Über die psychologische Eignung von Fluglotsenbewerbern und Fluglotsenbewerberinnen wird mithilfe verschiedener wissenschaftlich entwickelter Selektionsverfahren in einem mehrstufigen Auswahlprozess entschieden. Typischerweise erfolgt in diesbezüglichen Eignungsuntersuchungen derzeit die Leistungserfassung in computerbasierten kognitiven Tests durch die Anzahl richtiger und falscher Antworten sowie mittels Reaktionszeiten – dabei bleibt bislang der Weg, der im besten Fall zur Lösung einer Aufgabe führt, weitgehend verborgen. Um tiefergehende Einsichten in die perzeptiven und kognitiven Prozesse zu erlangen und den Weg vom Beginn bis zum Ende der Bearbeitung einer visuellen Aufgabe transparent zu gestalten, bedarf es anderer Methoden – wie zum Beispiel der Methode der Blickbewegungsmessung. Hierbei werden die Blickbewegungen der zu untersuchenden Teilnehmenden während der Bearbeitung einer solchen Aufgabe aufgezeichnet und anschließend ausgewertet. In Anbetracht der geringen Anzahl an Studien, die zur Beziehung zwischen dem interindividuellen Blickverhalten und kognitiven Leistungsunterschieden vorliegen, besteht ein deutlicher Bedarf an weiterführenden Untersuchungen zu dieser Thematik. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, Erkenntnisse über die Verwendbarkeit einer berührungsfreien Blickbewegungsmessung im eignungsdiagnostischen Kontext der Luftfahrt – speziell bezüglich der Auswahl von Nachwuchsfluglotsen/innen am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. (DLR) – zu erlangen. Zur Erforschung dieser Fragestellung wurden zwei umfangreiche Arbeitspakete definiert und umgesetzt – zum einen die Entwicklung eines geeigneten Testverfahrens – des Eye Movement CONnflict Detection Test (CON) –, zum anderen die Untersuchung von Blickbewegungen im Kontext der Eignungsdiagnostik anhand des CON. Zur Entwicklung dieses neuen Testverfahrens wurden drei Vorstudien und eine Expertenstudie durchgeführt. Zusammenfassend legten die Ergebnisse der oben genannten Studien sowie die der Hauptstudie nahe, dass mit dem CON ein objektives, reliables und valides Messinstrument für den Einsatz in Blickbewegungsstudien vorliegt. Auf der Basis des gegenwärtigen Kenntnisstands zur Beziehung zwischen Blickbewegungsparametern und kognitiven Leistungsunterschieden wurden für die vorliegende Arbeit Hypothesen abgeleitet und in der Hauptstudie (N = 113) in Korrelations- und Regressionsanalysen überprüft. Ergänzend zu den hypothesengeleiteten Analysen erfolgten explorative Berechnungen, die als Grundlage für die Generierung von Hypothesen für zukünftige Studien dienen können. Es kristallisierten sich vier Blickbewegungsparameter als Indikatoren für die kognitive Leistung im CON heraus: die Fixationsanzahl, die relative Anzahl höhengeleiteter Übergänge als ein neu eingeführter Parameter zur Charakterisierung der Vorgehensweise im Test, die Entropie sowie – mit Einschränkung – die mittlere Fixationsdauer. Aus Kombinationen dieser Parameter konnte die Leistung im CON im statistischen Sinne vorhergesagt werden. Blickbewegungsparameter vermochten 54 % der Varianz der Gesamtleistung im CON aufzuklären. Zudem legten die Ergebnisse eines hierarchischen Regressionsmodells nahe, dass eine Kombination aus Blickbewegungsparametern zusätzlich zu den allgemeinen kognitiven Fähigkeiten, wie sie im Fluglotsenauswahlverfahren am DLR erfasst werden, 26 % der Gesamtleistung im CON aufklären. Zusammengefasst liefert die vorliegende Arbeit vielversprechende Ergebnisse bezüglich der Beziehung zwischen Blickbewegungsparametern und interindividuellen kognitiven Leistungsunterschieden und zeigt das große Potential der Blickbewegungsmessung für einen zukünftigen Einsatz im Rahmen der Auswahl von Nachwuchsfluglotsen/innen auf. Weitere technische Verbesserungen der Blickbewegungsmessgeräte sowie zusätzliche Forschungserkenntnisse – insbesondere zur prognostischen Validität – sind empfehlenswert, um basierend auf Blickbewegungsanalysen eigenständige Entscheidungskriterien abzuleiten.

