Chemnitz, Techn. Univ., Diplomarb., 2006.

München, Phil. Diss. v. 1916 (15. Juli 1915), Ref. Külpe. / Vollst. u. d. T. : Das schlussfolgernde Denken..., im Buchh. ebd. [Geb. 21. Jan. 75 Frankfurt a. M. ; Wohnort : München ; Staatsangeh. : Preussen ; Vorbildung : Kaiser Friedrichs-G. Frankfurt Reife 97 ; Studium : Valkenburg (Holland) St. Ignatius-Koll. Phil. 6, Theol. 8, Phil. München 1, Bonn 2, München 4 S. ; Rig. 15. Juli 15.].

Techn. Universiẗat, Diss., 2000--Berlin.

Zweite Studienarbeit Hochschule für Angewandte Psychologie Zürich, 2005.

This paper describes some results of a research study on conjecturing and proving in a dynamic geometry environment (DGE), and it focuses on particular cognitive processes that seem to be induced by certain uses of tools available in Cabri (a particular DGE). Building on the work of Arzarello and Olivero (Arzarello et al., 1998, 2002; Olivero, 2002), we have conceived a model describing some cognitive processes that may occur during the production of conjectures and proofs in a DGE and that seem to be related to the use of specific dragging schemes, in particular to the use of the scheme we refer to as maintaining dragging. This paper contains a description of aspects of the theoretical model we have elaborated for describing such cognitive processes, with specific attention towards the role of the dragging schemes, and an example of how the model can be used to analyze students’ explorations.

Teilw. zugl.: Würzburg, Universiẗat, Diss., 2008 u.d.T.: "Generieren Kinder und Erwachsene Inferenzen bei der kognitiven Verarbeitung medialer Texte?"

This paper describes some results of a research study on conjecturing and proving in a dynamic geometry environment (DGE), and it focuses on particular cognitive processes that seem to be induced by certain uses of tools available in Cabri (a particular DGE). Building on the work of Arzarello and Olivero (Arzarello et al., 1998, 2002; Olivero, 2002), we have conceived a model describing some cognitive processes that may occur during the production of conjectures and proofs in a DGE and that seem to be related to the use of specific dragging schemes, in particular to the use of the scheme we refer to as maintaining dragging. This paper contains a description of aspects of the theoretical model we have elaborated for describing such cognitive processes, with specific attention towards the role of the dragging schemes, and an example of how the model can be used to analyze students’ explorations.

In everyday conversation &quot;if&quot; is one of the most frequently used conjunctions. This dissertation investigates what meaning an everyday conditional transmits and what inferences it licenses. It is suggested that the nature of the relation between the two propositions in a conditional might play a major role for both questions. Thus, in the experiments reported here conditional statements that describe a causal relationship (e.g., &quot;If you touch that wire, you will receive an electric shock&quot;) were compared to arbitrary conditional statements in which there is no meaningful relation between the antecedent and the consequent proposition (e.g., &quot;If Napoleon is dead, then Bristol is in England&quot;).<br> Initially, central assumptions from several approaches to the meaning and the reasoning from causal conditionals will be integrated into a common model. In the model the availability of exceptional situations that have the power to generate exceptions to the rule described in the conditional (e.g., the electricity is turned off), reduces the subjective conditional probability of the consequent, given the antecedent (e.g., the probability of receiving an electric shock when touching the wire). This conditional probability determines people's degree of belief in the conditional, which in turn affects their willingness to accept valid inferences (e.g., &quot;Peter touches the wire, therefore he receives an electric shock&quot;) in a reasoning task. Additionally to this indirect pathway, the model contains a direct pathway: Cognitive availability of exceptional situations directly reduces the readiness to accept valid conclusions.