen ze dat gevorderde rekenvaardigheid niet enkel is gebaseerd op het volgen van rekenregels, maar ook op het zo snel en efficiënt mogelijk oplossen van een som. Ervaring blijkt daarmee ook vaak te leiden tot het minder streng volgen van rekenregels, waardoor de rekenvolgorde soms onjuist wordt bepaald. Zo kan in ons Rekentuinspel de som 2+5 x 4 bijvoorbeeld fout beantwoord worden door betere rekenaars omdat ze een strategie gebruiken waarbij ze eerst altijd het makkelijkste deel van de som oplossen en dat is 2+5. Dit kan in sommige gevallen een efficiënte strategie zijn, maar in dit geval gaat het tegen de voorrangsregel in en wordt de som dus fout beantwoord. Als een kind zich ontwikkelt in rekenen, kan hij/zij daarom nieuwe type fouten maken. Kortom, fouten horen erbij en zijn onderdeel van de rekenontwikkeling van kinderen, en dus niet altijd een teken van zwakke rekenaars.

2. Leren typen vereist motorische en cognitieve vaardigheden
Onderzoekers van de Universiteit Twente en de Universiteit van Amsterdam deden onderzoek naar de ontwikkeling van typevaardigheid van kinderen. Ze lieten zien dat er twee soorten vaardigheden nodig zijn om te leren typen en dat deze vaardigheden zich apart van elkaar ontwikkelen. De motorische vaardigheid, verantwoordelijk voor de associatie tussen toetsen en vingerbewegingen, ligt aan de basis van typevaardigheid. De cognitieve vaardigheid waarmee de associaties tussen woorden en letters worden gemaakt, is nodig om beter en sneller te kunnen typen. Uit dit onderzoek blijkt dat kinderen de motorische vaardigheid eerder onder de knie hebben dan de vereiste cognitieve vaardigheid voor het leren typen. Dankzij de data van Typetuin zijn deze resultaten voor het eerst aangetoond.

3. Subitizeren kan helpen bij het verwerven van inzicht in rekenen
Als je op een tafel drie boeken ziet liggen, kun je vrijwel direct (“subiet”) bepalen hoeveel het er zijn. Je hoeft de boeken hiervoor niet één voor één te tellen. Dit direct bepalen van hoeveel je van iets ziet, heet subitizeren. Met behulp van het spelletje Tellen in Rekentuin is onderzocht of kinderen subitizeren, of dit subitizeren is aangeboren en hoe het precies werkt. Uit het onderzoek blijkt dat kinderen subitizeren bij het bepalen van de hoeveelheid bij kleine aantallen, maar ook bij wat grotere aantallen, mits deze in bekende patronen staan, zoals de manier waarop de vijf stippen op de dobbelsteen staan afgebeeld. In het onderzoek lijken oudere kinderen depatronen beter te herkennen dan jongere kinderen, wat impliceert dat het systeem niet aangeboren zou zijn. oefenwebdata De onderzoekers denken daarom dat subitizeren vooral met patroonherkenning te maken heeft. Het herkennen van patronen kun je oefenen, zoals schakers patronen van opstellingen kunnen leren herkennen.Het gebruiken van bekende patronen als illustratie bij rekensommen, kan kinderen mogelijk helpen in het verwerven van inzicht in het rekenen.

Hoe helpt onderzoek bij het optimaliseren van onze producten?
Bij Oefenweb zijn we continu bezig onze producten te optimaliseren. Dit begint altijd met een idee waarvan we verwachten dat het kinderen helpt optimaal te leren. We werken dit idee grondig uit en gaan in de testfase onderzoeken of het idee ook echt tot verbetering leidt. Tijdens de testfase selecteren we willekeurig een groep spelers die het nieuwe idee als eerste uitprobeert. Op deze manier gaan we na na of deze spelers inderdaad effectiever en met meer plezier oefenen. Als blijkt dat dat zo is, dan maken we de nieuwe functionaliteit natuurlijk zo snel mogelijk beschikbaar voor alle spelers. Als we (nog) niet tevreden zijn, dan passen we het idee aan of stoppen we ermee en beginnen we weer van voren af aan met iets nieuws.

