170223 3hoewordikdef

Hoe word ik… piloot? (architect, ­modeontwerper, ­autocoureur…)

Het belang van ruimtelijke vermogens voor het leren

Neuropsych Publishers

HELEN C. REED

HELEN C. REED

Hoe word ik… piloot? (architect, ­modeontwerper, ­autocoureur…)

Het belang van ruimtelijke vermogens voor het leren Met een voorwoord van prof. Jelle Jolles

Neuropsych Publishers 2017

Dit is een uitgave in de serie ‘Verbreinen’ van Centrum Brein & Leren en Neuropsych Publishers, Amsterdam www.hersenenenleren.nl, www.breinplein.nl ISBN 978-90-75579-75-8 e-ISBN 978-90-75579-78-9 e-ISBN 978-90-75579-77-2 NUR 770 © Helen C. Reed / Neuropsych Publishers Amsterdam 2017 Ontwerp binnenwerk en omslag: Sander Pinkse Boekproductie Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand, of openbaar gemaakt, in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, mechanisch, door fotokopieën, opnamen of enige andere manier, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgever.

Voor zover het maken van kopieën uit deze uitgave is toegestaan op grond van artikel 16B Auteurswet 1912 jo het Besluit van 20 juni 1974, Stb. 351, zoals gewijzigd bij het Besluit van 23 augustus 1985, Stb. 471 en artikel 17 Auteurswet 1912, dient men de daarvoor wettelijk verschuldigde vergoedingen te voldoen aan de Stichting Reprorecht (Postbus 3051, 2130 KB Hoofddorp). Voor het overnemen van gedeelte(n) uit deze uitgave in bloemlezingen, readers en andere compilatiewerken (artikel 16 Auteurswet 1912) dient men zich tot de uitgever te wenden.

De uitgeverij heeft ernaar gestreefd alle copyrights van in deze uitgave opgenomen illustraties te achterhalen. Aan hen die desondanks menen alsnog rechten te kunnen doen gelden, wordt verzocht contact op te nemen met de uitgever.

Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden overgenomen zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de auteur en de uitgever. Deze uitgave werd mede mogelijk gemaakt met ondersteuning van Platform Bèta Techniek in het kader van het TalentenKracht programma.

Inhoud

Voorwoord 7 Ter inleiding 9 De ontwikkeling van ruimtelijke vermogens 11 Individuele verschillen 16 Ruimtelijke vermogens en schoolse vaardigheden 19 De stimulering van ruimtelijke vermogens: een taak voor school en thuis 31 Samenvatting 38 Hoe verder? 39 Tips 42 Literatuur 43 Illustratieverantwoording 45 Over de auteur 46 Dankwoord 47

Voorwoord

‘Kan dat bankstel dat we willen kopen wel via de trap naar boven toe?’ ‘Als je van Utrecht naar Rotterdam rijdt, ga je dan naar het zuiden?’

Wij zijn voortdurend bezig ons te oriënteren in de ruimte. Thuis, in je buurt en als je je vervoert met fiets of auto. Vaak moeten we inschatten ‘hoe groot zou dat zijn?’, ‘hoe ver is dat?’, ‘is mijn koffer wel groot genoeg voor mijn vakantiespullen?’ Het zijn de hersenen die daarvoor nodig zijn. Ons vermogen om ons te oriënteren ontwikkelt zich vanaf de heel vroege jeugd: we ontwikkelen een lichaamsschema dat ons vertelt waar ons lichaam en onze armen en benen zich in de ruimte bevinden. We leren om afstanden te schatten, en we leren de vorm en grootte van voorwerpen. En al in de kleuter- en kindertijd leren we over verhoudingen: ‘dit is meer dan dat’ en ‘die blauwe doos is kleiner dan die rode, maar is toch veel zwaarder’.

De ontwikkeling van onze ruimtelijke oriëntatie en van de vaardigheden van het schatten en vergelijken is essentieel. We zijn immers voortdurend in beweging, we doen aan sport, trainen ons zelf, willen ons vervoeren van A naar B. En vanaf de peutertijd oefenen we hierin. Kinderspel richt zich vele jaren achtereen intensief op de ruimtelijke vaardigheden. Vooral onze tastzin is er voor nodig maar ook het visuele systeem en het systeem dat de positie van ons lichaam in de ruimte analyseert en dat ook Voorwoord | 7

onze bewegingen stuurt. De hersenen rijpen en zorgen dat deze vaardigheden worden vastgelegd in de microcircuits waaruit het is opgebouwd.

Dit boek van Helen Reed beschrijft fascinerende wetenschappelijke inzichten in waarnemen, ruimtelijk denken, bewegen en gedrag die in afgelopen jaren verworven zijn.

Het mooie van het boek is dat dit wordt beschreven vanuit meerdere invalshoeken: er is een multidisciplinaire bril opgezet en de kennis is opgeschreven met het oog op toepassing in de praktijk: voor het schoolse leren en voor al die vormen van leren waar onze oriëntatie in de ruimte in het geding is, zoals bijvoorbeeld voor sport en muziekbeoefening. De auteur geeft een heel aantal tips die waardevol zijn voor de praktijkprofessional en voor ouders.

Het boek van Helen Reed is onderdeel van de reeks ‘Verbreinen’ die wordt uitgegeven door Neuropsych Publishers. De reeks is opgezet om bij te dragen aan het bevorderen van de dialoog tussen wetenschappelijk onderzoek op het gebied van ‘leren’ en de toepassing in de praktijk van onderwijs en opvoeding.

Prof. Jelle Jolles entrum Brein & Leren en C Neuropsych Publishers, Amsterdam j.jolles@vu.nl

8 | Hoe word ik… piloot?

Ter inleiding

Ruimtelijke vermogens zijn onmisbaar in ons dagelijks leven. We hebben ze nodig om gereedschap te gebruiken, de weg te vinden en ons veilig in de omgeving te begeven.

Ze helpen ons om meubels in elkaar te zetten, de vaatwasser in te ruimen en een koffer in te pakken. Maar ruimtelijke vermogens zijn ook essentieel op school. Ze voorspellen succes in rekenen/wiskunde, natuurvakken en bètatechnische beroepen. Ook bij taal, wereldoriëntatie, kunstvakken en bewegingsonderwijs zijn ze van groot belang. Het is dan ook verrassend dat ruimtelijke vermogens doorgaans weinig aandacht krijgen op school. Ook weten veel ouders niet waarom de ruimtelijke vermogens van hun kinderen moeten worden gestimuleerd. We laten dus kansen liggen om het leren en presteren van kinderen en jongeren op een hoger plan te tillen. Lees hier waarom ruimtelijke ­vermogens belangrijk zijn voor het leren. Wat maakt dat kinderen daarin verschillen en wat kunnen leraren en ouders doen om de ruimtelijke vermogens van kinderen te stimuleren?

Ruimtelijke vermogens zijn de capaciteiten waarmee we ons oriënteren, positioneren en handelen in een drie­ dimensionale leefomgeving. Deze vermogens hebben veel verschillende vormen. Sommige daarvan hebben op het oog weinig te maken met school. Denk bijvoorbeeld aan het vinden van je weg in het bos of het inschatten waar je Ter inleiding | 9

op het fietspad kunt inhalen. Maar ook deze vaardig­heden zijn terug te voeren op vermogens die zonder meer direct relevant zijn voor het leren op school. Hierover komen we steeds meer te weten, doordat onderzoekers en professionals uitzoeken hoe deze vermogens bijdragen aan de cognitieve ontwikkeling van kinderen en hoe ze gestimuleerd kunnen worden.

