Kennisbank

Luchtkwaliteit in klaslokalen en leren: bewijs uit een groot veldonderzoek in basisscholen 

De fysieke leeromstandigheden in scholen, zoals de kwaliteit van de lucht, spelen een cruciale rol in de cognitieve prestaties van leerlingen. Dit werd recentelijk bevestigd in een uitgebreid veldonderzoek, uitgevoerd in Nederland, dat de relatie tussen de binnenluchtkwaliteit in klaslokalen en de leerprestaties van basisschoolleerlingen onderzocht. Het onderzoek was het eerste in zijn soort dat continu de luchtkwaliteit in klaslokalen monitorde en de resultaten koppelde aan gestandaardiseerde toetsen. 

Het onderzoek, uitgevoerd tussen 2018 en 2020, omvatte 216 klaslokalen verspreid over 27 basisscholen en betrof 5.500 leerlingen, variërend van 5 tot 13 jaar oud. Het gebruikte een gedetailleerd netwerk van sensoren die CO2-niveaus, temperatuur, luchtvochtigheid, geluid en lichtintensiteit in de klaslokalen continu registreerden. De bevindingen van dit onderzoek bieden niet alleen wetenschappelijke inzichten, maar ook belangrijke implicaties voor het schoolbeleid, vooral met betrekking tot de investering in schoolinfrastructuur. 

De impact van slechte luchtkwaliteit op leerprestaties 

De kernbevinding van het onderzoek is dat een slechte luchtkwaliteit, gemeten aan de hand van verhoogde CO2-concentraties, leidt tot significante negatieve effecten op de leerprestaties van leerlingen. CO2 is een veelgebruikte indicator voor ventilatiekwaliteit. Wanneer de ventilatie in een klaslokaal onvoldoende is, stijgt de CO2-concentratie, wat kan leiden tot verminderde cognitieve prestaties. Dit komt doordat een hogere CO2-concentratie de zuurstofniveaus in de kamer vermindert, wat op zijn beurt het functioneren van de hersenen beïnvloedt. 

Het onderzoek toonde aan dat een stijging van de CO2-concentratie met één standaarddeviatie gedurende een schooltermijn resulteerde in een daling van 0,11 standaarddeviaties in de toetsresultaten van leerlingen. Deze afname was merkbaar in alle vakken, maar was het sterkst in wiskunde, waar de daling maar liefst 0,21 standaarddeviaties bedroeg. Dit benadrukt het belang van luchtkwaliteit, niet alleen voor de gezondheid van leerlingen, maar ook voor hun academische prestaties. 

Het effect was het grootst bij leerlingen in de leeftijdscategorie van 8 tot 12 jaar. Dit suggereert dat oudere kinderen gevoeliger zijn voor de gevolgen van slechte ventilatie, mogelijk omdat hun leervermogen en concentratievermogen sterker worden beïnvloed door omgevingsfactoren zoals luchtkwaliteit. De effecten waren echter minder uitgesproken bij jongere kinderen, hoewel ook hier een negatieve correlatie werd gevonden tussen hoge CO2-concentraties en prestatievermindering. 

Methodologie en onderzoeksstrategie 

De onderzoekers gebruikten een geavanceerde methodologie die hen in staat stelde om binnen leerling- en schooltermijnspecifieke variaties in luchtkwaliteit en prestaties te analyseren. Door de CO2-concentraties op dagelijkse basis te meten en deze te koppelen aan toets resultaten, kon het onderzoek gedetailleerde gegevens leveren over de relatie tussen luchtkwaliteit en leerprestaties. 

In totaal werden er meer dan 37.000 testresultaten verzameld, met leerlingen die gemiddeld zeven gestandaardiseerde toetsen aflegden in vakken als wiskunde, spelling, lezen en vocabulaire. De tests werden twee keer per jaar afgenomen en ontworpen door een nationaal exameninstituut, wat de objectiviteit en betrouwbaarheid van de data waarborgde. 