Zo kunnen we op wetenschappelijke wijze nagaan of onze ideeën daadwerkelijk leiden tot leuker en effectiever oefenen. Zodoende leiden deze tests niet alleen tot meer kennis over het oefenproces van kinderen in het algemeen, maar ook tot een betere en effectievere werking van onze oefenprogramma’s. Onlangs hebben we op kleine schaal bijvoorbeeld onderzocht wat het effect is van de aflopende muntjes op het speelgedrag van de kinderen. Uit dit eerste onderzoek blijkt dat een meerderheid van de kinderen geen moeite heeft met de muntjes in beeld.

Uiteraard blijven we u informeren over de onderzoeken die we uitvoeren ter optimalisatie van onze producten. Helaas is het niet in alle gevallen eenvoudig een idee te testen. In dat geval maken we graag gebruik van uw expertise. Zo organiseren we woensdagmiddag 20 april een gebruikersbijeenkomst bij ons op kantoor in Amsterdam. Tijdens deze middag leggen we enkele ideeën en overwegingen aan u voor en ontvangen we graag uw reactie.

Non-formal mechanisms in mathematical cognitive development: The case of arithmetic
D.W. Braithwaite, R.L. Goldstone, H.L.J. van der Maas, & D.H. Landy (2016)

Vindt de ontwikkeling van rekenvaardigheid middels een plotselinge verschuiving richting abstract denken plaats of als een geleidelijke toename in vaardigheid met leeftijd? Om dit te achterhalen keken onderzoekers naar de anonieme data van ruim 50.000 Nederlandse kinderen die in Rekentuin de samengestelde sommen oefenen in het spel Rekenvolgorde. Samengestelde sommen zijn sommen met meerdere bewerkingen, zoals 2 + 5 x 4. De regels die kinderen gebruikten bij het oplossen van deze sommen gaf de onderzoekers meer informatie over de rekenontwikkeling.

Gebruikte rekenregels geven inzicht in rekenontwikkeling

Het gebruik van rekenregels bij samengestelde sommen geeft antwoord op de vraag of de rekenontwikkeling middels een verschuiving of als een geleidelijke toename plaatsvindt. Zo verwachten onderzoeker dat wanneer er sprake zou zijn van een verschuiving naar abstract denken, dit te zien zal zijn aan het gebruik van de formele rekenregels. Dit zijn regels zoals de voorrangsregels voor rekenkundige bewerkingen (haakjes, machten, vermenigvuldiging, optellen etc.) (Jansen, Marriott, & Yelland, 2003; Schneider, Maruyama, Dehaene, & Sigman, 2012).

Als verbeterde rekenvaardigheid niet door een verschuiving naar abstract denken wordt veroorzaakt, maar geleidelijk toeneemt met tijd en ervaring, zal je dit zien aan het toegenomen (onjuist) gebruik van niet-formele regels in plaats van van formele regels om de rekenvolgorde te bepalen. Er zijn twee niet-formele regels. Ten eerste kan iemand kijken welke delen van de som fysiek dichtbij elkaar staan, om vervolgens dat deel eerst op te lossen (Jansen, et al., 2003; Schneider, et al., 2012). Ten tweede kan iemand besluiten het gemakkelijkste deel van de som eerst op te lossen (Linchevski and Livneh 1999; Herscovics & Linchevski, 1994).

rekenregels

Kinderen in de hogere groepen gebruikten vaker niet-formele rekenregels
Het onderzoek toont aan dat niet-formele regels worden gebruikt bij het bepalen van de rekenvolgorde van samengestelde sommen. Een kleinere afstand tussen de bewerking en getallen van een deel van de som zorgde ervoor dat dit deel vaker eerst werd opgelost. Daarnaast bleken gemakkelijke delen van de sommen regelmatig eerst gemaakt te worden. Deze niet-formele regels werden ook gebruikt wanneer dit tegen de formele rekenregels voor rekenvolgorde inging.

