Distributed practice is a well-known learning strategy whose beneficial effects on long-term learning are well proven by various experiments. In learning from texts, the benefits of distribution might even go beyond distributed practice, i.e. distribution of repeated materials. In realistic learning scenarios as for example school or university learning, the reader might read multiple texts that not repeat but complement each other. Therefore, distribution might also be implemented between multiple texts and benefit long-term learning in analogy to distributed practice. The assumption of beneficial effects of this distributed learning can be deduced from theories about text comprehension as the landscape model of reading (van den Broek et al., 1996) in combination with theories of desirable difficulties in general (R. A. Bjork & Bjork, 1992) and distributed practice in particular (Benjamin & Tullis, 2010). This dissertation aims to investigate (1) whether distributed learning benefits learning; (2) whether the amount of domain-specific prior knowledge moderates the effects of distribution, (3) whether distributed learning affects the learner’s meta-cognitive judgments in analogy to distributed practice and (4) whether distributed practice is beneficial for seventh graders in learning from single text. In Experiment 1, seventh graders read two complementary texts either massed or distributed by a lag of one week between the texts. Learning outcomes were measured immediately after reading the second text and one week later. Judgements of learning were assessed immediately after each text. Experiment 2 replicated the paradigm of Experiment 1 while shortening the lag between the texts in the distributed condition to 15 min. In both experiments, an interaction effect between learning condition (distributed vs. massed) and retention interval (immediate vs. delayed) was found. In the distributed condition, the participants showed no decrease in performance between the two tests, whereas participants in the massed condition did. However, no beneficial effects were found in the delayed test for the distributed condition but even detrimental effects for the distributed condition in the immediate test. In Experiment 1, participants in the distributed condition perceived learning as less difficult but predicted lower success than the participants in the massed condition. Experiment 3 replicated the paradigm of Experiment 1 with university students in the laboratory. In the preregistered Experiment 4, an additional retention interval of two weeks was realized. In both experiments, the same interaction between learning condition and retention interval was found. In Experiment 3, the participants in the distributed condition again showed no decrease in performance between the two tests, whereas participants in the massed condition did. However, even at the longer retention interval in Experiment 4, no beneficial effects were found for the distributed condition. Domain-specific prior knowledge was positively associated with test performance in both experiments. In Experiment 4, the participants with low prior knowledge seemed to be impaired by distributed learning, whereas no difference was found for participants with medium or high prior knowledge. In the preregistered Experiment 5, seventh graders read a single text twice. The rereading took place either massed or distributed with one week. Immediately after rereading, judgements of learning were assessed. Learning outcomes were assessed four min after second reading or one week later. Participants in the distributed condition predicted lower learning success than participants in the massed condition. An interaction effect between learning condition and retention interval was found, but no advantage for the distributed condition. Participants with low domain-specific prior knowledge showed lower performance in short-answer questions in the distributed condition than in the massed condition. Overall, the results seem less encouraging regarding the effectiveness of distribution on learning from single and multiple texts. However, the experiments reported here can be perceived as first step in the realistic investigation of distribution in learning from texts. / Verteiltes Üben ist eine bekannte Lernstrategie, deren positiver Effekt auf die langfristigen Behaltensleistung in vielen Experimenten gezeigt wurde. Beim Lernen mit Texten können die Vorteile der Verteilung von Lerninhalten sogar über verteiltes Üben, also die Verteilung von sich wiederholenden Materialien, hinausgehen. In realistischen Lernszenarien, wie zum Beispiel Lernen in der Schule oder Universität, werden multiple Texte gelesen, die einander nicht wiederholen, sondern ergänzen. Verteilung im Sinne des verteilten Übens könnte demensprechend auch zwischen diesen multiplen Texten eingesetzt werden und analog zum verteilten Üben langfristiges Behalten fördern. Annahmen über eine Wirksamkeit dieses sogenannten verteilten Lernens können von Theorien zum Textverständnis wie zum Beispiel dem Landscape Model of Reading (van den Broek et al., 1996) in Kombination mit Theorien zu wünschenswerten Erschwernissen im Allgemeinen (R. A. Bjork & Bjork, 1992) und verteiltem Üben im Besonderen (Benjamin & Tullis, 2010) abgeleitet werden. In dieser Dissertation soll untersucht werden, (1) ob verteiltes Lernen Behalten fördert, (2) ob die Ausprägung des domänenspezifischen Vorwissens die Effekte des verteilten Lernens moderiert, (3) ob verteiltes Lernen die meta-kognitive Beurteilung des Lernprozesses des Lernenden beeinflusst und (4) ob verteiltes Üben für 7. Klässler*innen beim Lernen mit einzelnen Texten vorteilhaft