Te jong om te leren?

Het onderwijsprogramma Universe Awareness is gericht op jonge kinderen vanaf vier jaar. Maar kunnen we van peuters verwachten dat ze astronomische onderwerpen op zo’n manier begrijpen dat het een belangrijke invloed heeft op hun ontwikkeling? Om in te gaan op deze vraag, geven we hier een overzicht van onderzoek naar de cognitieve ontwikkeling van kinderen.

Net als elke toegewijde ouder was professor George Miley van de Universiteit Leiden erg betrokken bij het onderwijs van zijn kinderen en hij gaf dan ook vrijwillig praatjes over sterrenkunde op hun basisschool. “Het was geweldig om te zien hoe heel jonge kinderen enthousiast werden toen ik ze plaatjes liet zien van die gemaakt waren door de Hubble ruimtetelescoop en ik ze vertelde over de vreemde objecten die je in ons heelal tegen kunt komen”, zegt Miley.

Onder meer geïnspireerd door zijn eigen ervaringen met sterrenkundeonderwijs aan kinderen, richtte Miley in 2006 het sterrenkundeonderwijsprogramma Universe Awereness (UNAWE) op, met als doelgroep kinderen van 4-10 jaar oud, vooral uit achterstandsituaties. Maar deed hij er goed aan om zich met UNAWE vooral te richten op jonge kinderen?

Om deze vraag te kunnen beantwoorden, moeten we eerst begrijpen op welke manier kinderen wetenschappelijke kennis tot zich nemen. Een aantal ontwikkelingspsychologen hebben gesuggereerd dat kinderen simpele, naïeve theorieën over de Aarde vormen vanuit hun intuïtie, die gebaseerd zijn op wat ze kunnen zien. De wereld om hen heen ziet er plat uit en voorwerpen hebben grond nodig om op te staan, daarom is de Aarde plat en steunt hij ergens op [1,2]. Voorstanders van deze theorie, zoals Stella Vosniadou en William Brewer, zeggen dat het moeilijk is voor jonge kinderen om wetenschappelijke theorieën aan te nemen die tegen hun intuïtie ingaan. Volgens hen zijn wetenschappelijke verklaringen over hoe het heelal werkt alleen geschikt voor wat oudere kinderen (rond de 10 jaar oud), wanneer ze zelf beseffen dat hun theorieën niet kloppen.

Er zijn echter steeds meer studies waarin deze hypothese wordt bestreden en waarin wordt beweerd dat kinderen “theorie neutraal” zijn. In deze onderzoeken beargumenteren ontwikkelingspsychologen dat kinderen stukje bij beetje een voorstelling van de Aarde maken en dat hierbij geen sprake is van sterke intuïties of misverstanden die overwonnen moeten worden [3,4,5]. Hierdoor kunnen kinderen vanaf jonge leeftijd  wetenschappelijke verklaringen over de wereld om zich heen geleidelijk aannemen.

Een van de voorstanders van dit laatste model  is dr. Georgia Panagiotaki, hoogleraar onderwijspsychologie aan de University of East Anglia in Groot-Brittannië. Zij zegt dat zelfs jonge kinderen van slechts vier jaar in staat zijn om simpele wetenschappelijke ideeën te begrijpen. “Ook al kunnen kinderen hun ideeën vaak zelf nog niet goed uitleggen, wetenschappelijke feitjes en ideeën zijn toch geschikt om al vroeg aan hen voor te leggen”, vertelde Panagiotaki aan UNAWE. “Kinderen hebben enorm veel baat bij geschikte instructies en onderwijsactiviteiten die gericht zijn om ze basale weetjes bij te brengen.”