Veränderungsblindheit tritt auf, wenn das Bewegungssignal einer Veränderung verdeckt wird oder der Betrachter von der Veränderung abgelenkt wird. In beiden Fällen kann die visuelle Aufmerksamkeit, mangels Hinweisreiz, nicht zum Ort der Veränderung gelenkt werden. Nach einer Erörterung von Augenbewegungen und ihrem Zusammenhang mit Veränderungsblindheit werden drei explorative Untersuchungen zur Veränderungsblindheit im Kontext des Straßenverkehrs vorgestellt. Untersuchung 1 befasst sich mit einem direkten Vergleich dreier unterschiedlicher Verdeckungsarten (Lidschläge, Blicksprünge, Blanks) bei statischem Stimulusmaterial (Fotos). Insgesamt führen die Ergebnisse zu dem Schluss, dass Veränderungsblindheit, unabhängig von der Verdeckungsart, ein Grund für zu spät oder nicht erkannte Gefahren im Straßenverkehr sein könnte, wenngleich sie für die gefährlichsten Situationen (relevante Additionen) am geringsten ausfällt und künstliche Blanks sich, zumindest in einer statischen Bedingung, gut zur Simulation von Lidschlägen und Sakkaden eignen. Darüber hinaus zeigen sich deutliche Hinweise zur impliziten Veränderungsentdeckung. Untersuchung 2 überprüft Teile von Untersuchung 1 in dynamischer Umgebung (Fahrsimulator) und findet überraschenderweise einen umgekehrten Effekt von Veränderungsblindheit. Die Echtheit des Effektes wird angezweifelt und auf die Nutzung von Abzählstrategien zurückgeführt. Unabhängig davon zeigen sich erneut Hinweise zur impliziten Entdeckung. Untersuchung 3 stellt schließlich einen direkten Vergleich zwischen statischer (Fotos) und dynamischer Umgebung (Filme) vor und zeigt, dass das Ausmaß an Veränderungsblindheit, unabhängig von Verdeckungsdauer und Veränderungsart, in dynamischer Umgebung größer ist als in statischer (85% vs. 64%) und daher eine Gefahr im Straßenverkehr darstellt. Wieder zeigen sich Hinweise auf eine implizite Entdeckung. Die Arbeit schließt mit einem grundlagen- und anwendungsorientierten Ausblick.

Der Gegenstand dieser Dissertation sind Situationen, in denen die Aufgabe nicht durch einen Hinweisreiz vorgegeben wird. Die Idee besteht darin, die Reaktion der Versuchsperson (anders als beim klassischen Aufgabenwechselparadigma[TS] bzw. beim Wisconsin Card Sorting Test[WCST]) bei verschiedenen gleichzeitig gültigen Antwortalternativen zu untersuchen. Dafür gibt es methodische und empirische Gründe. Zum einen wurde kritisiert, dass ein Teil der Wechselkosten durch die Verarbeitung des Hinweisreizes entsteht. Zum anderen stellt sich die empirische Frage, ob es auch dann zu Wechselkosten kommt, wenn Wechsel und Wiederholung nicht durch Hinweisreize oder Rückmeldungen vorgegeben werden, sondern wenn die Versuchsperson frei entscheiden kann, ob sie die Regel wechselt oder bei der eben ausgeführten Regel bleibt. Im experimentellen Paradigma der vorliegenden Arbeit wurden den Versuchspersonen entweder nur eine oder zwei alternative Reaktionsmöglichkeiten vorgegeben. Zu diesem Zweck wurde der WCST so modifiziert, dass in der Hälfte aller Durchgänge die zum Lösen der Aufgabe relevante Merkmalsdimension gewechselt oder wiederholt werden musste, während in der anderen Hälfte aller Durchgänge gleichzeitig zwei unterschiedliche, jedoch gleichermaßen gültige Merkmalsdimensionen dargeboten wurden. Auf diese Art war es möglich, freie Wechsel unangekündigten gleichsam erzwungenen (forcierten) Wechseln gegenüberzustellen. Eine Besonderheit dieser Dissertation besteht ferner darin, dass neben den manuellen Reaktionen die Blickbewegungen analysiert wurden. Dabei eröffnete die Analyse von Blickbewegungen ein Fenster in die Prozessdynamik während eines Durchgangs und ermöglichte es, Hypothesen über Aufmerksamkeitsprozesse eingehender zu untersuchen. Mit dem Experiment 1 wird das Paradigma und der Basisbefund vorgestellt. Im Einzelnen wurde der WCST so modifiziert, dass Reaktionszeit, Fehlerrate und relative Häufigkeiten von Wiederholungen und Wechseln erhoben werden konnten. In jedem Versuchsdurchgang wurden gleichzeitig vier Einzelreize (drei Referenzreize