Regen Filme zum Denken an? - Inferenzprozesse beim expositorischen Filmverstehen

This dissertation is motivated by the widespread assumption that expository films ("explaining films") are processed in a superficial manner and that they are, therefore, not particularly suitable for instructional purposes. For instance, it has been claimed that the dynamic-pictorial information, a core characteristic of film, rather hinders than supports deep cognitive processing. However, it has to be noted that the supposed superficial elaboration of film yet needs to be tested in a direct way by means of process measures (so called online measures). Existing research findings mostly rely on analyses of outcome measures such as knowledge acquisition that are obtained subsequently to the film reception (so called offline measures). However, offline measures do not allow for valid conclusions about the online film comprehension processes. Therefore, this dissertation closes this research gap by analyzing causal bridging inference processes both online and offline. Causal bridging inferences are crucial elaborations for an understanding of complex matters. A first experiment shows by means of the Newtson paradigm that bridging inferences are generated without the recipient’s awareness. In film research the Newtson paradigm is used to measure the recipient’s cognitive processes by having the recipient press a button. This requires a certain monitoring of one’s own cognitive processes. However, the obtained pattern of results indicates that recipients are not able to monitor their own bridging inferences processes. To measure online bridging inference processes validly, a more unobtrusive method is needed that can be devolved, for instance, from text comprehension research. In line with this reasoning, the so called naming paradigm is used in the second experiment to measure the online generation of causal bridging inferences. The naming paradigm compares naming latencies to an inference representing word in an inference context and a control context. If inferences are generated, then naming latencies are shorter in the inference context than in the control context. This assumption is reflected by the found pattern of results. The results lead to the conclusion that films are elaborated. The film-inherent dynamic pictorial information has thereby no detectable effect on online inference generation. The third experiment analyses the relations between online generated causal bridging inferences and a deeper understanding that is measured offline after the film reception. The results demonstrate that causal bridging inferences are generated online, but that domain specific prior knowledge is needed to integrate the online inferred causal information into long-term memory structures and to yield a deeper understanding. The dynamic pictorial information has no detectable effect on offline inference processes either. In sum, the assumption that films are only superficially elaborated can be refuted based on the pattern of results obtained in the three current experiments. Moreover, this dissertation provides a first set of experiments that investigate elaboration processes in expository film comprehension by means of direct online methods and by means of a systematic relation of online comprehension processes to offline comprehension processes.Die Dissertation beschäftigt sich mit der Frage, inwieweit expositorische Filme („Erklärfilme“) zur Wissensvermittlung geeignet sind. Ausgangspunkt ist die weit verbreitete Annahme, dass Filme z.B. aufgrund der kognitiv beanspruchenden Bildspur eher oberflächlich verarbeitet werden und damit nicht zur Wissensvermittlung geeignet sind. Allerdings wurden in der bisherigen Forschung keine systematischen Prozessmaße zur Filmverarbeitung (so genannte Online-Maße) erhoben, sondern überwiegend Outcome-Variablen zum Wissenserwerb (so genannte Offline-Maße), die keine eindeutigen Schlussfolgerungen über den Verarbeitungsprozess erlauben. Die vorliegende Dissertation schließt diese Forschungslücke, indem sie kausale Brückeninferenzen als prototypische und für den Wissenserwerb zentrale Elaborationen sowohl online als auch offline untersucht. Zu diesem Zweck wird ein Paradigma entwickelt, dass kausale Brückeninferenzen während der Filmverarbeitung online misst. Darüber hinaus wird der Einfluss der für das Medium Film charakteristischen Bildspur auf die Inferenzgenerierung sowohl on- als auch offline analysiert. In einem ersten Experiment wird anhand des so genannten Newtson Paradigmas - eine in der Filmforschung zur Messung kognitiver Prozesse verwendete Methode - gezeigt, dass Brückeninferenzen weitgehend unbewusst generiert werden. Im Newtson Paradigma wird vom Rezipienten durch das Drücken der Computer-Leertaste die Generation einer Brückeninferenz angezeigt, wobei ein gewisses Monitoring der kognitiven Prozesse erforderlich ist. Das Ergebnismuster lässt darauf schließen, dass die Rezipienten hierzu nicht in der Lage sind, da ihnen die eigenen Inferenzprozesse nicht bewusst zugänglich zu sein scheinen. Daraus folgt, dass für eine valide online-Messung von Brückeninferenzen sensitivere Methoden erforderlich sind, die z.B. aus der Textverstehensforschung übernommen und auf die Filmverstehensforschung übertragen werden können. In einem zweiten Experiment wird im Sinne dieses Vorgehens anhand des so genannten Naming Paradigmas, nachgewiesen, dass kausale Brückeninferenzen online während des Filmverstehens generiert werden. Das Naming Paradigma vergleicht Benennungslatenzen auf inferenzrepräsentierende Wörter in einem Inferenz- und einem Kontrollkontext. Werden Inferenzen generiert, so sind die Benennungslatenzen im Inferenzkontext kürzer als im Kontrollkontext. Dieses Ergebnismuster wird im zweiten Experiment nachgewiesen. Dies lässt auf eine elaborierte Verarbeitung von Filmen schließen. Die filminhärente Bildspur hat dabei keinen nachweisbaren Einfluss auf die Inferenzbildung. In einem dritten Experiment wird die Frage gestellt, welche Zusammenhängen zwischen online gezogenen kausalen Brückeninferenzen und einem vertieften Verständnis bestehen, das offline im Anschluss an die Filmrezeption erhoben wird. Die Ergebnisse lassen darauf schließen, dass kausale Brückeninferenzen zwar online während der Filmverarbeitung generiert werden, dass aber domänenspezifisches Vorwissen erforderlich ist, um die online erschlossenen kausalen Zusammenhänge in Langzeitgedächtnisstrukturen zu übertragen und ein vertieftes Verständnis zu erreichen. Auch auf ein vertieftes Verständnis hat die Bildspur keinen Einfluss. Insgesamt widerlegt das gefundene Ergebnismuster die Annahme, dass Filme nicht oder nur in geringem Ausmaß elaboriert verarbeitet werden. Darüber hinaus werden in dieser Arbeit erstmalig anhand direkter online Methoden Elaborationsprozesse bei der Filmrezeption untersucht und systematisch mit offline-Verstehensprozessen in Zusammenhang gebracht

