Rumliche Fhigkeiten Mentale Rotation Rumliche Veranschaulichung spatial visualization

  • Slides: 23
Download presentation
Räumliche Fähigkeiten Mentale Rotation Räumliche Veranschaulichung (spatial visualization) Räumliche Orientierung (spatial perception)

Räumliche Fähigkeiten Mentale Rotation Räumliche Veranschaulichung (spatial visualization) Räumliche Orientierung (spatial perception)

Räumliche Fähigkeiten Mentale Rotation: „Fähigkeit, räumliche Information mental zu repräsentieren und diese Repräsentation durch

Räumliche Fähigkeiten Mentale Rotation: „Fähigkeit, räumliche Information mental zu repräsentieren und diese Repräsentation durch eine Drehung zu transformieren“ (Wiedenbauer 2006, S. 9) Räumliche Veranschaulichung (spatial visualization) „Aufgaben zur räumlichen Veranschaulichung erfordern mehrschrittige Verarbeitung und Manipulation räumlicher Information“ (Wiedenbauer 2006, S. 11). Labyrinthaufgaben! Räumliche Orientierung (spatial perception) räumliche Beziehungen in Bezug auf den eigenen Körper herstellen; Untersuchung, ob ein stabiles Konzept horizontaler und vertikaler Orientierung im Raum vorliegt (Wiedenbauer 2006)

Mentale Rotation Vorgehen zum Testen der mentalen Rotationsleistung Simultane Präsentation Sukzessive Präsentation Pfeilparadigma Kubovy

Mentale Rotation Vorgehen zum Testen der mentalen Rotationsleistung Simultane Präsentation Sukzessive Präsentation Pfeilparadigma Kubovy 1993, S. 356

Mentale Rotation Zeitlicher Ablauf beim mentalen Rotieren 1. Stimulusenkodierung (Identifikation des Objektes; Feststellen von

Mentale Rotation Zeitlicher Ablauf beim mentalen Rotieren 1. Stimulusenkodierung (Identifikation des Objektes; Feststellen von gemeinsamen Elementen; Feststellen der Ausrichtung des Objektes) 2. Mentales Rotieren 3. Vergleich mit Stimulusmaterial 4. Motorische Reaktion

Mentale Rotation Winkeldisparität und Reaktionszeit Rotationen in der Bildebene (A) und der Bildtiefe (B)

Mentale Rotation Winkeldisparität und Reaktionszeit Rotationen in der Bildebene (A) und der Bildtiefe (B) Shepard & Metzler (1971)

Mentale Rotation Winkeldisparität und Reaktionszeit Die Gerade wird durch eine Steigung beschrieben, die von

Mentale Rotation Winkeldisparität und Reaktionszeit Die Gerade wird durch eine Steigung beschrieben, die von der mentalen Rotation verursacht ist (Kehrwert ist die Rotationsgeschwindigkeit) und einen Y-Achsenabschnitt, für den die Prozesse Stimulusenkodierung, Vergleich des Stimulusmaterials und die motorische Reaktion verantwortlich sind.

Mentale Rotation Abhängige Variablen -Reaktionszeit (in ms) -Fehlerrate (z. B. in Prozent) -Steigung der

Mentale Rotation Abhängige Variablen -Reaktionszeit (in ms) -Fehlerrate (z. B. in Prozent) -Steigung der Reaktionszeit-Winkelgeraden -Y-Achsenabschnitt der Reaktionszeit-Winkelgeraden Unterscheidungen jeweils noch nach: -Rotationswinkel (z. B. 22, 5; 67, 5; 112, 5, 157, 5) -Gespiegelt vs. nicht gespiegelt

Mentale Rotation Abhängige Variablen Reaktionszeit (in ms) RT 23, RT 68, RT 113, RT

Mentale Rotation Abhängige Variablen Reaktionszeit (in ms) RT 23, RT 68, RT 113, RT 158 RT 23 gesp, RT 68 gesp, RT 113 gesp, RT 158 gesp RT 23 rot, RT 68 rot, RT 113 rot, RT 158 rot Fehlerrate (z. B. absolut oder auch in Prozent): Error, Error gesp. , Error rot. , Error 23, Error 68, Error 113, Error 158 Error 23 gesp, Error 68 gesp, Error 113 gesp, Error 158 gesp Error 23 rot, Error 68 rot, Error 113 rot, Error 158 rot Reaktionszeit-Winkelgeraden: Steigung (b), Y-Achsenabschnitt (a) Steigung gesp. (b), Y-Achsenabschnitt gesp. (a) Steigung rot (b), Y-Achsenabschnitt rot (a)

Mentale Rotation Holistische vs. analytische (konfigurale) Verarbeitung Holistische Verarbeitung: Die Stimulusfigur wird ganzheitlich gedreht,

Mentale Rotation Holistische vs. analytische (konfigurale) Verarbeitung Holistische Verarbeitung: Die Stimulusfigur wird ganzheitlich gedreht, wie man es mit der Figur auch tun würde, wenn man sie in der Hand hätte. Die holistische Verarbeitung würde daher der physikalischen Drehung entsprechen. Analytische Verarbeitung: Das Objekt wird in einzelne Elemente zerlegt und diese werden bei der mentalen Rotation einzeln rotiert und verglichen. Der Blick wandert dabei immer wieder zwischen einzelnen markanten Stellen des Objektes hin und her.

