Therapists' use of motor learning strategies in children with and without Developmental Coordination Disorder: A qualitative approach to advance the understanding of teaching motor tasks

Abstract

Children perform many motor tasks during an average day. For instance, at home when getting dressed or while playing, or at school when writing or participating in physical education classes. Typically developing children learn motor tasks almost effortlessly; however, atypically developing children experience difficulties learning these motor tasks. But what is meant by motor learning? Motor learning can be described as a set of processes associated with practice or experience leading to relative permanent changes in motor behaviour. A specific type of atypically developing children, are children with developmental coordination disorder (DCD). They have mild-to-severe problems in motor learning resulting in low motor abilities, and associated problems like reduced physical fitness, obesity, and various social-emotional problems such as lower levels of perceived self-competence and self-efficacy, social exclusion, and loneliness. As a consequence of these motor and non-motor problems, children with DCD participate and engage less in daily-life activities at home, school, play and organized sports. Physical and occupational therapists in paediatric clinical care teach motor tasks to children with low motor abilities, also to children with DCD. They provide evidence-based interventions, in which they intent to promote specific types of motor learning processes (e.g. implicit and explicit motor learning), and use motor learning strategies (MLSs) to improve children’s motor performances. The various MLSs can be categorized into instructions, feedback and organization of practice. For optimal motor learning, it is suggested that therapists should adapt their use of MLSs to characteristics of a child, task and environment. However, a previous study showed that physical therapists in adult clinical care experienced difficulties understanding the construct of motor learning, and that they had limited knowledge about implementing MLSs into their professional clinical care. It is to be expected that therapists in paediatric care experience these difficulties as well, because even less is known about effectiveness of MLSs used in children with and without DCD. After reviewing literature about motor learning, we identified three knowledge gaps that may hinder therapists in their use of MLSs when teaching motor task to children. Firstly, little is known about effectiveness of various elements of MLSs used in children with and without DCD, and how characteristics of child and task might modify effectiveness. Secondly, it remains unclear how MLSs can be used to promote (more) implicit and (more) explicit motor learning processes. Thirdly, little is known about therapists’ current use of MLSs in children with DCD, and how characteristics of child and task guide their choice for MLSs. We aimed to advance the understanding of therapists’ use of MLSs in children with and without DCD by conducting four studies. We used a qualitative approach because that was the logical first step according to our perspectives. In Chapter 2 we reported the results of our systematic literature review investigating effectiveness of instructions and feedback with external focus applied with specific frequencies (reduced versus continuous), modalities (visual versus verbal) and/or timing (child-controlled versus instructor-controlled) used to teach functional motor tasks to typically and atypically developing children. The 13 included studies were of low methodological quality, and difficult to compare due to heterogeneity into study characteristics like population, task, experimental and control interventions, and outcome measures. A best-evidence synthesis was performed of which the summary synthesis showed mainly no or conflicting evidence for frequency. However, moderate evidence was found for childcontrolled (also known as self-controlled) timing of feedback on retention, and limited evidence for visual instruction on retention and transfer. The results of this review are in line with previous systematic reviews investigating effectiveness of elements of MLSs in (a)typically developing children, who also found predominantly no or conflicting evidence based on studies of low methodological quality. We recommended clinicians to use self-controlled feedback in children, and researchers to explore how to improve methodological quality of studies investigating effectiveness of MLSs. In Chapter 3 we explored the opinions of 29 international experts on how to use MLSs to promote implicit and explicit motor learning processes in children with and without DCD. The experts (with backgrounds in children’s motor learning in clinical care, education, and/or research) completed two consecutive questionnaires with open-ended questions. Furthermore, in Questionnaire 2, experts classified suggested MLSs on 5-point Likert scales (from implicit to explicit motor learning). The results of the Likert scales showed large variation. The analyses of the open-ended questions resulted into two themes. Experts experienced difficulties classifying MLSs as promoting either (more) implicit or (more) explicit motor learning (Theme 1). They mentioned that there was too little known about the construct of implicit and explicit motor learning, and how children actually learned. Experts provided us with insights into