Voor iedereen die betrokken is bij het lerende kind is het belangrijk om te begrijpen hoe ruimtelijke vermogens in elkaar zitten, hoe deze bijdragen aan het leren en hoe ze gestimuleerd kunnen worden. Om leraren en ouders hierbij te helpen, presenteren we in dit boek bevindingen uit de neuro-, cognitie- en onderwijswetenschappen die relevant zijn voor de onderwijs- en opvoedingspraktijk.

We beginnen met een beschrijving van hoe ruimtelijke vermogens zich ontwikkelen, met aandacht voor individuele verschillen. Vervolgens gaan we in op het belang van ruimtelijke vermogens voor het leren op school. Tot slot lichten we toe wat er op school en thuis gedaan kan worden om ruimtelijke vermogens te stimuleren.

Spatial ability De term ruimtelijke vermogens is een vertaling van wat in het Engels en de wetenschappelijke literatuur ‘spatial ability’ heet. In het Nederlands wordt dit weleens ruimtelijk inzicht of ruimtelijke vaardigheden genoemd. In dit boek spreken we over ruimtelijke vermogens om te benadrukken dat het gaat om zowel denken (inzicht) als doen (vaardigheden). Het gaat ook om de werkelijke totstandkoming van deze capaciteiten, niet alleen wat ‘in potentie’ mogelijk is.

10 | Hoe word ik… piloot?

De ontwikkeling van ruimtelijke vermogens Baby’s ontdekken de ruimte Jonge kinderen ervaren ruimte allereerst vanuit hun eigen lichaam. Het gaat in eerste instantie om het vermogen om zich te oriënteren in de ruimte. Pasgeboren baby’s draaien onbewust hun lichaam naar zintuiglijke stimuli die ze troostend of aangenaam vinden — de aanraking van hun moeder of het geluid van haar stem.

Ze gebruiken zintuigen die de positie en beweging van het eigen lichaam waarnemen om hun bewegingen te leren beheersen. Ze ervaren dat hun lichaam een plek in de ruimte heeft en dat andere mensen en objecten die ook hebben.

Baby’s beginnen ook ruimtelijke relaties in te zien.

Zoals een baby het eigen hoofd, lichaam, handjes en voetjes ontdekt, zo ontdekt het ook dat deze bepaalde posities in de ruimte innemen ten opzichte van elkaar.

Het hoofd is boven op de romp, de armen steken uit de zijden met de handjes eraan, en de benen en voetjes zitten er onderaan. Daarnaast ontdekt de baby dat er ruimtelijke relaties zijn tussen zichzelf en de mensen en objecten in zijn of haar omgeving. Moeder is soms heel dichtbij en soms ver weg; baby kan al snel de drinkfles zelf vasthouden, maar kan bijvoorbeeld niet bij de muziekmobiel die boven het ledikantje hangt.

De ontwikkeling van ruimtelijke vermogens | 11

Naarmate baby’s mobieler worden en zelf van hun plek af kunnen komen, ontdekken ze nog meer dingen over de ruimte. Dat de plekken waar hun speelgoed ligt, op een bepaalde richting en afstand liggen van henzelf en dat deze veranderen als ze er naartoe bewegen. En dat er zoiets is als voor, achter, links, rechts, hoog, laag, rechtdoor en opzij. Aan de hand van dit soort ontdekkingen leren jonge kinderen te bepalen waar zij (en andere mensen en objecten) zich in de ruimte bevinden en leren ze hun weg te vinden.

Ruimtelijke beleving Wanneer kinderen rennen, springen, klimmen, fietsen, een bal schoppen, touwtje springen, skateboarden, gymmen, dansen, of het straatje of de buurt verkennen waar ze wonen, worden hersengebieden actief die ­prikkels uit de omgeving waarnemen en deze omzetten in een ruimtelijk model van wat ze beleven. Hierdoor leren kinderen afstand en richting in te schatten (Hoe hoog moet je met je skateboard springen om op de stoep te komen? Uit welke hoek moet je schieten om voorbij de keeper te raken?). Ook leren ze objecten en trajecten in hun hoofd uit te beelden (Als je op je fiets die hoek afsnijdt, dan kun je je vriendje inhalen). Bovendien leren ze beelden in het hoofd te draaien (Wat moet je met je lichaam doen om een koprol te maken of een radslag te doen?).

Op deze manier leren kinderen in de ruimte te handelen en ontstaat inzicht over de grootte van de ruimte, voorwerpen in de ruimte en over ruimtelijke 12 | Hoe word ik… piloot?

vormen, relaties en patronen. Ze doen kennis op over begrippen als voor, achter, links, rechts, onder, boven, laag, hoog, groot en klein. Ze leren om in het hoofd ruimtelijke beelden van dingen voor te stellen (een bal, een huis, een fiets, een auto, een straat, een brug, een berg... ), wat we ruimtelijke beeldvorming noemen.

Ook leren ze deze beelden in het hoofd te draaien en manipuleren. Dit wordt mentale rotatie genoemd.

Hiermee kunnen kinderen zich voorstellen hoe iets eruit zou zien als het verplaatst wordt ten opzichte van zijn oorspronkelijke positie, of als het vanaf een andere plek zou worden bekeken (perspectiefname). Deze vaardigheid is onmisbaar bij taken zoals kaartlezen, navigeren, het herkennen van objecten en het leren beheersen van je eigen lichaamsbewegingen.

Zelfs minder fysieke bezigheden kunnen bijdragen aan de ontwikkeling van ruimtelijke vermogens. Uit onderzoek van ontwikkelingspsycholoog Susan Levine blijkt dat peuters die thuis veel met legpuzzels spelen, op kleuterleeftijd het beter doen op taken waarbij ze beelden in het hoofd moeten ronddraaien. Blijkbaar verscherpt het roteren van legstukjes — om ze passend op de juiste

Geluid en geur zijn ook ruimtelijk!

In de literatuur wordt ruimtelijke beeldvorming vaak visualisatie genoemd, hoewel het echter verder gaat dan alleen visuele beelden. Zo kun je ook een ruimtelijke voorstelling maken van geluiden of geuren. Bijvoorbeeld als je in een rumoerige ruimte staat en zonder te kijken de richtingen naar bepaalde stemmen kunt schatten.

De ontwikkeling van ruimtelijke vermogens | 13

plek in een puzzel te krijgen — het vermogen om dit soort handelingen in het hoofd en in andere contexten te doen.

Constructiespeelgoed De ontwikkeling van ruimtelijke vermogens wordt op jonge leeftijd bevorderd door het spelen met constructiespeelgoed als houten blokjes en LEGO® blokjes. Dit soort speelgoed lokt namelijk ruimtelijke handelingen uit.

Blokken worden (om)gedraaid om ze te laten passen in het bouwwerk, ze worden haaks op elkaar gelegd, er worden patronen mee gemaakt en deelconstructies worden gecombineerd tot één geheel. Meerdere studies hebben aangetoond dat blokkenbouwcompetenties samengaan met ruimtelijke vermogens, ook bij oudere kinderen. Nog een voordeel van blokkenbouwactiviteiten is overigens dat ze kinderen spelenderwijs ervaring laten opdoen met meten, ordenen, tellen, breuken, diepte, breedte, lengte, symmetrie en vorm.

Mentale rotatie in topsport Succes bij sporten hangt mede af van de mate waarin je kunt handelen naar een schema waarbij objecten of je eigen lichaamsdelen op een bepaalde manier in de ruimte moeten worden gedraaid. Een topvoetballer als David Beckham, bekend om zijn vrijetrappen, kan draaiingen aan de bal geven die keepers steeds op het verkeerde been zetten. Topturner Epke Zonderland gebruikt zo’n handelingsschema voor de rekstok, wat goed was voor Olympisch goud.

