Ziel des Dissertationsprojekts war eine differenzierte Betrachtung des akademischen Selbstkonzepts in den naturwissenschaftlichen Fächern. Unter anderen wurden die Abgrenzung des akademischen Selbstkonzepts von Selbstwirksamkeitserwartungen, seine dimensionale Struktur, Geschlechtsunterschiede sowie seine Beeinflussung durch die Konzeption des Naturwissenschaftsunterrichts und durch dimensionale Vergleiche untersucht. Im Mittelpunkt der ersten Teilstudie stand die Frage nach der empirischen Trennbarkeit von akademischem Selbstkonzept und Selbstwirksamkeitserwartung in den Naturwissenschaften. Es konnte gezeigt werden, dass die beiden Konstrukte messtheoretisch klar abgrenzbar sind und differentielle Zusammenhänge zu anderen Konstrukten aufweisen: Das Selbstkonzept wurde stärker durch soziale Vergleiche, Selbstwirksamkeitserwartungen stärker durch Unterrichtscharakteristika beeinflusst. In der zweiten Teilstudie wurde die fachspezifische Ausdifferenzierung naturwissenschaftlicher Selbstkonzepte untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass Schüler zwischen den Selbstkonzeptfacetten in Biologie, Chemie und Physik unterscheiden und diese drei Facetten differentielle Zusammenhänge zu Leistungsmaßen und zum Geschlecht aufweisen. Die dritte Teilstudie beschäftigte sich mit interdisziplinärem Naturwissenschaftsunterricht als Einflussfaktor auf die Selbstkonzeptstruktur. Dabei konnte gezeigt werden, dass Schüler, die interdisziplinär beschult werden, deutlich höhere Zusammenhänge zwischen den Selbstkonzeptfacetten in Biologie, Chemie und Physik aufweisen als Schüler, die getrennt in den drei Fächern unterrichtet werden. In der vierten Teilstudie wurde der Einfluss dimensionaler Leistungsvergleiche auf naturwissenschaftliche Selbstkonzepte sowie Mathematik und Deutsch untersucht. Es zeigten sich Kontrasteffekte zwischen Mathematik, Physik und Chemie auf der einen und Deutsch auf der anderen Seite. Die Befunde haben Implikationen für die Theorie dimensionaler Vergleiche. / In this dissertation project, academic self-concept in the science subjects is scrutinized. Amongst others, its separability from self-efficacy, its dimensionality, and gender differences were examined. The dissertation includes four research articles. All are based on data from large-scale assessment studies. In the first research article, we examined whether academic self-concept and self-efficacy in the science subjects can be distinguished empirically. We found a moderate positive correlation between self-concept and self-efficacy in science, advocating distinguishable constructs. Furthermore, science self-concept was better predicted by the average peer achievement, whereas science self-efficacy was more strongly affected by inquiry-based learning opportunities. The second research article focused on the internal structure of academic self-concept in the sciences. It could be shown that students differentiate between their abilities in biology, chemistry and physics and that the subject-specific self-concept facets are differentially related to achievement and gender. For example, stereotypical gender differences in favor of boys were found for chemistry and physics. The effect of interdisciplinary science teaching on the structure of academic self-concept in the sciences was examined in the third research article. Students who were taught science as an interdisciplinary subject showed substantially higher relations between the self-concept facets in biology, chemistry, and physics than students who were taught these subjects separately. In the fourth research article, the effects of dimensional comparisons on academic self-concepts in the sciences as well as mathematics and German were scrutinized. We found contrast effects between the German and math, physics, and chemistry as well as assimilation effects between math, physics, and chemistry. The results further advance dimensional comparison theory.