ist. Im ersten Experiment lasen 7. Klässler*innen zwei komplementäre Texte entweder massiert oder verteilt mit einem Abstand (lag) von einer Woche. Die Behaltensleistung wurde unmittelbar nach dem Lesen des zweiten Textes und eine Woche später erfasst. Die Beurteilung des Lernprozesses wurde direkt nach dem Lesen eines Textes erhoben. Experiment 2 replizierte das Paradigma von Experiment 1, wobei der Abstand zwischen den Texten in der verteilten Bedingung auf 15 Min reduziert wurde. In beiden Experimenten wurde eine Interaktion zwischen der Lernbedingung (massiert vs. verteilt) und dem Behaltensintervall (unmittelbar vs. später) gefunden. In der verteilten Bedingung zeigten die Teilnehmenden keine Verringerung in der Leistung zwischen den beiden Tests, die Teilnehmenden in der massierten Bedingung jedoch schon. Trotzdem wurden keine Vorteile des verteilten Lernens beim späteren Test gefunden. Stattdessen zeigten sich unmittelbar nach dem Lernen Nachteile des verteilten Lernens. In Experiment 1 nahmen die Teilnehmenden der verteilten Bedingung das Lernen als weniger schwierig wahr, erwarteten jedoch geringeren Lernerfolg als Teilnehmende der massierten Bedingung. Experiment 3 replizierte das Paradigma von Experiment 1 mit Studierenden in einem Laborsetting. In dem präregistrierten Experiment 4 wurde ein Behaltensintervall von zwei Wochen ergänzt. In beiden Experimenten fand sich eine ähnliche Interaktion zwischen Lernbedingung und Behaltensintervall. In Experiment 3 zeigten die Teilnehmenden in der verteilten Bedingung erneut keine Verringerung in der Leistung zwischen den zwei Tests, in der massierten Bedingung jedoch schon. Es fanden sich jedoch keine Vorteile des verteilten Lernens, auch nicht nach dem längeren Behaltensintervall in Experiment 4. Domänenspezifisches Vorwissen stand in beiden Experimenten in einem positiven Zusammenhang mit der Behaltensleistung. In Experiment 4 zeigten die Teilnehmenden mit geringem Vorwissen geringere Behaltensleistungen, wenn sie verteilt lernten, während keine derartigen Unterschiede für Teilnehmende mit mittlerem oder hohem Vorwissen gefunden wurden. Im präregistrierten Experiment 5 lasen 7. Klässler*innen einen einzelnen Text zweimal. Das zweite Lesen erfolgte hier entweder unmittelbar (massiert) oder nach einer Woche (verteilt). Unmittelbar nach dem zweiten Lesen wurden die Beurteilung des Lernprozesses erhoben. Die Behaltensleistung wurde 4 Minuten oder eine Woche nach dem zweiten Lesen erfasst. Teilnehmende in der verteilten Bedingung erwarteten geringeren Lernerfolg als Teilnehmende in der massierten Bedingung. Es wurde ein Interaktionseffekt zwischen der Lernbedingung und dem Behaltensintervall gefunden, aber kein Vorteil für die verteilte Bedingung. In der verteilten Bedingung zeigten Teilnehmende mit geringem Vorwissen geringere Leistung bei Fragen im Kurzantwortformat als vergleichbare Teilnehmende in der massierten Bedingung. Zusammenfassend wirken diese Ergebnisse wenig vielversprechend bezüglich der Wirksamkeit des verteilten Lernens und Übens mit einzelnen und multiplen Texten. Trotzdem sind die hier berichteten Experimente als ein erster Schritt zur Untersuchung des Verteilungseffektes beim Lernen mit Texten in realistischen Lernszenarien zu betrachten.

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The aim of this thesis was to identify novel techniques in the assessment of nutritional intervention effects upon cognition. The impact of combining different cognitive and physiological assessments of nutritional interventions was explored in order to establish whether it could provide a more detailed picture of any effects, as well as the mechanisms by which they may occur. This thesis initially used two different technologies, electroencephalography (EEG) and near infrared spectroscopy (NIRS) to assess the cerebro-electrical and haemodynamic impact of cognitive task performance following Ginkgo biloba and a Ginkgo biloba/Panax ginseng combination, in healthy young adults. Following on from this, the effects of two different doses of Ginkgo biloba were investigated on cerebral blood flow and oxygenation parameters during the repeated administration of cognitively demanding tasks. The synergistic effect of two interventions believed to possess disparate effects on cerebral blood flow; caffeine and L-theanine, were then assessed during the performance of a range of cognitive tasks. To evaluate the peripheral as well as the central impact of task performance, a further assessment of (two doses) caffeine was conducted whilst cerebral blood flow and oxygenation parameters were monitored alongside an assessment of metabolism via indirect calorimetry (ICa). In an extension of the methodology, an exercise element was incorporated into the protocol and beetroot juice was administered whilst cerebral blood flow and haemodynamics were monitored during task performance, before, during and after cycling at different exercise intensities. The results of this thesis have identified that the methodologies adopted are capable of detecting changes in cerebral oxygenation as a result of, nutritional challenge; differing doses of the same intervention; the synergistic effect of two different interventions, and during incremental exercise whilst performing cognitive tasks. The concomitant measurement of NIRS and ICa were also shown to be effective in simultaneously determining the somatic and cognitive demands of a task. These findings demonstrate the positive contribution to research of combining technologies and methodologies in the assessment of nutritional interventions and provide valuable information in respect of their use in cognitive research.