Het (onterecht) gebruik van deze niet-formele regels wordt vooral gezien bij kinderen in hogere groepen. Dit suggereert dat het gebruik toeneemt met leeftijd en ervaring. Gevorderde rekenvaardigheid is dus niet enkel gebaseerd op het volgen van rekenregels, maar ook op het zo snel en efficiënt mogelijk oplossen van de som. Iemand zou dan de keuze maken om een simpele deelsom eerst op te lossen in plaats van formele rekenregels te volgen omdat hij/zij denk dat dit sneller zal gaan.

De ontwikkeling van rekenvaardigheid lijkt geleidelijk toe te nemen met leeftijd
En wat betekent deze toename van niet-formele regels met leeftijd en ervaring? Dat het bepalen van de rekenvolgorde in bijvoorbeeld het rekenvolgordespel in Rekentuin niet altijd beter en consistenter gebeurt. Ervaring leidt ook tot het minder streng volgen van formele rekenregels wat soms leidt tot een fout antwoord. Deze bevinding met behulp van data uit Rekentuin toont een geleidelijke toename in de ontwikkeling van rekenvaardigheid aan.


Literatuur

Bulloch, M. J., & Opfer, J. E. (2009). What makes relational reasoning smart? Revisiting the perceptual-to-relational shift in the development of generalization. Developmental Science, 12(1), 114–122.

Brissiaud, R., & Sander, E. (2010). Arithmetic word problem solving: A situation strategy first framework. Developmental Science, 13(1), 92–107.

Gentner, D. (1988). Metaphor as structure mapping: The relational shift. Child Development, 59, 47–59.

Gentner, D. (2003). Why we’re so smart. In D. Gentner & S. Goldin-Meadow (Eds.) Language in mind: Advances in the study of language and thought (pp. 195–235). Cambridge, MA: MIT Press.

Gentner, D., & Toupin, C. (1986). Systematicity and surface similarity in the development of analogy. Cognitive Science, 10(3), 277–300.

Herscovics, N., & Linchevski, L. (1994). A cognitive gap between arithmetic and algebra. Educational Studies in Mathematics, 27, 59–78.

Jansen, A. R., Marriott, K., & Yelland, G. W. (2003). Comprehension of algebraic expressions by experienced users of mathematics. The Quarterly Journal of Experimental Psychology, 56A(1), 3–30.

Keil, F. C. (1989). Concepts, kinds, and conceptual development. Cambridge, MA: MIT Press.

Keil, F. C., & Batterman, N. (1984). A characteristic-to-defining shift in the development of word meaning. Journal of Verbal Learning and Verbal Behavior, 23(2), 221–236.

Keil, F. C., Smith, W. C., Simons, D. J., & Levin, D. T. (1998). Two dogmas of conceptual empiricism: Implications for hybrid models of the structure of knowledge. Cognition, 65(2–3), 103–135.

Linchevski, L., & Livneh, D. (1999). Structure sense: The relationship between algebraic and numerical contexts. Educational Studies in Mathematics, 40, 173–196.

Miller, K., Perlmutter, M., & Keating, D. (1984). Cognitive arithmetic: Comparison of operations. Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory, and Cognition, 10(1), 46–60.

Moore, A. M., & Ashcraft, M. H. (2015). Children’s mathematical performance: Five cognitive tasks across five grades. Journal of Experimental Child Psychology, 135, 1–24.

Piaget, J. (1952). The origins of intelligence in children. New York, NY: WW Norton & Co.