Erich Fromms (1900-1980) Quellen werden aus seiner Biographie, dem Gedankengut der jüdischen Religion (vor allem der Propheten und des Talmud), der Soziologie Alfred und Max Webers, der religiösen und philosophischen Humanisten, des frühen Karl Marx und der Psychoanalyse Freuds erschlossen und anhand seines Werkes dargestellt und erörtert. Es folgen in chronologischer Reihenfolge Analysen von Fromms Beiträgen zu einer ethisch inspirierten Psychoanalyse, zur analytischen Sozialpsychologie, zur jüdischen, christlichen und buddhistischen Religionspsychologie und seinem Konzept einer nicht- theistischen, humanistischen Religion, zum Matriarchat, zum Marxismus und dem daraus abgeleiteten humanitären, kommunitären Sozialismus, zur Kulturanalyse, Kulturkritik und zum Humanismus. Detailliert wird auf Fromms berühmte sozialpolitische und kulturhistorische Untersuchungen des Mittelalters, der Renaissance, des Protestantismus, des Kapitalismus, des Nationalsozialismus, des Kommunismus, der Technik und der destruktiven Aggression eingegangen, welche zu seinen bekannten Begriffen des Gesellschaftscharakters , des Konsum- und Marketing-Charakters sowie der Nekrophilie führten. Fromms umfangreiches Werk wird abschließend gewürdigt und vor allem in den Bereichen der Sozialpsychologie, Aggressionstheorie und Pädagogik kritisiert, indem seine Konzepte auf die moderne Jugend des Jahres 2000 und den heutigen Gesellschaftscharakter angewandt werden. Methodisch wurde kritisch-historisch, religionspsychologisch und tiefenpsychologisch (psychoanalytisch und individualpsychologisch) vorgegangen. / Erich Fromms (1900-1980) sources are disclosed of his biography, of his judaistic thoughts (especially of des prophets and the talmud), of the sociologic concepts (Alfred and Max Weber), of the religious and philosophical humanists, of the early Karl Marx and of the psychoanalysis Sigmund Freuds. The analysis follows in chronologic order Fromms concepts of an ethical inspired psychoanalysis, of his socialpsychology, of his judaistic, christian and buddhist psychology of religion, of his project of an non-theistic humanistic religion, of the matriarchat, oft the Marxism and the derived humanistic communitarian Socialism, of the culture-analysis and critique. In detail are Fromms famous sociopolitical researches on the Middle Ages, the Renaissance, the Protestantism, the Kapitalism, the Nationalsocialism, the Kommunism, the technic and the aggression (destructivity) described. This leads to the terms of the social-character , the consum- and marketing-charakter and the necrophily . The work ends with the valuation and critique of Fromms ouevre especially in the parts of the socialpsychology, the theory of aggression and pedagogy. The evaluation is made with the character of the modern youth of the year 2000 and the modern social-character. As methods are used: history and critique of religion, depth-psychology (psychoanalysis and individualpsychology).

Die Auswahl eines passenden Wortes aus semantisch verbundenen Wettbewerbern ist eine wesentliche Funktion der Sprachproduktion. Neuere strittige Befunde scheinen traditionellen lexikalischen Selektionsmodellen zu widersprechen. Der swinging lexical network (SLN) Ansatz offeriert eine kompetitiven Bezugsrahmen, der spezifische Voraussetzungen formuliert, unter denen semantische Erleichterungs- als auch Interferenzeffekte in Bildbenennungsparadigmen beobachtet werden können. Diese spezifischen Voraussetzungen betreffen a) die Manipulation eines Trade-offs zwischen konzeptueller Erleichterung und lexikalischer Interferenz, b) das Ausmaß an lexikalischer Kohortenaktivierung und c) die flexible Anpassungsfähigkeit des Sprachproduktionssystems. Die Trade-off-Annahme wurde durch Einflüsse von Assoziationen auf die Benennungslatenz untersucht (Studie 1), wenn Stimuli im kontinuierlichen Benennungsparadigma in einer scheinbar zufälligen Reihenfolge benannt werden. Information über den Einfluss lexikalischer Kohortenaktivierung auf die Wortproduktion wurde durch Manipulation semantischer Distanz und durch Kombination des kontinuierlichen Benennungsparadigmas mit ereignis-korrelierten Potentialen (EKPs) gewonnen (Studie 2). Zur Überprüfung der Flexibilitätsannahme werden Benennungslatenzen von Homophonen mittels Bild-Wort-Interferenzparadigma untersucht, nachdem Versuchspersonen wiederholt linguistische Mehrdeutigkeit verarbeiten haben (Studie 3). Die Ergebnisse zeigen semantische Interferenzeffekte für assoziativ und für eng kategorial verbundene Stimuli im kontinuierlichen Benennungsparadigma (Studie 1 & 2) und Erleichterungseffekte für Homophone im PWI, nachdem das kognitive System sich auf Mehrdeutigkeit adaptiert hatte (Studie 3). Eng kategorial verbundene Stimuli modulierten EKP-Komponenten in der P1, zwischen 250 und 400 ms und im N400-Zeitfenster, welche mit Wortproduktions-prozessen in Verbindung gebracht werden. / The selection of an appropriate word from other meaning-related competitors is a main function of language production. Recent inconclusive findings have casted doubt about traditional lexical selection accounts. The swinging lexical network (SLN) account presents a competitive framework that formulates specific conditions under which semantic facilitation or interference effects can be observed in picture naming paradigms. These specific conditions concern a) the manipulation of the trade-off between conceptual facilitation and lexical interference, b) the extent of lexical cohort activation and c) the flexible nature of the language production system. The trade-off assumption was assessed by investigating the impact of associations on naming latencies in the continuous naming paradigm in which semantically related items are named within a seemingly random sequence (Study 1). Information for the understanding of lexical cohort activation on word production was obtained by manipulating semantic distance in the continuous naming paradigm combined with event-related potentials (ERP; Study 2). Aiming at testing the flexibility assumption, effects of unrelated meaning alternatives of homophones in a picture-word interference (PWI) paradigm were investigated, after participants repeatedly processed linguistic ambiguities (Study 3). Results show semantic interference for associates and for closely related category co-ordinates in the continuous naming paradigm (Study 1 & 2), and facilitation effects for homophone names in the PWI after the cognitive system adapted to the processing of linguistic ambiguities (Study 3). Closely related stimuli modulated ERPs in the P1, between 250 and 400 ms, and in the N400 time window, which are known to be associated with single word naming processes. These results support the SLN model and enhance the understanding of semantic and cognitive factors that shape the microstructure of language production.