The present work comprises four studies dealing with the investigation of the auditory event-related potentials (ERP) Mismatch Negativity (MMN), P300, and N400 under different attentional instructions, and with their application in patients with disorders of consciousness (DOC) to assess residual cognitive functioning. In guided interviews (study 1), practitioners working with DOC patients stated their general interest in and an objective need for the complementation of current diagnostic procedures by reliable and valid ERP-based methods. Subsequently, in study 2, simple oddball and semantic paradigms were applied to 19 behaviorally non-responsive DOC patients revealing the presence of at least one ERP in eight patients investigated. In the third and fourth study, specific attentional effects on ERPs were investigated in healthy participants to define optimal instructions and stimulus parameters. In study 3, MMN and N400 amplitudes were assessed in 18 participants, and in study 4, MMN and P300 amplitudes were assessed in 32 participants. Both studies included an ignore task (attention on simultaneous visual stimuli), a passive task, and a focused task and revealed distinct attentional effects on P300 and N400 with largest amplitudes in the focused task, smaller ones in the passive task and no ERP in the ignore task. An MMN was elicited in all tasks, but still, amplitudes differed as a function of task. In addition, study 4 included oddball paradigms comprising several deviants in different dimensions. Higher amplitudes were found in this multifeature paradigm compared to traditional oddball paradigms and larger amplitudes were elicited by deviants highly different from standards. It is concluded that ERPs represent a promising tool to complement clinical assessment of DOC patients. Application of ERP paradigms should include focused instructions, especially when using semantic material. Furthermore, multifeature paradigms have been proven especially useful eliciting large amplitudes and allowing for the investigation of several dimensions of deviants at the same time. / Die vorliegende Arbeit beinhaltet vier Studien, die die auditorischen ereigniskorrelierten Potentiale (EKP) Mismatch Negativität (MMN), P300, und N400 unter verschiedenen Instruktionen untersuchen, und deren Anwendung bei Patienten mit Bewusstseinsstörungen darstellen. In Studie 1 äußerten neurologische Fachärzte in Leitfadeninterviews ein generelles Interesse und eine objektive Notwendigkeit der Ergänzung bisheriger diagnostischer Vorgehensweisen durch EKP-basierte Methoden. In Studie 2 wurden 19 motorisch nicht-responsiven Patienten verschiedene Stimuli in Form einfacher Oddball-Paradigmen und semantischen Materials dargeboten und es konnte in acht Patienten mindestens ein EKP nachgewiesen wer-den. Studie 3 und 4 dienten der Untersuchung spezifischer Aufmerksamkeitseffekte auf EKPs in Gesunden, um optimale Instruktionen und Stimulusparameter zu definieren. Es wurden jeweils MMN und N400 in 18 Teilnehmern und MMN und P300 in 32 Teilnehmern untersucht. Beide Studien enthielten eine Ablenkungsaufgabe (simultane visuelle Reize), eine passive und eine fokussierte Aufgabe und zeigten deutliche Aufgabeneffekte auf P300 und N400. Die höchsten Amplituden wurden in der fokussierten Aufgabe ausgelöst, kleinere in der passiven und kein EKP in der Ablenkungsaufgabe. Eine MMN wurde in allen Aufgaben ausgelöst, aber auch hier unterschieden sich die Amplituden in Abhängigkeit der Aufgabe. Studie 4 ent-hielt außerdem ein Oddball mit mehreren abweichenden Tönen in vier Dimensionen. Dieses erzielte höhere Amplituden als das klassische Oddball mit nur einem abweichenden Ton. Hö-here Amplituden wurden von abweichenden Tönen ausgelöst, welche sich stark vom Standardton unterschieden. EKPs stellen ein vielversprechendes Instrument zur Ergänzung klini-scher Diagnosen bewusstseinsgestörter Patienten dar. Es sollte auf eindeutig zu differenzierende abweichende Reize und bei semantischen Material auf fokussierte Instruktionen zurückgegriffen werden. Paradigmen mit verschiedenen abweichenden Tönen können aufgrund höherer Amplituden und eines umfassenden Reizverarbeitungsprofils besonders nützlich sein.

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden vier Experimente zur Eignung von Marginalien als Lernhilfen im Hypertext durchgeführt. Die grundlegende Annahme lautet dabei, dass Marginalien als Kommentar zum Text aufgefasst werden und somit im Vergleich zu intratextuellen Lernhilfen wie Überschriften oder absatzeinleitenden Makropropositionen zu einer interaktiven und tieferen Verarbeitung der Lerninhalte führen. Als Lernmedium wurden eine hierarchische Hypertextumgebung zum Thema Fragebogenkonstruktion und eine netzförmige Hypertextumgebung zur Bedeutung des Buchdrucks in der Medientheorie eingesetzt. Experiment 1 (N= 41) verglich mittels between-Design die Lernleistung bei Marginalien mit einer Präsentation derselben Makropropositionen als absatzeinleitende Topic-Sätze und einer Platzierung der Makropropositionen am Absatzende. Die Ergebnisse zeigen, dass absatzweise Marginalien im Vergleich zu absatzeinleitenden Makropropositionen und der Kontrollgruppe zu einem besseren Abschneiden bei geschlossenen Inferenzfragen führen. Hinsichtlich geschlossener Fragen zur Textbasis konnten jedoch die absatzeinleitenden Makropropositionen im Vergleich mit den beiden anderen Bedingungen die besten Ergebnisse erzielen. Experiment 2 (N= 105) verglich den Einfluss von Marginalien mit Überschriften und einer Kontrollgruppe ohne absatzweise Explikation der Makrostruktur auf das Schreiben einer Zusammenfassung des Lerntextes. Zusätzlich wurden erneut geschlossene Inferenzfragen präsentiert. Ergänzend wurde das Rezeptionsverhalten mittels Blickbewegungsmessung ermittelt. Dabei zeigten sich signifikante Unterschiede zwischen Überschriften und Marginalien. Marginalien wurden in der hierarchischen Hypertextumgebung allgemein seltener gelesen als Überschriften und zeigten auch hinsichtlich der Anzahl der strategischen Rezeptionen und der absatzeinleitenden Rezeption geringere Werte. Einzig nach der Rezeption des zugehörigen Absatzes wurden Marginalien häufiger konsultiert als Überschriften. Diese Unterschiede gingen einher mit signifikanten Einbußen der Lernleistung der Marginalienbedingung im Vergleich zur Überschriftenbedingung. So erinnerten Lerner mit Marginalien weniger explizite Makropropositionen des Lerntextes, weniger Fakteninformationen, sowie