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Projekt ELBE

Erfassung kognitiver Lernprozesse und Blickbewegungen mittels Eyetracker

Multiple-Choice-Aufgaben (MC-Aufgaben) werden sehr häufig für die Erfassung von Lernleistungen eingesetzt. Eine zunehmende Bedeutung kommt ihnen auch im Rahmen von Tests zu, durch die das Wissen und die Kompetenz z.B. in naturwissenschaftlichen Fächern gemessen werden. Dieses Format bietet viele ökonomische Vorteile in der Anwendung. Es besteht jedoch die Möglichkeit, dass die Ergebnisse zum Beispiel durch ein Raten der richtigen Antwort bei mangelndem Wissen verfälscht werden. Bisher gibt es kaum gesicherte empirische Befunde über die Strategien, die Personen beim Lösen von MC-Aufgaben anwenden. Erkenntnisse darüber können helfen, zukünftig die Konstruktion der Aufgaben zu verbessern und somit die Gültigkeit der Ergebnisse zu erhöhen. Im Rahmen des Projekts wird durch die Aufzeichnungen der Blickbewegungen mit Hilfe eines stationären Eyetrackers ein besonders tiefer, unmittelbarer Einblick in die kognitiven Verarbeitungsprozesse von Personen beim Lösen von MC-Aufgaben am Computer gewonnen. Ziel ist es, Strategien von Personen mit unterschiedlichem Vorwissen (Experten und Laien) bei der Bearbeitung der Aufgaben zu identifizieren. Diese werden miteinander verglichen und in Abhängigkeit weiterer wichtiger Faktoren, wie zum Beispiel der Bearbeitungszeit und Erfahrung mit MC-Aufgaben, untersucht.

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:

Gun-Brit Thoma
Inger Marie Dalehefte
Marlit Annalena Lindner

Team:

Dr. Gun-Brit Thoma, Dr. Inger Marie Dalehefte, Marlit Annalena Lindner, Prof. Dr. Olaf Köller