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Projekt ELBE

Erfassung kognitiver Lernprozesse und Blickbewegungen mittels Eyetracker

Projektbeschreibung

Im Rahmen umfangreicher Kompetenztestungen, wie z.B. in TIMSS, PIRLS und PISA, und der Überprüfung der Bildungsstandards finden Multiple-Choice (MC)-Aufgaben häufig Anwendung. Sie sind das meistverbreitete und gängigste Aufgabenformat zur Messung von Kompetenzen. Der Grund hierfür ist, dass sie kostengünstig und zeitsparend eingesetzt werden können und durch die Möglichkeit der elektronischen Auswertung leichter reliable Ergebnisse zu erzielen sind als es bei anderen Itemformaten der Fall ist.

Aufgrund der großen Beliebtheit und Akzeptanz in der Kompetenzmessung ist es von großer Bedeutung, mehr über die Beantwortungs- bzw. Lösungsstrategien von Personen während der Bearbeitung eines Tests zu erfahren. Theoretische Erkenntnisse und empirische Befunde weisen darauf hin, dass Personen nicht immer dieselben Bearbeitungsstrategien verwenden. Vielmehr scheint es, dass sich besonders Experten und Laien aufgrund ihrer unterschiedlichen Expertise unterscheiden. Bisher ist jedoch wenig über die Strategien von Experten und Laien bei der Bearbeitung von MC-Aufgaben bekannt.

Vor diesem Hintergrund ist es Ziel des Projekts, die Strategien von Personen mit unterschiedlicher Expertise bei der Bearbeitung von MC-Aufgaben zu identifizieren. Hierzu wurden die Blickbewegungen von Personen bei der Bearbeitung eines MC-Tests am Computer mit Hilfe eines Eyetrackers aufgezeichnet, da dieser einen besonders tiefen, unmittelbarer Einblick in die kognitiven Verarbeitungsprozesse ermöglicht. Die Itemschwierigkeit sowie die Position der richtigen Antwort wurden bei den verwendeten MC-Aufgaben systematisch variiert. In Abgrenzung zum thematischen Wissen wurden zusätzlich weitere Kontrollvariablen erfasst wie beispielsweise das räumliche Vorstellungsvermögen und die kognitiven Fähigkeiten.


Die Eyetracking-Methode

Die Augen sind "der Schlüssel zur visuellen Welt" und versorgen uns stetig mit Informationen. Allerdings liefert die Netzhaut des Auges nur in einem eng umgrenzten Bereich (der so genannten Fovea) ein tatsächlich scharfes Bild unserer Umwelt. Die Augen richten sich daher stets mehr oder weniger unbewusst so aus, dass der zu verarbeitende visuelle Reiz auf diesen Ort des schärfsten Sehens fällt. Aufgrund dieser Tatsache kann aus der Blickrichtung der Augen geschlossen werden, worauf eine Person ihre Aufmerksamkeit aktuell richtet und welche Informationen sie aufnimmt bzw. verarbeitet. Somit kann nicht nur der Inhalt, sondern auch die zeitliche Abfolge der Informationsaufnahme nachvollzogen werden.

Die moderne Eyetracking-Technik ermöglicht die exakte Aufzeichnung der Augenbewegungen und damit die Erhebung verschiedener Parameter, die zur Blickbewegungsanalyse und somit auch zur Einschätzung von Bearbeitungsstrategien bei MC-Aufgaben herangezogen werden können. Ergänzend werden Interviews und Fragebögen zur Datenerhebung eingesetzt, um weitere Erkenntnisse über das Vorgehen der Probanden zu gewinnen.

Geplante Untersuchungen

In einer ersten Untersuchung sollen Erkenntnisse darüber gewonnen werden, ob sich überhaupt strategische Unterschiede bei der Bearbeitung von MC-Aufgaben zwischen Personen mit hohem (Experten) und geringem bis gar keinem (Laien) fachlichen Wissen in einem bestimmten Themenbereich feststellen lassen. In einer weiteren Untersuchung wird dann zusätzlich der Einfluss der vorgegebenen Bearbeitungszeit des Tests auf die angewendeten Strategien der Experten und Laien berücksichtigt. In folgenden Studien sollen schließlich weitere Einflussfaktoren, wie zum Beispiel das Wissen über die Bearbeitung von MC-Aufgaben (testwiseness) und Auswirkungen des Aufgabenformats analysiert werden.

Eigens für dieses Forschungsvorhaben wurde ein MC-Test mit 22 Aufgaben zu einem naturwissenschaftlichen Themengebiet entwickelt, validiert und für verschiedene Stichproben normiert. Der Themenkomplex stellt ein abgegrenztes Wissensgebiet dar, das nicht zum Allgemeinwissen gehört und eine gewisse Expertise zur erfolgreichen Lösung der Aufgaben erfordert. Bezogen auf studentische Stichproben gibt es Experten und Laien, die für die Studien rekrutiert werden.

Erwartete Ergebnisse

Es wird erwartet, dass sich Experten und Laien hinsichtlich ihrer Herangehensweise an die Aufgaben deutlich unterscheiden, sodass verschiedene Strategien in Abhängigkeit des Vorwissens identifiziert werden können. Zum Beispiel sollten die Experten im Gegensatz zu den Laien den falschen Antworten (Distraktoren) im Test weniger Aufmerksamkeit schenken, die Fragen im Durchschnitt schneller lösen und mehr Aufgaben richtig beantworten.

Kontakt:

Dr. Gun-Brit Thoma
Dr. Marlit Annalena Lindner
Prof. Dr. Olaf Köller

Kooperation:

Dr. Inger Marie Dalehefte, Universitetet i Agder, Norwegen