Werkgeheugen (korte termijn)
Het werkgeheugen houdt informatie (de sensaties waar aandacht aan besteed wordt) gedurende een korte tijd vast, selecteert en ordent deze informatie (rehearsal), haalt bijbehorende informatie op uit het langetermijngeheugen (retrieval), en integreert de nieuwe met de oude informatie. Deze geïntegreerde informatie wordt weer opgeslagen in het langetermijngeheugen (leren): ‘memory is the residue of thought‘.
Informatie die niet (goed) verwerkt wordt verdwijnt na korte tijd uit het werkgeheugen (vergeten). Dit gebeurt ook met nieuwe kennis die ‘los’ staat van eerdere kennis (dus bij gebrekkige voorkennis).
Routine-acties die zonder bewuste aandacht (nadenken) gedaan worden, leiden niet tot een verandering in het langetermijngeheugen (en dus niet tot leren).
De capaciteit van het werkgeheugen is zeer beperkt: maximaal vier tot zeven items kunnen tegelijkertijd verwerkt worden (magical number seven, cognitive load theory). Bij complexe problemen moet de taak dus simpel zijn (anders cognitive overload), bij eenvoudiger problemen moet de taak uitdagender zijn (desirable difficulties) omdat anders niet hard nagedacht wordt (en afleiding op de loer ligt).
Deze beperking van het werkgeheugen kan gedeeltelijk omzeild worden d.m.v. chunking (vier cijfers in de vorm van een bekend jaartal, 1945, zijn makkelijker te onthouden dan vier willekeurige cijfers achter elkaar, 7459).
Auditieve en visuele data worden in aparte kanalen verwerkt (dual coding): auditieve data sequentieel, visuele data parallel (holistisch). In het werkgeheugen worden beide informatiestromen geïntegreerd. Ook kan dual coding helpen om de beperking van het werkgeheugen te omzeilen: door auditieve en visuele informatie goed op elkaar aan te laten sluiten kan meer informatie tegelijk verwerkt worden.
Kennis (ook feitenkennis) is belangrijk. Het is niet alleen waarover je denkt, maar ook waarmee je denkt.
Hard nadenken kost veel energie. Wij zijn er biologisch op gebouwd om dit zo weinig mogelijk te doen. Uit onszelf steken we wel energie in biologisch primaire leerprocessen (leren lopen, leren praten, plek in een groep verwerven), maar niet in biologisch secundaire leerprocessen (leren schrijven, grammatica, differentiaalvergelijkingen). We moeten dus verleid worden tot nadenken en het gebruik van effectieve leerstrategieën door de relevantie en noodzakelijkheid in te zien, en door nieuwsgierig te worden. Zo niet, dan maken we ons er makkelijk vanaf (van nature lui), en vluchten we in afleiding.
Langetermijngeheugen
Het langetermijngeheugen slaat informatie gedurende heel lange tijd op. De capaciteit van ons langetermijngeheugen is in praktijk onbegrensd.
Kennis is verwerkte informatie (geselecteerd, georganiseerd en geïntegreerd in schema’s). Deze kennis wordt steeds opgehaald, geüpdatet, beter verbonden met andere kennis, en weer opnieuw weggeschreven.
Eenmalig weggeschreven informatie wordt snel weer vergeten (vergeetcurve Ebbinghaus), regelmatig bijgewerkte kennis blijft veel beter bewaard (spacing).
Kennis kan expliciet en impliciet zijn.
Kennis kan declaratief (‘weten wat feiten, concepten, etc. zijn’), procedureel (‘weten hoe procedures, methodes, etc. toegepast moeten worden’) en metacognitief (‘weten hoe we zelf denken’) zijn.
Kennis van een docent bestaat uit vakkennis, vakdidactische kennis, pedagogisch didactische kennis en pedagogisch opvoedkundige kennis.
Kennis is domeingebonden. Far transfer is extreem moeilijk: goede kennis (en vaardigheden) op het ene gebied zijn lastig toe te passen op een ander gebied. Generieke vaardigheden zijn niet rechtstreeks aan te leren (ondanks de hype over 21th century skills).
De kennisschema’s van experts zijn veel vollediger, grondiger en dieper dan die van beginners. Experts leren daardoor ook anders dan beginners. Beginners kunnen dus ook niet direct op de manier van experts leren denken. Er is geen shortcut naar diep denken.
Kennis kan, bijv. door herhaling, goed opgeslagen zijn (storage strength), en/of, bijv. door regelmatig testen, makkelijk op te roepen (retrieval strength). Voor langetermijnleren zijn beide noodzakelijk. Kennis die korte tijd na het leren makkelijk op te roepen is (performance/prestatie), is niet perse ook goed opgeslagen (learning): performance ≠ learning. Heel goed opgeslagen maar niet meer oproepbare kennis is evenmin nuttig.