the need for clinical decision making when choosing MLSs, including the importance of having adequate knowledge about motor learning and the need for adapting MLSs to characteristics of child and task (Theme 2). Lastly, they provided many suggestions on how to model and adapt instructions, feedback and organization of practice (Appendix 3.2). We recommended future research to focus on: understanding how the various motor learning mechanisms in children work, interact, and may be manipulated to promote (more) implicit or (more) explicit motor learning; and gaining a better understanding on how characteristics of child and task can guide clinical decision-making processes. Studies three and four explored paediatric physical therapists’ (PPTs) use of MLSs in children with DCD, using observations and interviews. In Chapter 4, we analysed 10 video-taped treatment sessions of PPTs teaching motor tasks to children with DCD to gain insight into their use of instructions and feedback. We developed a newly video-based analysis plan to suit the explorative character of our research question. The analyses resulted into three themes. Therapists’ intention with the instructions and feedback was to motivate children or to provide them with specific information about the task (Theme 1). Therapists preferred a direct or indirect teaching style (Theme 2). A direct style used concrete instructions and feedback to provide a child with information about the task performance (e.g. a therapist tells a child to extend the arm while throwing), whereas an indirect style used questions (e.g. what went wrong?) and/or manipulations of task and context to guide a child to the correct movement solution. Finally, five parameters were identified that were used to model instructions and feedback: focus of attention, modality, information content, timing, and frequency (Theme 3). The results showed that therapists adapted instructions and feedback to child and task. However, more insight is needed into how characteristics of child and task guided their choice for specific types of instructions and feedback. How these characteristics guided PPTs’ choice for specific types of MLSs was the focus of our interview study. In Chapter 5, we reported the results of the analyses of 10 individual and two focus-group interviews with PPTs who had different levels of experience in teaching motor tasks to children with DCD in various work settings. Six themes emerged from the data. Therapists provided tailored treatments (Theme 1). However, their clinical decision-making processes were mainly guide by their knowledge, experiences, and beliefs, and only to a limited extent by characteristics of child and task. Secondly, therapists’ teaching style was either (more) direct or (more) indirect (Theme 2). Their main reason for choosing a specific style was the assumption of whether executive functions could be trained or not. Because executive functions can be trained, we recommended to use indirect teaching styles in children with DCD. Furthermore, therapists stressed the importance of enhancing motivation (Theme 3), practicing at the optimal level (Theme 4), and stimulating automatization and transfer in children with DCD (Theme 5). They gave many suggestions on how they enhanced motivation, automatization and transfer, resulting in large variation in use of MLSs. Lastly, therapists considered task complexity as relevant in guiding their choice for MLSs (Theme 6). However, more insight is needed into which MLSs should be preferred based on task complexity. The results of this study indicated the importance of the level of education on teaching motor tasks to children with DCD, and the need for implementing knowledge about motor learning into therapists’ clinical care. This thesis was a first step in advancing the understanding of therapists’ use of MLSs to teach motor tasks to children with and without DCD. Four main conclusions can be drawn. Conclusion 1, clinical decision making is fundamental when teaching motor tasks, and having adequate knowledge about all relevant components of motor learning, and the population of learners (e.g. children with DCD) is an important prerequisite. Conclusion 2, therapists should use MLSs to meet five generic principles in motor teaching: (1) enhance motivation; (2) practice meaningfully; (3) practice at the optimal level; (4) increase time on task; and (5) stimulate transfer. MLSs can be adapted to an individual child by carefully considering: teaching styles; intentions with the MLSs; and how to model the various parameters for instructions and feedback and organization of practice. Conclusion 3, in children with DCD therapists should have special attention for their motivation and stimulating transfer of learned tasks to daily-life contexts. Self-controlled conditions are evidence-based MLSs to enhance motivation. Furthermore, we advise therapists to use indirect teaching styles to train the executive functions of these children. Lastly, our final conclusion (Conclusion 4), there is no one-size-fits-all treatment. Therapists are expected to provide tailored treatments adapted to characteristics of child and task to optimize motor learning processes in children. This requires them to put effort into having adequate knowledge about motor learning, and the population of interest, for example, children with DCD. Furthermore, they should reflect on the influence of their own level of knowledges, experiences, preferences, and beliefs on the choices they make.