Door het gebruik van een zogenaamd “fixed-effects model” konden de onderzoekers de invloed van andere factoren, zoals leerlingkenmerken (leeftijd, geslacht) en schoolkenmerken (klasgrootte, type schoolinfrastructuur), controleren. Dit zorgde ervoor dat de resultaten alleen het effect van de CO2-concentratie in de klaslokalen weerspiegelden, zonder verstorende invloeden van andere variabelen. 

Robuustheid en validiteit van de resultaten 

Een van de belangrijkste sterktepunten van het onderzoek is de robuustheid van de resultaten. De onderzoekers maakten gebruik van variaties in luchtkwaliteit die buiten de controle van de leerlingen of leerkrachten vielen, zoals storingen in het mechanische ventilatiesysteem (HVAC). Wanneer een ventilatiesysteem niet goed functioneerde, steeg de CO2-concentratie op die dagen sterk, wat werd aangemerkt als een toevallige en onvermijdelijke variatie in de luchtkwaliteit. Deze variaties werden vervolgens vergeleken met de prestaties van leerlingen om te zien of de effecten van slechte luchtkwaliteit consistent bleven. De resultaten gaven aan dat de negatieve invloed van hoge CO2-niveaus op de leerprestaties sterker werd naarmate de blootstelling langer aanhield, en dit effect was consistent over verschillende schooljaren. 

De robuuste resultaten werden verder ondersteund door de variatie in data afkomstig uit andere klaslokalen binnen dezelfde school. Wanneer de luchtkwaliteit in een bepaald lokaal tijdelijk slecht was, maar de omstandigheden in andere lokalen hetzelfde bleven, bleek de daling in prestaties significant, wat wijst op een directe relatie tussen de luchtkwaliteit in de klas en de academische resultaten van de leerlingen. 

Beleidsimplicaties en aanbevelingen 

De bevindingen van dit onderzoek hebben belangrijke beleidsimplicaties voor scholen en onderwijsinstellingen. De impact van luchtkwaliteit op leerprestaties benadrukt de noodzaak van investeringen in betere ventilatiesystemen in scholen, vooral gezien het feit dat kinderen gemiddeld acht uur per dag in schoolgebouwen doorbrengen. Scholen die investeren in het upgraden van HVAC-systemen of andere ventilatie-infrastructuren kunnen niet alleen bijdragen aan de gezondheid van leerlingen, maar ook hun leerprestaties verbeteren. 

In Nederland is het al enige tijd duidelijk dat de luchtkwaliteit in scholen een belangrijke factor is voor de gezondheid van leerlingen. De overheid heeft in de afgelopen jaren verschillende programma’s geïntroduceerd om de luchtkwaliteit te verbeteren, en het huidige onderzoek toont aan dat deze initiatieven niet alleen noodzakelijk zijn voor de gezondheid, maar ook voor de academische prestaties van kinderen. 

Conclusie 

Dit onderzoek biedt overtuigend bewijs dat de luchtkwaliteit in klaslokalen invloed heeft op de cognitieve prestaties van kinderen. De bevindingen benadrukken de noodzaak van een gezonde leeromgeving en het belang van investeringen in schoolinfrastructuur, vooral in het licht van de groeiende nadruk op gezondheid in gebouwen, zoals blijkt uit de recente COVID-19-pandemie. Voor zowel de gezondheid als de leerprestaties van leerlingen is het cruciaal dat scholen zorgen voor een goede luchtkwaliteit door adequate ventilatie- en luchtbehandelingssystemen te implementeren. 

Door deze inzichten kan een breed scala aan belanghebbenden, van beleidsmakers tot onderwijsinstellingen en ouders, worden aangemoedigd om actie te ondernemen en te investeren in gezondere leeromgevingen voor toekomstige generaties. 

Bron

Palacios, J., Duran, N., Kok, N., & Eichholtz, P. (2022). Indoor Air Quality and Learning: Evidence from A Large Field Study in Primary Schools. MIT Center for Real Estate Research.