und ein Target) dargeboten. Jeder Reiz bestand aus den Merkmalsdimensionen Farbe, Form, Anzahl, wobei jede Dimension jeweils eine von vier Ausprägungen annehmen konnte. Die Aufgabe der Versuchsperson bestand darin, aus drei dargebotenen Referenzreizen denjenigen zu identifizieren, der mit dem Target in einem von drei möglichen Reizmerkmalen übereinstimmte. Von besonderem Interesse war hierbei die Frage, ob es auch dann zu Wechselkosten bzw. einer Perseverationstendenz kommt, wenn die Versuchspersonen zwei in unterschiedlichen Merkmalsdimensionen mit dem Target übereinstimmende Referenzreize dargeboten bekommen. Der Ort, die Merkmalsdimension, die Merkmalsausprägung der mit dem Target übereinstimmenden Referenzreize, sowie die Anzahl der mit dem Target übereinstimmenden Referenzreize wurden randomisiert und waren für die Versuchspersonen nicht vorhersehbar. In den forcierte Wahl-Durchgängen stimmte ein Referenzreiz mit dem Target überein, während in den freie Wahl-Durchgängen zwei Referenzreize in unterschiedlichen Merkmalsdimensionen (zum Beispiel Farbe und Form) mit dem Target übereinstimmten. Die Ergebnisse zeigten, dass es auch dann zu Wechselkosten kam, wenn die Versuchsperson in den freie Wahl-Durchgängen denjenigen von zwei mit dem Target übereinstimmenden Referenzreizen wählte, bei dem die Übereinstimmung auf einer anderen Merkmalsdimension lag als im unmittelbar vorhergehenden Durchgang (Wechsel), im Vergleich dazu, dass sie den Referenzreiz wählte, der mit dem Target auf der gleichen Merkmalsdimension übereinstimmte, auf der auch im vorhergehenden Durchgang die Übereinstimmung lag (Perseveration). Im Einzelnen kam es bei den freie Wahl-Durchgängen zu einer Perseverationstendenz von etwa P = 2/3. Ferner führten Wechsel sowohl bei den forcierte als auch bei freie Wahl-Durchgängen zu längeren durchschnittlichen Reaktionszeiten als Perseverationen. Damit konnte gezeigt werden, dass Wechselkosten auch in einem Paradigma ohne Hinweisreize bei „freier Wahl“ entstehen, und zwar auch dann, wenn gleichzeitig die Möglichkeit zur Wiederholung und zum Wechsel bestand. Die durchgeführte Computersimulation eines neuronalen Netzes, mit dem die vermuteten kognitiven und aufmerksamkeitsbezogenen Prozesse in dieser Aufgabe modelliert wurden, unterstützte die Hypothese, dass die in den Experimenten gemessene Perseverationstendenz und die Wechselkosten durch eine intensivierte Enkodierung der zuvor relevanten Übereinstimmungsdimension erklärt werden kann. Experiment 2 untersuchte die Hypothese, dass Aufmerksamkeitseinstellungen aus dem vorherigen Durchgang einen bahnenden Effekt auf den Selektionsprozess und die Reaktionszeit von verschiedenen Antwortalternativen haben. Es wurde angenommen, dass ein Merkmal einer Dimension dann mehr Aufmerksamkeit auf sich zieht, wenn diese Dimension kurz zuvor relevant war. Dazu wurde das Paradigma aus Experiment 1 mit der Messung von Blickbewegungen kombiniert. Die Ergebnisse replizierten die in Experiment 1 gemessene Perseverationstendenz und die Wechselkosten in den Reaktionszeiten. Die Blickbewegungsanalysen klärten die Mikrostruktur der zugrunde liegenden Aufmerksamkeitsprozesse auf, indem neben den durchschnittlichen Fixationszeiten und der Fixationsanzahl eines Reizes auch der zeitliche Verlauf der Fixationswahrscheinlichkeit der Reize untersucht wurde. Wie vorhergesagt, war es in einem frühen Zeitbereich sowohl bei den freie als auch bei den forcierte Wahl-Durchgängen bei einer Perseveration wahrscheinlicher als bei einem Wechsel, dass derjenige Referenzreiz fixiert wurde, der eine Übereinstimmung zum Target enthielt und auf den am Ende des Durchgangs mit einem Tastendruck reagiert wurde. Ferner war die durchschnittliche Anzahl der Fixationen auf das Target und den gewählten Referenzreiz bei einem Wechsel höher als bei einer Perseveration. Dieser Befund ist konsistent mit Annahmen aus Theorien dimensionsbasierter Aufmerksamkeit, nach denen eine zuvor relevante Merkmalsdimension höher gewichtet verarbeitet wird, wodurch andere Merkmalsdimensionen