Gedurende een dag voeren kinderen veel motorische taken uit: bijvoorbeeld thuis, als ze zich aankleden of aan het spelen zijn, of op school tijdens de schrijf- of gymles. Vaak leren normaal ontwikkelende kinderen (ook wel typisch ontwikkelende kinderen genoemd) motorische taken zonder enige moeite. Echter voor kinderen die zich atypisch ontwikkelen is het leren van motorische taken een veel grotere uitdaging. Maar laten we eerst duiden wat we bedoelen met motorisch leren? Een kind leert motorisch als er een relatieve permanente verandering optreedt in het motorisch gedrag als gevolg van oefening of ervaring. Verandering is permanent als een kind het motorisch gedrag ook kan reproduceren als het een tijdje niet geoefend heeft. Een specifieke populatie atypisch ontwikkelende kinderen zijn kinderen met developmental coordination disorder (DCD). Ze ervaren matige tot ernstige problemen met het leren van motorische taken. Dit resulteert in beperkte motorische mogelijkheden en bijkomende problemen zoals verminderde fysieke fitheid, obesitas en verschillende sociaal-emotionele problemen zoals verminderde competentiebeleving en zelfvertrouwen, uitsluiting van sociale activiteiten en eenzaamheid. Als gevolg van de motorische en bijkomende problemen participeren kinderen met DCD minder frequent in dagelijkse activiteiten op school, thuis, tijdens spel en/of georganiseerde sport. Als ze participeren, dan zijn ze vaak minder betrokken. (Kinder)fysiotherapeuten en ergotherapeuten leren motorische taken aan kinderen met beperkte motorische capaciteiten, dus ook aan kinderen met DCD. Hiervoor gebruiken ze op evidentie gebaseerde interventies. Tijdens deze interventies stimuleren ze specifieke motorische leerprocessen in het kind (bijvoorbeeld impliciet en expliciet motorisch leren). Ook gebruiken ze motorische leerstrategieën (MLSen) om de uitvoering van de motorische taken te verbeteren. De verschillende MLSen kunnen gecategoriseerd worden naar instructie, feedback en organisatie van de oefensituatie. Om zo optimaal mogelijk te oefenen, moeten therapeuten hun keuze voor MLSen afstemmen op karakteristieken van het kind, de taak en de omgeving. Echter heeft een eerdere studie aangetoond dat fysiotherapeuten, werkzaam met volwassenen, het construct ‘motorisch leren’ moeilijk begrijpen en dat ze niet goed weten hoe ze het gebruik van MLSen moeten implementeren in hun professionele handelen. Het is te verwachten dat therapeuten die kinderen behandelen hetzelfde probleem ervaren, voornamelijk omdat er wetenschappelijk gezien nog minder bekend is over het gebruik van MLSen bij kinderen met en zonder DCD. Na het bestuderen van de wetenschappelijke literatuur over motorisch leren, hebben we drie kennishiaten geïdentificeerd. De ontbrekende kennis belemmert therapeuten mogelijk in het gebruiken van MLSen in hun dagelijkse zorg voor kinderen. Ten eerste is er weinig bekend over de effectiviteit van de verschillende MLSen die gebruikt kunnen worden bij kinderen met en zonder DCD. Ook weten we nog te weinig hoe karakteristieken van het kind en de taak deze effectiviteit mogelijk beïnvloeden. Ten tweede is het onduidelijk hoe MLSen gebruikt kunnen worden om (meer) impliciete en (meer) expliciete leerprocessen bij kinderen te stimuleren. Tot slot is er nog weinig bekend over het huidige gebruik van MLSen door therapeuten bij kinderen met DCD en hoe karakteristieken van het kind en de taak hun keuzes beïnvloeden. Deze thesis heeft tot doel om het inzicht met betrekking tot het gebruik van MLSen door therapeuten in de behandeling van kinderen met en zonder DCD te vergroten. We hebben vier studies uitgevoerd, waarbij we gekozen hebben voor een kwalitatieve benadering omdat dit volgens ons een logische eerste stap was. In Hoofstuk 2 rapporteerden we de resultaten van ons systematische literatuuronderzoek. Deze studie onderzocht de effectiviteit van instructie en feedback met externe focus toegepast in specifieke frequenties (gereduceerd versus continu), modaliteiten (visueel versus verbaal) en/of timing (kind gestuurd versus instructeur gestuurd) om functionele motorische taken te leren aan kinderen met een typische en atypische motorische ontwikkeling. De 13 geïncludeerde studies waren van methodologische lage kwaliteit en moeilijk te vergelijken door verschillen in studie karakteristieken zoals