weniger Inhalte verschiedener Hypertextknoten und bildeten außerdem weniger eigene Makropropositionen. Hinsichtlich der letzten beiden Variablen war die Marginalienbedingung sogar der Kontrollbedingung unterlegen. Experiment 3 (N = 54) verwendete im Gegensatz zu den Experimenten 1 und 2 einen netzförmig organisierten Hypertext mit embedded Links anstelle eines Navigationsmenüs. Die untersuchten Versuchsbedingungen sowie die Messung der Lernleistung waren jedoch analog zu Experiment 1. Auch hier konnte ein Effekt von Marginalien auf die Inferenzleistung nachgewiesen werden. Allerdings schnitten Marginalien nur besser als die absatzeinleitenden Makropropositionen ab, wohin-gegen kein Unterschied zur Kontrollbedingung festgestellt werden konnten. Hinsichtlich der Leistung bei geschlossenen Faktenfragen konnte die Überlegenheit absatzeinleitender Makropropositionen gegenüber den anderen beiden Präsentationsformen der Makrostruktur erneut bestätigt werden. Experiment 4 (N= 75) verglich analog zu Experiment 2 unter Verwendung der netzförmigen Lernumgebung aus Experiment 3 erneut den Einfluss von Marginalien, Überschriften und einer Kontrollbedingung ohne explizite absatzweise Makropropositionen auf das Schreiben einer Zusammenfassung sowie die Beantwortung geschlossener Inferenzfragen. Auch die Blickbewegungsmessung kam wieder zum Einsatz. Die Ergebnisse von Experiment 2 konnten jedoch nicht bestätigt werden. Es fanden sich keine signifikanten Unterschiede hinsichtlich der Lernleistung zwischen den drei Versuchsbedingungen und auch hinsichtlich des Rezeptionsverhaltens konnte eine Angleichung von Marginalien und Überschriften festgestellt werden. Hinsichtlich der Lernleistung wird angenommen, dass die embedded Links in Kombination mit der Instruktion, eine Zusammenfassung zu schreiben mit den Überschriften und den Marginalien, die jedoch im Vergleich zu Experiment 2 fast vollständig wie Überschriften genutzt wurden, interferiert haben und somit eine Hemmung dieser Lernhilfen stattgefunden hat. Anhand der vier durchgeführten Experimente wird gefolgert, dass Marginalien als Explikation der lokalen Makrostruktur sowohl bei hierarchisch strukturiertem Hypertext als auch bei netzförmig organisiertem Hypertext unter der Instruktion eines verstehenden Lernens eine Verbesserung der Inferenzleistung bewirken können. Lautet die Instruktion jedoch, eine Zusammenfassung der In-halte zu schreiben, sind Marginalien speziell bei hierarchisch strukturiertem Hypertext wenig geeignet, die Lernleistung zu fördern. / Four experiments were conducted to compare marginalia with other textual learning aids. The basic assumption was that marginalia are perceived as a comment to the text and therefore should foster a more interactive and deeper processing of the text’s content compared to classical structure aids like headings or topic sentences. Two experiments used a hierarchical structured hypertext on questionnaire design. The other two experiments applied an ill-structured hypertext with embedded links on the relevance of the Gutenberg-Revolution for media theory. Experiment 1 (N= 41) compared learning gains of marginalia with two other alternative but unsignaled placings of the same macropropositions: topic sentences and paragraph-terminal macropropositions. Results indicate that marginalia for each paragraph outperformed both other conditions on inference performance, measured via single choice questions. Concerning the recognition of factual information, topic sentences outperformed both other conditions. In experiment 2 (N= 105) marginalia were compared with heading and a control group without explicit macropropositions for each paragraph. Participants had to write a summary and answer single-choice inference questions. In addition to learning outcomes strategic reading behavior was obtained via eyetracking. Marginalia were read less frequent than headings, especially at the beginning of a corresponding paragraph. Further, marginalia also showed less strategic receptions. Concerning the summaries, learners in the marginalia condition produced less self-generated macropropositions than both other groups and wrote down less macropropositions that were explicitly mentioned in the text. In addition, learners in the marginalia condition retrived less information from fewer hypertext nodes than learners in both other conditions. Marginalia outperformed headings only in the number of receptions after the corresponding paragraph. No differences on inference performance were found. Experiment 3 (N = 54) applied an ill-structured hypertext instead of the well-structured hierarchical hypertext in experiments 1 and 2. Instead of a navigation menu, participants had to navigate the hypertext with embedded hyperlinks. The experimental manipulation and the dependent variables were similar to experiment 1, although the subject of the text was not the same as in experiment 1. As in experiment 1, marginalia outperformed paragraph-initial topic sentences on inference performance. However, in contrast to experiment 1 marginalia did not outperform the control condition. Concerning the recognition of factual information, topic sentences outperformed both other conditions again, indicating the assumed effect of oversignalization for both, well-structured and ill-structured hypertext. Finally, experiment 4 (N= 75) used the same hypertext as experiment 3 and the same manipulations and measuring methods as experiment 2. Neither the summaries nor the inference questions showed any significant difference among the three experimental conditions. Only the Eyetracking data obtained a small number of significant differences in the reception of headings and marginalia. As the differences in learning performance from experiment 2 vanished and differences in the reception of headings and marginalia also decreased, a possible interaction of the learning goal with the hypertext structure is discussed that might have interfered the positive effects of the learning aids. Based on those four experiments, marginalia as an alternative explication of the macrostructure are recommended for both, well-structured hypertext as well as for ill-structured hypertext insofar as the learning goal is a deep comprehension of the text and not the production of an exact summary of the text. Marginalia only seem to foster inference performance but not the factual textbase. However, this is accordance with the assumed benefits of hypertext over linear text.