in ihrer Verarbeitung beeinträchtigt werden. Des Weiteren gelang es mithilfe der Blickbewegungsdaten, die Wechselkosten in Such- und Verarbeitungszeit zu dekomponieren: Bei einem Wechsel war nicht nur die Zeit bis zur ersten Fixation des gewählten Referenzreizes, sondern auch die Zeit von dieser Fixation bis zum Tastendruck länger als bei einer Perseveration. Mit Experiment 3 wurde die Dynamik der Abschirmung gegenüber irrelevanten Reizmerkmalen während Perseveration und Wechsel untersucht. Wie in den vorangehenden Experimenten enthielt jeder Einzelreiz verschiedene Ausprägungen einzelner Merkmalsdimensionen. Im Gegensatz zu den vorangehenden Experimenten wurden den Einzelreizen drei weitere Merkmalsdimensionen hinzugefügt, so dass jeder Einzelreiz sechs Merkmalsausprägungen auf verschiedenen Merkmalsdimensionen enthielt. Gleichzeitig wurden die Versuchspersonen instruiert, innerhalb welcher von zwei zuvor definierten Klassen von relevanten Merkmalsdimensionen die Übereinstimmung zwischen Target und Referenzreiz in einer Abfolge von Versuchsdurchgängen gesucht werden sollte. Je nach Instruktion sollte entweder auf Merkmale der Klasse Symbole (Form, Farbe, Anzahl) oder auf Merkmale der Klasse Hintergrund (Textur, Ecke, Balken) reagiert werden. Neben der Replikation der Ergebnisse in Bezug auf die Wechselkosten (Experiment 1) und die damit einhergehenden Unterschiede in der aktiven visuellen Verarbeitung (Experiment 2) zeigte sich ferner, dass der Moment des Wechsels einer Merkmalsdimension durch eine geringere Abschirmung gegenüber irrelevanten Reizmerkmalen charakterisiert war als eine Wiederholung. Dies war insbesondere dann der Fall, wenn die irrelevanten Reizmerkmale, die intentional ausgeblendet werden sollten, der leichten, d.h. einfach zu verarbeitenden Klasse von Merkmalsdimensionen (Symbole) angehörten. Dabei waren die Reaktionszeiten auf die Merkmale der Klasse Hintergrund fast doppelt so lange wie die Reaktionszeiten auf die Merkmale der Klasse Symbole. Neben den Reaktionszeiten wurde auch die aktive visuelle Verarbeitung durch die unterschiedliche Dynamik von Aufrechterhaltung und Abschirmung bei Perseveration und Wechsel beeinflusst, was sich u.a. darin zeigte, dass die irrelevanten Reize während eines Wechsels verstärkt die Aufmerksamkeit auf sich lenkten und fixiert wurden. Die Ergebnisse der Experimente demonstrieren, dass die Verwendung eines Aufgabenwechselparadigmas mit zwei gleichzeitig richtigen Antwortalternativen einen wertvollen Beitrag zum Verständnis der kognitiven und aufmerksamkeitsbezogenen Prozesse leisten kann, die den Wechseln zwischen Reizdimensionen bzw. Zuordnungsregeln zugrunde liegen. Die Analyse der Blickbewegungen erwies sich dabei als besonders nützlich, um die Mikrostruktur der zugrunde liegenden Prozesse in ihrem Zeitverlauf aufzuklären. Die Ergebnisse der Experimente zeigen ferner, dass sich die Aufgabenträgheit im Sinne von persistierenden Aufmerksamkeitseinstellungen auch in Situationen widerspiegelt, in denen die Versuchspersonen zwischen zwei Reaktionsalternativen wählen können (in den Experimenten die Wahl der zuvor relevanten vs. nicht relevanten Merkmalsdimension). Weiterhin spiegeln die Ergebnisse zwei zentrale Organisationsprinzipien des kognitiven Systems wider. Zum einen wurde eine zuvor erfolgreiche Strategie (die zuvor relevante Übereinstimmungsdimension) in etwa 2/3 aller Durchgänge stabil erneut angewandt und zum anderen wurde in etwa 1/3 aller Durchgänge mit zwei Reaktionsalternativen flexibel auf eine zuvor nicht relevante Übereinstimmungsdimension gewechselt. Möglicherweise ist dieses Ungleichgewicht von Wechsel und Perseveration eine Art Kompromiss zwischen Stabilität/ exploitation und Flexibilität/ exploration. Es ist auch denkbar, dass diese gleichzeitig zu erfüllenden ‚Randbedingungen’ (constraints) kognitiver Kontrolle auch zu der unterschiedlichen Abschirmungsdynamik bei Perseveration und Wechsel führen, indem das System bei einem Wechsel anfälliger für Ablenkungen wird als bei einer Perseveration.