14 | Hoe word ik… piloot?

In langlopend onderzoek volgden wetenschappers van Florida State University een groep van 37 kinderen vanaf de kleuterklas tot op de middelbare school. In de kleuterklas keken ze hoe de kinderen met blokjes speelden. Het spel van de kinderen werd beoordeeld naar de mate waarin ze de blokken op een flexibele en inzichtelijke manier gebruikten, bijvoorbeeld om driedimensionale objecten mee te bouwen. Jaren later bleek de manier waarop de kinderen op kleuterleeftijd met de blokken speelden de wiskundeprestaties op de middelbare school te voorspellen: degenen die als kleuter hoog scoorden op het blokkenspel, haalden betere wiskundecijfers, ­presteerden beter op gestandaardiseerde toetsen en namen vaker deel aan gevorderde wiskundelessen.

Ruimtelijke taal Het gebruik van ruimtelijke woorden zoals onder, boven, buiten, binnen, rond en hoek door opvoeders en leraren is nog een krachtige stimulans voor het ruimtelijk leren.

Baby's leren meer over ruimtelijke relaties wanneer een wijzend gebaar gekoppeld wordt aan het woord dat erbij hoort. Peuters die ruimtelijke woorden als ‘midden’ begrijpen, presteren beter op ruimtelijke taken dan leeftijdsgenoten die dergelijke woorden nog niet kennen.

Kleuters wiens ouders meer ruimtelijke woorden gebruiken vertonen meer groei in hun ruimtelijk denken dan kinderen van wie de ouders deze woorden niet gebruiken. En op latere leeftijden wordt het ruimtelijk denken verder beïnvloed door het ruimtelijk taalgebruik van leraren, sporttrainers en andere volwassenen.

De ontwikkeling van ruimtelijke vermogens | 15

Individuele verschillen

Grootschalig genetisch onderzoek toont aan dat individuele verschillen in ruimtelijke vermogens voor ongeveer zeventig procent te verklaren zijn door omgevings­ factoren, zoals ervaringen thuis of op school. Binnen de genetische condities heeft de omgeving dus grote invloed op de ontwikkeling van deze vermogens. Uit heel veel studies blijkt inderdaad een sterk verband tussen ruimtelijke vermogens en deelname aan activiteiten met ruimtelijke componenten.

Jongens-meisjes verschillen In allerlei studies scoren jongens doorgaans hoger op ruimtelijke taken dan meisjes. Uiteraard zijn er uitzonderingen: sommige meisjes zijn ruimtelijk sterk en sommige jongens veel minder. Toch zijn sekseverschillen al op 4-jarige leeftijd te merken. Dit heeft niet zozeer te maken met aangeboren capaciteiten, maar eerder met een wisselwerking tussen biologische factoren en de mogelijkheden die de omgeving biedt. Er is namelijk verschil tussen jongens en meisjes in ontwikkelings­ snelheid van sommige vaardigheden, zoals ruimtelijk denken en taal. Dit maakt dat jongens gedurende bepaalde ontwikkelingsperiodes een voorkeur hebben voor activiteiten die de ruimtelijke vermogens 16 | Hoe word ik… piloot?

aanspreken en ook stimuleren, zoals sport, bepaalde computerspelletjes en het spelen met constructie­ speelgoed als blokken.

Meisjes doen in mindere mate mee met dit soort bezigheden, omdat zij vaker de voorkeur geven aan spellen met talige en sociale elementen. Zelfs wanneer meisjes wel met constructiespeelgoed als blokken spelen, doen ze dat vaak anders dan jongens. Ze gebruiken de blokken eerder als objecten die iets moeten voorstellen (een hond, een bloem, een kindje...) dan dat ze ermee bouwen. De beperktere ervaring met materialen en activiteiten die ruimtelijke handelingen uitlokken werkt in hun nadeel als het gaat om de ontwikkeling van ruimtelijke vaardigheden. Op latere leeftijd blijken meisjes ook minder vertrouwen te hebben in hun ruimtelijke vermogens dan jongens. In een studie van de Vrije Universiteit Amsterdam onder 2215 brugklassers, rapporteerden meisjes veel minder vaak dan jongens dat ze goed waren in wiskundeopgaven met ruimtelijke objecten (kubussen, piramiden, cilinders etcetera) en veel vaker dat ze daar niet goed in waren.

Jongens en meisjes lossen ruimtelijke taken ook anders op, zo blijkt uit hersenonderzoek van de John Hopkins University. Kinderen en jongeren in de leeftijd van 7 tot 15 jaar werden in de scanner gelegd, terwijl ze een ruimtelijke oriëntatie taak uitvoerden. Sekse­ verschillen in hersenactiviteit werden gevonden: de jongens maakten meer gebruik van hersengebieden die betrokken zijn bij ruimtelijke bewegingen en ruimtelijk geheugen dan de meisjes, wat overeenkomt met de notie dat jongens meer ervaring hebben met fysieke activiteiten met een ruimtelijke component.

Individuele verschillen | 17

Thuisomgeving De kwaliteit van de thuisomgeving wat betreft speel­ materiaal, activiteiten en het taalgebruik van ouders is ook van grote invloed op de ontwikkeling van ruimtelijke vermogens. Jonge kinderen uit minder welgestelde gezinnen lopen achter op hun leeftijdsgenoten in de complexiteit en diversiteit van hun blokkenbouwsels.

Deze kinderen hebben minder speelervaring met blokken, wat het blokkenbouwen moeilijker voor hen maakt. Bovendien gebruiken hun ouders minder ruimtelijke woorden in het bijzijn van hun kinderen.

In een langlopende studie van wederom Susan ­Levine en collega’s, werden kinderen herhaaldelijk getest op mentale rotatie taken in de loop van groep 4 en 5. Jongens uit de meer welgestelde gezinnen presteerden beter dan hun vrouwelijke klasgenoten, wat waarschijnlijk kwam doordat deze jongens meer tijd besteedden aan ruimtelijke activiteiten en materiaal. Opmerkelijk was dat de prestaties van jongens en meisjes uit gezinnen met een laag inkomen — die allemaal weinig toegang hadden tot ruimtelijke activiteiten en materialen — niet verschilden van elkaar. Dit maakt duidelijk dat het mannelijke voordeel in ruimtelijke vermogens geen weerspiegeling is van de capaciteiten van de bevolking als geheel. Het heeft eerder te maken met de beschikbaarheid van materialen en activiteiten die de ontwikkeling van ruimtelijke vaardigheden stimuleren én met het ruimtelijk taal­ gebruik van de ouders.

18 | Hoe word ik… piloot?

Ruimtelijke vermogens en schoolse vaardigheden Zoals we in de inleiding stelden, zijn ruimtelijke ­vermogens voor alle schoolvakken van groot belang.

Mentale rotatie, bijvoorbeeld, is nauw gerelateerd aan het bewerken van informatie in het werkgeheugen. Die informatie moet namelijk ook worden gemanipuleerd aan de hand van steeds binnenkomende input uit de omgeving of de taak waarmee een leerling bezig is.

Daarnaast spreken diverse leergebieden de ruimtelijke vermogens op specifieke manieren aan. Daar gaan we nu dan ook nader op in.