Kleine uitvindertjes

De conclusies van Panagiotaki worden ondersteund door onderzoek [6] van Alison Gopnik, hoogleraar psychologie aan de University of California in Berkeley. Daaruit blijkt dat de manier van denken van jonge kinderen erg lijkt op die van wetenschappers. In hun hoofd testen ze hypotheses en leggen ze causale verbanden. Volgens Gopniks artikel in Science leren ze van statistische en informele experimentjes, en van het kijken en luisteren naar andere mensen. Dit onderschrijft UNAWE’s visie dat een jonge leeftijd het perfecte moment is om kinderen voor het eerst in contact te brengen met wetenschap. Bovendien laat Gopniks onderzoek zien dat het bevorderlijk is voor wetenschappelijk denken wanneer kinderen de gelegenheid krijgen om zelf naar verklaringen te zoeken, in plaats van ze alleen maar uitgelegd te krijgen. De leeractiviteiten die UNAWE ontwikkelt - waarbij kinderen over het heelal leren door middel van oefeningen - stoelen op deze onderzoeksresultaten.

Een gelijke start in het leven

Het debat wordt niet alleen gevoerd vanuit een wetenschappelijk oogpunt. Ook veel goede doelenorganisaties benadrukken het belang van onderwijs aan jonge kinderen uit achterstandsituaties. UNICEF bracht bijvoorbeeld in 2006 het rapport Programming Experiences in Early Child Development uit. Hierin staat dat het doceren van kansarme kinderen in hun jongere jaren de beste manier is om hen een gelijke start te geven in het leven. “[Dat is het moment] waarop de hersenen van kinderen het snelst ontwikkelen en de basis voor hun cognitieve, sociale en emotionele ontwikkeling wordt gevormd”, stelt het rapport.

Het is normaal gesproken de verantwoordelijkheid van de ouders om zorg te dragen voor de educatie van hun kinderen, maar veel families in achtergestelde gebieden zijn niet in staat om hun kinderen evenveel te bieden als welvarende ouders. “Ik beschouw kansarme kinderen als de meest belangrijke doelgroep van UNAWE, omdat ze de minste kans hebben om in aanraking te komen met boeiende astronomische onderwerpen”, zegt Miley.

Het HighScope Perry Preschool Program (HSPP) is een veel geciteerd voorbeeld van wat het langetermijneffect kan zijn van het investeren in de educatie van jonge kansarme kinderen. Vanaf de jaren ‘60 heeft HSPP 123 kansarme Afrikaans-Amerikaanse kinderen tussen 3 en 4 jaar oud willekeurig verdeeld in een groep die een voorschools programma kreeg en een controlegroep die dat niet kreeg. HSPP onderhield elk jaar contact met de kinderen, totdat ze 11 jaar waren. Daarna volgden weer interviews met de deelnemers op de leeftijden 14, 15, 19, 27 en 40 jaar.

In 2005 bleek uit onderzoek onder 97% van de deelnemers (toen 40 jaar oud) dat diegenen die een voorschools programma hadden gevolgd meer bereikt hadden in hun leven dan de controle groep. Zij hadden over het algemeen een hogere onderwijsgraad en een beter betaalde baan, en minder van hen had een strafblad [7]. “Dit onderzoek ondersteunt de opvatting aanzienlijk dat vroege interventies in achtergestelde populaties een significant verschil maken”, zegt econoom James Heckman van de Universiteit van Chicago in een HSPP persbericht.

Hoewel de kinderen uit het voorschoolse programma in hun latere leven meer succes hadden, scoorden zij niet beter in IQ-tests dan de controle groep toen ze op 10-jarige leeftijd werden getest. De kinderen in de voorschoolse groep hadden echter wel meer succes tijdens hun carrière, omdat ze betere non-cognitieve vaardigheden hadden ontwikkeld, zoals motivatie en doorzettingsvermogen [8].

Een andere conclusie die naar voren komt uit deze studie is dat het programma ook een economische investering is geweest voor de samenleving [11]. Omgerekend naar Amerikaanse dollars (ijkpunt 2000), is er $15.166 besteed aan elke deelnemer in het voorschoolse programma, maar het economische rendement voor het grote publiek blijkt uiteindelijk een verbluffende $195.621 te zijn per individu – dat is een rendement van $12,90 per geïnvesteerde dollar. De overgrote meerderheid van deze pot met geld (88%) is het bedrag dat bespaard werd doordat minder deelnemers van de voorschoolse groep in de criminaliteit belandden.

