Het woord schema wordt al meer dan 100 jaar door psychologen gebruikt, maar helaas zijn onderzoekers in zijn lange geschiedenis niet tot een duidelijke en precieze definitie gekomen van wat er precies mee bedoeld wordt. Niettemin zal ik in het volgende (hopelijk) een nuttige beschrijving geven van wat een schema is en hoe het in verband staat met leren en onderwijs.
Een eerste hint van wat een schema is, kan worden afgeleid uit de Griekse oorsprong van het woord, dat ‘plan’ betekent. In de moderne psychologie beschrijft schema een geheugenspoor dat relatief eenvoudige maar ook vrij complexe informatie kan bevatten.
Voorbeeld van een tamelijk eenvoudig schema:
Auto’s zijn een vervoermiddel.
Voorbeeld van een complexer schema:
Auto-rijden houdt in: de auto ontgrendelen, de auto starten, de spiegels en lichten controleren, schakelen, gas geven, remmen, en nog veel meer.
Een schema kan worden opgevat als een steiger, een blauwdruk, en een representatie die een object, een reeks gebeurtenissen, of een idee beschrijft, maar ook gevoelens, en in wezen alles wat kan worden ervaren.
Features of Schemas
Schemas hebben verschillende kenmerken die ons helpen hun aard te begrijpen. Hier volgt een lijst van hoofdkenmerken waarover veel onderzoekers het eens zijn:
Schema’s bestaan uit eenheden en relaties tussen deze eenheden. Voor een autoschema zouden die eenheden de carrosserie en het wiel kunnen zijn. De eenheden houden onderling verband in die zin dat de carrosserie drie, vier of zelfs meer wielen bevat.
De eenheden in een schema bevatten niet veel details. Om een auto snel als auto te herkennen, is het niet belangrijk welke kleur de carrosserie heeft of hoe ver de auto kan gaan.
Schema’s worden opgebouwd door ervaring. Om een rudimentair autoschema op te bouwen, zijn meerdere episodes nodig. In het begin kan bijvoorbeeld zelfs een trein als een auto worden beschouwd, misschien totdat een treinschema is gevormd dat sporen als eenheid bevat (en een bepalend kenmerk van treinen is).
Schema’s veranderen voortdurend. Een paar jaar geleden bestond een algemeen autoschema misschien uit de eenheid “heeft benzine nodig om te rijden”, naast andere eenheden. Sinds elektrische auto’s steeds algemener worden, is het autoschema daaraan aangepast.
Schema’s in het onderwijs
In het wiskunde-onderwijs zijn we om verschillende redenen bijzonder geïnteresseerd in het opstellen van schema’s. Bijvoorbeeld, een schema voor breuken kan ons in staat stellen om automatisch getallen te manipuleren in de breukruimte, zonder kostbare hersenkracht te investeren telkens wanneer een breuk wordt aangetroffen.
Een van de voordelen van het hebben van een sterk breukschema is dat je de hersenkracht die niet nodig is om breuken te begrijpen, kunt gebruiken om andere problemen op te lossen waarvoor nog geen schema is opgesteld.
Daarnaast, hoe meer verbindingen en ervaringen in het schema, des te krachtiger het is. Bijvoorbeeld, het identificeren van pizzaplakjes als representanten van delen van een geheel, en het kennen van de waarschijnlijkheid van het gooien van een getal met dobbelstenen, helpen ons een dieper begrip van breuken te ontwikkelen.
Vele verschillende ervaringen kunnen bijdragen aan het opbouwen van een breukschema.
Deze kruisverbanden vergemakkelijken het opbouwen van verbindingen met andere ervaringen die nog niet met breuken in verband zijn gebracht.
Een breukenschema maakt ook deel uit van het getallenschema, omdat breuken getallen zijn. Leerlingen die dit begrijpen kunnen wat ze weten over getallen toepassen op breuken. Een goed opgezet breukenschema kan leerlingen een intuïtieve, snelle en moeiteloze manier bieden om met breuken te werken.
Door leerlingen aan te moedigen over wiskundeconcepten in relatie tot elkaar te denken, in plaats van afzonderlijk, kunnen we hen helpen schema’s op te bouwen. Goed ontwikkelde schema’s vergemakkelijken niet alleen het terughalen van reeds geleerde feiten, maar helpen ook bij het leren van gerelateerde informatie, en last but not least, maakt hersenkracht vrij die kan worden gebruikt om geheel nieuwe informatie te leren.
Verder lezen
Ghosh, V. E., & Gilboa, A. (2014). Wat is een geheugenschema? Een historisch perspectief op de huidige neurowetenschappelijke literatuur. Neuropsychologia, 53, 104-114.
Shtulman, A., & Valcarcel, J. (2012). Wetenschappelijke kennis onderdrukt maar verdringt eerdere intuïties niet. Cognition, 124(2), 209-215.
van Kesteren, M. T. R., Ruiter, D. J., Fernández, G., & Henson, R. N. (2012). How schema and novelty augment memory formation. Trends in Neurowetenschappen, 35(4), 211-219.