Die visuelle Enkodierung emotionaler Gesichtsausdrücke stellt bisher ein Rätsel dar. Ziel der vorliegenden Dissertation war es daher, durch die Untersuchung von Blickbewegungen und ihrer Funktionalität für das Erkennen von Gesichtsausdrücken, neue Erkenntnisse zu den zugrundeliegenden Prozessen zu liefern. In vier Blickbewegungsexperimenten, in denen Probanden ärgerliche, angeekelte, fröhliche, traurige und neutrale Gesichtsausdrücke in statischer und dynamischer Darbietung kategorisieren sollten, wurde untersucht, ob allgemeine Strategien der Gesichterverarbeitung bereits auf der Ebene der visuellen Enkodierung anhand spezifischer Blickbewegungsmuster zu identifizieren sind und ob Unterschiede bei der initialen Aufnahme visueller Information als Folge unterschiedlicher Fixationspositionen das Erkennen von Gesichtsausdrücken beeinflussen. Die Ergebnisse zeigten, dass für statische Gesichtsausdrücke nur sehr wenige Fixationen gemacht werden, die hauptsächlich auf das Zentrum des Gesichts und auf emotionsspezifische, diagnostische Gesichtsmerkmale gerichtet sind, was eine kombiniert holistisch-merkmalsorientierte Enkodierungsstrategie nahelegt. Für weniger intensive und dynamische Gesichtsausdrücke deuten die Ergebnisse auf eine stärker konfigurale Enkodierungsstrategie mit mehreren Fixationen zu einer größeren Anzahl unterschiedlicher Gesichtsmerkmale hin. Darüber hinaus waren Blickbewegungsunterschiede relevant für die Emotionserkennung. Die Fixation diagnostischer Gesichtsmerkmale beschleunigte das Erkennen statischer Gesichtsausdrücke. Für das Erkennen dynamischer Gesichtsausdrücke war hingegen eine zentrale Fixationsposition vorteilhaft, vermutlich durch die Förderung von holistischer Gesichterverarbeitung und Veränderungserkennung. Insgesamt zeigte sich, dass allgemeine Strategien der Gesichterverarbeitung bereits auf der Ebene der visuellen Enkodierung identifizierbar sind und dass Unterschiede in diesen frühen Prozessen die Erkennungsleistung beeinflussen. / Processes that underlie the visual encoding of facial expressions still pose a conundrum. Therefore, this dissertation set out to provide new insights into these processes by investigating gaze behaviour and its functional role during the recognition of facial expressions. Four experimental studies were conducted to examine whether general face processing strategies are already reflected on the visual encoding stage of facial expression recognition indicated by specific fixation patterns and whether differences at the initial uptake of visual information as a consequence of varying fixation positions affect facial expression recognition. Gaze behaviour was recorded while participants were asked to categorise angry, disgusted, happy, sad, and neutral facial expressions in static and dynamic displays. Results revealed that gaze behaviour for static facial expressions was characterised by only a few fixations mainly directed to the centre and to expression-specific diagnostic facial features of the face, suggesting a combined holistic and featural encoding strategy. For less intense and dynamic facial expressions, results indicated a more configural encoding strategy with multiple fixations to a greater number of different facial features. In addition, differences in gaze strategy were relevant for facial expression recognition. Fixating diagnostic facial features accelerated the recognition of static facial expressions. In contrast, a central fixation position was beneficial for recognizing dynamic facial expressions, presumably by facilitating holistic face processing and change detection. Overall, findings demonstrated that general face processing strategies are already reflected on the visual encoding stage of facial expression recognition and that variations in these early processes affect recognition performance.

Situations-spezifische Fertigkeiten sind ein wichtiger Teil von Lehrerexpertise und insbesondere im Bereich des Klassenmanagements bedeutsam. Vor dem Hintergrund der Kompetenz- und Expertiseforschung synthetisiert die vorliegende Dissertation bisherige Befunde systematisch und untersucht, wie sich Novizen- und Expertenlehrpersonen in ihren Fertigkeiten hinsichtlich des Klassenmanagements unterscheiden. Studie 1 fasst den Forschungsstand in einem systematischen Review von 60 empirischen Studien zusammen und arbeitet Erkenntnisse zu Fertigkeiten und ihrer Förderung sowie zum konzeptuellen Rahmen der Studien heraus. Für Studie 2 und Studie 3 werden die Fertigkeiten von 20 Noviz*innen und 20 Expert*innen mit Hilfe von Videoausschnitten untersucht, die für das Klassenmanagement relevante Ereignisse zeigen. Studie 2 erforscht mit Hilfe von Eye-Tracking-Methoden insbesondere die Fertigkeit der Wahrnehmung sowie formatspezifische Expertiseeffekte. Es fand sich bei Expert*innen ein Fokus auf Schüler*innen, während Noviz*innen vor allem beim Partnerarbeitsformat weniger ausgeprägte Fertigkeiten zeigten. Studie 3 untersucht anhand von retrospektiven verbalen Analysen Expertiseeffekte hinsichtlich des Wahrnehmens, Interpretierens und Entscheidens. Expertise war erneut durch einen Fokus auf Schüler*innen gekennzeichnet. Zudem boten Expert*innen mehr Handlungsmöglichkeiten an als Noviz*innen. Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass Expert*innen vor allem hinsichtlich des Entscheidens überlegen sind. Weiterhin deuten die Ergebnisse darauf hin, dass offenere Unterrichtsformate für Noviz*innen besonders herausfordernd sind. Die Bedeutung der Ergebnisse wird hinsichtlich der allgemeinen Expertise- und Kompetenzforschung sowie der Klassenmanagementforschung diskutiert. Die Studien zeigen theoretische Inkohärenz hinsichtlich des Konstrukts situations-spezifischer Fertigkeiten auf, sowie eine starke Fokussierung bisheriger Forschung auf Störungen in Frontalunterrichtsszenen. / Situation-specific skills are an important part of teacher expertise and are particularly relevant in the area of classroom management. Against the background of general and classroom management-specific teacher competence and expertise research, this dissertation systematically synthesized previous findings and also investigated how novice and expert teachers differ in their skills with regard to classroom management. Study 1 summarized the state of research in a systematic review of 60 empirical studies, thereby identifying insights into teachers’ skills and their facilitation, as well as the conceptual frameworks of the studies. For Study 2 and Study 3, the skills of 20 novice and 20 expert teachers were examined using video clips that show events relevant to classroom management. Study 2 investigated format-specific expertise effects and, in particular, the skill of perception by using eye tracking methods. Experts were found to focus on students and their learning, while novices showed less pronounced skills, especially in the partner work format. Using teachers’ retrospective verbal analyses of classroom management events, Study 3 examined expertise effects with respect to teachers’ perception, interpretation and decision-making. Again, expertise was characterized by a focus on students. In addition, experts proposed more alternative courses of action than novices. In summary, it can be concluded that experts are superior to novices especially with regard to the skill of decision-making. Furthermore, the results indicate that more open formats of instruction are particularly challenging for novices. The relevance of the results is discussed with regard to general expertise and competence research as well as classroom management research. The studies point to theoretical ambiguities regarding the construct of situation-specific skills, as well as an overemphasis of previous research on behavioral management in whole-group instruction settings.

Technology pervades our daily living, and is increasingly integrated into the vehicle – directly affecting driving. On the one hand technology such as cell phones provoke driver distraction and inattention, whereas, on the other hand, Advanced Driver Assistance Systems (ADAS) support the driver in the driving task. The question is, can a driver successfully adapt to the ever growing technological advancements? Thus, this thesis aimed at improving safe driver behaviour by understanding the underlying psychological mechanisms that influence behavioural change. Previous research on ADAS and human attention was reviewed in the context of driver behavioural adaptation. Empirical data from multiple data sources such as driving performance data, visual behaviour data, video footage, and subjective data were analyzed to evaluate two ADAS (a brake-capacity forward collision warning system, B-FCW, and a Visual Distraction Alert System, VDA-System). Results from a field operational test (EuroFOT) showed that brake-capacity forward collision warnings lead to immediate attention allocation toward the roadway and drivers hit the brake, yet change their initial response later on by directing their eyes toward the warning source in the instrument cluster. A similar phenomenon of drivers changing initial behaviour was found in a driving simulator study assessing a Visual Distraction Alert System. Analysis showed that a Visual Distraction Alert System successfully assists drivers in redirecting attention to the relevant aspects of the driving task and significantly improves driving performance. The effects are discussed with regard to behavioural adaptation, calibration and system acceptance. Based on these findings a novel assessment for human-machine-interaction (HMI) of ADAS was introduced. Based on the contribution of this thesis and previous best-practices, a holistic safety management model on accident prevention strategies (before, during and after driving) was developed. The DO-IT BEST Feedback Model is a comprehensive feedback strategy including driver feedback at various time scales and therefore is expected to provide an added benefit for distraction and inattention prevention. The central contributions of this work are to advance research in the field of traffic psychology in the context of attention allocation strategies, and to improve the ability to design future safety