Volgens Heckman, die een studie heeft gedaan naar een groot aantal onderzoeken in de economie en ontwikkelingspsychologie, zou het rendement kleiner zijn geweest als er geïnvesteerd zou zijn in educatie van oudere kansarme kinderen. (Figuur 1 [12] laat Heckmans verband zien tussen de leeftijd waarop geïnvesteerd is in educatie en het rendement van het onderwijsprogramma). Heckmans werk laat zien dat het investeren in onderwijs voor jongere kinderen niet alleen de moeite waard is, maar dat die jonge leeftijd ook het beste moment is om in te grijpen. 

Hoewel het investeren in onderwijs voor jonge kinderen heel belangrijk is, moeten programma’s als UNAWE worden ondersteund door verdere activiteiten op de middelbare school, zegt Professor Susan Gelman, die de cognitieve ontwikkeling van kinderen onderzoekt aan de University of Michigan. “Ik steun investeringen in basisschooleducatie enorm, maar ik geloof ook in aanhoudende interventies, in en met de middelbare school,” vertelde Gelman aan UNAWE. “Onderwijs is niet een op zichzelf staande ervaring, maar meer een continu proces. 

Cruciale leeftijd

De HSPP laat zien dat onderwijs voor jonge kinderen cruciaal is. Neurowetenschapper Martha Farah van de University of Pennsylvania komt tot dezelfde conclusie door te kijken naar de ontwikkeling van jonge hersenen. In haar onderzoek [9] laat ze zien dat een vier jaar oud brein extreem gevoelig is voor zijn omgeving. Als kinderen uit deze leeftijdsgroep opgroeien in een educatief milieu, omgeven door boeken en educatief speelgoed, worden hun hersenen op een positieve manier beïnvloed. Ze concludeert dat de dikte van twee gebieden in de cortex wordt vergroot door een dergelijke stimulerende omgeving. Met acht jaar is de impact op het brein al veel kleiner. Dit laat zien dat jonge kinderen uit ontwikkelingslanden, in over het algemeen minder stimulerende milieus, erg gebaat zijn bij UNAWE’s programma. Ze leren in eerste plaats over het heelal, maar het neveneffect is in dit geval wellicht nog belangrijker; door in aanraking te komen met lesmateriaal, ontwikkelen ze hun hersenen.

Creativiteit

Behalve het creëren van een omgeving voor kansarme kinderen om hun hersenen verder te ontwikkelen, stelt UNAWE’s programma ook kinderen uit andere situaties in staat om hun creatief denkvermogen te vergroten door te leren over het heelal. Onderzoek van Nira Liberman [10], hoogleraar sociale psychologie aan Tel Aviv University, laat zien dat het leren over verafgelegen objecten het abstracte denkproces ten goede komt. Wanneer mensen nabije objecten visualiseren, hebben ze vaak de neiging om concrete en gedetailleerde beelden te gebruiken, terwijl ze een object op een meer abstracte manier voor zich zien als ze denken aan verder verwijderde objecten. Hierbij gaat het om ‘ver verwijderd’ in de context van tijd (in de verre toekomst), van waarschijnlijkheid (onwaarschijnlijk), of van ruimte (letterlijk ver weg). Binnen de sterrenkunde worden vaak onderwerpen behandeld die ‘ver verwijderd’ zijn, vooral in de letterlijke zin van het woord. Liberman zag dat kinderen creatiever zijn wanneer ze leren over ‘ver verwijderde’ concepten dan wanneer ze kennis maken met een concept dat ‘dichterbij’ is. Door middel van sterrenkunde leren kinderen over de wereld vanuit het heelal, dus vanuit een ver perspectief. Met haar bevindingen bevestigt Liberman eerdere theorieën, die zeggen dat psychologische afstand ten goede komt van abstract denken, wat op zijn beurt weer aanzet tot creativiteit.

