Een multidimensionale evaluatie van de effectiviteit van adaptieve digitale educatieve games

De ontwikkeling van wiskunde en lezen is een belangrijk doel in het basisonderwijs. Vroege numerieke vaardigheden en leesvaardigheden blijken voorspellend te zijn voor de toekomstige schoolprestaties van kinderen en het trainen van deze vaardigheden op jonge leeftijd is belangrijk om te voorkomen dat kinderen later problemen krijgen met wiskunde en lezen. Veel kinderen ondervinden echter nog steeds moeilijkheden bij het verwerven van deze fundamentele vaardigheden en een tendens naar meer inclusief onderwijs versterkt de behoefte naar de ontwikkeling van passende interventies. De afgelopen jaren is het gebruik van technologie in het onderwijs toegenomen, en bijgevolg ook het aantal technologische interventies dat voor scholen beschikbaar is. Digitale educatieve games zijn geïntroduceerd als een motiverende manier om kinderen te laten leren, dankzij de onmiddellijke feedback, een aantrekkelijk verhaal en de interactie tussen de leerling en het systeem. Empirische studies die de effectiviteit van digitale educatieve games onderzochten, toonden aan dat deze games doeltreffender kunnen zijn dan traditionele onderwijsmethoden in termen van cognitieve leeruitkomsten. Uit meta-analyses is echter gebleken dat eerder onderzoek vaak te kampen heeft met methodologische problemen. Bovendien is de evaluatie vaak beperkt in de zin dat enkel cognitieve uitkomsten worden geëvalueerd, waarbij effecten op niet-cognitieve en efficiëntie-uitkomsten nog niet werden onderzocht, en hoe individuele verschillen het effect van digitale games beïnvloeden. Vooral één specifieke eigenschap van digitale educatieve games is veelbelovend om in te spelen op individuele verschillen tussen kinderen. Adaptieve digitale games kunnen de moeilijkheidsgraad van de oefeningen aanpassen aan de noden van de leerlingen. Daarom heeft het huidige doctoraatsproject tot doel de effectiviteit van interventies voor het trainen van numerieke vaardigheden en ontluikende leesvaardigheden te onderzoeken. 

Om ons inzicht in eerder interventie-onderzoek te vergroten, is eerst een meta-review uitgevoerd naar de effectiviteit van wiskunde interventies (Hoofdstuk 2). De resultaten lieten zien dat digitale technologieën veel mogelijkheden bieden om te leren en om leren leuker te maken. Op basis van deze resultaten is een longitudinale, grootschalige interventiestudie uitgevoerd met de Number Sense Game (NSG) en de Reading Game (RG) om inzicht te krijgen in de cognitieve en niet-cognitieve uitkomsten van kinderen als gevolg van een training met digitale educatieve games in vergelijking met 'business as usual' (Hoofdstuk 3). Uit de resultaten bleek dat de leerwinst in termen van cognitieve en niet-cognitieve leeruitkomsten beperkt was. Daarom werd een volgende studie uitgevoerd om het effect van een adaptief digitaal game te onderzoeken door een adaptieve versie van de RG te vergelijken met een niet-adaptieve versie van de RG en een actieve controlegroep (Hoofdstuk 4). Ook hier waren de voordelen van de geïntegreerde adaptiviteit op de cognitieve en niet-cognitieve leerresultaten van kinderen bescheiden. In een derde interventiestudie werd verondersteld dat adaptieve digitale games vooral de efficiëntie uitkomsten van leerlingen ten goede zouden komen eerder dan hun cognitieve of niet-cognitieve uitkomsten. Daarom werden de effecten onderzocht van een adaptieve en niet-adaptieve versie van de NSG op de cognitieve, niet-cognitieve en efficiëntie leerresultaten van leerlingen (Hoofdstuk 5). De resultaten toonden aan dat leerlingen in de adaptieve conditie minder tijd nodig hadden dan in de niet-adaptieve conditie om dezelfde leerdoelen te bereiken. In een laatste studie werd een meer gedetailleerd onderzoek gedaan naar de leerefficiëntie van kinderen door de log-data te analyseren die verzameld werd tijdens de training (Hoofdstuk 6). De resultaten gaven aan dat kinderen efficiënter leerden met de adaptieve digitale game vergeleken met kinderen die de niet-adaptieve game gebruikten.

Deze vijf studies worden voorafgegaan door een inleidend hoofdstuk (Hoofdstuk 1) en afgesloten met een discussiehoofdstuk waarin de belangrijkste conclusies samen met methodologische beschouwingen en implicaties voor de theorie en onderwijspraktijk worden besproken (Hoofdstuk 7).