<br> The first experimental series tested the integrated model for conditional statements embedded in pseudo-natural cover stories that either established a causal relation between the antecedent and the consequent event (causal conditionals) or did not connect the propositions in a meaningful way (arbitrary conditionals). The model was supported for the causal, but not for the arbitrary conditional statements. Furthermore, participants assigned lower degrees of belief to arbitrary than to causal conditionals. Is this effect due to the presence versus absence of a semantic link between antecedent and consequent in the conditionals?<br> This question was one of the starting points for the second experimental series. Here, the credibility of the conditionals was manipulated by adding explicit frequency information about possible combinations of presence or absence of antecedent and consequent events to the problems (i.e., frequencies of cases of 1. true antecedent with true consequent, 2. true antecedent with false consequent, 3. false antecedent with true consequent, 4. false antecedent with false consequent). This paradigm allows testing different approaches to the meaning of conditionals (Experiment 4) as well as theories of conditional reasoning against each other (Experiment 5).<br> The results of Experiment 4 supported mainly the conditional probability approach to the meaning of conditionals (Edgington, 1995) according to which the degree of belief a listener has in a conditional statement equals the conditional probability that the consequent is true given the antecedent (e.g., the probability of receiving an electric shock when touching the wire). Participants again assigned lower degrees of belief to the arbitrary than the causal conditionals, although the conditional probability of the consequent given the antecedent was held constant within every condition of explicit frequency information. This supports the hypothesis that the mere presence of a causal link enhances the believability of a conditional statement. In Experiment 5 participants solved conditional reasoning tasks from problems that contained explicit frequency information about possible relevant cases. The data favored the probabilistic approach to conditional reasoning advanced by Oaksford, Chater, and Larkin (2000).<br> The two experimental series reported in this dissertation provide strong support for recent probabilistic theories: for the conditional probability approach to the meaning of conditionals by Edgington (1995) and the probabilistic approach to conditional reasoning by Oaksford et al. (2000). In the domain of conditional reasoning, there was additionally support for the modified mental model approaches by Markovits and Barrouillet (2002) and Schroyens and Schaeken (2003). Probabilistic and mental model approaches could be reconciled within a dual-process-model as suggested by Verschueren, Schaeken, and d&#39;Ydewalle (2003). / Im Laufe eines Tages verwenden die meisten Menschen mehrfach Konditionalsätze: Das Wörtchen &quot;wenn&quot; gehört zu den häufigsten Konjunktionen in Alltag, Wissenschaft und Literatur. Die vorliegende Dissertation beschäftigt sich mit der Frage, welche Bedeutung ein Konditionalsatz im alltäglichen Sprachgebrauch übermittelt und welche Inferenzen er erlaubt. Es wird die Vermutung aufgestellt, dass dabei die Art der Relation zwischen den zwei Propositionen in einem Konditional eine bedeutsame Rolle spielen könnte. Daher werden in den Experimenten Konditionalsätze, die eine kausale Beziehung beschreiben (z.B. &quot;Wenn Du das Kabel berührst, bekommst Du einen elektrischen Schlag&quot;) mit arbiträren Konditionalen verglichen, in denen keinerlei sinnvolle Relation zwischen Antezedens und Konsequens besteht (z.B. &quot;Wenn Napoleon tot ist, liegt Bristol in England&quot;).