Die Fähigkeit, Zustände in der Außenwelt zu beurteilen und zu kategorisieren, wird unter dem Oberbegriff „perzeptuelles Entscheiden“ zusammengefasst. In der vorliegenden Arbeit wurde funktionelle Magnetresonanztomografie mit multivariater Musteranalyse verbunden, um offene Fragen zur perzeptuellen Entscheidungsfindung zu beantworten. In der ersten Studie (Hebart et al., 2012) wurde gezeigt, dass der visuelle und parietale Kortex eine Repräsentation abstrakter perzeptueller Entscheidungen aufweisen. Im frühen visuellen Kortex steigt die Menge entscheidungsspezifischer Information mit der Menge an verfügbarer visueller Bewegungsinformation, doch der linke posteriore parietale Kortex zeigt einen negativen Zusammenhang. Diese Ergebnisse zeigen, wo im Gehirn abstrakte Entscheidungen repräsentiert werden und deuten darauf hin, dass die gefundenen Hirnregionen unterschiedlich in den Entscheidungsprozess involviert sind, je nach Menge an verfügbarer sensorischer Information. In der zweiten Studie (Hebart et al., submitted) wurde gezeigt, dass sich eine Repräsentation der Entscheidungsvariable (EV) im fronto-parietalen Assoziationskortex finden lässt. Ferner weist die EV im rechten ventrolateralen präfrontalen Kortex (vlPFC) einen spezifischen Zusammenhang mit konfidenzbezogenen Hirnsignalen im ventralen Striatum auf. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Konfidenz aus der EV im vlPFC berechnet wird. In der dritten Studie (Christophel et al., 2012) wurde gezeigt, dass der Kurzzeitgedächtnisinhalt im visuellen und posterioren parietalen Kortex, nicht jedoch im präfrontalen Kortex repräsentiert wird. Diese Ergebnisse lassen vermuten, dass der Gedächtnisinhalt in denselben Regionen enkodiert wird, die auch perzeptuelle Entscheidungen repräsentieren können. Zusammenfassend geben die hier errungenen Erkenntnisse Aufschluss über den neuronalen Code des perzeptuellen Entscheidens von Menschen und stellen ein vollständigeres Verständnis der zugrundeliegenden Prozesse in Aussicht. / Perceptual decision-making refers to the ability to arrive at categorical judgments about states of the outside world. Here we use functional magnetic resonance imaging and multivariate pattern analysis to identify decision-related brain regions and address a number of open issues in the field of perceptual decision-making. In the first study (Hebart et al., 2012), we demonstrated that perceptual decisions about motion direction are represented in both visual and parietal cortex, even when decoupled from motor plans. While in early visual cortex the amount of information about perceptual choices follows the amount of sensory evidence presented on the screen, the reverse pattern is observed in left posterior parietal cortex. These results reveal the brain regions involved when choices are encoded in an abstract format and suggest that these two brain regions are recruited differently depending on the amount of sensory evidence available. In the second study (Hebart et al., submitted), we show that the perceptual decision variable (DV) is represented throughout fronto-parietal association cortices. The DV in right ventrolateral prefrontal cortex covaries specifically with brain signals in the ventral striatum representing confidence, demonstrating a close link between the two variables. This suggests that confidence is calculated from the perceptual DV encoded in ventrolateral prefrontal cortex. In the third study (Christophel et al., 2012), using a visual short-term memory (VSTM) task, we demonstrate that the content of VSTM is represented in visual cortex and posterior parietal cortex, but not prefrontal cortex. These results constrain theories of VSTM and suggest that the memorized content is stored in regions shown to represent perceptual decisions. Together, these results shed light on the neuronal code underlying perceptual decision-making in humans and offer the prospect for a more complete understanding of these processes.