Rekenen en wiskunde Van alle leerdomeinen is de relatie tussen ruimtelijke vermogens en rekenen/wiskunde het meest grondig onderzocht. Deze relatie is overtuigend sterk en zeer robuust. Langlopende studies tonen aan dat ruimtelijke vermogens samenhangen met reken-/wiskundeprestaties op alle schoolleeftijden. Het gaat daarbij niet alleen om meten en meetkunde, die duidelijk een beroep doen op ruimtelijke redeneervermogens (Hoe bereken je de oppervlakte van een kamer? Hoe gebruik je een plattegrond? Hoe ziet het blokkenbouwsel vanaf de andere kant eruit?). Ruimtelijke relaties liggen ook aan de basis van Ruimtelijke vermogens en schoolse vaardigheden | 19

verhoudingen en breuken. En getallenkennis, optellen en aftrekken en het gebruik van handige rekenstrategieën gaan beter bij kinderen met sterkere ruimtelijke ­vermogens. De kern hiervan, en van rekenen in zijn geheel, is het gevoel voor hoeveelheid.

Hoeveelheid en ruimte We leren over hoeveelheid aan de hand van objecten in de ruimte om ons heen. We tellen de snoepjes die op tafel liggen door ze één-voor-één aan te wijzen, we doen er een paar bij, halen er een paar weg en maken er groepjes van.

Dit soort handelingen resulteert in een ruimtelijke voorstelling van hoeveelheden en de daarbij behorende getallen, georganiseerd in het brein langs een mentale

Hoe ziet het blokkenbouwsel gedraaid eruit?

In studies worden diverse soorten taken gebruikt om al die verschillende vormen van ruimtelijke vermogens te meten.

Hieronder staat een veelgebruikte mentale rotatie taak: Bij welke paren zijn beide objecten hetzelfde?

Antwoord: A en B. Mental Rotations Test. Shepard, R.N. & Metzler, J. (1971). Mental Rotation of Three-Dimensional Objects. Science, 171(3972), 701–703.

20 | Hoe word ik… piloot?

‘getallenlijn’. Het gevoel voor hoeveelheid — en zo ook de mentale getallenlijn — is essentieel voor de ontwikkeling van getallenkennis en het leren rekenen. Veel kinderen met ontwikkelingsdyscalculie hebben juist hier veel moeite mee. Ze kunnen getallen niet goed plaatsen op de getallenlijn en zetten bijvoorbeeld 5 en 11 dichter bij elkaar dan 7 en 9.

De ontwikkeling van de mentale getallenlijn gaat niet vanzelf. Bij jonge kinderen nemen kleine getallen relatief meer ruimte op de lijn in, terwijl grotere getallen (waar ze niet zo bekend mee zijn) dicht op elkaar zitten. Naarmate het gevoel voor hoeveelheid zich ontwikkelt wordt de mentale getallenlijn steeds accurater met een even grote ruimte tussen elk getal. Studies laten zien dat stimulering van een ruimtelijke voorstelling van hoeveelheden de rekenvaardigheden verbetert van zowel kinderen zonder leerproblemen als kinderen met ontwikkelingsdyscalculie.

Hoofdrekenen en schattend rekenen Ook bij oudere kinderen, adolescenten en volwassenen blijven ruimtelijke vermogens belangrijk bij rekenen en wiskunde. We voeren namelijk verschillende rekentaken uit in verschillende delen van het brein. Hoofdrekenen met kleine getallen, goed ingeoefende ‘rekenfeiten’ (zoals 3 + 4 = 7; 3 × 4 = 12) en exacte berekeningen worden verwerkt in gebieden voor taal en het lange termijn geheugen. Hoofdrekenen met grotere getallen, aftrekken en schattend rekenen gebruiken gebieden voor ruimtelijke verwerking en hoeveelheden.

Ruimtelijke vermogens en schoolse vaardigheden | 21

Overigens is dit een verklaring voor het feit dat sommige mensen goed zijn in bepaalde soorten rekentaken en minder goed in andere. In een les over meten, oppervlakte en omtrek zagen we het volgende. De leerkracht praat met de klas over de afstand tussen school en gym en hoe groot het speelveld is. Een leerling van 11 jaar weet alles goed in te schatten: het is 250 meter naar de gym, het veldje is “ongeveer 20 bij 30; nee... minder met het schuurtje op de hoek”. Maar als hij vervolgens de oppervlakte van het figuurtje moet uitrekenen, gaat er van alles mis.

Bij deze leerling lukt het ruimtelijk denken en het schattend rekenen wel, maar hij gaat de mist in bij het toepassen van de exacte berekeningen.

Ruimtelijke training verbetert rekenvaardigheden Andere aanwijzingen voor de relatie tussen ruimtelijke vermogens en rekenen/wiskunde komen uit studies die kinderen trainen op ruimtelijke taken en vervolgens het effect op rekenprestaties bekijken. Zo trainden onder­ zoekers van Michigan State University 6- tot 8-jarigen op een mentale rotatie taak. De kinderen kregen steeds twee losse vormpjes te zien en moesten aangeven hoe de gehele vorm eruit zou zien als de vormpjes naast elkaar zouden worden gelegd. Na slechts één trainingssessie maakten deze kinderen optel- en aftreksommen beter, vooral 22 | Hoe word ik… piloot?

sommen van het type 4 + __ = 10. Waarschijnlijk hielp de training om deze sommen om te zetten naar een meer gebruikelijk format (10 – 4 = ?), of werd de verwerkingscapaciteit van het werkgeheugen verbeterd.

Rekenangst Kinderen met rekenangst (negatieve gevoelens over rekenen die de rekenprestaties in gevaar brengen) blijken vaak zwakkere ruimtelijke vaardigheden te hebben, in het bijzonder mentale rotatie. Mensen met rekenangst hebben minder richtingsgevoel, meer angst voor ruimtelijke taken, en doen het ook slechter bij ruimtelijke tests.

Mogelijk komt rekenangst voor een deel voort uit een laag ruimtelijk inzicht en angst voor ruimtelijke taken (reken­ angst heeft ook te maken met andere factoren, zoals faalangst en de rekenattitude van de eigen leraar). Het verminderen van ruimtelijke angst zou dus mogelijk kunnen helpen om rekenangst te verminderen.

Recent onderzoek van ontwikkelingspsycholoog Elizabeth Gunderson heeft bovendien een verband ontdekt tussen de ruimtelijke vaardigheden van kinderen uit groep 3 en 4 en de ruimtelijke angst van hun eigen leerkracht. Leerkrachten die angstig zijn voor ruimtelijke taken, laten hun leerlingen waarschijnlijk minder vaak deelnemen aan ruimtelijke activiteiten, wat hun ruimtelijke ervaring vermindert. Minder blootstelling aan ruimtelijke activiteiten kan de ontwikkeling van ruimtelijke vermogens vertragen (bijvoorbeeld de mentale getallenlijn) en bemoeilijkt het leren rekenen. Dit zou uiteindelijk kunnen leiden tot rekenangst.

Ruimtelijke vermogens en schoolse vaardigheden | 23

Wereldoriëntie (natuur, aardrijkskunde, geschiedenis, wetenschap en techniek) Veel aspecten van de wereldoriëntatievakken zijn ruimtelijk van aard. Oriëntatiebesef, bijvoorbeeld, is belangrijk bij aardrijkskunde. Om te kunnen snappen waarom bepaalde landgebieden een specifiek klimaat hebben zal je notie moeten hebben van de geografische oriëntatie en kenmerken van die gebieden en wat dit te maken heeft met de stand van de zon in relatie tot de aarde.

Ruimtelijke relaties zijn er verder volop in allerlei natuurverschijnselen die kinderen tegenkomen. De zon, planeten en manen in ons zonnestelsel hebben allemaal een eigen plek in de ruimte, in relatie tot elkaar. Een atoom bestaat uit een kern met een wolk van elektronen op een bepaalde afstand daaromheen.