<br> Als erstes werden zentrale Annahmen von mehreren Ansätzen zur Bedeutung und zum Schlußfolgern mit kausalen Konditionalsätzen in ein gemeinsames Modell integriert. In dem Modell reduziert die kognitive Verfügbarkeit von Situationen, die zu Ausnahmen von der Regel im Konditionalsatz führen können (z.B. der Strom ist abgestellt), die subjektive bedingte Wahrscheinlichkeit des Konsequens gegeben das Antezedens (z.B. die Wahrscheinlichkeit, einen Schlag zu bekommen gegeben, dass man das Kabel berührt). Diese subjektive bedingte Wahrscheinlichkeit bestimmt die Glaubwürdigkeit des Konditionals, die wiederum die Bereitwilligkeit beeinflußt, mit der gültige Schlußfolgerungen (z.B. &quot;Peter berührt das Kabel, daher erhält er einen elektrischen Schlag&quot;) in einer Schlußfolgerungsaufgabe akzeptiert werden. Zusätzlich zu dem gerade beschriebenen indirekten Pfad enthält das integrierte Modell zusätzlich einen direkten Pfad: Die kognitive Verfügbarkeit von Ausnahme-Situationen reduziert unmittelbar die Bereitschaft, gültige Schlüsse zu akzeptieren. Die erste Experimentalreihe testete das entwickelte integrierte Model für Konditionalsätze, die in pseudo-natürliche Kontextgeschichten eingebettet wurden. Die Kontextgeschichten stellten entweder eine kausale Relation zwischen Antezedens und Konsequens her (kausale Konditionale) oder stellten die Propositionen in keinerlei sinnvollen Zusammenhang (arbiträre Konditionale). Die empirischen Daten stützen das Modell für die kausalen, aber nicht für die arbiträren Konditionale. Außerdem schätzten die TeilnehmerInnen die arbiträren Konditionalsätzen als weniger glaubwürdig ein als die kausalen Konditionale. Es stellt sich die Frage, ob dieser Unterschied in der Glaubwürdigkeit auf die An- bzw. Abwesenheit einer bedeutungshaltigen Relation zwischen Antezedens und Konsequens im Konditional zurückgeführt werden kann.<br> Diese Frage war einer der Ausgangspunkte für die zweite Experimentalreihe. In dieser wurde die Glaubwürdigkeit der Konditionalsätze kontrolliert manipuliert, indem in den Kontextgeschichten explizite Häufigkeitsinformationen über die vier möglichen Kombinationen von An- bzw. Abwesenheit von Antezedens und Konsequens gegeben wurden (d.h. die Häufigkeit von Fällen mit 1. wahrem Antezedens und wahrem Konsequens, 2. wahrem Antezedens und falschem Konsequens, 3. falschem Antezedens und wahrem Konsequens, 4. falschem Antezedens und falschem Konsequens). Dieses Paradigma ermöglichte ferner, unterschiedliche Ansätze zur Bedeutung des Konditionals (Experiment 4) ebenso wie Theorien zum konditionalen Schlußfolgern gegeneinander zu testen (Experiment 5). Die Befunde aus Experiment 4 stützen im wesentlichen Edgingtons Ansatz zur Bedeutung von Konditionalen (Edgington, 1995). Nach diesem Ansatz entspricht die Glaubwürdigkeit, die ein Zuhörer einem Konditionalsatz einräumt, der bedingten Wahrscheinlichkeit, dass das Konsequens wahr ist gegeben das Antezedens (z.B. die Wahrscheinlichkeit, einen Schlag zu bekommen gegeben, dass man das Kabel berührt). Erneut schrieben die TeilnehmerInnen den arbiträren Konditionalsätzen geringere Glaubwürdigkeit zu als den kausalen Sätzen, obwohl diesmal innerhalb jeder Häufigkeitsbedingung die bedingte Wahrscheinlichkeit des Konsequens gegeben das Antezedens konstant gehalten wurde. Dieses Ergebnis stützt die Hypothese, dass die bloße Anwesenheit einer kausalen Beziehung die Glaubwürdigkeit eines Konditionalsatzes erhöht. In Experiment 5 lösten die TeilnehmerInnen konditionale Schlußfolgerungsaufgaben, dabei wurden die Kontextgeschichten um explizite Häufigkeitsangaben ergänzt. Die Ergebnisse favorisieren die probabilistische Theorie zum konditionalen Schließen, die von Oaksford, Chater, und Larkin (2000) vorgeschlagen wurde. Beide Experimentalreihen lieferten deutliche Evidenz für probabilistische Theorien: für Edgingtons Ansatz zur Bedeutung von Konditionalsätzen (Edgington, 1995) und für die probabilistische Theorie des konditionalen Schließens von Oaksford et al. (2000). Im Bereich des konditionalen Schließens stützen die Daten gleichzeitig die modifizierten mentalen Modell-Theorien von Markovits und Barrouillet (2002) und Schroyens und Schaeken (2003). Probabilistische und mentale Modell-Theorien könnten im Rahmen eines Dualen-Prozeß-Modells wie es von Verschueren, Schaeken und d&#39;Ydewalle (2003) vorgeschlagen wurde, miteinander versöhnt werden.