Im Rahmen einer über zwei Schuljahre andauernden quasi-experimentellen Interventionsstudie wurden Lehrkräfte dreier Berliner Oberschulen geschult, durch ein modifiziertes Unterrichtsverhalten und die Einführung von Förderstrategien in ihren Fachunterricht motivational relevante Ressourcen und Risikofaktoren ihrer Schülerinnen und Schüler positiv zu beeinflussen (schulische Selbstwirksamkeitserwartung, Prüfungsängstlichkeit, schulbezogenes Stresserleben und wahrgenommene Binnendifferenzierung im Unterricht). Ziele der vorliegenden Untersuchung sind die Evaluation der Wirksamkeit der Maßnahmen im Hinblick auf die genannten Zielkriterien sowie die Analyse der Effekte in Abhängigkeit von der durch die Schüler wahrgenommenen Umsetzung der Interventionen. Zu Beginn und am Ende des ersten sowie am Ende des zweiten Projektjahres wurden drei standardisierte Befragungen mit 570 Siebt- und Achtklässlern von drei Interventions- und drei Kontrollschulen durchgeführt. Die mehrebenenanalytische Untersuchung der Programmeffekte belegt am Ende des ersten Projektjahres bei den Interventionsschülern im Vergleich zur Kontrollgruppe erwartungskonform günstigere Entwicklungen in der Prüfungsängstlichkeit, der wahrgenommenen schulbezogenen Bedrohung – einer Unterkomponente des Stresserlebens – und der wahrgenommenen Binnendifferenzierung. Darüber hinaus zeigen sich positive Zusammenhänge zwischen dem Ausmaß der von den Schülern wahrgenommenen Umsetzung der Interventionen und weiteren untersuchten Variablen (z. B. der schulischen Selbstwirksamkeitserwartung). Die Ergebnisse weisen somit auf die motivationale Relevanz der Fördermaßnahmen speziell des ersten Projektjahres hin. Zudem verdeutlichen die Analysen, dass bei schulischen Interventionen durch Lehrkräfte als Multiplikatoren nicht von einer einheitlichen Umsetzung ausgegangen werden kann und Veränderungen in der Interventionsgruppe auch vom Ausmaß der wahrgenommenen Umsetzung abhängen. / In the context of a quasi-experimental research project, conducted over two years, teachers of three Berlin secondary schools were trained in new teaching strategies to positively influence students’ motivational resources and risk factors. The aim of this study is to evaluate the program’s effects on students’ academic self-efficacy, test anxiety, school-related stress as well as internal differentiation and to analyze these effects as a function of students’ perception of the program’s implementation. At the beginning of the first project year and at the end of the first and second project years standardized surveys were conducted in three experimental schools and three control schools with 570 students in the seventh and eighth grades. As expected, multilevel analysis showed significant effects in students’ test anxiety, perceived threat – a component of stress – as well as internal differentiation at the end of the first project year: Test anxiety and perceived threat were significantly lower in the experimental group than in the control group, whereas internal differentiation was higher in the experimental group. In addition correlations were found between student’s perception of the program’s implementation and several other variables under study (e.g. self-efficacy). The results therefore underline the program’s relevance for motivational resources and risk factors. This is particularly true for the first year interventions. Furthermore, the results indicate that program implementation varies between teachers and that implementation quantity considerably affects program effects.