Theories of human reasoning have tended to assume cognitive universality, i.e. that all individuals reason in basically the same way. However, some research (e.g. that of Ford. 1995) has found evidence of individual differences in the strategies people use for syllogistic reasoning. This thesis presents a series of experiments which aimed to identify individual differences in strategies for human reasoning and investigate their nature and aetiology. Experiment 1 successfully replicated and extended Ford (1995) and provided further evidence that most individuals prefer to reason with either verbal-propositional or visuo-spatial representations. Data from verbal and written protocols showed that verbal reasoners tended to use a method of substitution whereby they obtain a value for the common term from one premise and then simply substitute it in the other premise to obtain a conclusion. Spatial reasoners, on the other hand, presented protocols which resembled Euler circles and described the syllogistic premises in terms of sets and subsets. Experiment 2 provided some further qualitative evidence about the nature of such strategies, especially the verbal reasoners, showing that within strategy variations occurred. Experiment 3 extended this line of research, identifying a strong association between verbal and spatial strategies for syllogistic reasoning and abstract and concrete strategies for transitive inference (the latter having originally been identified by Egan and Grimes- Farrow, 1982). Experiments 1-3 also showed that inter-strategic differences in accuracy are generally not observed, hence, reasoners present an outward appearance of ubiquity despite underlying differences in reasoning processes. Experiments 5 and 6 investigated individual differences in cognitive factors which may underpin strategy preference. Whilst no apparent effects of verbal and spatial ability or cognitive style were found, reasoners did appear to draw differentially on the verbal and spatial components of working memory. Confirmatory factor analysis showed that whilst verbal reasoners draw primarily on the verbal memory resource, spatial reasoners draw both on this and on spatial resource. Overall, these findings have important implications for theories of human reasoning, which need to take into account possible individual differences in strategies if they are to present a truly comprehensive account of how people reason.

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The current dissertation addresses the analysis of technology-enhanced learning processes by using Process Mining techniques. For this purpose, students’ coded think-aloud data served as the measurement of the learning process, in order to assess the potential of this analysis method for evaluating the impact of instructional support. The increasing use of digital media in higher education and further educational sectors enables new potentials. However, it also poses new challenges to students, especially regarding the self-regulation of their learning process. To help students with optimally making progress towards their learning goals, instructional support is provided during learning. Besides the use of questionnaires and tests for the assessment of learning, researchers make use increasingly of process data to evaluate the effects of provided support. The analysis of observed behavioral traces while learning (e.g., log files, eye movements, verbal reports) allows detailed insights into the student’s activities as well as the impact of interventions on the learning process. However, new analytical challenges emerge, especially when going beyond the analysis of pure frequencies of observed events. For example, the question how to deal with temporal dynamics and sequences of learning activities arises. Against this background, the current dissertation concentrates on the application of Process Mining techniques for the detailed analysis of learning processes. In particular, the focus is on the additional value of this approach in comparison to a frequency-based analysis, and therefore on the potential of Process Mining for the evaluation of instructional support. An extensive laboratory study with 70 university students, which was conducted to investigate the impact of a support measure, served as the basis for pursuing the research agenda of this dissertation. Metacognitive prompts supported students in the experimental group (n = 35) during a 40-minute hypermedia learning session; whereas the control group (n = 35) received no support. Approximately three weeks later, all students participated in another learning session; however, this time all students learned without any help. The participants were instructed to verbalize their learning activities concurrently while learning. In the three analyses of this dissertation, the coded think aloud data were examined in detail by using frequency-based methods as well as Process Mining techniques. The first analysis addressed the comparison of the learning activities between the experimental and control groups during the first learning session. This study concentrated on the research questions whether metacognitive prompting increases the number of metacognitive learning activities, whether a higher number of these learning activities corresponds with learning outcome (mediation), and which differences regarding the sequential structure of learning activities can be revealed. The second analysis investigated the impact of the individual prompts as well as the conditions of their effectiveness on the micro level. In addition to Process Mining, we used a data mining approach to compare the findings of both analysis methods. More specifically, we classified the prompts by their effectiveness, and we examined the learning activities preceding and following the presentation of instructional support. Finally, the third analysis considered the long-term effects of metacognitive prompting on the learning process during another learning session without support. It was the key objective of this study to examine which fostered learning activities