Das Problem, eine Erklärung für eine Reihe von Beobachtungen zu finden, stellt sich in vielen alltäglichen Situationen, zum Beispiel bei sozialen Attributionsprozessen oder der klinischen Diagnose. Der dabei zugrunde liegende Erklärungsprozess wird oft als abduktives Schließen bezeichnet und kann als Verstehensprozess aufgefasst werden. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, eine mögliche Beteiligung automatischer Prozesse beim Lösen solcher Probleme zu untersuchen. Es wird angenommen, dass mit Hilfe der Aktivierung und Hemmung von mit Beobachtungen verknüpftem Wissen eine mentale Repräsentation aufgebaut wird, die die Erklärung für die Beobachtungen darstellt. Demzufolge sollten Erklärungen, die mit gezeigten Beobachtungen kausal verknüpft sind, aktiviert, und Erklärungen, die aufgrund neuer Beobachtungen verworfen werden, gehemmt werden. Um dies zu prüfen, klassifizierten Probanden während der Lösung diagnostischer Probleme Testreize, die entweder mit möglichen, verworfenen oder für das aktuelle Problem irrelevanten Erklärungen verknüpft waren. Die Reaktionszeit und die Antwortgüte auf die Testreize wurden als Maß für die Aktivierung der damit verknüpften Erklärung verwendet. Die Ergebnisse belegen das Wirken von Aktivierungsprozessen. Hinweise auf eine Hemmung verworfener Erklärungen konnten hingegen nicht gefunden werden.

This thesis investigates the relationship between eye movements, memory and thinking in five studies based on eye tracking experiments. The studies draw on the human ability to spatially index multimodal events as demonstrated by people’s gaze reverting back to emptied spatial locations when retrieving information that was associated with this location during a preceding encoding phase – the so called “looking-at-nothing” phenomenon. The first part of this thesis aimed at gaining a better understanding of the relationship between eye movements and memory in relation to verbal information. The second part of this thesis investigated what could be learned about the memory processes involved in reasoning and decision-making by studying eye movements to blank spaces. The first study presented in this thesis clarified the role of eye movements for the retrieval of verbal information from memory. More precisely, it questioned if eye movements to nothing are functionally related to memory retrieval for verbal information, i.e. auditorily presented linguistic information. Eye movements were analyzed following correct and incorrect retrievals of previously presented auditory statements concerning artificial places that were probed during a subsequent retrieval phase. Additionally, eye movements were manipulated as the independent variable with the aid of a spatial cue that either guided the eyes towards or away from associated spatial locations. Using verbal materials elicited eye movements to associated but emptied spatial locations, thereby replicating previous findings on eye movements to nothing. This behaviour was more pronounced for correct in comparison to incorrect retrievals. Retrieval performance was higher when the eyes were guided towards in comparison to being guided away from associated spatial locations. In sum, eye movements play a functional role for the retrieval of verbal materials. The second study tested if the looking-at-nothing behaviour can also diminish; for example, does its effect diminish if people gain enough practice in a retrieval task? The same paradigm was employed as in the first study. Participants listened to four different sentences. Each sentence was associated with one of four areas on the screen and was presented 12 times. After every presentation, participants heard a statement probing one sentence, while the computer screen remained blank. More fixations were found to be located in areas associated with the probed sentence than in other locations. Moreover, the more trials participants completed, the less frequently they exhibited the looking-at-nothing behaviour. Looking-at-nothing behaviour can in this way be seen to indeed diminish when knowledge becomes strongly represented in memory. In the third and fourth study eye movements were utilized as a tool to investigate memory search during rule- versus similarity-based decision-making. In both studies participants first