Mentale Rotation Holistische vs. analytische (konfigurale) Verarbeitung Yullie und Steiger (1982) benutzen Figuren von

Mentale Rotation Holistische vs. analytische (konfigurale) Verarbeitung Yullie und Steiger (1982) benutzen Figuren von Shepard & Metzler. Dort reicht der Blick auf eine Achse der Figur, um eine Rotationsentscheidung zu treffen. Weist man Probanden darauf hin, reagieren sie schneller. Das dürfte bei einer holistischen Verarbeitung nicht so sein! Vermutlich nutzen erfahrene Personen beide Strategien. Einfache Objekte werden holistisch, komplexe Objekte eher analytisch verarbeitet. Eine analytische Verarbeitung kann zu schnelleren Reaktionszeiten führen, wenn die wesentlichen Entscheidungsmarker in der Figur gefunden werden.

Mentale Rotation Holistische vs. analytische (konfigurale) Verarbeitung Einfache Objekte (eher holistisch) Komplexe Objekte (eher

Mentale Rotation Holistische vs. analytische (konfigurale) Verarbeitung Einfache Objekte (eher holistisch) Komplexe Objekte (eher analytisch)

Mentale Rotation Einflussfaktoren auf die mentale Rotationsleistung Geschlecht Stimulusmaterial (Dimensionalität, Komplexität, Präsentationsform, Distinktheit, möglich/unmöglich,

Mentale Rotation Einflussfaktoren auf die mentale Rotationsleistung Geschlecht Stimulusmaterial (Dimensionalität, Komplexität, Präsentationsform, Distinktheit, möglich/unmöglich, Expertise) Holistische vs. analytische Verarbeitung

Mentale Rotation Einflussfaktoren auf die mentale Rotationsleistung Stimulusmaterial zweidimensional - Meistens kürzere Reaktionszeit und

Mentale Rotation Einflussfaktoren auf die mentale Rotationsleistung Stimulusmaterial zweidimensional - Meistens kürzere Reaktionszeit und höhere Rotationsgeschwindigkeit gegenüber dreidimensionalen Figuren; insbesondere, wenn Objekt bekannt ist (alphanumerisch); Cooper & Shepard 1973; Cooper 1975) - Höhere Komplexität (z. B. Figur mit mehr Ecken) führt zum Teil zu längeren Reaktionszeiten; je nach Verarbeitungsstrategie aber auch nicht (holistisch!)

Mentale Rotation Einflussfaktoren auf die mentale Rotationsleistung Stimulusmaterial dreidimensional - Längere Reaktionszeiten bei Rotation

Mentale Rotation Einflussfaktoren auf die mentale Rotationsleistung Stimulusmaterial dreidimensional - Längere Reaktionszeiten bei Rotation in der Tiefenachse gegenüber der Bildebene - Befunde bezüglich der Dimensionalität sind zuweilen widersprüchlich! Keine eindeutige Aussage möglich! - Verarbeitungsstrategien scheinen entscheidende Rolle zu spielen

Mentale Rotation Einflussfaktoren auf die mentale Rotationsleistung Stimulusmaterial - Bekannt (Buchstaben, Zahlen); häufig kein

Mentale Rotation Einflussfaktoren auf die mentale Rotationsleistung Stimulusmaterial - Bekannt (Buchstaben, Zahlen); häufig kein linearer Trend bei Reaktionszeit. Winkel-Funktion, eher kurvilinear (Rilea, 2008, S. 225) - Unbekannt (Mehrecke, Tetris-Figuren); meist linearer Trend

Mentale Rotation Einflussfaktoren auf die mentale Rotationsleistung Stimulusmaterial - Bekannt/Unbekant (Beispiel. Thatcher-Effekt; Prosopagnosie-Patienten vs.

Mentale Rotation Einflussfaktoren auf die mentale Rotationsleistung Stimulusmaterial - Bekannt/Unbekant (Beispiel. Thatcher-Effekt; Prosopagnosie-Patienten vs. Gesunde; Carbon et al. , 2007)

Mentale Rotation Einflussfaktoren auf die mentale Rotationsleistung Stimulusmaterial - Höhere Komplexität (z. B. Figuren

Mentale Rotation Einflussfaktoren auf die mentale Rotationsleistung Stimulusmaterial - Höhere Komplexität (z. B. Figuren mit mehr Ecken) führt zum Teil zu längeren Reaktionszeiten - Verarbeitungsstrategie entscheidend! Holistisch keine deutlich längeren Reaktionszeiten, analytische Verarbeitung führt zu längeren Reaktionszeiten!