and process patterns remained stable during the second learning session. Overall, all three analyses indicated the additional value of Process Mining in comparison to a frequency-based analysis. Especially when conceptualizing the learning process as a dynamic sequence of multiple activities, Process Mining allows identifying regulatory loops and crucial routing points of the process. These findings might contribute to optimizing intervention strategies. However, before drawing conclusions for the design of instructional support based on the revealed process patterns, additional analyses need to investigate the generalizability of results. Moreover, the application of Process Mining remains challenging because guidelines for analytical decisions and parameter settings in technology-enhanced learning context are currently missing. Therefore, future studies need to examine further the potential of Process Mining as well as related analysis methods to provide researchers with concrete recommendations for use. Nevertheless, the application of Process Mining techniques can already contribute to advance the understanding of the impact of instructional support through the use of fine-grained process data. / Die vorliegende Dissertation beschäftigt sich mit der Analyse technologieunterstützter Lernprozesse unter Verwendung von Process Mining Methoden. Dabei werden kodierte Protokolle des lauten Denkens als Prozessmaß genutzt, um eine Bewertung des Potentials dieses Analyseansatzes für die Evaluation der Effekte instruktionaler Hilfe vornehmen zu können. Die zunehmende Verbreitung digitaler Medien in der Hochschulbildung und weiteren Ausbildungssektoren schafft neue Potentiale, allerdings auch neue Anforderungen an den Lerner, insbesondere an die Regulation seines Lernprozesses. Um ihn dabei zu unterstützen seinen Lernfortschritt optimal zu gestalten, wird ihm während des Lernens instruktionale Hilfe angeboten. Neben der Evaluation mittels Fragebögen und Testverfahren wird die Wirksamkeit der angebotenen Unterstützung zunehmend durch Prozessdaten bewertet. Die Analyse von beobachteten Verhaltensspuren während des Lernens (z.B. Logfiles, Blickbewegungen, Verbalprotokolle) ermöglicht einen detaillierten Einblick in die Lernhandlungen und die Folgen von Unterstützungsmaßnahmen. Allerdings stellen sich auch eine Reihe von neuen analytischen Herausforderungen, wie der Umgang mit zeitlichen Dynamiken und Sequenzen von Lernhandlungen, insbesondere wenn man über Häufigkeitsanalysen der beobachteten Ereignisse hinausgehen möchte. Vor diesem Hintergrund beschäftigt sich die vorliegende Arbeit mit der Anwendung von Process Mining Methoden zur detaillierten Betrachtung von Lernprozessen. Insbesondere der Mehrwert dieses Ansatzes gegenüber einer reinen Häufigkeitsanalyse und somit die Potentiale von Process Mining für die Evaluation von Fördermaßen sollen herausgestellt werden. Als Grundlage für die Bearbeitung der Fragestellung diente eine umfangreiche Laborstudie mit 70 Universitätsstudierenden, die durchgeführt wurde um die Effekte einer instruktionalen Fördermaßnahme zu prüfen. Die Probanden der Experimentalgruppe (n = 35) erhielten in einer 40-minütigen Hypermedia-Lernsitzung eine Förderung durch metakognitive Prompts, während die Kontrollgruppe (n = 35) ohne Hilfe lernte. In einer weiteren Lernsitzung drei Wochen später bearbeiteten alle Teilnehmer eine weitere Lerneinheit, diesmal ohne Unterstützung für alle Probanden. Während des Lernens wurden alle Teilnehmer instruiert, ihre Lernhandlungen kontinuierlich zu verbalisieren. Die kodierten Verbalprotokolle wurden in den drei Analysen dieser Dissertation detailliert mit Häufigkeits- und Process Mining Analysen untersucht. Die erste Analyse konzentrierte sich auf den Vergleich der Lernhandlungen der Experimental- und Kontrollgruppe während der ersten Sitzung. Es wurde den Fragen nachgegangen, ob metakognitive Prompts die Lerner dazu anregen mehr metakognitive Lernhandlungen auszuführen, ob eine höhere Anzahl dieser Lernhandlungen mit dem Lernerfolg zusammenhängt (Mediation) und welche Unterschiede sich in den Abfolgen der Lernhandlungen finden lassen. In der zweiten Analyse wurden die Effekte der einzelnen Prompts sowie die Bedingungen für ihre Wirksamkeit auf einer sehr detaillierten Ebene betrachtet. Zusätzlich zu Process Mining wurde auch eine Data Mining Methode eingesetzt, um deren Befunde zu vergleichen. Im Detail fanden eine Klassifikation der Prompts anhand ihrer Effektivität und eine Untersuchung der kodierten Lernaktivitäten vor und nach der Präsentation instruktionaler Hilfe statt. Schließlich untersuchte die dritte Analyse die langfristigen Effekte metakognitiver Prompts auf den Lernprozess in einer weiteren Lernsitzung ohne Unterstützung. Hier stand die Frage im Mittelpunkt, welche geförderten Lernaktivitäten und Prozessmuster während der zweiten Lernsitzung stabil blieben. Insgesamt belegen die Ergebnisse aller drei durchgeführten Analysen den Mehrwert von Process Mining im Vergleich zu reinen häufigkeitsbasierten Analysemethoden. Insbesondere unter Betrachtung des Lernprozesses als dynamische Abfolge von mehreren Lernhandlungen, ermöglicht Process Mining die Identifikation von Regulationsschleifen und zentralen Verzweigungen des Prozesses. Diese Befunde könnten zur Optimierung von Interventionen verwendet werden. Bevor aus den aufgedeckten Prozessmustern Schlussfolgerungen für die Gestaltung instruktionaler Hilfe gezogen werden können, müssen allerdings weitere Analysen erst noch die Generalisierbarkeit der Befunde belegen. Darüber hinaus bleibt die Anwendung von Process Mining herausfordernd, da derzeit keine Richtlinien für analytische Entscheidungen und Parametereinstellungen für technologieunterstützte Lernkontexte vorhanden sind. Darum müssen in Zukunft weitere Studien das Potential von Process Mining und verwandten Analysemethoden betrachten, um Forschern konkrete Anwendungsempfehlungen zur Verfügung stellen zu können. Generell kann Process Mining aber bereits jetzt dazu beitragen, das Verständnis der Auswirkungen instruktionaler Hilfe auf der Prozessebene voran zu treiben.