memorized multiple pieces of information relating to job candidates (exemplars). In subsequent test trials they judged the suitability of new candidates that varied in their similarity to the previously learned exemplars. Results showed that when using similarity, but not when using a rule, participants fixated longer on the previous location of exemplars that were similar to the new candidates than on the location of dissimilar exemplars. This suggests that people using similarity retrieve previously learned exemplars, whereas people using a rule do not. Eye movements were used yet again as a tool in the fifth study. On this occasion, eye movements were investigated during memory-based diagnostic reasoning. The study tested the effects of symptom order and diversity with symptom sequences that supported two or three contending hypotheses, and which were ambiguous throughout the symptom sequence. Participants first learned information about causes and symptoms presented in spatial frames. Gaze allocation on emptied spatial frames during symptom processing and during the diagnostic response reflected the subjective status of hypotheses held in memory and the preferred interpretation of ambiguous symptoms. Gaze data showed how the diagnostic decision develops and revealed instances of hypothesis change and biases in symptom processing. The results of this thesis demonstrate in very different scenarios the tight interplay between eye movements, memory and thinking. They show that eye movements are not automatically directed to spatial locations. Instead, they reflect the dynamic updating of internal, multimodal memory representations. Eye movements can be used as a direct behavioural correlate of memory processes involved in similarity- versus rule-based decision-making, and they reveal rich time-course information about the process of diagnostic reasoning. The results of this thesis are discussed in light of the current theoretical debates on cognitive processes that guide eye movements, memory and thinking. This thesis concludes by outlining a list of recommendations for using eye movements to investigate thinking processes, an outlook for future research and possible applications for the research findings. / Diese Dissertation beschäftigt sich mit der Interaktion von Blickbewegungen, Gedächtnis- und Denkprozessen. In fünf experimentellen Untersuchungen, die auf der Messung von Blickbewegungen beruhen, wurde die menschliche Fähigkeit zum räumlichen Indizieren multimodaler Ereignisse untersucht. Diese Fähigkeit manifestiert sich u.a. im sogenannten „Looking-at-nothing“ Phänomen, das beschreibt, dass Menschen beim Abruf von Informationen aus dem Gedächtnis an Orte zurückblicken, die in einer vorhergehenden Enkodierphase mit den abzurufenden Informationen assoziiert wurden, selbst wenn diese räumlichen Positionen keinerlei erinnerungsrelevante Informationen mehr enthalten. In der ersten Untersuchung wurde der Frage nachgegangen, ob Blickbewegungen an geleerte räumliche Positionen den Abruf von Informationen aus dem Gedächtnis erleichtern. Während ein solches Verhalten für den Abruf zuvor visuell dargebotener Informationen bereits gezeigt werden konnte, ist die Befundlage für die Erinnerungsleistung bei auditiv dargebotenen, linguistischen Informationen unklar. Um diesen Zusammenhang zu untersuchen, wurde das Blickverhalten zunächst als Folge von richtigen und falschen Antworten untersucht. In einem weiteren Schritt wurde das Blickverhalten experimentell manipuliert. Dies geschah mit Hilfe eines räumlichen Hinweisreizes, der die Blicke entweder hin zu der Position leitete, die mit dem abzurufenden Stimulus assoziiert war, oder weg von dieser Position. Die Ergebnisse dieser Untersuchung konnten bisherige Befunde zum Looking-at-nothing Verhalten replizieren. Zudem zeigte sich, dass beim korrekten Abruf von Informationen aus dem Gedächtnis vermehrt Looking-at-nothing gezeigt wurde, während das bei fehlerhaften Abrufen nicht der Fall war. Die Blickmanipulation ergab, dass die Gedächtnisleistung besser war, wenn der Hinweisreiz den Blick hin zur assoziierten räumlichen Position leitete. Im Gegensatz dazu war die Erinnerungsleistung schlechter, wenn der Blick von der assoziierten räumlichen Position weggeleitet wurde. Blickbewegungen an geleerte räumliche