Visuell-räumliche Aufmerksamkeit spielt eine Schlüsselrolle in der Wortverarbeitung und der Augenbewegungskontrolle beim Lesen. Dennoch bleibt die räumliche und zeitliche Dynamik von Aufmerksamkeitsbereitstellung innerhalb einer Fixation ungeklärt. Die vorliegende Dissertation nutzt drei Ansätze in der Ko-Registrierung von Augenbewegungen und EEG um diese Forschungslücke zu untersuchen und direkte Einblicke in die Aufmerksamkeitsverteilung zwischen Fovea und Parafovea, ihre Anpassung an Verarbeitungsansprüche und Sakkaden sowie ihre Auswirkungen auf Wortverarbeitung zu liefern. In Studie 1 wurde das Probe Paradigma als Maß zur Abbildung räumlicher Aufmerksamkeit ohne Augenbewegungen implementiert. Die vergrößerte, Probe-bezogene N1 zwischen Wortpräsentationen deutet auf eine Bereitstellung und Umverteilung zusätzlicher Ressourcen zur simultanen fovealen und parafovealen Wortverarbeitung hin. Studie 2 untersuchte den Preview Benefit und seine Modulation durch Sakkaden und Verarbeitungsschwierigkeit und zielte darauf ab, das elektrophysiologische Korrelat als indirektes Maß für parafoveale Aufmerksamkeit in ERPs und FRPs zu etablieren. Es zeigte sich ein Effekt des orthographischen Previews auf die N1. Interaktionen mit Lesemodus und Verarbeitungsschwierigkeit implizieren, dass dem Preview Effekt Aufmerksamkeitseffekte zugrunde liegen. In Studie 3 wurden zwei Datensätze hinsichtlich der Lateralisierung von Oszillationen im Alpha-Band untersucht um die in Studie 2 generierten Hypothesen zu unterstützen. Alpha war im sakkadischen Lesen stärker rechts-lateralisiert als in RSVP und eine stärkere Lateralisierung sagte eine kürzere Fixationsdauer vorher, was die Rolle von parafovealer Aufmerksamkeit und ihre Verbindung zu Sakkaden betont. Trotz der Einschränkungen der drei Ansätze stellt die Kombination von Augenbewegungen, ERPs, FRPs und EEG-Oszillationen geeignete Maße für Aufmerksamkeitsprozesse in der Wortverarbeitung dar, die traditionelle Forschungsmethoden ergänzen. / Visuo-spatial attention is a key contributor to word processing and oculomotor control in reading. Yet, the spatial and temporal dynamics of attention allocation within a fixation remain unclear. The present dissertation uses three approaches in the co-registration of eye movements and EEG to investigate this gap and provide direct, online insights into attention distribution across fovea and parafovea, its adaptation to processing load and saccadic behavior, as well as its effects on word processing. In Study 1, the probe paradigm was implemented as a mapping tool of spatial attention adaptation in the absence of eye movements, yielding ERPs. The enhanced probe-related N1 in-between trials indicates a recruitment and redistribution of additional resources to achieve simultaneous foveal and parafoveal word-recognition. Study 2 tested the preview benefit and its modulation by saccades and foveal load, thereby aiming at establishing its electrophysiological correlate as an indirect index of parafoveal attention allocation in ERPs and FRPs. There was an effect of orthographic preview on the N1. Interactions with reading mode and foveal load indicate underlying attention effects. In Study 3, two datasets were reanalyzed with regard to the lateralization of oscillatory activity in the alpha-band in order to directly support the assumptions generated in Study 2. Alpha was more strongly right-lateralized in saccadic reading compared to RSVP, and moment-to-moment lateralization predicted shorter subsequent fixation duration, emphasizing the role of parafoveal attention allocation and its relation to saccades. Despite the limitations of the three approaches at this point, the combination of eye movements, ERPs, FRPs, and EEG oscillations provides suitable online markers of attention processes in word recognition that complement traditional research methods.

