Graphenverstehen: Modellierung und zugrundeliegende Prozesse

Der Nutzen von Graphen zu Zwecken der Veranschaulichung hat sich oft erwiesen, wo immer Leserinnen und Leser aus Texten lernen. Pädagogen und Pädagoginnen haben hervorgehoben, wie wichtig es ist, daß Studentinnen und Studenten lernen, Graphen und Diagramme richtig zu interpretieren und selbst auf Grundlage von Textinformation zu erstellen. Ganz allgemein helfen Graphen beim Denken und Problemlösen. Im beantragten Projekt soll das Verstehen hierarchischer Graphen untersucht werden. Alltagsbeispiele für solche Graphen sind die graphischen Veranschaulichungen von Computer-Dateisystemen, Familienstammbäume, Präferenzbäume usw. Ziele dieses Projektes sind es, die psychologischen Prozesse zu untersuchen, die dem Graphenverstehen zugrunde liegen, und ein Modell des Graphenverstehens zu testen. Zu diesem Zweck sollen moderne Verfahren der Blickbewegungsverfolgung eingesetzt werden.Das Projekt wird u.a. Design-Kriterien für das Zeichnen von Graphen liefern, um deren Verständnis zu verbessern.

In pädagogischen Settings, im Softwaredesign, im Management und vielen anderen angewandten Bereichen werden die Möglichkeiten einfacher graphischer Visualisierungen zunehmend erkannt und genutzt. Da die gleiche Information in unterschiedlichen Graphen dargestellt werden kann, beschäftigt sich die psychologische Forschung mit der Frage, wie verschiedene Graphen verarbeitet werden bzw. wie ein Graph aussehen muss, damit er allgemein verständlich ist. Eine Person, die beispielsweise in einer graphischen Visualisierung nach einer bestimmten Computerdatei sucht, wird oft mit der Frage konfrontiert, ob der "Ordner A in Ordner B" enthalten ist. Wie werden solch graphische Darstellungen verarbeitet und wie können die beteiligten Verstehensprozesse in einem einfachen Modell beschrieben werden? Eine Teilaufgabe beim Verstehen eines hierarchischen Graphen ist es, die beiden Zielobjekte (Ordner) zu finden und zu identifizieren. Eine zweite Teilaufgabe würde dann darin bestehen, die beiden Objekte mit Hilfe ihrer Position und ihren Verbindungslinien miteinander in Beziehung zu setzen. Diese und weitere Annahmen wurden mit Hilfe modernster Blickbewegungsaufzeichung in verschiedenen Experimenten überprüft. Dabei wurde das Modell des Graphenverstehens von Körner (2004) zugrunde gelegt. Der Autor postulierte ein Drei-Phasen-Modell, welches annimmt, dass auf zwei Suchphasen nach den Zielobjekten eine reine Verstehensphase folgt, in der die Verbindungslinien zwischen den Zielobjekten beurteilt werden. In den ersten beiden Phasen dagegen werden diese Verbindungslinien nicht verarbeitet. Die Ergebnisse der ersten Gruppe von Experimenten (Körner, submitted) unterstützen klar die Annahme eines Drei-Phasen-Modells. In der zweiten Serie von Experimenten (Körner, Höfler & Tröbinger, 2006; Körner, Höfler & Tröbinger, in preparation; Körner, 2006a, 2006b, 2006c) wurden blickbewegungsabhängige Veränderungen an den Graphen durchgeführt, indem unbemerkt von den Untersuchungsteilnehmern/-innen die Beziehung zwischen den Zielobjekten verändert wurde. Auch diesem, ausgesprochen harten empirischen Test, hielt das Drei-Phasen-Modell stand. Aufgrund differenzierterer Ergebnisse wurde das DreiPhasen- Modell etwas modifiziert. Ein Teil der Beziehungsinformation wird zwar bereits während der Suche nach den Zielobjekten vorverarbeitet, der Großteil des Verstehens findet aber erst statt, nachdem beide Zielobjekte gefunden wurden. Da die visuelle Suche und das Gedächtnis während des Graphenverstehens eine wesentliche Rolle spielen, wurden in weiterer Folge auch die Gedächtniseffekte bei einer wiederholten visuellen Suche in mehreren Experimenten untersucht. In einfachen Suchaufgaben (Ist ein bestimmter Buchstabe an- oder abwesend?) konnte dabei unter anderem der Effekt der Distanz zum zuletzt fixierten Objekt von tatsächlichen Gedächtniseffekten unterschieden werden (Höfler, 2006; Körner & Gilchrist, 2006; Höfler & Körner, in preparation).