MemoryLab: hoe werkt het en waarom?

MemoryLab is voortgekomen uit wetenschappelijk onderzoek naar het geheugen en is nauw verbonden met onderzoek en innovatie op het gebied van leertechnologie. Nieuwe inzichten uit de wetenschap worden gebruikt om MemoryLab te verbeteren. Daarnaast draagt onderzoek van MemoryLab bij aan fundamentele kennis over leren en geheugen. Hieronder lees je meer over hoe en waarom ons systeem werkt: de wetenschap achter MemoryLab.

Wetenschap in de praktijk

Decennia aan wetenschappelijk onderzoek naar leren, geheugen en vergeten vertellen ons dat jezelf testen de meest effectieve manier is om informatie te leren. Om optimaal leren te waarborgen wil je de feiten die je moet leren met regelmaat herhalen. MemoryLab meet tijdens het leren hoe snel en hoe accuraat je antwoorden zijn en bepaalt op basis van die informatie wat voor de leerder het optimale herhaalschema is. Studies laten zien dat studenten of leerlingen die MemoryLab gebruiken 10 procent hogere cijfers halen in vergelijking met niet-adaptieve leermethoden (van Rijn et al., 2009; Wilschut et al., 2021).

De principes

MemoryLab is gebaseerd op onderzoek in de cognitieve psychologie naar leren en geheugen. In dit onderzoekveld zijn twee betrouwbare effecten gevonden: het testing effect en het spacing effect.

Testing effect

Het testing effect beschrijft dat jezelf testen een van de meest efficiënte leermethoden is. Jezelf overhoren is effectiever dan informatie lezen of aantekeningen maken (Rummer et al., 2017). Wanneer je het antwoord op een vraag succesvol ophaalt uit het geheugen, wordt die informatie vervolgens beter opgeslagen (Roediger & Karpicke, 2006). Het actief ophalen van informatie tijdens het leren maakt het ook makkelijker om later hetzelfde te doen tijdens een toets.

Een populaire methode van zelf-overhoring is het gebruik van geschreven of geprinte flashcards. Tegenwoordig gebruiken veel leerlingen en studenten digitale leersystemen zoals MemoryLab om te leren door middel van overhoring. Het MemoryLab systeem zal één voor één vragen presenteren uit een lijst van feiten die je wilt leren. Wanneer een feit voor het eerst aangeboden wordt, zie je zowel de vraag als het antwoord. Alle andere keren zie je alleen de vraag, zodat je zelf moet proberen het antwoord te bedenken (Figuur 1).

Spacing effect

Het spacing effect beschrijft dat je beter leert wanneer het leren over meerdere leermomenten verdeeld is (Figuur 2a). Inmiddels is het bekend dat het stampen van alle stof vlak voor een toets of tentamen niet de beste manier is om informatie goed te onthouden. Op de korte termijn kan deze leerstrategie werken, wat het een verleidelijke en veelvoorkomende strategie maakt. Echter, als je zeker wilt weten dat je alle stof onthoudt, of als je informatie voor langere tijd wilt onthouden, is het een goed idee om een aantal losse leersessies te gebruiken. Vier keer een half uurtje leren in een week zal er voor zorgen dat je informatie beter en langer zult onthouden dan wanneer je alle stof de avond voor de toets probeert te leren (Cepeda et al., 2006).

Interessant genoeg werkt het spacing effect niet alleen goed als je tijd tussen de leersessies bewaart, maar ook als je binnen de leersessie het herhalen van feiten spreidt (van Rijn et al, 2009). Je zult feiten beter onthouden wanneer je om en om herhaalt, in plaats van ze één voor één te leren (Figuur 2b). Het leren is dus het meest effectief als je steeds wat tijd tussen de herhaling van een feit laat. In die tijd kan je andere feiten leren. Wacht je te lang met het herhalen van een feit, dan ben je het weer vergeten en moet je opnieuw beginnen. Het optimale punt om een feit te herhalen is dus het moment waarop je het bijna bent vergeten. Zo laat je maximale ruimte tussen de herhalingen zonder dat je het feit vergeet. MemoryLab probeert daarom het feit dat je het snelst gaat vergeten als eerstvolgende te herhalen.

De wetenschap toepassen in de praktijk

Inschatten welk feit de grootste kans heeft om door de leerling vergeten te worden is in de praktijk niet simpel. Niet iedereen vergeet dezelfde informatie even snel. De vergeetsnelheid van een feit verschilt per individu, en hang ook af van de moeilijkheid van het feit zelf.