Automation ist heute in allen Lebensbereichen zu finden. Die „zuverlässige“ Automation soll den „unzuverlässigen“ Menschen (Benutzer/Operateur) entlasten, kompensieren, teilweise sogar ersetzen. Eine Automation kann jedoch Fehler machen, wurde sie doch von „unzuverlässigen“ Menschen (Entwicklern) entwickelt. Deshalb verfolgte das Projekt ATEO einen in der Forschung bisher nur theoretisch betrachteten Ansatz zur Optimierung der Funktionallokation zwischen Mensch und Maschine. Hierbei handelt es sich um die Optimierung der Arbeitsteilung zwischen Operateuren und Entwicklern von komplexen, dynamischen, technischen Systemen inklusive Automationen. Diese Dissertation beschäftigt sich mit den Leistungsdeterminanten dieser Entwickler. Die bisher in der Literatur beschriebenen Befunde zu diesen Leistungsdeterminanten wurden zu einem deskriptiven „Modell der Leistungsdeterminanten von Entwicklern“ zusammengetragen. Anschließend wurde die potentielle Leistungsdeterminante „Informationsverfügbarkeit“ unter Einsatz von 90 professionellen Entwicklern experimentell beleuchtet. Zur Erfassung der abhängigen Variable „Güte der Automatikkonzepte“ wurde ein Bewertungsinstrument entwickelt. Zudem wurde die Komplexität der verwendeten Versuchsumgebung „Socially Augmented Microworld“ experimentell erhöht, damit für professionelle Entwickler die Konzeption von Automatiken nicht zu leicht ist. Zusätzlich wurde eine Automatiksoftware zur Implementierung und Konfiguration der von den Entwicklern konzipierten Automatiken entwickelt. Durch die Untersuchung konnte gezeigt werden, dass die Kontrollvariablen „Erfahrungsindex“, „Witzanzahl“ und „Leistungsmotiv HE“ einen höheren Einfluss auf die Güte des Konzeptions¬ergebnisses haben als die systematisch variierte „Informationsverfügbarkeit“. Erst durch Eliminierung der Wirkung dieser Kontrollvariablen konnte ein signifikanter Einfluss der zur Verfügung gestellten Informationen auf die Güte der Automatikkonzepte nachgewiesen werden. / Automation is currently to be found in all aspects of life. “Reliable” automation is believed to take the pressure off, to compensate, or even displace the “unreliable” human (user/operator). However, as a consequence of being developed by “unreliable” humans (developers) automations can also be susceptible to error. The Project ATEO (division of work between developers and operators) pursues an, so far in researches only theoretical considered, approach to optimize the function allocation between human and machine. It is about an optimization of the division of responsibilities between operators and developers of complex, dynamic, technical systems including automations. This thesis concerns the performance determinants of these developers. Literature regarding the previous findings of performance determinants research were gathered into a descriptive "model of developers'' performance determinants". Subsequently, the potential performance determinant "information availability" was examined experimentally by using 90 professional developers. To capture the dependent variable "quality of automation concepts" an assessment tool was developed. Moreover, the complexity of the used test environment "Socially Augmented Microworld" was experimentally heightened to ensure that for these developers the conception of automatic functions was not too easy. Also, an automations software was designed to enable the implementation and configuration of the developer-created automations. The results of the experiment with the professional developers showed that the control variables “experience index”, “number of jokes” and “achievement motive hope of success” had a higher influence on the quality of the design result as the systematically varied "information availability". Only by eliminating the effect of these control variables a significant influence of the performance determinant “information availability” on the quality of automation conceptions was attested.

Die Arbeit stellt eine nationale Bildungsstudie zur Erfassung von Schreibkompetenzen vor und untersucht das angewandte Verfahren auf drei ausgewählte Validitätsaspekte. In Studie I wird geprüft, ob es sich bei Schreibkompetenz sowie den Schreibkompetenzdimensionen Inhalt, Stil und sprachliche Richtigkeit um textmusterunabhängige oder textmusterspezifische Konstrukte handelt. Darüber hinaus wird die interne Struktur von Schreibkompetenz betrachtet. Die vorwiegend auf Modellvergleichen basierenden Analysen zeigen, dass es sich bei allgemeinen Schreibkompetenzen sowie bei inhaltlichen und stilistischen Schreibkompetenzen um textmusterspezifische Konstrukte handelt, bei der orthografisch-grammatischen Schreibkompetenz hingegen um ein textmusterunabhängiges Konstrukt. Für alle Textmuster zeigt sich eine zweidimensionale Struktur. In Studie II wird untersucht, inwiefern Lesefähigkeiten bei der Messung von Schreibkompetenzen aufgrund der textuellen Präsentation der Aufgabeninstruktion miterfasst werden. Der Einfluss der Lesekompetenz wird dabei als Zusammenhangsstärke zwischen Lese- und Schreibkompetenz in Abhängigkeit von leseschwierigkeitsquantifizierenden Merkmale via Mehrebenen¬moderatoranalysen geprüft. Es zeigen sich statistisch bedeutsame, aber praktisch kaum relevante Effekte für zwei der Merkmale: syntaktische Komplexität und Seltenheit der Wörter. In Studie III wird untersucht, ob eine von der sprachlichen Richtigkeit unabhängige Beurteilung inhaltlicher und stilistischer Schreibkompetenzen erfolgt oder ob Halo-Effekte zutage treten. In Anschlussanalysen wird geprüft, ob diese Halo-Effekte von Art und Anzahl der Fehler, Textlänge, Textkomplexität und Textmuster abhängen. Es zeigen sich keine Urteilsverzerrungen bei der inhaltlichen, jedoch bei der stilistischen Bewertung. Diese Verzerrungen sind größer bei syntaktisch komplexeren Texten und bei höherer Fehleranzahl, vor allem unter Vorliegen grammatischer Fehler und syntaktisch relevanter Zeichensetzungsfehler. / The dissertation