Ruimtelijke elementen benoemen Uiteraard is het belangrijk dat leraren en ouders ruimtelijke taal gebruiken wanneer ze het over dergelijke onderwerpen hebben.

Door aandacht te vragen voor ruimtelijke elementen en deze te benoemen en te beschrijven, worden de structuren en de relaties binnen de betreffende systemen duidelijker. Bijvoorbeeld als je het hebt over hoe regen ontstaat: Kleine waterdruppeltjes uit rivieren en oceanen gaan hoog de lucht in en verzamelen zich in een wolk. Omdat ze heel dicht op elkaar zitten, plakken ze aan elkaar.

Zo maken de kleine druppels samen één grote druppel. Wanneer de grote druppels te zwaar worden, vallen ze naar beneden.

24 | Hoe word ik… piloot?

Zowel concrete als abstracte concepten omvatten soortgelijke relaties. Denk aan onderwerpen als de bloedsomloop, het weer, het zonnestelsel, de landbouw, transport, krachten en de indeling van leven op aarde.

Het gaat hier om samenhangende systemen waarbij alle componenten hun eigen plek hebben die in ruimtelijke relatie staan tot elkaar. Bij het concept ‘verwantschap’, bijvoorbeeld, hebben eerstegraads, tweedegraads en derdegraads familieleden relaties met elkaar die overeenkomen met de biologische afstand (ruimte) ertussen.

Daarnaast is de manier waarop we deze systemen met schematische tekeningen en visuele modellen weergeven ruimtelijk. We maken veel gebruik van ruimtelijke representaties als diagrammen, tekeningen, grafieken en schema’s met ruimtelijke elementen, waarmee kinderen over abstracte concepten of de fysieke wereld moeten leren. Een landkaart bij topografie, een taartdiagram bij rekenen, een schematische weergave van de bloeds­ omloop bij biologie, om maar enkele voorbeelden te noemen. Het vermogen om met zulke representaties te werken kan gezien worden als een samengestelde vaardigheid, waarin ruimtelijke oriëntatie, ruimtelijke relaties, ruimtelijke beeldvorming en mentale rotatie allemaal een rol spelen.

Al met al is het niet verrassend dat ruimtelijke ­vermogens succes in de natuurvakken en bètatechnische beroepen voorspellen. Piloten, architecten, ontwerpers, bouwkundigen, ingenieurs, technici, scheikundigen, biologen en artsen, onder anderen, moeten allemaal driedimensionale beelden van voorwerpen, toestellen, bouwwerken, systemen of organismen in hun hoofd kunnen vasthouden. Ook moeten ze in staat zijn om te Ruimtelijke vermogens en schoolse vaardigheden | 25

Een keerpunt in de geneeskunde Ruimtelijke representaties stellen ons in staat om verbanden te zien die anders misschien niet zouden opvallen. De relatie tussen besmet drinkwater en cholera — een van de belangrijkste vondsten in de medische geschiedenis — is pas ontdekt toen kaarten van de locaties van waterpompen en van de verspreidingspatronen van de ziekte over elkaar heen werden gelegd.

bedenken hoe deze eruit zouden zien vanaf een andere locatie, vanuit een ander perspectief, omgedraaid, of in beweging.

Begrijpend lezen We noemden al het vermogen om in het hoofd ruimtelijke beelden van dingen voor te stellen: je ziet als het ware iets voor je, wat niet fysiek aanwezig is. In het verlengde hiervan spreken we over het vermogen om hele scenes of situaties in het hoofd uit te beelden: hoe het schoolplein eruit ziet als we ’s morgens naar school komen, of hoe het was toen je je zwemmedaille haalde. Zo’n mentaal beeld wordt weleens een situatiemodel genoemd en bestaat onder meer uit personages, acties, objecten en locaties. Je kunt een situatiemodel voor je geestesoog manipuleren: je kunt het vanaf verschillende oogpunten bekijken, je kunt in- en uitzoomen, je kunt er in je geest doorheen lopen.

26 | Hoe word ik… piloot?

Het kunnen maken van zo’n situatiemodel is een van de belangrijkste vaardigheden bij het verlenen van betekenis aan een verhaal, ofwel begrijpend lezen. Dat gaat zo.

Tijdens het lezen van een tekst maak je in je hoofd een mentale voorstelling van wat er wordt beschreven.

Hiervoor moet je de informatie uit de tekst aanvullen met je eigen kennis van de wereld, om tot een kloppend beeld te komen. We nemen een voorbeeld: “Het was een mooie, zonnige dag. Kim ging naar buiten met haar paraplu.”

Omdat je weet dat mensen geen paraplu gebruiken als de zon schijnt, concludeer je dat Kim’s paraplu dicht was.

Het situatiemodel toont dan een meisje dat buiten in de zon loopt met een opgeklapte paraplu in haar hand. Goed begrijpend lezen berust dus op de omzetting van verbale tekst in een non-verbaal mentaal model. In onderzoek van de Vrije Universiteit Amsterdam leerden kinderen dergelijke mentale voorstellingen maken bij het lezen van tekst. Hierdoor begrepen en onthielden de kinderen beter wat ze hadden gelezen.

Verbale ontwikkeling Nog een belangrijk aspect van de cognitieve en taal­ ontwikkeling is het indelen van objecten, gebeurtenissen en ideeën aan de hand van gedeelde eigenschappen of overeenkomsten. ‘Huisdieren’, bijvoorbeeld, bestaande uit honden, katten, cavia’s, hamsters enzovoort, is een indeling of groep die ontstaat wanneer kinderen ervaren dat deze dieren vaak bij mensen in huis wonen. Toch doen we dit niet allemaal op dezelfde manier. Sommige mensen maken nauwe groepen: zij merken verschillen tussen Ruimtelijke vermogens en schoolse vaardigheden | 27

dingen eerder op dan hun overeenkomsten. Anderen delen dingen breed in: zij zien eerder overeenkomsten dan verschillen. Dit helpt ze om op een hoger abstractieniveau verbanden te leggen, wat een kenmerk is van verbale creativiteit. Uit onderzoek blijkt dat deze verschillen te maken hebben met de mate waarin individuen analytisch (nauw) of ruimtelijk (breed) denken.

Ruimtelijk denken is dus een belangrijke drijfveer voor zowel conceptuele als verbale ontwikkeling.

Kunstvakken Het spreekt voor zich dat beeldende kunst een ruimtelijk domein is. De essentie hiervan wordt gevormd door de eerder besproken ruimtelijke oriëntatie, ruimtelijke relaties, ruimtelijke beeldvorming, mentale rotatie, perspectiefname en ruimtelijke representaties. Kinderen kunnen veel leren over perspectief en ruimtelijke relaties (zoals verhoudingen) door te kijken naar bestaande beeldhouw- en schilderkunst en die technieken vervolgens zelf toe te passen. Denk bijvoorbeeld aan de verstoorde figuren van Picasso en Dali, de verhoudingen van Mondriaan en het perspectievenspel van Escher.

De relatie tussen ruimtelijke vermogens en muziek is misschien minder vanzelfsprekend. Toch is er een sterk verband tussen muziek beoefenen en prestatie op ruimtelijke taken. Op zich is dit niet vreemd. Muzieknoten hebben toonlengtes en toonhoogtes, die allemaal in verhouding staan tot elkaar. De noten worden op een ruimtelijke manier opgeschreven, met een bepaalde vorm en positie op de notenbalk. De notenbalk zelf wordt 28 | Hoe word ik… piloot?

ingedeeld door maatstrepen die in ruimtelijke relatie staan tot elkaar. Bij het spelen van een melodie moet al deze informatie worden opgenomen en samengevoegd, waarbij er aandacht moet zijn voor zowel elk teken dat op het blad staat als het hele patroon van ruimtelijke tekens.