Rattermann, M. J., & Gentner, D. (1998). More evidence for a relational shift in the development of analogy: Children’s performance on a causal-mapping task. 54 D.W. Braithwaite et al. Cognition 149 (2016) 40–55 Cognitive Development, 13(4), 453–478 MIT Press.

Schneider, E., Maruyama, M., Dehaene, S., & Sigman, M. (2012). Eye gaze reveals a fast, parallel extraction of the syntax of arithmetic formulas. Cognition, 125(3), 475–490.

Shrager, J., & Siegler, R. S. (1998). SCADS: A model of children’s strategy choices and strategy discoveries. Psychological Science, 9(5), 405–410.

Siegler, R. S., & Stern, E. (1998). Conscious and unconscious strategy discoveries: A microgenetic analysis. Journal of Experimental Psychology: General, 127(4), 377–397. Vygotsky, L. S. (1962). Thought and language. Cambridge, MA: MIT Press.

Twee processen ten grondslag aan de ontwikkeling van typevaardigheid

Tracing the development of typewriting skills in an adaptive e-learning environment.
van den Bergh, Hofman, Schmittmann & van der Maas (2015)

Onderzoekers van Universiteit Twente en de Universiteit van Amsterdam hebben onderzoek gedaan naar de ontwikkeling van typevaardigheid van kinderen. Dit onderzoek hebben ze gedaan met behulp van de data uit Typetuin. Met dit onderzoek is aangetoond dat typevaardigheid bestaat uit twee verschillende ontwikkelingsprocessen, waarbij de een minder oefening vereist dan de andere. Dankzij de data van Typetuin is deze afzonderlijke ontwikkeling voor het eerst aangetoond.

Wanneer een kind begint met typen moet het twee belangrijke vaardigheden leren: de motorische vaardigheid om snel en gecontroleerd de juiste toetsen te gebruiken en de cognitieve vaardigheid om de betekenis van woorden en zinnen te begrijpen. Eerder onderzoek toont aan dat deze twee processen ten grondslag liggen aan de ontwikkeling van typevaardigheid (Shaffer, 1976; Rumelhart & Norman, 1982; Salthouse, 1986; John, 1996; Wu & Liu, 2008). Dit werd vastgesteld door de typevaardigheid van beginners en experts te vergelijken. Door het systeem van Typetuin is het voor het eerst mogelijk de ontwikkeling van typevaardigheden binnen personen te volgen.

De onderzoekers hebben gekeken naar hoe de twee vaardigheden bijdragen aan de ontwikkeling van typevaardigheid van kinderen. Daarnaast is gekeken naar hoeveel oefening nodig is om beide vaardigheden volledig te ontwikkelen en daarmee welke van deze vaardigheden het minste oefening nodig heeft.

typevaardigheidData van 62 kinderen die oefenen in Typetuin is gebruikt voor het onderzoek. Er is gekeken naar het eerste spel in Typetuin, waar de kinderen oefenen met de binnenste 8 toetsen van het toetsenbord (asdfjkl;). In dit spel typen kinderen reeksen (niet-woorden) met dezelfde letters of afwisselende (bijvoorbeeld fff of afa) en ook echte woorden (bijvoorbeeld als). Door het typen van een herhaling van dezelfde letters te vergelijken met het typen van andere letters kan de ontwikkeling van de motorische vaardigheden onderzocht worden. De vergelijking van woorden met non-woorden verschaft inzicht in de ontwikkeling van de cognitieve vaardigheid. Uit de resultaten blijkt dat kinderen de motorische vaardigheid om de juiste toetsen te gebruiken eerder onder de knie hebben dan de cognitieve vaardigheid om de betekenis van woorden te begrijpen. Hiermee tonen de onderzoekers niet alleen aan dat er twee type vaardigheden nodig zijn om te leren typen maar ook dat de vaardigheden zich apart van elkaar ontwikkelen. De motorische vaardigheid, welke verantwoordelijk is voor de associatie tussen toetsen en vingerbewegingen, ligt aan de basis van typevaardigheid. De cognitieve vaardigheid waarmee de associaties tussen woorden en letters worden gemaakt, is nodig om beter en sneller te kunnen typen.