populatie, taak, experimentele en controle interventies en gehanteerde uitkomstmaten. De beschrijvende analyse van de resultaten (best-evidence synthesis) liet zien dat er hoofdzakelijk geen of tegenstrijdige resultaten waren gevonden voor het effect van frequentie. Wel werd er matige evidentie gevonden voor het effect van kind gestuurde timing van feedback op retentietesten, ook wel zelfgestuurde feedback genoemd. Tevens werd er beperkte evidentie gevonden voor het effect van visuele instructies op retentie- en transfertesten. De resultaten van dit literatuuronderzoek kwamen overeen met de resultaten van eerdere systematische literatuuronderzoeken die effectiviteit onderzochten van verschillende MLSen gebruikt bij (a)typische ontwikkelende kinderen. Deze onderzoeken vonden ook overwegend geen of tegenstrijdige resultaten gebaseerd op studies van methodologische lage kwaliteit. We adviseerden therapeuten om gebruik te maken van zelfgestuurde feedback bij kinderen en onderzoekers om aandacht te hebben voor de methodologische kwaliteit van studies. In Hoofdstuk 3 exploreerden we de visies van 29 internationale experts over het gebruik van MLSen om impliciete en expliciete motorische leerprocessen te stimuleren bij kinderen met en zonder DCD. De experts (met ervaringen met motorisch leren bij kinderen vanuit klinische zorg, onderwijs en/of onderzoek) vulden twee opeenvolgende vragenlijsten in die voornamelijk bestonden uit open vragen. Daarnaast vroegen we de experts om in Vragenlijst 2 MLSsen te classificeren op een 5-punts Likert schaal (van impliciet naar expliciet). De resultaten van de Likert schalen lieten een grote variatie zien. De analyse van de open vragen resulteerde in twee thema’s. Experts vonden het moeilijk om MLSen te classificeren naar eerder (meer) impliciet of (meer) expliciet motorisch leren stimulerend (Thema 1). Ze gaven te kennen dat er te weinig bekend was over het construct ‘impliciet en expliciet motorisch leren’ en over de leerprocessen van kinderen. Daarnaast gaven de experts veel inzicht in het belang van klinisch redeneren om te komen tot een keuze van strategie (Thema 2). Ze gaven aan dat het hebben van adequate kennis over motorisch leren een belangrijke voorwaarde is om tot een goede keuze te komen. Ook benadrukten ze dat deze keuze afgestemd moet zijn op karakteristieken van het kind en de taak. Tot slot gaven ze veel suggesties over hoe instructies, feedback en de organisatie van de oefensituatie gemodelleerd zouden kunnen worden (Appendix 3.2). We adviseerden dat toekomstig onderzoek zich richt op: het beter begrijpen hoe motorische leerprocessen van kinderen werken, interacteren en gemanipuleerd kunnen worden om eerder (meer) impliciet of (meer) expliciet motorisch leren te stimuleren; en het verkrijgen van meer inzicht in hoe karakteristieken van het kind en de taak het klinisch redeneren kunnen sturen. In studies drie en vier exploreerden we het gebruik van MLSen door kinderfysiotherapeuten bij kinderen met DCD, door gebruik te maken van observaties en interviews. In Hoofdstuk 4 analyseerden we 10 gefilmde behandel sessies van kinderfysiotherapeuten waarin zij motorische taken leerden aan kinderen met DCD. Deze analyse had tot doel om meer inzicht te krijgen in hun gebruik van instructie en feedback. We ontwikkelden een nieuw analyse plan voor het analyseren van de video’s. Dit was nodig in verband met het exploratieve karakter van onze onderzoeksvraag. De analyse resulteerde in drie thema’s. De therapeuten gebruikten instructies en feedback om kinderen te motiveren of om hen specifieke informatie te geven over de uitvoering van de motorische taak (Thema 1). De therapeuten hadden een voorkeur voor of een (meer) directe of (meer) indirecte stijl van doceren (Thema 2). Bij een directe stijl werden concrete instructies en feedback gegeven die een kind stuurde naar de juiste uitvoering van een taak (er werd bijvoorbeeld gezegd dat een kind zijn arm moest strekken tijdens het gooien). Bij een indirecte stijl van doceren werden vragen gebruikt (er werd bijvoorbeeld gevraagd wat er goed of fout ging) en/of aanpassingen van de taak en de omgeving gedaan om het kind naar de juiste uitvoering van een taak te coachen. Tot slot werden er vijf parameters geïdentificeerd die gebruikt werden om instructies en feedback te modelleren: aandachtsfocus, modaliteit, omvang, timing en frequentie (Thema 3). De analyses lieten zien dat kinderfysiotherapeuten hun instructie en feedback aanpasten aan het kind en de taak. Echter meer inzicht is nodig in hoe karakteristieken van het kind en de taak hun keuzes voor bepaalde typen instructies en feedback beïnvloeden. De vraag hoe karakteristieken van kind en taak de keuzes van kinderfysiotherapeuten beïnvloeden stond centraal in onze interview studie. In Hoofdstuk 5 rapporteerden we de resultaten van de analyses van 10 individuele interviews en twee focusgroepen met kinderfysiotherapeuten. De kinderfysiotherapeuten hadden verschillende mate van ervaring in het werken met kinderen met DCD in de 1ste en/of 2de lijn. De analyse leidde tot zes thema’s. Kinderfysiotherapeuten leverden maatwerk in hun behandeling (Thema 1). Echter werd hun klinisch redeneerproces sterk gestuurd door hun kennis, ervaringen, voorkeuren en overtuigingen, en slechts in beperkte mate door karakteristieken van het kind en de taak. Ten tweede, kinderfysiotherapeuten hanteerden een directe of indirecte stijl van doceren (Thema 2). Het voornaamste argument om voor een directe of indirecte stijl te kiezen was de aanname of executieve functies getraind konden worden of juist niet. Aangezien executieve functies getraind kunnen worden, adviseerden we een indirecte stijl van doceren bij kinderen met DCD. Verder benadrukten de kinderfysiotherapeuten het belang van het bevorderen van motivatie (Thema 3), het optimale niveau om op te oefenen (Thema 4) en het stimuleren van automatiseren en transfer bij kinderen met DCD (Thema 5). Ze gaven veel suggesties omtrent hoe MLSen gebruikt konden worden om motivatie, automatisatie en transfer te bevorderen. Deze suggesties lieten ook zien dat de variatie in het gebruik van MLSen tussen kinderfysiotherapeuten groot was. Tot slot gaven de kinderfysiotherapeuten aan dat de complexiteit van een taak een rol speelde in hun keuze voor bepaalde MLSen (Thema 6). Echter meer onderzoek is nodig om te bepalen welke MLSen de voorkeur zouden moeten hebben afhankelijk van de complexiteit van een taak. De resultaten van deze studie waren een indicatie dat het niveau van opleidingen en/of scholingen met betrekking tot motorisch leren een belangrijk aandachtspunt is. Daarnaast zou kennis over motorisch leren geïmplementeerd moeten worden in het professionele handelen van therapeuten. Met deze thesis is een eerste stap gezet in het bevorderden van de inzichten omtrent het gebruik van MLSen door therapeuten om kinderen met en zonder DCD motorisch taken te leren. We trekken vier overkoepelende conclusies. Conclusie 1, klinisch redeneren is essentieel bij het leren van motorische taken aan kinderen. Het hebben van adequate kennis over alle relevante aspecten van motorisch leren en de populatie waaraan je motorische taken leert (bijvoorbeeld kinderen met DCD) is een belangrijk voorwaarde. Conclusie 2, therapeuten moeten MLSen gebruiken om aan vijf generieke principes binnen het motorisch leren te voldoen: (1) bevorder motivatie, (2) oefen betekenisvol, (3) oefen op het optimale niveau, (4) bevorder time on task, en (5) stimuleer transfer. Therapeuten worden verwacht MLSen aan te passen aan het kind door specifieke keuzes te maken in: hun stijl van doceren (direct of indirect), het doel dat ze willen bereiken met de MLSen en hoe ze de verschillende parameters van instructie, feedback en de organisatie van de oefensituatie modelleren. Conclusie 3, als het gaat om kinderen met DCD, dan moeten therapeuten extra aandacht hebben voor motivatie en het stimuleren van transfer van geleerde taken naar de dagelijkse context. Zelfgestuurde oefencondities zijn op evidentie gebaseerde MLSen om motivatie te bevorderen. Ook adviseerden we therapeuten om een indirecte stijl van doceren te hanteren als er sprake is van problemen in de executieve functies. Tot slot, Conclusie 4, er is geen one-size-fits-all behandeling. Voor een optimaal motorische leerproces van een kind, moeten therapeuten maatwerk leveren. Dit betekent dat ze moeten zorgen dat hun kennis over motorisch leren en de populatie die het betreft (bijvoorbeeld kinderen met DCD) toereikend is om deze zorg te leveren. Ook moeten ze reflecteren op de invloed van hun eigen kennisniveau, ervaringen, voorkeuren en overtuigingen op de keuzes die ze maken.