Wechsel zwischen Diagramm und Formel im Kontext von Vektorfeldern – Einfluss der Aufgabenkomplexität auf Indikatoren visueller Aufmerksamkeit

Abstract

Im Fokus dieses Kapitels steht die Koordination multipler Repräsentationen (algebraische und grafische Darstellung) im Kontext von Vektorfeldern. Dabei wird eine Studie vorgestellt, bei der Studierende (N = 147) eine Formel einem als Skizze gegebenen Vektorfeld zuordnen und umgekehrt ein eigenes Vektorfeld bei gegebener Formel skizzieren mussten. Für die Analyse der Wechselrichtung von der grafischen zur algebraischen Darstellung wurde neben der Antwortkorrektheit zusätzlich das Blickverhalten der Studierenden untersucht. Die Blickbewegungen ermöglichen in diesem Zusammenhang zum einen Aufschluss über die kognitiven Prozesse seitens der ProbandInnen und zum anderen über Eigenschaften der Vektorfelder selbst. Der Fokus der Eye-Tracking-Analyse liegt in diesem Kapitel auf der Untersuchung des Einflusses der Komplexität der Vektorfelder auf die kognitive Verarbeitung, die durch die Untersuchung der Blickbewegungen zugänglich wird. Hierfür wurden die Vektorfelder zunächst auf Basis sachlogischer Kriterien entsprechend ihrer Komplexität klassifiziert. Anschließend wurden positions- und zeitbezogene Eye-Tracking-Metriken zur Analyse herangezogen. Die Ergebnisse zeigen eine Abhängigkeit der betrachteten Eye-Tracking-Maße von der Aufgabenkomplexität, die somit Einfluss auf die kognitive Verarbeitung im Rahmen des Repräsentationswechsels besitzt. So ergibt sich bspw. mit zunehmender Komplexität der Vektorfelder ein Anstieg des Fixation Count auf dem Vektorfelddiagramm (F(2.05, 231.90) = 60.4, p = 0.001***, η2P=0.35). Die empirische Überprüfung sachlogischer Schwierigkeitsmerkmale durch prozessbasierte Daten weist darauf hin, dass Eye-Tracking auch zum Zweck der Test- und Itemanalyse eingesetzt werden kann.