Musici, net als sporters, moeten ruimtelijke schema’s van motorische handelingen (‘wat moet ik spelen’) omzetten naar elke beweging die ze maken met hun vingers, handen, voeten, hoofd, lijf, strijkstok, drumstokken, etcetera. Doordat muziek maken een beroep doet op ruimtelijke vermogens en daardoor deze stimuleert, is er een wederzijdse relatie en versterken ze elkaar.

Problemen oplossen Bij het oplossen van complexe problemen of vraagstukken worden vaak logische of analytische oplossings­ strategieën ingezet. Een ruimtelijke benadering kan deze aanpak aanvullen of zelfs vervangen, bijvoorbeeld door het gebruik van diagrammen of tekeningen. Een accurate tekening van een probleem verheldert de structuur en vermindert de complexiteit ervan. Een voorbeeld: onderzoekers van de Vrije Universiteit Amsterdam lieten kinderen uit groep 8 een tekening maken bij talige rekenopgaven (verhaalsommen) als: “Aan het begin van een rechte weg plant een man aan beide kanten een boom.

Vervolgens plant hij langs deze weg aan beide kanten om de 5 meter een nieuwe boom. De weg is 15 meter lang. Hoeveel bomen worden er geplant?” Veel kinderen gaan de mist in met dit soort opgaven, omdat ze moeite hebben de juiste zaken uit de tekst te halen.

Ruimtelijke vermogens en schoolse vaardigheden | 29

De onderzoekers wilden weten of kinderen dergelijke opgaven beter oplossen wanneer ze een tekening erbij maken. Sommige kinderen maakten een tekening van alleen een boom; anderen tekenden meerdere bomen maar vergaten de bomen aan het begin van de weg. Dit typen tekeningen gingen vaker samen met een fout antwoord, maar wanneer alle ruimtelijke relaties correct werden weergegeven, zoals hierboven, was de kans op het succesvol oplossen van de opgave bijna zes keer zo groot!

30 | Hoe word ik‌ piloot?

De stimulering van ruimtelijke vermogens: een taak voor school en thuis Hoe meer de ruimtelijke vermogens worden gestimuleerd, hoe beter ze zich ontwikkelen. Activiteiten en materialen die ruimtelijke handelingen uitlokken, net als ruimtelijke taal, zijn essentieel hiervoor.* Zowel school als thuis hebben hierin een grote rol te spelen. In lang­lopend onderzoek van de Universiteit van Chicago werden kinderen uit verschillende thuismilieus gevolgd van groep 1 tot eind groep 3. De ruimtelijke vaardigheden van de kinderen bleken gedurende het schooljaar veel meer toe te nemen dan tijdens de grote vakanties. De ervaringen die kinderen op school opdoen zijn dus daadwerkelijk van invloed op de ontwikkeling van hun ruimtelijke vermogens. Tegelijkertijd is het duidelijk dat opvoeders en de thuisomgeving ook hun bijdrage moeten leveren. Juist tijdens periodes wanneer kinderen geen toegang hebben tot het schoolaanbod, is het nog belangrijker dat kinderen gestimuleerd worden om deel te nemen aan ruimtelijke activiteiten en dat ze ruimtelijke taal horen.

* Lees ook het boek over hands-on leren uit deze reeks.

De stimulering van ruimtelijke vermogens | 31

Ruimtelijke vermogens kunnen worden getraind Een recente analyse van de uitkomsten van 217 wetenschappelijke studies concludeerde dat ruimtelijke vermogens op veel verschillende manieren getraind kunnen worden en dat training tot een duurzame verbetering op ruimtelijke taken leidt. De training moet wel van voldoende omvang en duur zijn, maar dit kan variëren van enkele uren tot enkele weken of zelfs maanden, afhankelijk van de trainingsmethode. Kinderen die bij aanvang van de training zwakkere ruimtelijke vermogens hebben, verbeteren in de regel meer dan leeftijdsgenoten die daar sterker in zijn. Bij de eerste groep komt de ruimtelijke verbetering traag op gang, maar als ze doorzetten en deze drempel overwinnen dan gaat die steeds sneller. Ook kinderen met goede ruimtelijke vermogens gaan vooruit na training. Bovendien blijkt dat wanneer meisjes adequaat getraind worden, ze net zo goed ­presteren op ruimtelijke taken als jongens.

Ruimtelijk materiaal We spraken al eerder over de effecten van het spelen met constructiespeelgoed als blokken. Ook trainingsstudies hebben blokkenbouwactiviteiten gebruikt om de ruimtelijke vermogens te stimuleren. Een voorbeeld: in onderzoek van onderwijs- en ontwikkelingspsycholoog Beth Casey oefenden kinderen van 5¼ tot 6¼ jaar met het manipuleren, ronddraaien en combineren van blokken door diverse bouwwerken te maken. Na afloop bleken de kinderen vooruit te zijn gegaan in het namaken van 32 | Hoe word ik… piloot?

patroonreeksen met gekleurde blokjes. Hiervoor moesten ze de ruimtelijke relaties in de patronen inzien en de gekleurde blokjes dusdanig combineren dat dezelfde combinaties werden overgenomen. Blokkenbouw­ activiteiten helpen blijkbaar om ruimtelijke patronen te kunnen analyseren, ontleden en reconstrueren.

Ook oudere kinderen en adolescenten profiteren van training met ruimtelijk materiaal. In onderzoek van het TalentenKracht Centrum van de Vrije Universiteit Amsterdam werken kinderen aan de hand van opdrachten en gerichte instructies met ruimtelijke puzzels en complex bouwmateriaal. Leerlingen kunnen bijvoorbeeld metersgrote ruimtelijke constructies maken van houten blokken, stokken of touwtjes. Dit soort materiaal prikkelt de nieuwsgierigheid en daagt kinderen uit om gericht waar te nemen, oplossingen te zoeken, complexe beelden in het hoofd te vormen en vast te houden, erover te redeneren en ernaar te handelen.

Bovendien wordt de motoriek (zowel fijne als grove) geoefend, van simpele naar zeer complexe handelingen.

Gebaren Mensen gebaren als ze denken. Het maken van gebaren is een krachtig hulpmiddel bij het leren. Als leraren gebaren, leren kinderen vaak beter dan wanneer ze alleen maar naar de leraar luisteren. Als kinderen zelf gebaren, leren ze beter dan wanneer ze niet gebaren. Gebaren zijn bijzonder nuttig bij het weergeven van ruimtelijke relaties. In trainingsstudies blijkt dat hoe meer kinderen gebaren, hoe beter ze mentale rotatie taken oplossen.

De stimulering van ruimtelijke vermogens | 33

Bijvoorbeeld, in onderzoek van taalpsycholoog Susan Goldin-­ Meadow kregen 6-jarigen een reeks taken zoals hiernaast afgebeeld.

Per taak kregen ze twee losse vormpjes te zien. Vervolgens moesten ze aangeven welke van de vier grote vormen ze zouden krijgen als de vormpjes naast elkaar worden gelegd.