systems with the human factor in focus. The thesis consists of the introduction of the conducted research, six publications in full text and a comprehensive conclusion of the publications. In brief this thesis intends to improve safe driver behaviour by understanding the underlying psychological mechanisms that influence behavioral change, thereby resulting in more attention allocation to the forward roadway, and improved vehicle control. / Technologie durchdringt unser tägliches Leben und ist zunehmend integriert in Fahrzeuge – das Resultat sind veränderte Anforderungen an Fahrzeugführer. Einerseits besteht die Gefahr, dass er durch die Bedienung innovativer Technologien (z.B. Mobiltelefone) unachtsam wird und visuell abgelenkt ist, andererseits kann die Nutzung von Fahrerassistenzsystemen die den Fahrer bei der Fahraufgabe unterstützten einen wertvollen Beitrag zur Fahrsicherheit bieten. Die steigende Aktualität beider Problematiken wirft die Frage auf: "Kann der Fahrer sich erfolgreich dem ständig wachsenden technologischen Fortschritt anpassen?" Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist der Erkenntnisgewinn zur Verbesserung des Fahrverhaltens indem der Verhaltensänderungen zugrunde liegende psychologische Mechanismen untersucht werden. Eine Vielzahl an Literatur zu Fahrerassistenzsystemen und Aufmerksamkeitsverteilung wurde vor dem Hintergrund von Verhaltensanpassung der Fahrer recherchiert. Daten mehrerer empirischer Quellen, z. B. Fahrverhalten, Blickbewegungen, Videomitschnitte und subjektive Daten dienten zur Datenauswertung zweier Fahrerassistenzsysteme. Im Rahmen einer Feldstudie zeigte sich, dass Bremskapazitäts-Kollisionswarnungen zur sofortigen visuellen Aufmerksamkeitsverteilung zur Fahrbahn und zum Bremsen führen, Fahrer allerdings ihre Reaktion anpassen indem sie zur Warnanzeige im Kombinationsinstrument schauen. Ein anderes Phänomen der Verhaltensanpassung wurde in einer Fahrsimulatorstudie zur Untersuchung eines Ablenkungswarnsystems, das dabei hilft die Blicke von Autofahrern stets auf die Straße zu lenken, gefunden. Diese Ergebnisse weisen nach, dass solch ein System unterstützt achtsamer zu sein und sicherer zu fahren. Die vorliegenden Befunde wurden im Zusammenhang zu Vorbefunden zur Verhaltensanpassung zu Fahrerassistenzsystemen, Fahrerkalibrierung und Akzeptanz von Technik diskutiert. Basierend auf den gewonnenen Erkenntnissen wurde ein neues Vorgehen zur Untersuchung von Mensch- Maschine-Interaktion eingeführt. Aufbauend auf den Resultaten der vorliegenden Arbeit wurde ein ganzheitliches Modell zur Fahrsicherheit und -management, das DO-IT BEST Feedback Modell, entwickelt. Das Modell bezieht sich auf multitemporale Fahrer-Feedbackstrategien und soll somit einen entscheidenen Beitrag zur Verkehrssicherheit und dem Umgang mit Fahrerunaufmerksamkeit leisten. Die zentralen Beiträge dieser Arbeit sind die Gewinnung neuer Erkenntnisse in den Bereichen der Angewandten Psychologie und der Verkehrspsychologie in den Kontexten der Aufmerksamkeitsverteilung und der Verbesserung der Gestaltung von Fahrerassistenzsystemen fokusierend auf den Bediener. Die Dissertation besteht aus einem Einleitungsteil, drei empirischen Beiträgen sowie drei Buchkapiteln und einer abschliessenden Zusammenfassung.

Technology pervades our daily living, and is increasingly integrated into the vehicle – directly affecting driving. On the one hand technology such as cell phones provoke driver distraction and inattention, whereas, on the other hand, Advanced Driver Assistance Systems (ADAS) support the driver in the driving task. The question is, can a driver successfully adapt to the ever growing technological advancements? Thus, this thesis aimed at improving safe driver behaviour by understanding the underlying psychological mechanisms that influence behavioural change. Previous research on ADAS and human attention was reviewed in the context of driver behavioural adaptation. Empirical data from multiple data sources such as driving performance data, visual behaviour data, video footage, and subjective data were analyzed to evaluate two ADAS (a brake-capacity forward collision warning system, B-FCW, and a Visual Distraction Alert System, VDA-System). Results from a field operational test (EuroFOT) showed that brake-capacity forward collision warnings lead to immediate attention allocation toward the roadway and drivers hit the brake, yet change their initial response later on by directing their eyes toward the warning source in the instrument cluster. A similar phenomenon of drivers changing initial behaviour was found in a driving simulator study assessing a Visual Distraction Alert System. Analysis showed that a Visual Distraction Alert System successfully assists drivers in redirecting attention to the relevant aspects of the driving task and significantly improves driving performance. The effects are discussed with regard to behavioural adaptation, calibration and system acceptance. Based on these findings a novel assessment for human-machine-interaction (HMI) of ADAS was introduced. Based on the contribution of this thesis