Kognitive Kontrolle beschreibt Prozesse die nötig sind um zielgerichtetes Handeln im Angesicht von internen oder externen Widerständen zu ermöglichen. Wenn wir aus eigenen Stücken oder inspiriert durch unsere Umwelt Handlungen vorbereiten die unseren aktuellen Zielen entgegen stehen, kommt es zu Konflikten. Solche Konflikte können sich auf nachfolgendes Erleben und Verhalten auswirken. Aversive Konsequenzen von Konflikt könnten in einem Konfliktüberwachungsmodul registriert werden, welches anschließend Aufmerksamkeitsänderungen und Handlungstendenzen zur Reduzierung dieses negativen Affektes in Gang setzt. Wenn das der Fall wäre, könnten die vielfach beobachteten Verhaltensanpassungen an kognitiven Konflikt ein Ausdruck von Emotionsregulation sein. Ein theoretischer Eckpfeiler der gegenwärtigen Forschung zur Emotionsregulation ist das Prozessmodell der Emotionsregulation, das aus den Regulationsstrategien Situationsauswahl, Situationsmodifikation, Aufmerksamkeitslenkung, kognitiven Veränderungen und Reaktionsmodulation besteht. Unter der Annahme, dass Konfliktanpassung und Affektregulation auf gemeinsamen Mechanismen fußen, habe ich aus dem Prozessmodell der Emotionsregulation Vorhersagen zur kognitiven Kontrolle abgeleitet und diese in elf Experimenten getestet (N = 509). Die Versuchsteilnehmer zeigten Situationsauswahl in Bezug auf Konflikte, allerdings nur dann, wenn sie ausdrücklich auf Handlungs- und Ergebniskontingenzen hingewiesen wurden (Experimente 1 bis 3). Ich fand Anzeichen für einen Mechanismus, der der Situationsmodifikation ähnelt, aber keine Hinweise auf eine Beteiligung von Affekt (Experimente 4 bis 10). Eine Änderung der Konfliktbewertung hatte keinen Einfluss auf das Ausmaß der Konfliktadaptation (Experiment 11). Insgesamt gab es Hinweise auf eine explizite Aversivität kognitiver Konflikte, jedoch weniger auf implizite Aversivität, was darauf hindeutet, dass Konflikte vor allem dann Affektregulationsprozesse auslösen, wenn Menschen explizit Affektregulationsziele vor Augen haben. / Cognitive control is what makes goal-directed actions possible. Whenever the environment or our impulses strongly suggests a response that is incompatible with our goals, conflict arises. Such conflicts are believed to cause negative affect. Aversive consequences of conflict may be registered in a conflict monitoring module, which subsequently initiates attentional changes and action tendencies to reduce negative affect. This association suggests that behavioral adaptation might be a reflection of emotion regulation. The theoretical cornerstone of current research on emotion regulation is the process model of emotion regulation, which postulates the regulation strategies situation selection, situation modification, attentional deployment, cognitive change, and response modulation. Under the assumption that conflict adaptation and affect regulation share common mechanisms, I derived several predictions regarding cognitive control from the process model of emotion regulation and tested them in 11 experiments (N = 509). Participants engaged in situation selection towards conflict, but only when they were explicitly pointed to action-outcome contingencies (Experiments 1 to 3). I found support for a mechanism resembling situation modification, but no evidence for a role of affect (Experiments 4 to 10). Changing the evaluation of conflict had no impact on the extent of conflict adaptation (Experiment 11). Overall, there was evidence for an explicit aversiveness of cognitive conflict, but less evidence for implicit aversiveness, suggesting that conflict may trigger affect regulation processes, particularly when people explicitly have affect regulation goals in mind.

Phonologische Bewusstheit stellt die Kompetenz dar, Sprache in kleinere Einheiten wie einzelne Silben und Phoneme untergliedern zu können. Sie ist damit eine wichtige Vorläuferfertigkeit für den Schriftspracherwerb. Die vorliegende Arbeit untersucht die Entwicklung der phonologischen Bewusstheit während des letzten Kindergartenjahres. Zum einen werden die faktorielle Struktur und die Messinvarianz der phonologischen Bewusstheit im Verlauf des letzten Kindergartenjahres analysiert. Als zweiter Aspekt werden die wechselseitigen Zusammenhänge der phonologischen Bewusstheit mit weiteren phonologischen, frühen schriftsprachlichen und sprachlichen Kompetenzen im Vorschulalter untersucht. Der dritte Aspekt bezieht sich auf die institutionelle Förderung phonologischer Bewusstheit bei Vorschulkindern im Kindergarten. Hier werden die Effekte einer expliziten Förderung durch das Trainingsprogramm „Hören, lauschen, lernen“ (Küspert & Schneider, 2018) und einer impliziten Förderung im Kindergartenalltag sowie inzidentelle Einflüsse durch Erwartungseffekte untersucht. Zur Untersuchung der Fragestellungen wurde ein längsschnittliches Design mit zwei Messzeitpunkten zu Beginn und Ende des letzten Kindergartenjahres verwendet. Die Stichprobe umfasste 390 Vorschulkinder. Für die statistischen Analysen wurden im Wesentlichen Strukturgleichungsmodelle verwendet. Die Ergebnisse zur Struktur der phonologischen Bewusstheit zeigten Schwierigkeiten bei der längsschnittlichen Abbildung des Konstrukts im Vorschulalter. Da die Tests zur Erfassung der phonologischen Bewusstheit im weiteren Sinne (auf Reim- und Silbenebene) Deckeneffekte aufwiesen und sich im Vorschulalter insbesondere die phonologische Bewusstheit im engeren Sinne (auf Phonemebene) entwickelt, wurde das latente Konstrukt der phonologischen Bewusstheit im Weiteren ausschließlich durch Messverfahren zur Erfassung der phonologischen Bewusstheit im engeren Sinne modelliert. Zudem ließ sich lediglich schwache Messinvarianz etablieren, sodass die Befunde auf einen qualitativen Wandel des Konstrukts während des letzten Kindergartenjahres hindeuten. Die Befunde zu Zusammenhängen der phonologischen Bewusstheit mit weiteren phonologischen, frühen schriftsprachlichen und sprachlichen Kompetenzen ergaben komplexe wechselseitige Effekte. Die phonologische Bewusstheit sagte dabei die Entwicklung früher schriftsprachlicher