Reactietijden en accuratesse

Hoe schat het MemoryLab leeralgoritme in wanneer een leerling een feit gaat vergeten? Als je het antwoord op een oefenvraag niet weet, ben je uiteraard (een deel van) het antwoord vergeten. Als je het antwoord wel weet, betekent dat echter niet altijd dat je het antwoord voor altijd zal onthouden. Wanneer je gevraagd wordt wat de hoofdstad van Engeland is, zal je waarschijnlijk snel het antwoord kunnen geven: ‘Londen’. Op de vraag wat de hoofdstad van Noorwegen is zul je misschien wel een antwoord kunnen geven (‘Oslo’), maar het duurt waarschijnlijk langer om op dit antwoord te komen. Dit komt omdat dit feit bij de meeste leerlingen niet zo actief is in het geheugen. Daarom kost het meer tijd om het antwoord te bedenken. Met andere woorden: de tijd die het kost om een correct antwoord te geven kan gebruikt worden om in te schatten hoe goed een leerling een feit al kent. MemoryLab analyseert daarom voor ieder antwoord de reactietijd (zie Figuur 3).

Figuur 3. Een visuele representatie van het geheugenmodel dat gebruikt wordt door MemoryLab. De rode lijn laat de activatie van een feit in het geheugen zien. Wanneer de activatie te laag wordt (en onder de stippellijn valt) is het feit vergeten. Elke zwarte stipt geeft een herhaling van het feit weer. Na de eerste herhaling van het feit daalt de activatie snel, maar naar mate het feit vaker herhaald wordt daalt de activatie minder snel. MemoryLab kan voor elk feit de activatie en de snelheid waarmee de activatie afneemt inschatten. Om dit te doen gebruikt MemoryLab reactietijden. Voor een correct en snel antwoord is de geheugenactivatie hoog: de leerling weet het antwoord goed. Voor een langzaam antwoord is de activatie lager: de leerling weet het nog niet zo goed.

Vergeetsnelheid

Met de reactietijden en accuratesse van je antwoorden kan MemoryLab inschatten hoe snel je elk feit vergeet (Sense et al., 2016). Als de vergeetsnelheid voor een feit erg hoog is, zal het leerprogramma dit feit zo snel mogelijk herhalen; als de vergeetsnelheid minder hoog is zal het eerst een aantal andere feiten voor herhaling aanbieden. Met elk antwoord dat je geeft, wordt een nieuwe berekening van de vergeetsnelheid gemaakt. Op deze manier past het MemoryLab algoritme zich altijd aan het leertempo van de leerling aan.

Een hoger cijfer

In 2009 ontdekten van Rijn, van Maanen en van Woudenberg dat studeren met MemoryLab effectiever is dan studeren met een traditionele flashcardmethode. In hun studie leerden scholieren voor vijftien minuten Franse woordjes met MemoryLab of met een veelgebruikt flashcard systeem. Het flashcardsysteem verdeelde de Franse woordjes in groepjes van 5 feiten, en bood deze één voor één aan de leerling aan. Als de leerling alle woordjes goed had vertaald, ging deze verder met een nieuwe groep van 5 woordjes. Een dag na de leersessie volgde er een test. Op deze test scoorden de leerlingen die met MemoryLab hadden geleerd significant hoger dan leerlingen die met de flashcardmethode leerden (Figuur 4).

En recentere studie van Wilschut en collega’s (2021) vergeleek de MemoryLab methode met ander veelgebruikt flashcard leersysteem dat ook wel de Leitner methode wordt genoemd. In de Leitner methode worden feiten gesorteerd op basis van hoe goed de leerling de feiten al kent. Alle feiten beginnen in de eerste groep, en feiten waarvoor de leerling een correct antwoord geeft worden verplaatst naar de tweede groep. Voor feiten in elke opeenvolgende groep moet de leerling langer wachten voordat deze weer herhaald worden. Zo zorgt het Leitner systeem ervoor dat feiten die de leerling moeilijk vindt vaker herhaald worden dan feiten die voor de leerling makkelijker zijn. Proefpersonen studeerden Engelse woorden met zowel de Leitner methode als met de MemoryLab methode. Na een korte pauze volgde een test over alle woorden. Proefpersonen die met MemoryLab leerden hadden ongeveer 10% meer kans een correct antwoord te geven tijdens de leersessie, en ongeveer 8% meer kans een correct antwoord te geven tijdens de test, in vergelijking met proefpersonen die met het Leitner flashcard systeem hadden geleerd (Figuur 5).

Deze resultaten bevestigen dat MemoryLab resulteert in een hogere leerefficiëntie dan traditionele flashcard leermethoden: studenten leren meer informatie in dezelfde studietijd.