Sommige kinderen moesten met gebaren aangeven hoe ze de vormpjes zouden verplaatsen; anderen gebaarden niet zelf maar keken naar de leraar die dat deed. Nog een andere groep kinderen maakte of keek naar gebaren die niet relevant waren voor de taak. Kinderen die zelf gebaarden hoe de stukken verplaatst moesten worden, losten de taken het beste op. Kinderen die keken naar dit soort gebaren presteerden beter dan kinderen die alleen met irrelevante gebaren te doen hadden. Kortom, gebaren kunnen ruimtelijke vermogens verbeteren, mits ze informatie overbrengen die relevant is voor het oplossen van de taak.

Computerspelletjes Bij adolescenten en volwassenen blijken bepaalde computer­spelletjes de ruimtelijke vermogens te verbeteren. Uit onderzoek van de Universiteit van Toronto blijkt zelfs dat actiespelletjes tot veel meer verbetering op mentale rotatie taken leiden dan non-actie 3D puzzel­ spelletjes. En slechts enkele uren training met een actiespel vermindert sekseverschillen in ruimtelijke 34 | Hoe word ik… piloot?

vermogens. Voor basisschoolkinderen zijn er meer eenvoudige computerspelletjes. Tetris, bijvoorbeeld, is een spel waarbij vormpjes snel gedraaid moeten worden zodat ze in elkaar passen terwijl ze naar beneden vallen.

Deze activiteiten kunnen overigens buiten schooltijd worden gedaan en hoeven dus niet ten koste te gaan van de reguliere schoolactiviteiten. Hierin hebben ouders weer een belangrijke rol bij het kiezen en aanbieden van nuttige spelletjes.

Gerichte training Ruimtelijke vermogens kunnen ook rechtstreeks getraind worden. Onderwijswetenschappers Catherine Bruce en Zachary Hawes lieten dit zien in een omvangrijke trainings­studie met een duur van vier maanden.

De studie richtte zich op mentale rotatie in twee en drie dimensies. Deelnemers waren 4 tot 8-jarigen met zwakke ruimtelijke vermogens uit achtergestelde gezinnen.

De kinderen volgden speciale lessen waarin ze allerlei ruimtelijke activiteiten deden, zoals het werken met rekenblokken in verschillende afmetingen, het leggen van patroonblokken en tangrams, het vergelijken van gedraaide 2D- en 3D-vormen, het ontleden en draaien van 2D-figuren, en modellenbouwen. Na deze lessenreeks gingen de kinderen enorm vooruit op ruimtelijke taken.

De stimulering van ruimtelijke vermogens | 35

Aanvulling op de les Ruimtelijke activiteiten kunnen worden toegevoegd aan de reguliere les. Het is relatief makkelijk om digitaal materiaal te vinden dat leerstof presenteert met behulp van twee- of driedimensionale interactieve animaties.

De exacte vakken lenen zich daar bijzonder goed voor.

In een studie van Arizona State University werkten leerlingen “Ruimtelijke in hun natuurkundeles amper vermogens zijn van twee dagen met dit soort groot belang bij alle digitaal materiaal. Deze korte aanvulling op de reguliere les schoolvakken” leidde al tot verbeterde prestaties op diverse ruimtelijke taken en hielp de leerlingen zelfs met een zeer uitdagende taak, namelijk het lezen van een 3D-topografische kaart. Dergelijke animaties kunnen ook helpen om kinderen te leren visualiseren hoe ze 2D-beelden kunnen omzetten in 3D-beelden, en vice versa. Op de basisschool is kaarten lezen en maken een ruimtelijke activiteit die makkelijk in de les (bijvoorbeeld wereldoriëntatie of rekenen) kan worden opgenomen. Kortom, met relatief eenvoudig aanvullend materiaal in de reguliere les kunnen de ruimtelijke vermogens van leerlingen ­substantieel verbeterd worden.

Ruimtelijke vermogens zijn van groot belang voor succes op school. Toch worden ze niet systematisch gestimuleerd en zijn veel leraren en ouders zich niet bewust van de noodzaak hiervoor. Het wordt tijd om deze gemiste kans aan te pakken. Er zijn meerdere technieken bekend om 36 | Hoe word ik… piloot?

ruimtelijke vermogens te trainen, met activiteiten en materialen die ruimtelijke handelingen uitlokken en het ruimtelijk denken stimuleren. Het opnemen van deze technieken in onderwijsprogramma’s en in het aanbod thuis zou belangrijke opbrengsten kunnen opleveren voor het leren en presteren op school en daarbuiten. Advies voor degenen die hiermee aan de slag willen, is te vinden in de kaders ‘Hoe verder?’ en ‘Tips’.

De stimulering van ruimtelijke vermogens | 37

Samenvatting

Ruimtelijke vermogens voorspellen succes in rekenen, wiskunde, de natuurvakken, wetenschap en techniek.

Maar ook bij taal, wereldoriëntatie, kunstvakken en bewegingsonderwijs staan ruimtelijke begrippen en vaardigheden centraal. Ruimtelijke vermogens zijn er in veel verschillende vormen. Het gaat onder meer om ruimtelijke oriëntatie, het doorgronden van ruimtelijke relaties, ruimtelijke beeldvorming, mentale rotatie, perspectiefname, en het kunnen omgaan met ruimtelijke representaties. Toch wordt het belang hiervan onder­­ belicht en krijgen ruimtelijke vaardigheden weinig aandacht op school. Al op jonge leeftijd ontstaan er individuele verschillen in ruimtelijke vermogens, zoals tussen jongens en meisjes en tussen kinderen uit verschillende thuismilieus. Deze verschillen hebben grotendeels te maken met de mate waarin kinderen deelnemen aan activiteiten die ruimtelijke handelingen uitlokken en door het gebruik van ruimtelijke taal door ouders. ­Ruimtelijke vermogens kunnen echter op veel verschillende manieren worden getraind. De ervaringen die kinderen op school en thuis opdoen dragen hier sterk aan bij. Leraren en ouders dienen daarom het belang van ruimtelijke vermogens in te zien en mogelijkheden te creëren om deze op school en thuis te stimuleren.

38 | Hoe word ik… piloot?

Hoe verder?

Ruimtelijke vermogens kunnen worden gestimuleerd met de juiste instructie, activiteiten en materialen. We zetten een aantal adviezen op een rij: ■■ Probeer het ruimtelijk denken op een natuurlijke manier tijdens de (school)dag aan te spreken. Tijdens het buitenspelen of gymmen, bijvoorbeeld, kun je ruimtelijke taal gebruiken als je praat over wat de kinderen doen. Benoem de ruimtelijke begrippen die ze tegenkomen, zoals binnen, buiten, tussen, midden, hoog, laag, lang, kort, op, onder, boven, beneden, lijn, hoek.

■■ Gebruik bordspelletjes met ruimtelijke componenten.

De ogen op een dobbelsteen geven hoeveelheden en getallen als een ruimtelijk patroon weer. En met pionnetjes maken kinderen sprongetjes in de ruimte die daarmee overeenkomen.

■■ Maak legpuzzels met jonge kinderen en gebruik daarbij ruimtelijke taal. Je kunt de kinderen bijvoorbeeld vragen om alle stukjes te vinden met een rechte of een hoekse kant.

■■ Stimuleer het gebruik van gebaren. Zoals gezegd kunnen gebaren ruimtelijke relaties en eigenschappen goed weergeven en leren kinderen beter als ze gebaren. Het leren van ruimtelijke woorden kan hierdoor vergemakkelijkt worden.

Hoe verder? | 39

■■

Gebruik prentenboeken die het ruimtelijk denken aanspreken, zoals boeken die mentale rotatie en perspectiefname vragen. De boeken De gele ballon van Charlotte Dematons en De paraplu van Ingrid en Dieter Schubert zijn hier voorbeelden van: stad, woestijn, oerwoud en zee worden allemaal vanuit een ongewoon perspectief gezien. In het boek O, nee!