Ten slotte liet het onderzoek ook zien dat de leercurve erg verschillend was tussen de kinderen. Dit benadrukt de waarde van een adaptief oefenprogramma, zoals Typetuin, waarbij kinderen zich op hun eigen niveau en eigen tempo kunnen ontwikkelen. Voor ons zijn dit bijzondere resultaten. Aan de ene kant pleit het voor het gebruik van een adaptief programma als Typetuin. Aan de andere kant is dit onderzoek tot stand gekomen dankzij de anonieme data van Typetuin. We vinden het dan ook opmerkelijk en verheugend dat Typetuin zowel kinderen helpt in het leren typen en daarnaast kan dienen als bron van wetenschappelijk onderzoek.


Referenties

van den Bergh, M., Hofman, A. D., Schmittmann, V. D., & van der Maas, H. L. (2015). Tracing the development of typewriting skills in an adaptive e-learning environment. Perceptual & Motor Skills, 121(3), 727-745.

John, B. (1996) TYPIST: a theory of performance in skilled typing. Human–Computer
Interaction, 11, 321-355.

Rumelhart, D. E., & Norman, D. A. (1982) Simulating a skilled typist: a study of skilled
cognitive–motor performance. Cognitive Science, 6, 1-36.

Salthouse, T. A. (1986) Perceptual, cognitive, and motoric aspects of transcription typ-
ing. Psychological Bulletin, 99, 303-319.

Shaffer, L. H. (1976) Intention and performance. Psychological Review, 83, 375-393.

Wu, C., & Liu, Y. (2008) Queuing network modeling of transcription
actions on Computer–Human Interaction, 15, 1-45.

Oefenweb in JSW

In de maarteditie van JSW, het vakblad voor het basisonderwijs, speciaal onderwijs en opleiding, zijn de producten van Oefenweb onder de loep genomen.

Lees hier het artikel over Oefenweb in JSW.

Rekentuin in PO management

In het artikel ‘Pluspunten adaptief onderwijs nauwelijks nog omstreden’ in PO Management van maart 2015 is Rekentuin genoemd als adaptieve online leeromgeving. Marlijn Bouwman, hoofd marketing van Oefenweb, vertelt hoe het adaptieve systeem van Rekentuin werkt.

Lees de publicatie van Rekentuin in PO Management.

cijferspel

Maak met de getallen 11, 6, 4, 3, 2 en de bewerkingen + en – het getal 0. Dit is het Cijferspel in De Rekentuin van Oefenweb. In de jaren ’90 beter bekend als de 24 game, geprint op de achterkant van flippo’s. In Rekentuin gaan we verder met dit spel en dankzij de adaptieve technologie is dit spel voor iedereen uitdagend.

In Volgens Bartjens staat een onderzoek over dit spel.

Hier kunt u het hele onderzoek lezen.

Bron: Volgens Bartjens – jaargang 33 | nummer 3 | januari 2014.
Volgens Bartjens is een tijdschrift voor reken en wiskundeonderwijs. 

In COS (Computers op School) jaargang 30 nummer 9 in 2013, wordt Taalzee geëvalueerd. COS is een onafhankelijk vaktijdschrift voor eigentijds onderwijs en ict.

Klik hier om de evaluatie te lezen.

In het Tijdschrift voor Remedial Teaching, is ons artikel verschenen over Taalzee en onze visie op het onderwijs. Auteurs van het artikel zijn onze wetenschappelijk directeur Han van der Maas en hoofd marketing Marlijn Bouwman.

Klik hier om het artikel te lezen.

Taalzee wordt al snel groot. Ze is zelfs al op tv verschenen in Lingo.

Bekijk de aflevering hier.

Ze wordt in de uitzending genoemd op de volgende tijden:
3:40
10:20
14:45