HYBRID: Analyse von Augenbewegungen - Wie kommt das Gehirn vom sensorischen Abbild zum physikalisch-konzeptionellen Verständnis?

Abstract

Ein wesentlicher Bestandteil des physikalischen Verständnisses ist die Fähigkeit, visuelle Darstellungen wie Diagramme, Grafiken oder Gleichungen korrekt zu interpretieren. Diese Darstellungen dienen nicht nur der Kommunikation und dem Wissenserwerb, sondern sind auch zentrale Werkzeuge beim Problemlösen. Der Übergang vom sensorischen Erfassen dieser Darstellungen hin zu einem konzeptionellen, physikalischen Verständnis ist ein komplexer Prozess. Im Vortrag zeigt Prof. Dr. Pascal Klein, wie Eye-Tracking genutzt werden kann, um diesen Prozess auf einer detaillierten Ebene nachzuvollziehen.

Durch die Analyse von Augenbewegungen gewinnen wir Einblicke in die kognitive Verarbeitung verschiedener Repräsentationen, ohne dabei störend auf die Gedankenprozesse der Lernenden einzuwirken. Anhand unterschiedlicher Studien, u.a. zum Verständnis vektorieller Differentialoperatoren, demonstriere ich, wie durch Messung der visuellen Aufmerksamkeit Lernstrategien aufgedeckt, Lernschwierigkeiten identifiziert und die Komplexität von Aufgaben sichtbar gemacht werden kann. Darüber hinaus lässt sich Eye-Tracking auch als Feedbackinstrument in der Lehre einsetzen, wodurch sich eine enge Verzahnung von Forschung und Lehre ergibt.

Der Vortrag beleuchtet somit nicht nur die Herausforderungen im Umgang mit verschiedenen Darstellungsformen, sondern zeigt auch auf, wie interdisziplinäre Methoden an der Schnittstelle von Physikdidaktik, Kognitionswissenschaft und Fachwissenschaft zu einem tieferen Verständnis physikalischer Lernprozesse beitragen.