presents a national educational study assessing writing competencies in German. The underlying process of measuring writing competencies is investigated regarding three selected aspects of validity. The first study addresses the question, whether writing competence as well as the writing competence dimensions, i.e. contentual, stylistic and orthographic-grammatic writing competencies are discourse mode dependent or independent constructs. Additionally the internal structure of writing competence is investigated. Analyses, predominantly based on comparison of IRT-models, reveal that general writing competencies as well as the contentual and stylistic dimensions are discourse-mode-specific constructs, whereas the orthographic-grammatic writing competence is discourse mode independent. The second study raises the question to what extent, due to the fact that the writing task instructions are given textually, reading competencies are included when measuring writing. Therefore two-level moderator analyses are computed, modelling the correlation between reading and writing competence dependent on reading difficulty quantifying aspects. Statistically significant but practically hardly relevant effects obtain for two of these aspects: syntactic complexity of the instruction text and (in)frequency of the used words. The third study investigates whether the evaluation of contentual and stylistic writing competencies takes place regardless of orthographic and grammatic features of the underlying texts or whether halo effects occur. Further analyses examine possible rating shifts in dependence of error types, error amount, text length, text complexity and discourse type. The results reveal that stylistic, but not contentual rating shifts occur. These shifts are more pronounced in regard to syntactically more complex texts as well as higher error quantities and arise particularly under the presence of grammatical and syntactically relevant punctuation errors.

Wir können Mathematikleistungen über fluide Intelligenz (FI) vorhersagen. Der Einfluss von FI auf kognitive Prozesse und neuronale Mechanismen, die mathematischen Fähigkeiten in verschiedenen Teildisziplinen zugrunde liegen, ist jedoch wenig verstanden. Vorliegende Arbeit spezifiziert FI-bezogene Unterschiede in diesen Prozessen und Mechanismen beim Lösen von Geometrie-, Arithmetik- und Algebra-Aufgaben. Mithilfe eines multimethodalen Ansatzes beleuchtet sie das Zusammenspiel zwischen FI, Leistung und Faktoren wie Aufgabenkomplexität, Lernen und Strategiewahl, die kognitive Prozesse und Anforderungen beim Problemlösen beeinflussen. Leistungsunterschiede wurden durch Messung von Reaktionszeiten und Fehlerraten, Strategien durch Augenbewegungsanalyse erfasst. Als Indikator kortikaler Aktivität diente die ereigniskorrelierte (De-)Synchronisation (ERD/ERS) im Alpha-Band. Um kognitive Prozesse zu unterscheiden, haben wir die ERD/ERS im Theta-Band und den Alpha-Unterbändern einbezogen. Beim Lösen unvertrauter geometrischer Analogien zeichnete sich hohe FI durch verstärkte Verarbeitung visuell-räumlicher Informationen zum Repräsentieren von Merkmalszusammenhängen aus. Schüler mit hoher FI passten ihre Strategiewahl den Anforderungen flexibler an. Erstmals konnten wir durch trialweise Identifikation von Strategien FI-bezogene Unterschiede in der neuronalen Effizienz der Strategieausführung feststellen. Beim Lösen vertrauter arithmetischer und algebraischer Terme zeigten sich bei Schülern mit hoher im Vergleich zu Schülern mit durchschnittlicher FI geringere Anforderungen zur Aktualisierung numerischer Repräsentationen und eine bessere Leistung in komplexen Aufgaben. Weitere Analysen legen nahe, dass Schüler mit hoher FI Zusammenhänge in der Aufgabenstruktur besser erkennen und passende Routinen abrufen können. Die Fähigkeit Zusammenhangsrepräsentationen zu bilden könnte demnach ein Schlüsselaspekt zur Erklärung FI-abhängiger Unterschiede in mathematischen Fähigkeiten sein. / Fluid intelligence (FI) is a strong predictor of mathematical performance. However, the impact of FI on cognitive processes and neural mechanisms underlying differences in mathematical abilities across different subdivisions is not well understood. The present work specifies FI-related differences in these processes and mechanisms for students solving geometric, arithmetic, and algebraic problems. We chose a multi-methodological approach to shed light on the interplay between FI, performance, and factors such as task complexity, learning, and strategy selection that influence cognitive processes and task demands in problem-solving. We measured response times and error rates to evaluate performance, eye movements to identify solution strategies, and the event-related (de-)synchronization (ERD/ERS) in the broad alpha band as indicator of general cortical activity. Further, we considered the ERD/ERS in the theta band and the alpha sub-bands to distinguish between associated cognitive processes. For unfamiliar geometric analogy tasks, students with high FI built relational representations based on a more intense processing of spatial information. Strategy analyses revealed a more adaptive strategy choice in response to increasing task demands compared to students with average FI. Further, we conducted the first study identifying strategies and related cortical activity trial-wise and thereby identified FI-related differences in the neural efficiency of strategy execution. For solving familiar arithmetic and algebraic problems, high compared to average FI was associated with lower demands on the updating of numbers leading to a better performance in complex tasks. Further analyses suggest that students with high FI had an advantage to identify the relational structure of the problems and to retrieve routines that match this structure. Thus, the ability to build relational representations might be one key aspect explaining FI-related difference in mathematical abilities.