and previous best-practices, a holistic safety management model on accident prevention strategies (before, during and after driving) was developed. The DO-IT BEST Feedback Model is a comprehensive feedback strategy including driver feedback at various time scales and therefore is expected to provide an added benefit for distraction and inattention prevention. The central contributions of this work are to advance research in the field of traffic psychology in the context of attention allocation strategies, and to improve the ability to design future safety systems with the human factor in focus. The thesis consists of the introduction of the conducted research, six publications in full text and a comprehensive conclusion of the publications. In brief this thesis intends to improve safe driver behaviour by understanding the underlying psychological mechanisms that influence behavioral change, thereby resulting in more attention allocation to the forward roadway, and improved vehicle control.:Abstract i Zusammenfassung iii List of included publications v Acknowledgements vii Previously published work ix Table of contents xi Preface xii 1 Chapter 1 Introduction 1 1.1 Outline 1 1.2 Objectives 2 1.3 Background 8 1.3.1 Behavioural adaption to ADAS 8 1.3.2 Driver distraction and inattention 9 2 Chapter 2 Paper I 23 3 Chapter 3 Paper II 47 4 Chapter 4 Paper III 61 5 Chapter 5 Paper IV 91 6 Chapter 6 Paper V 117 7 Chapter 7 Paper VI 143 8 Chapter 8 Conclusions and discussion 161 8.1. Contributions 161 8.2. Implications 171 8.3. Limitations and research needs 173 9 References 177 Curriculum Vitae 199 Eidesstattliche Erklärung 201 / Technologie durchdringt unser tägliches Leben und ist zunehmend integriert in Fahrzeuge – das Resultat sind veränderte Anforderungen an Fahrzeugführer. Einerseits besteht die Gefahr, dass er durch die Bedienung innovativer Technologien (z.B. Mobiltelefone) unachtsam wird und visuell abgelenkt ist, andererseits kann die Nutzung von Fahrerassistenzsystemen die den Fahrer bei der Fahraufgabe unterstützten einen wertvollen Beitrag zur Fahrsicherheit bieten. Die steigende Aktualität beider Problematiken wirft die Frage auf: "Kann der Fahrer sich erfolgreich dem ständig wachsenden technologischen Fortschritt anpassen?" Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist der Erkenntnisgewinn zur Verbesserung des Fahrverhaltens indem der Verhaltensänderungen zugrunde liegende psychologische Mechanismen untersucht werden. Eine Vielzahl an Literatur zu Fahrerassistenzsystemen und Aufmerksamkeitsverteilung wurde vor dem Hintergrund von Verhaltensanpassung der Fahrer recherchiert. Daten mehrerer empirischer Quellen, z. B. Fahrverhalten, Blickbewegungen, Videomitschnitte und subjektive Daten dienten zur Datenauswertung zweier Fahrerassistenzsysteme. Im Rahmen einer Feldstudie zeigte sich, dass Bremskapazitäts-Kollisionswarnungen zur sofortigen visuellen Aufmerksamkeitsverteilung zur Fahrbahn und zum Bremsen führen, Fahrer allerdings ihre Reaktion anpassen indem sie zur Warnanzeige im Kombinationsinstrument schauen. Ein anderes Phänomen der Verhaltensanpassung wurde in einer Fahrsimulatorstudie zur Untersuchung eines Ablenkungswarnsystems, das dabei hilft die Blicke von Autofahrern stets auf die Straße zu lenken, gefunden. Diese Ergebnisse weisen nach, dass solch ein System unterstützt achtsamer zu sein und sicherer zu fahren. Die vorliegenden Befunde wurden im Zusammenhang zu Vorbefunden zur Verhaltensanpassung zu Fahrerassistenzsystemen, Fahrerkalibrierung und Akzeptanz von Technik diskutiert. Basierend auf den gewonnenen Erkenntnissen wurde ein neues Vorgehen zur Untersuchung von Mensch- Maschine-Interaktion eingeführt. Aufbauend auf den Resultaten der vorliegenden Arbeit wurde ein ganzheitliches Modell zur Fahrsicherheit und -management, das DO-IT BEST Feedback Modell, entwickelt. Das Modell bezieht sich auf multitemporale Fahrer-Feedbackstrategien und soll somit einen entscheidenen Beitrag zur Verkehrssicherheit und dem Umgang mit Fahrerunaufmerksamkeit leisten. Die zentralen Beiträge dieser Arbeit sind die Gewinnung neuer Erkenntnisse in den Bereichen der Angewandten Psychologie und der Verkehrspsychologie in den Kontexten der Aufmerksamkeitsverteilung und der Verbesserung der Gestaltung von Fahrerassistenzsystemen fokusierend auf den Bediener. Die Dissertation besteht aus einem Einleitungsteil, drei empirischen Beiträgen sowie drei Buchkapiteln und einer abschliessenden Zusammenfassung.:Abstract i Zusammenfassung iii List of included publications v Acknowledgements vii Previously published work ix Table of contents xi Preface xii 1 Chapter 1 Introduction 1 1.1 Outline 1 1.2 Objectives 2 1.3 Background 8 1.3.1 Behavioural adaption to ADAS 8 1.3.2 Driver distraction and inattention 9 2 Chapter 2 Paper I 23 3 Chapter 3 Paper II 47 4 Chapter 4 Paper III 61 5 Chapter 5 Paper IV 91 6 Chapter 6 Paper V 117 7 Chapter 7 Paper VI 143 8 Chapter 8 Conclusions and discussion 161 8.1. Contributions 161 8.2. Implications 171 8.3. Limitations and research needs 173 9 References 177 Curriculum Vitae 199 Eidesstattliche Erklärung 201