Die Rolle externer Repräsentationsformate bei Urteilen über das Verhalten einfacher dynamischer Systeme.
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das Verhalten dynamischer Systeme, also solcher Systeme, deren Zustand sich über die Zeit hinweg ändert, ist selbst für formal vorgebildete Urteiler oft schwer zu verstehen. Das gilt auch für relativ einfache Systeme, bekannt als Stock-Flow-Systeme, in denen sich der Zustand (Stock: z. B. Wasser in einer Badewanne) in Abhängigkeit von Zu- oder Abflüssen (Flow: Zu- und abfließendes Wasser) über die Zeit hinweg ändert. Bisherige Versuche, das Verständnis eines solchen Systemverhaltens zu erleichtern waren nicht sehr erfolgreich. Die im Projekt durchgeführten Arbeiten beruhten auf der theoretisch fundierten Annahme, dass unser kognitives System auf die Verarbeitung bestimmter Repräsentationsformate spezialisiert ist und Aufgaben, die in entsprechenden Repräsentationsformaten dargeboten werden im Prinzip weitgehend intuitiv lösen kann. Ausgehend davon sollte überprüft werden, ob eine systematische Variation der Art und Weise wie dynamische alltagsnahe Probleme dargeboten werden, Auswirkungen auf die Lösungswahrscheinlichkeit hat. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass kleinere Veränderungen des herkömmlichen Repräsentationsformats, sowohl was statische als auch die von uns benutzten animierten Darstellungsmöglichkeiten betrifft, wenig beim Verständnis der entsprechenden Stock-Flow-Aufgaben helfen. Das spricht eher gegen die Hypothese, dass wir über eine generelle und leicht aktivierbare valide mentale Repräsentation zum Lösen von Stock-Flow-Aufgaben verfügen. Mit einer relativ extremen Manipulation des Darstellungsformats, in dem der Fluss als Folge von Beständen dargestellt wurde, konnten wir die Lösungsrate jedoch deutlich erhöhen. Dieses Ergebnis sollte in weiteren Studien noch hinsichtlich der essenziellen Wirkbestandteile überprüft werden. Außerdem liegt es angesichts der konsistent niedrigen Lösungsraten bei der üblichen Repräsentation von Stock-Flow-Aufgaben nahe, die Fehler der Probanden näher zu analysieren, um die entsprechenden Problemlöseprozesse zu verstehen und Hinweise auf deren Optimierung zu bekommen. Insbesondere der durchgehend zu beobachtende Geschlechtsunterschied (höhere Lösungsraten für männliche Untersuchungsteilnehmer) sollte bei diesen Untersuchungen ein wichtiger Forschungsgegenstand sein. Ein weiterer Weg zur Optimierung der entsprechenden Problemlöseprozesse besteht darin, valide mentale Modelle aufzubauen. Dies ist insbesondere deswegen ein relevantes Forschungsziel, weil Stock-Flow-Aufgaben auch als einfache Versionen von Integralaufgaben, wie sie im Schulunterricht verwendet werden, verstanden werden können.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2012). Improving judgment and decision making through communication and representation. In M. K. Dhami, A. Schlottmann, & M. Waldmann (Eds.). Judgment and decision making as a skill: Learning, development and evolution. (pp. 229-258). Cambridge: Cambridge University Press
Sedlmeier, P. & Hilton, D.
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(2013). Does modification of representation format affect stock–flow thinking? In: R. Eberlein & I. J. Martínez-Moyano (Eds.) Proceedings of the 31st International Conference of the System Dynamics Society, Cambridge, MA, USA, (1- 12). 21-25 July, 2013. (ISBN/ISSN: 978-1-935056-1206)
Brockhaus, F., Arnold, J., Schwarz, M., & Sedlmeier, P.
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(2013). Effects of illustrations, specific contexts, and instructions: Further attempts to improve stock–flow task performance. In: R. Eberlein & I. J. Martínez-Moyano (Eds.). Proceedings of the 31st International Conference of the System Dynamics Society, Cambridge, MA, USA, (1-12). 21-25 July, 2013. (ISBN/ISSN: 978-1-935056-1206)
Schwarz, M., Epperlein, S., Brockhaus, F., & Sedlmeier, P.
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(2013). Stock-Flow-Systeme verstehen: Wie hilfreich ist eine Veränderung der Darstellung von Flussgrößen? In. U. Ansorge, E., Kirchler, C. Lamm, & H. Leder (Eds.) Abstracts of the 55th Conference of Experimental Psychologists. 24.3.-27.3.2013, Vienna, Austria, p. 43. - Lengerich : Pabst Sciene Publishers. (ISBN/ISSN: 978-3-89967-852-9)
Brockhaus, F. & Sedlmeier, P.
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(2013). Visual integration with stock-flow models: How far can intuition carry us? In: R. Eberlein & I. J. Martínez-Moyano (Eds.) Proceedings of the 31st International Conference of the System Dynamics Society, Cambridge, MA, USA, (1-12). 21-25 July, 2013. . (ISBN/ISSN: 978-1-935056-1206)
Sedlmeier, P., Brockhaus, F.,& Schwarz, M.
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(2013, March). Darstellung dynamischer Systeme – die Wirkung multimedialer Simulationen auf die Performanz in Stock-Flow-Aufgaben. In U. Ansorge, E. Kirchler, C. Lamm & H. Leder (Hrsg.), Abstracts of the 55. Tagung experimentell arbeitender Psychologen (S. 261). Lengerich: Pabst Science Publishers. (ISBN: 978-3-89967-852-9)
Schwarz, M. & Sedlmeier, P.
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(2014). Visual integration with stock-flow models: How far can intuition carry us? In P. Bender, R. Hochmuth, P. Fischer, D. Frischemeier,& T. Wassong (Eds.). Using tools for learning mathematics and statistics (pp. 57-70). Berlin: Springer
Sedlmeier, P., Brockhaus, F., & Schwarz, M.