Verschiedene Schulleistungsstudien stellten für Kinder mit nicht-deutscher Familiensprache bereits in der Grundschule substanzielle Disparitäten im Bereich Mathematik fest. Diese Disparitäten führten zu der Frage, ob die verwendeten Testverfahren zu hohe sprachliche Hürden für Kinder mit nicht-deutscher Familiensprache aufweisen und daher nicht ausreichend in der Lage sind, die Kompetenzen dieser Gruppe valide zu erfassen. In dieser kumulativen Arbeit wurde geprüft, inwiefern die sprachliche Komplexität von Mathematikaufgaben in der Grundschule einen benachteiligenden Einfluss auf die Erfassung der Mathematikleistung von Kindern mit nicht-deutscher Familiensprache darstellt. Zunächst wurde geprüft, ob die in nationalen Schulleistungsstudien verwendeten Aufgaben für diese Gruppe differenziell valide sind. Daran anschließend wurde untersucht, ob sich itemspezifische Kompetenznachteile durch die sprachlichen Merkmale der Aufgaben erklären lassen. In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass die differenzielle Validität der betrachteten Testverfahren für Kinder mit nicht-deutscher Familiensprache insgesamt gering ausgeprägt ist. Ferner wurde festgestellt, dass sich die einzelnen sprachlichen Merkmale der Aufgaben sowohl spezifisch als auch gemeinsam auf die differenzielle Validität auswirken. Der größte Anteil der itemspezifischen Kompetenznachteile wurde durch mehrere Merkmale gemeinsam aufgeklärt. Eine experimentelle Teilstudie zeigte, dass eine sprachliche Vereinfachung nicht geeignet scheint, um die Kompetenznachteile von Kindern mit nicht-deutscher Familiensprache substanziell zu verringern. Ein Vergleich der Effekte sprachlicher Merkmale von Mathematikaufgaben auf die Mathematikleistungen von Kindern mit nicht-deutscher Familiensprache zwischen der dritten und der vierten Klassenstufe ergab, dass sich die sprachliche Komplexität der Aufgaben vor allem für jüngere Grundschulkinder unabhängig von ihrer Familiensprache benachteiligend auswirkte. / Large-scale assessment studies have repeatedly documented performance disadvantages of language minority students in German elementary schools. The substantial achievement gap has led to concerns regarding the validity of large-scale assessment items for language minority students. It may be the case that these performance differences are, in part, due to high language demands of the test items. These items may selectively disadvantage language minority students in the testing situation. This dissertation project investigated the connection between the academic language demands of mathematics test items and the test performance of monolingual students and language minority students. First, it was investigated whether the test items were differentially valid for language minority students. Moreover, the connection between the differential validity and the linguistic complexity of the test items was tested. The findings indicated that overall, differential validity of the examined tests for language minority students was low. However, the test items’ language demands were related to differential validity. The largest proportion of item-specific performance disadvantages was explained by confounded combinations of several linguistic features. Additionally, unique effects of descriptive, lexical, and grammatical features were identified. An experimental study showed that linguistic simplification did not seem to be a promising method to substantially reduce the performance differences between language minority students and German monolingual students. A comparison of differential effects of mathematics items’ language demands for language minority students over two adjacent grade levels indicated that the impact of academic language demands seemed to depend on grade level rather than on language minority student status. Regardless of their home language, younger students seemed to struggle more with linguistically complex test items than older students.