Potentiale neurophysiologischer Maße für Forschung zum Instruktionsdesign am Beispiel dekorativer Bilder.
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Dekorative Bilder (DP) werden häufig in multimedialem Lernmaterial verwendet und werden, da sie nicht aufgabenrelevant sind, gemeinhin als Seductive Details (verführerische Details) betrachtet. In Studien wurden für Seductive Details gemischte Effekte auf Lernen und Leistung berichtet. Unter anderem wurden eine erhöhte kognitive Belastung (Cognitive Load, CL) und Ablenkung als mögliche Erklärungen für die nachteiligen Auswirkungen vermutet. Im aktuellen Forschungsprojekt wurden zwei Ziele verfolgt: Erstens wurden anhand von (neuro-) physiologischen Prozessmaßen, der EEG-Thetaund Alpha-Frequenzbandpower und der Pupillendilatation als Proxys für CL, die Auswirkungen von DP auf CL während des Lernens und der Aufgabenausführung untersucht. Die Anzahl der Fixationen diente als Maß für Aufmerksamkeit. In vier Studien wurden spezifische Merkmale der DP und der primären Aufgaben manipuliert. In den Studien S1 und S2 wurde untersucht, ob DP grundsätzlich ablenkend wirken und die CL erhöhen und ob dies von der Schwierigkeit der primären Aufgabe abhängt. In Studie S3 wurde untersucht, ob emotionale Aspekte der DP die Effekte auf CL und Aufmerksamkeit verändern würden. Studie S4 fragte, ob CL und Aufmerksamkeit auf die DP durch die Kongruenz zwischen den dargestellten Motiven und dem Lerninhalt verändert werden. Zweitens zielte das Forschungsprojekt darauf ab, weitere Erkenntnisse über die Einsetzbarkeit der physiologischen Maße in Aufgabensettings mit eher komplexem multimedialen Aufgabenmaterial und deren Sensitivität hierin zu gewinnen. Dazu wurden zusätzlich zu den Lernaufgaben die EEG- und Eyetracking-Daten für hochkontrollierte n-back Arbeitsgedächtnisaufgaben mit den gleichen Manipulationen der DP analysiert. Zusätzlich wurde in einigen der Studien die frontale Alpha-Asymmetrie (FAA), ein Differenzmaß im EEG-Alpha-Band zwischen linker und rechter Gehirnhälfte, als potenzielles Maß für emotional-motivationale Prozesse analysiert und es wurde die EEG-Frequenzbandpower zusätzlich fixationsbezogen analysiert, um direktere Einblicke in die CL zu erhalten, wenn DP fixiert waren. Hinsichtlich des ersten Ziels zeigte sich, dass die DP in allen Studien (wenn auch eher geringfügig) die CL erhöhten, jedoch ohne das Lernen oder die Aufgabenleistung zu beeinträchtigen. Insbesondere emotionale DP (negativ oder positiv) und kongruente DP zogen die Aufmerksamkeit auf sich, doch insgesamt war die Aufmerksamkeit auf DP eher gering. Was das zweite Ziel betrifft, so erwies sich die EEG-Theta-Frequenzbandpower überraschenderweise als ein eher unzuverlässiger Indikator für CL. Die Ergebnisse für die Pupillendilatation waren uneinheitlich, was zumindest teilweise auf unvermeidliche Helligkeitsunterschiede in den multimedialen Aufgabenmaterialien zurückzuführen ist. Während sich für die FAA ebenfalls keine Effekte zeigten, erwies sich die EEG-Alpha-Frequenzbandpower als der empfindlichste (und praktikabelste) Proxy für CL während des Lernens und der Aufgabenausführung.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Using EEG and eye-tracking as process measures to study the effects of pictorial seductive details. 18th Biennial Conference of the European Association for Research on Learning and Instruction (EARLI). Aachen, Germany.
Scharinger, C.
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Promises and pitfalls of using neurophysiology to study the effects of pictorial seductive details. European Association for Research on Learning and Insruction (EARLI). Special Interest Group (SIG) 27 (online conference).
Scharinger, C.
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The effects of decorative pictures on text reading and working memory performance as revealed by EEG alpha frequency band power and pupil dilation data. 62. Tagung experimentell arbeitender Psychologen (TeaP)
Scharinger, C.
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(K)ein Seductive-Details-Effekt für virtuelle Umgebungen? Symposium „Lernen mit VR- und AR-Technologie: Konzeptuelle Grundlagen und empirische Befunde“. 18. Tagung der Fachgruppe Pädagogische Psychologie (PaePsy 2021). Pädagogische Hochschule Heidelberg.
Scharinger, C., Klötzel, A., Halfmann, M. & Gerjets, P.
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Using EEG and Eye-Tracking to study the seductiveness of decorative pictures. 19th Biennial Conference of the European Association for Research on Learning and Instruction (EARLI). Gothenburg, Sweden.
Scharinger, C.
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Augmented data to study augmented learning materials: Using EEG and pupil dilation data to study the effects of decorative elements on text reading and working memory performance. 52. Kongress der Deutschen Gesellschaft für Psychologie (DGPs). Hildesheim.
Scharinger, C.
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Effects of decorative pictures on mental processing demands and learning: An EEG and eye-tracking study. Acta Psychologica, 231, 103798.
Scharinger, Christian