Kompetenzen vorher, während sich die Entwicklung der phonologischen Bewusstheit selbst auch durch grammatikalische Kompetenzen erklären ließ. Bei den Analysen zur Förderung der phonologischen Bewusstheit im Vorschulalter war insbesondere die explizite Förderung durch „Hören, lauschen, lernen“ (Küspert & Schneider, 2018) effektiv. Für die Effektivität des Programms waren zudem die Implementationsbedingungen im Kindergarten relevant. Hier erwies sich vor allem eine vorherige Schulung der Erzieher(innen) als positiv sowie auch eine Abweichung vom Manual in organisatorischer Hinsicht, sodass das Training nicht täglich, sondern mehrmals pro Woche in größeren Abschnitten stattfand. Auf die implizite Förderung der phonologischen Bewusstheit konnte lediglich indirekt über das Wissen der Erzieher(innen) über Sprach- und frühe Schriftsprachförderung geschlossen werden. Das Wissen der Erzieher(innen) über die Förderung phonologischer Bewusstheit war dabei nicht von Bedeutung für die Kompetenzentwicklung der Kinder. Stattdessen wirkte sich das Wissen über sprachliche Fördermaßnahmen, insbesondere bezüglich Maßnahmen bei Aussprachstörungen, günstig auf die Entwicklung der phonologischen Bewusstheit aus. Neben Effekten einer expliziten und impliziten Förderung der phonologischen Bewusstheit waren auch inzidentelle Effekte aufgrund der Urteile der Erzieher(innen) über die Kompetenzen der Kinder nachweisbar. Auch hier wirkten sich die Einschätzungen der sprachlichen Kompetenzen in den Bereichen Aussprache, Wortschatz und Grammatik auf die Entwicklung der phonologischen Bewusstheit aus, während die Einschätzung der phonologischen Bewusstheit selbst durch die Erzieher(innen) die weitere Entwicklung nicht vorhersagen konnte. Insgesamt sprechen die Befunde für komplexe Zusammenhänge der phonologischen Bewusstheit mit weiteren phonologischen, frühen schriftsprachlichen und sprachlichen Kompetenzen, die auch bei der Konzeption von Fördermaßnahmen berücksichtigt werden sollten. / Phonological awareness represents the ability to subdivide language into smaller units such as individual syllables and phonemes. It is therefore an important precursor for the acquisition of written language. The present work examines the development of phonological awareness during the last year of kindergarten: First, we analyzed the factorial structure and the measurement invariance of phonological awareness during the last year of kindergarten. Second, we examined the mutual relations of phonological awareness with further phonological, early literacy and linguistic competencies in preschool age. Third, we examined influences on the development of phonological awareness in preschool children in kindergarten. We analyzed the effects of an explicit phonological training program ("Hören, lauschen, lernen"; Küspert & Schneider, 2018), an implicit facilitation of phonological awareness via daily routines in kindergarten, and incidental influences on phonological awareness like expectancy effects. Our longitudinal design consisted of two measurement points at the beginning and the end of the last year of kindergarten. The sample included 390 preschool children. For the statistical analyses, we mainly used structural equation modelling. The results regarding the structure of phonological awareness showed only a limited stability of the construct in preschool age. Whereas we found ceiling effect for phonological awareness in the broad sense (at rhyme and syllable level), we found a development of phonological awareness in the narrow sense (at phoneme level) in children in preschool age. In further analyses, we consequently measured the latent construct of phonological awareness only using tests of phonological awareness in the narrow sense. In addition, we could only establish weak measurement invariance, so that the findings indicate a qualitative change in the construct of phonological awareness during the last year of kindergarten. We found complex relations between phonological awareness and other phonological, early literacy, and linguistic competencies. Phonological awareness predicted the development of early literacy skills, while the development of phonological awareness itself could incrementally be explained by grammatical competencies. Regarding institutional measures to promote phonological awareness in preschool age, the explicit training program (Küspert & Schneider, 2018) proved to be particularly effective. Moreover, the implementation conditions in kindergarten were also relevant for the effectiveness of the program. Above all, a previous training of the educators proved to be positive as well as a deviation from the training manual in organizational terms, in the sense that the training did not take place daily, but several times a week in larger sections. We inferred the content and the extent of the implicit measures to promote phonological awareness in daily kindergarten life indirectly from the educators' knowledge, how to promote language and early written language. The educators’ knowledge about measures to promote phonological awareness was not important for the development of children's competencies. Instead, knowledge about measures to promote linguistic competencies, particularly those competencies related to speech sound disorders, had a beneficial effect on the development of phonological awareness. In addition to the effects of explicit and implicit measures to promote phonological awareness, incidental effects based on the educators' judgments about the children's competencies were also evident. Again, the assessment of linguistic competencies in the areas of pronunciation, vocabulary and grammar had an impact on the development of phonological awareness, while the educators' judgments of the children's phonological awareness itself could not predict the further phonological development. Overall, the findings suggest complex relationships of phonological awareness with further phonological, early literacy and linguistic competencies, which should be taken into account when designing measures to promote phonological awareness.