Mentale Rotation Einflussfaktoren auf die mentale Rotationsleistung Stimulusmaterial - Distinktheit (Hervorstechen von Merkmalen; Karikatureffekt);

Mentale Rotation Einflussfaktoren auf die mentale Rotationsleistung Stimulusmaterial - Distinktheit (Hervorstechen von Merkmalen; Karikatureffekt); führt zu kürzeren Reaktionszeit (höhere mentale Rotationsgeschwindigkeit? ); vermutlich eher merkmalsbezogene Analyse (analytische Verarbeitung) - Semantische Bedeutung (z. B. Kenntnis von Körperteilen); verkürzte Reaktionszeiten; im Beispiel reicht die Erkennung li/re Hand; - Wird da überhaupt noch mental rotiert? Lineare Funktion?

Mentale Rotation Einflussfaktoren auf die mentale Rotationsleistung Stimulusmaterial - Expertise; führt mehr Expertise zu

Mentale Rotation Einflussfaktoren auf die mentale Rotationsleistung Stimulusmaterial - Expertise; führt mehr Expertise zu einem Wechsel von analytischer zu holistischer Verarbeitung? - Häufig untersucht wurden dazu Gesichtserkennungsaufgaben (hier verfügen Menschen über hohe Expertise und verarbeiten holistisch) - Funktion Reaktionszeit zu Winkeldisparität würde sich verändern; lässt sich experimentell aber nicht wirklich nachweisen (Gauthier & Tarr, 2002)

Mentale Rotation Einflussfaktoren auf die mentale Rotationsleistung Geschlecht - Metastudie (Linn & Petersen, 1985);

Mentale Rotation Einflussfaktoren auf die mentale Rotationsleistung Geschlecht - Metastudie (Linn & Petersen, 1985); Männer erzielen bessere Leistungen; hohe Effektstärke (d=0, 94) - Metastudie (Voyer u. a. , 1995); Untersuchungen, die Reaktionszeiten und Fehler erfassen können (chronometrische Tests), zeigen nur noch zu ca. 50% Geschlechtsvorteile für Männer - Bei dreidimensionalen Stimuli tritt der Unterschied stärker hervor (Roberts & Bell, 2003) Erklärungen für Unterschiede?

Mentale Rotation Einflussfaktoren auf die mentale Rotationsleistung Geschlecht Erklärungen für Unterschiede? (Wiedenbauer, 2006) -

Mentale Rotation Einflussfaktoren auf die mentale Rotationsleistung Geschlecht Erklärungen für Unterschiede? (Wiedenbauer, 2006) - Räumliche Vorerfahrungen (Mathestudierende? ; in einem eigenen Experiment fanden sich hier sogar Vorteile bei Frauen) - Sozialisation - Genetisch, hormonell (Kinder zeigen geringe oder keine Unterschiede; erst nach Pubertät entstehen diese; umstritten! Widersprüchliche Befunde!) - Unterschiedliche kortikale Aktivierung - Unterschiedliche Strategien (holistisch vs. analytisch; Männer eher holistisch? Keine experimentellen Befunde, die darauf hinweisen)

Mentale Rotation Wie wirken sich motorische Lern-/Trainingsprozesse auf kognitive Leistungen aus? Jonglierstudie von Jansen

Mentale Rotation Wie wirken sich motorische Lern-/Trainingsprozesse auf kognitive Leistungen aus? Jonglierstudie von Jansen u. a. (2009): - 3 -monatiges Jongliertraining führt bei Erwachsenen zu signifikanten Verbesserungen bei mentalen Rotationsleistungen (räumlich-kognitive Aufgabe). - Vergrößerte Hirnstrukturen? Gleiche Ergebnisse in einer Studie mit 6 -14 Jahren alten Mädchen (Jansen u. a. , 2011): - Jongliertraining produziert signifikante Verbesserungen; - Kräftigungstraining führt zu keinen Verbesserungen! => Spezifische Bewegungsaufgaben scheinen daher spezifische Hirnregionen und damit auch spezifische kognitive Fähigkeiten zu entwickeln.

Mentale Rotation Wie wirken sich motorische Lern-/Trainingsprozesse auf kognitive Leistungen aus? - Motorische Belastungen

Mentale Rotation Wie wirken sich motorische Lern-/Trainingsprozesse auf kognitive Leistungen aus? - Motorische Belastungen (45 Minuten Sporteinheit vs. Seminar) verbessern auch kurzfristig die mentale Rotationsleistung (Jansen & Pietsch, 2010, S. 59)