Cultuur conflicten

UNAWE is een mondiaal programma dat actief is in 46 landen wereldwijd. Het is dus belangrijk om stil te staan bij de impact die lokale culturen hebben op het onderwijs aan jonge kinderen. In een achtergrondstudie voor UNESCO’s Education For All Global Monitoring Report in 2007 beweren Arnold et al. dat educatieve programma’s die geen waardering hebben voor de lokale cultuur, te maken zullen krijgen met minder aanmeldingen en meer afhakers [13]. De onderzoekers beargumenteren dat educatieve programma’s die in strijd zijn met de lokale tradities en gewoonten, door ouders kunnen worden gezien als schadelijk voor het welzijn van hun kinderen. UNAWE erkent dat het belangrijk is om rekening te houden met plaatselijke culturen en laat lokale deskundigen, die de geschiedenis van de betreffende cultuur begrijpen, de leiding nemen over activiteiten in elk betrokken land.

Sterrenkunde heeft altijd al een belangrijke plaats ingenomen in plaatselijke culturen. En inderdaad zijn sommige misvattingen die kinderen hebben over sterrenkunde ook ontstaan door lokale culturele overtuigingen. Een recente studie heeft bijvoorbeeld laten zien dat een groot deel van jonge Indiase kinderen denkt dat de Aarde op water drijft, wat voortkomt  uit inheemse Indiase astronomie [14]. Kennis over lokale culturen kan dus ook nieuwe inzichten geven in hoe kinderen het heelal zien.

Conclusie

Het valt niet te ontkennen dat het onderwijzen van jonge kinderen over astronomie een uitdaging is – vooral in een mondiaal project waar rekening gehouden moet worden met veel verschillende lokale culturen. Toch blijkt uit veel van de hedendaagse literatuur over de cognitieve ontwikkeling van kinderen dat een project als UNAWE een zeer positieve invloed zal hebben op de jongeren die het bereikt. Keer op keer blijken de jonge jaren van een kind het meest cruciaal te zijn bij het bepalen van hun toekomstperspectief.

Het zal nog vele jaren duren voordat we de impact van UNAWE formeel kunnen evalueren.  Maar in de tussentijd is het belangrijk om te onthouden waarom Miley UNAWE in eerste instantie heeft opgericht: hij werd geïnspireerd door de lachende gezichten van de kinderen, die geboeid zaten te luisteren naar zijn verhalen over ons heelal.

Referenties

[1] Vosniadou, 1994, Capturing and Modelling the Process of Conceptual Change

[2] Vosniadou & Brewer 1994, Mental Models of the Day/Night Cycle

[3] Nobes et al, 2003, Children’s understanding of the earth in a multicultural community: mental models or fragments of knowledge?

[4] Michael Siegal, Gavin Nobes and Georgia Panagiotaki, Nature Geoscience, Vol4, March 2011, Children’s understanding of the earth in a multicultural community: mental models or fragments of knowledge

[5] Panagiotaki, Nobes, & Patton, 2008, Mental models and other misconceptions in children’s understanding of the earth

[6] Gopnik, September 2012, Scientific Thinking in Young Children: Theoretical Advances, Empirical Research, and Policy Implications (http://www.sciencemag.org/content/337/6102/1623.abstract)

[7] Schweinhart et al., 2005, Lifetime Effects: The HighScope Perry Preschool Study Through Age 40 

[8] Heckman, Moon, Pinto, Savelyev & Yavitz, 2008, The rate of return to the Perry Preschool program 

[9] Farah, 2012, Books trim the brain (http://news.sciencemag.org/sciencenow/2012/10/books-trim-the-brain.html?ref=hp)

[10] Liberman, Polack, Hameiri, Blumenfeld, 2012, Priming of spatial distance enhances children’s creative performance (http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S002209651100230X)

[11] Schweinhart, Montie, Xiang, Barnett, Belfield & Nores, 2005, The High/Scope Perry Preschool Study Through Age 40: Summary, Conclusions, and Frequently Asked Questions

[12] Heckman, Science, Vol 312, June 2006, Skill Formation and the Economics of Investing in Disadvantaged Children

[13] Arnold, Bartlett, Gowani & Merali, 2006, Is everybody ready? Readiness, transition and continuity: lessons, reflections and moving forward

[14] Samarapungavan, Vosniadou & Brewer, 1998, Mental Models of the Earth, Sun and Moon: Indian Children’s Cosmologies