Getting fit for the mathematical olympiad: positive effects on achievement and motivation?

All around the world, there are numerous academic competitions (e.g., “Academic Olympiads”) and corresponding training courses to foster students’ competences and motivation. But do students’ competences and motivation really benefit from such courses? We developed and evaluated a course that was designed to prepare third and fourth graders to participate in the German Mathematical Olympiad. Its effectiveness was evaluated in a quasi-experimental pre- and posttest design (N = 201 students). Significant positive effects of the training were found for performance in the academic competition (for both third and fourth graders) as well as mathematical competences as measured with a curriculum-oriented test (for fourth graders only). Differential effects across grade levels (with more pronounced positive effects in fourth-grade students) were observed for students’ math self-concept and task-specific interest in mathematics, pointing to possible social comparison effects.Weltweit gibt es eine Vielzahl akademischer Wettbewerbe (z.B. „Akademische Olympiaden“) sowie entsprechende Begleitangebote, in denen Leistung und Motivation der Teilnehmenden gefördert werden sollen. Aber profitieren Teilnehmende wirklich von solchen Kursen? Wir haben ein solches Begleitangebot, das Lernende der dritten und vierten Klasse auf die Teilnahme an der Deutschen Mathematik-Olympiade vorbereiten soll, entwickelt und dessen Wirksamkeit in einem quasi-experimentellen Prä- and Posttest-Design evaluiert (N=201 SchülerInnen). Die Ergebnisse zeigten positive Effekte auf die Leistungen in der Mathe-Olympiade für Schülerinnen und Schüler beider Klassenstufen sowie auf die mathematischen Kompetenzen der ViertklässlerInnen gemessen mit einem Curriculums-orientierten Test. Darüber hinaus wurden für das mathematische Selbstkonzept und das aufgabenspezifische Interesse der SchülerInnen in Mathematik stärkere positive Effekte bei den Viertklässlern beobachtet, was darauf hindeutet, dass soziale Vergleichsprozesse stattgefunden haben

Do your eye movements reveal your performance on an IQ test? A study linking eye movements and socio-demographic information to fluid intelligence.

Understanding the main factors contributing to individual differences in fluid intelligence is one of the main challenges of psychology. A vast body of research has evolved from the theoretical framework put forward by Cattell, who developed the Culture-Fair IQ Test (CFT 20-R) to assess fluid intelligence. In this work, we extend and complement the current state of research by analysing the differential and combined relationship between eye-movement patterns and socio-demographic information and the ability of a participant to correctly solve a CFT item. Our work shows that a participant’s eye movements while solving a CFT item contain discriminative information and can be used to predict whether the participant will succeed in solving the test item. Moreover, the information related to eye movements complements the information provided by socio-demographic data when it comes to success prediction. In combination, both types of information yield a significantly higher predictive performance than each information type individually. To better understand the contributions of features related to eye movements and socio-demographic information to predict a participant’s success in solving a CFT item, we employ state-of-the-art explainability techniques and show that, along with socio-demographic variables, eye-movement data. Especially the number of saccades and the mean pupil diameter, significantly increase the discriminating power. The eye-movement features are likely indicative of processing efficiency and invested mental effort. Beyond the specific contribution to research on how eye movements can serve as a means to uncover mechanisms underlying cognitive processes, the findings presented in this work pave the way for further in-depth investigations of factors predicting individual differences in fluid intelligence