Positionen scheinen demnach auch den Abruf verbaler Stimuli zu erleichtern. In der zweiten Untersuchung wurde erforscht, ob das Looking-at-nothing Verhalten nachlässt, wenn das experimentelle Material stark gelernt, d.h. stark im Gedächtnis repräsentiert ist. Dazu wurde das gleiche experimentelle Paradigma, wie in der ersten Untersuchung verwendet. Vier verschiedene Sätze wurden während der Enkodierphase mit vier verschiedenen räumlichen Positionen assoziiert. Nach jeder Präsentation aller vier Sätze, wurde einer der Sätze getestet. Diese Prozedur wiederholte sich in zwölf Durchgängen. In den ersten vier Durchgängen sahen die Versuchspersonen beim Abruf häufiger in das Feld, dass mit der getesteten Information assoziiert war, d.h. sie zeigten wie erwartet das Looking-at-nothing Verhalten. Je mehr Durchgänge die Versuchspersonen bearbeiteten, desto seltener blickten sie zu der assoziierten räumlichen Position. Demnach verschwindet das Looking-at-nothing Verhalten, wenn Informationen stark im Gedächtnis repräsentiert sind. In der dritten und vierten Untersuchung wurden Blickbewegungen an geleerte räumliche Positionen als Methode verwendet um Denkprozesse zu untersuchen. In der dritten Untersuchung lernten Versuchsteilnehmer zunächst Informationen über fiktive Bewerber (Exemplare) für eine freie Position in einem Unternehmen. Jedes Exemplar wurde mit seinen Eigenschaften während der Lernphase mit einer distinkten räumlichen Position verknüpft. In einer nachfolgenden Entscheidungsphase beurteilten die Versuchsteilnehmer neue Bewerber. Diese neuen Bewerber variierten in ihrer Ähnlichkeit mit den zuvor gelernten Bewerbern. Versuchsteilnehmer die eine ähnlichkeitsbasierte Entscheidungsstrategie verwendeten, sahen an die geleerten räumlichen Positionen zurück, die in der Lernphase mit den Exemplaren verknüpft wurden. Wendeten sie jedoch eine abstrakte Regel an, um die neuen Bewerber zu beurteilten, so zeigten sie kein Looking-at-nothing Verhalten. Dieses Ergebnis lässt darauf schließen, dass eine ähnlichkeitsbasierte im Gegensatz zu einer regelbasierten Strategie den Abruf zuvor gelernter Exemplare bewirkt. Auch in der fünften Untersuchung wurden Blickbewegungen als Methode eingesetzt, diesmal zur Untersuchung gedächtnisbasierter Schlussfolgerungsprozesse, wie sie beim Finden von Erklärungen für eine Anzahl gegebener Informationen auftreten. Manipuliert wurden die Reihenfolge der präsentierten Informationen und die Diversität der möglichen Erklärungen. Die getesteten Symptomsequenzen unterstützen stets mindestens zwei mögliche Erklärungen. Die Versuchsteilnehmer lernten in einer vorangestellten Lernphase die Symptome und ihre möglichen Erklärungen. Symptome und Erklärungen wurden mit räumlichen Positionen verknüpft. In einer anschließenden Diagnosephase wurden verschiedene Symptomsequenzen getestet. Das Blickverhalten während der Diagnosephase reflektierte die Interpretation der Symptome im Sinne der subjektiv wahrscheinlichsten Erklärung. Die Aufzeichnung und Analyse der Blickbewegungen erlaubte es die Entwicklung dieser Interpretation über die gesamte Sequenz hinweg zu beobachten und Hypothesenwechsel lokalisieren zu können. Insgesamt stützen die Ergebnisse dieser Dissertation die Annahme einer engen funktionalen Verbindung von Blickbewegungen, Gedächtnis- und Denkprozessen. Sie zeigen, dass Blickbewegungen nicht automatisch an alle assoziierten räumlichen Positionen gerichtet werden, sondern dass sie vielmehr den situations- und aufgabenabhängigen Abruf von Informationen aus dem Gedächtnis widerspiegeln. Blickbewegungen können als direktes Verhaltensmaß zur Messung von Gedächtnisprozessen beim ähnlichkeitsbasierten Entscheiden herangezogen werden und liefern wertvolle Prozessdaten über die Integration von Symptominformationen beim diagnostischen Schließen. Die Ergebnisse dieser Dissertation werden im Lichte der aktuellen theoretischen Diskussion über kognitive Prozesse beim Bewegen der Augen, beim Gedächtnisabruf und beim komplexen Denken betrachtet. Abschließend werden Empfehlungen für die Verwendung der Methode der Blickbewegungsmessung als Prozessmaß zur Untersuchung gedächtnisbasierter Denkprozesse gegeben, ein Überblick über zukünftige Forschungsmöglichkeiten präsentiert und Ideen für Anwendungsmöglichkeiten der präsentierten Befunde aufgezeigt.