Die Rolle kognitiver Prozesse beim komplexen Problemlösen

Dr. Beate Eichmann, Wissenschaftliche Mitarbeiterin DIPF

Das Promotionsprojekt befasst sich mit der Untersuchung kognitiver Prozesse beim komplexen Problemlösen (KPL) anhand von Prozessmaßen. Als Datengrundlage dienen Log-Daten aus der PISA-Studie von 2012. Diese bilden das Verhalten von Schüler*innen ab. Das Promotionsvorhaben startete im Projekt „Prozessindikatoren: Von der Erklärung des Aufgabenerfolgs zum formativen Assessment – Profan“ und wurde am Zentrum für Internationale Bildungsvergleichsstudien zu Ende geführt. Insgesamt entstanden hierzu drei Arbeiten.

Arbeit 1: The role of planning in complex problem solving➚

In der ersten Arbeit wurde der Zusammenhang zwischen verschiedenen Aspekten von Planung mit der Leistung bei KPL untersucht. Betrachtet wurden die Dauer der Planung, der Zeitpunkt der Planung und die Zeiteinteilung im Problemlösungsprozess. Die Ergebnisse zeigten, dass eine möglichst frühe Planung im Allgemeinen vorteilhaft beim KPL ist. Die beiden anderen Planungsaspekte zeigten jedoch ausschließlich aufgabenabhängige Effekte. Bei leichten Aufgaben war eine gleichmäßige Zeiteinteilung von Vorteil während bei schwereren Aufgaben eine Einteilung in längere und kürzere Planungsintervalle vorteilhaft war. Die Wirkung der Planungsdauer war ebenfalls aufgabenabhängig, wies jedoch nur einen schwachen Zusammenhang mit der Schwierigkeit der Aufgabe auf. Daher scheint dieser Zusammenhang auf anderen Aufgabenmerkmalen zu basieren.

Arbeit 2: Using process data to explain group differences in complex problem solving➚

In der zweiten Arbeit wurden Leistungsunterschiede in Abhängigkeit vom Geschlecht und vom Migrationshintergrund der Schüler*innen beim KPL untersucht. Es konnten Leistungsunterschiede beim KPL zugunsten von Jungen gegenüber Mädchen und zugunsten von Schüler*innen ohne Migrationshintergrund gegenüber Schüler*innen mit Migrationshintergrund beobachtet werden. Es wurde überprüft, ob sich diese Leistungsunterschiede durch die Prozessmaße Interaktions- und Explorationshäufigkeit erklären lassen. Es zeigte sich, dass beide Prozessmaße positiv mit der KPL-Leistung zusammenhingen. Darüber hinaus konnte die höhere Leistung der Jungen gegenüber den Mädchen durch die Interaktionshäufigkeit teilweise und durch die Explorationshäufigkeit vollständig aufgeklärt werden. Der Leistungsunterschied in Abhängigkeit des Migrationshintergrundes konnte hingegen weder durch Interaktions- noch durch Explorationshäufigkeit aufgeklärt werden.

Arbeit 3: Exploring behavioural patterns during complex problem solving➚

Die dritte Arbeit hatte das Ziel, die Rolle von Explorationsverhalten beim KPL genauer zu klären. Außerdem wurden komplexe Verhaltensmuster und ihr Zusammenhang mit der Leistung beim KPL untersucht. Dazu wurde eine Einteilung des Explorationsverhaltens in lösungsrelevante und lösungsunabhängige Exploration vorgenommen. Entgegen den Ergebnissen aus der zweiten Arbeit konnte gezeigt werden, dass lösungsunabhängige Exploration häufiger bei erfolgloser Aufgabenbearbeitung auftrat. Somit scheint lediglich lösungsrelevante Exploration zu einer höheren KPL-Leistung beizutragen. Außerdem wurden Verhaltensmuster identifiziert, die auf verschiedene Stärken und Schwächen der Schüler*innen beim KPL hinwiesen.

Referenz: Eichmann, B. (2020). Die Rolle kognitiver Prozesse beim komplexen Problemlösen [Goethe Universität Frankfurt]. http://publikationen.ub.uni-frankfurt.de/frontdoor/index/index/docId/56112➚

Betreuer: Prof. Dr. Frank Goldhammer