Pop in de WC… van Astrid Huijsing staan ‘normale’ illustraties van een huis, straat en de plaatsen waar het verhaal zich afspeelt, naast illustraties die dwarsdoorsneden van deze plekken laten zien.

■■

Vraag kinderen te voorspellen wat er gebeurt bij eenvoudige ‘experimentjes’. Bijvoorbeeld in welk bakje een knikker zal vallen uit een knikkerbaan met verschillende openingen, of waar een object zal landen dat vanuit een katapult wordt geslingerd.

Hiervoor moeten kinderen in hun hoofd een mentale voorstelling maken van welke trajecten in de ruimte gevolgd zullen worden.

■■

Vraag kinderen een filmpje in het hoofd te maken van wat er gebeurt in de teksten en verhalen die ze lezen.

Leer ze daarbij na te gaan of de ‘scenes’ in het filmpje kloppend zijn en logischerwijs in elkaar overgaan. Als dat niet zo is, dan kan dit betekenen dat ze de tekst nog niet helemaal goed hebben begrepen.

■■

Maak gebruik van rekenmateriaal dat de ruimtelijke relaties tussen en binnen rekenconcepten blootlegt.

Bijvoorbeeld, blokken, stokken, kettingen, borden, fiches en rekken waarmee kinderen leren tellen, ordenen, vergelijken, groeperen, classificeren ­etcetera.

40 | Hoe word ik… piloot?

■■

Maak gebruik van schematische tekeningen, kaarten en ruimtelijke modellen bij het behandelen van lesstof als topografie en natuur. Vraag kinderen om zelf te tekenen wat ze weten over bepaalde onderwerpen, zoals het weer, het zonnestelsel of de bloedsomloop, of vraag ze een plattegrond van de school of hun wijk te tekenen.

■■

Gebruik beeldende kunst voor het stimuleren van ruimtelijke vaardigheden. Laat kinderen bijvoorbeeld kijken naar kunstwerken van M.C. Escher met fascinerende optische illusies die met perspectief spelen.

■■

Bied fysieke activiteiten aan die ruimtelijke handelingen stimuleren, zoals sport, jongleren, tekenen, muziek maken, ruimtelijke puzzels, origami, constructiespeelgoed en bouwmateriaal waarmee je ingewikkelde bouwwerken kunt maken. Hierbij moeten kinderen in hun hoofd een ontwerp of bouwplan maken en vervolgens ernaar handelen. Let erop dat ook de meisjes hieraan meedoen! Gebruik ruimtelijke taal als je met de kinderen hierover praat.

■■

Maak deze activiteiten leuk, en laat zien dat jij ze ook leuk vindt! Kinderen nemen gauw het voorbeeld van hun ouders en van de eigen leraar over.

Hoe verder? | 41

Tips

Naast 2D- en 3D-legpuzzels en het bekende constructiespeelgoed als houten blokjes, LEGO® blokjes, knikkerbanen e.d., is er veel materiaal beschikbaar om ruimtelijke vaardigheden te stimuleren.

Kijk voor nadere inspiratie op: www.breinplein.nl; www.onderwijsdatabank.nl (Tridio materiaal); www.stocs.nl; www.fi.uu.nl (lessenserie Miertje Maniertje).

42 | Hoe word ik… piloot?

Literatuur

Bij het schrijven van deze tekst is gebruikgemaakt van onder andere de volgende bronnen: Boonen, A.J.H., Van Wesel, F., Jolles, J., & Van der Schoot, M. (2014). The role of visual representation type, spatial ability, and reading comprehension in word problem solving: An item-level analysis in elementary school children. International Journal of Educational Research, 68, 15–26.

Bruce, C. D., & Hawes, Z. (2015). The role of 2D and 3D mental rotation in mathematics for young children: what is it? Why does it matter? And what can we do about it? ZDM Mathematics Education, 47(3), 331–343.

Brugger, P., Loetscher, T., Graves, R.E., & Knoch, D. (2007). Semantic, perceptual and number space: Relations between category width and spatial processing. Neuroscience Letters, 418(2), 133–137.

Casey, B.M., Andrews, N., Schindler, H., Kersh, J.E., Samper, A., & Copley, J. (2008). The development of spatial skills through interventions involving block building activities. Cognition and Instruction, 26(3), 269–309.

Clements-Stephens, A.M., Rimrodt, S.L., & Cutting, L.E. (2009). Developmental sex differences in basic visuospatial processing: Differences in strategy use?

Neuroscience Letters, 449(3), 155–160.

Literatuur | 43

Ferguson, A.M., Maloney, E.A., Fugelsang, J., & Risko, E.F. (2015). On the relation between math and spatial ability: The case of math anxiety. Learning and Individual Differences, 39, 1–12.

Goldin-Meadow, S., Levine, S.C., Zinchenko, E., Yip, T.K., Hemani, N., & Factor, L. (2012). Doing gesture promotes learning a mental transformation task better than seeing gesture. Developmental Science, 15(6), 876–884.

Levine, S.C., Vasilyeva, M., Lourenco, S.F., Newcombe, N.S., & Huttenlocher, J. (2005). Socioeconomic status modifies the sex difference in spatial skill.

Psychological Science, 16(11), 841–845.

Pruden, S.M., Levine, S.C., & Huttenlocher, J. (2011).

Children’s spatial thinking: does talk about the spatial world matter? Developmental Science, 14(6), 1417–1430.

Newcombe, N.S. (2010). Picture this: Increasing math and science learning by improving spatial thinking.

American Educator, 34(2), 29–43.

Uttal, D.H., Meadow, N.G., Tipton, E., Hand, L.L., Alden, A.R., Warren, C., & Newcombe, N.S. (2013). The malleability of spatial skills: A meta-analysis of training studies. Pyschological Bulletin, 139(2), 352–402.

Wolfgang, C.H., Stannard, L.L., & Jones, I. (2003).

Advanced constructional play with LEGOs among preschoolers as a predictor of later school achievement in mathematics. Early Child Development and Care, 173(5), 467–475.

44 | Hoe word ik… piloot?

Illustratieverantwoording

Illustratie omslag: Marcel Fraij/Hemelsteen en ­Centrum Brein & Leren Pag. 18: Shepard, R.N. & Metzler, J. (1971).

Pag. 20: Helen C. Reed Pag. 28: Helen C. Reed Pag. 32: Helen C. Reed

Illustratieverantwoording | 45

Over de auteur

Helen Reed is gepromoveerd in de onderwijs(neuro)wetenschappen en richt zich op het stimuleren van denk- en bètavaardigheden bij kinderen en jongeren.

Ze ontwikkelt innovatieve lesprogramma’s en schrijft voor een breed publiek over psychologie, hersenwetenschap en educatie. hcreed.nl@gmail.com

In deze reeks van dezelfde auteur Helen C. Reed. Hands-on leren. Leren doe je met je lichaam. Neuropsych Publishers 2017, ISBN 978-90-75579-72-7 Helen C. Reed. De hongerige geest. Nieuwsgierigheid als motor voor het leren. Neuropsych Publishers 2017, ISBN 978-90-75579-79-6

46 | Hoe word ik… piloot?

Dankwoord

Dit boek is tot stand gekomen door financiële onder­ steuning uit het landelijke programma TalentenKracht, gefinancierd door het Platform Bèta Techniek, en van het koepelprogramma ‘Leren’ binnen het stimulerings­ programma ‘Hersenen en Cognitie’ van NWO en het Nationaal Initiatief Hersenen en Cognitie (NIHC).

Dankwoord | 47