Identifikation von Lösungsstrategien bei der mentalen Rotation im Kindergartenalter Ergebnisse einer latenten Klassenanalyse Claudia Quaiser-Pohl Universität Siegen Tobias Amberger Universität Trier

Gliederung Mentale Rotation im Vorschulalter Der Bilderrotationstest - BiRT Lösungsstrategien bei Raumvorstellungsaufgaben Lösungsstrategien im BiRT Ergebnisse der Latent Class Analyse Ergebnisse der LatentTransition Analyse

Mentale Rotation im Vorschulalter? nach Piaget: Vorstellung von Bewegung (mentale Rotation) erst beim Übergang zum konkret-operationalen Stadium (mit 7-8 Jahren) möglich widersprüchliche empirische Befunde Merkmale des Aufgabenmaterials wie Konkretheit, Bekanntheit und Salienz der Stimuli beeinflussen die mentale Rotationsleistung keine Geschlechtsunterschiede

Der Bilder-Rotationstest (BiRT) Stimuli: farbige 3-dimensionale Abbildungen von Tieren und Menschen Anforderung: Rotation in der Bildebene Testumfang: 12 (16) Items plus 2 Beispielitems 1 Standardreiz und 3 Vergleichsreize (1 rotiert; 2 gespiegelt) Zielgruppe: 4- bis 6Jährige Hinze (2002); Quaiser-Pohl (2003)

Warum Analyse von Lösungsstrategien im BiRT ? Hinweise: Deckeneffekt nach Förderung bimodale Verteilung der Testwerte Strategieunterschiede bei Rotationsaufgaben bei Erwachsenen als Indikator für Entwicklungsprozesse

Lösungsstrategien bei Aufgaben zum räumlichen Vorstellen whole approach holistische Strategien Barratt (1953) Cooper (1976) Lohman & Kyllonen (1983) Schultz (1991) räumlich-visuelle Strategien part approach analytische Strategien nicht räumlich-visuelle Strategien verbal-analytische Strategien move object move self key feature

Analyse von Lösungsstrategien bei Raumvorstellungsaufgaben lautes Denken (French, 1965; Grüßing, 2002) intro- bzw. retrospektive Berichte (Schultz, 1991) Diskussion über die Aufgabenbearbeitung (Myers, 1957) Reaktionszeiten (Putz-Osterloh, 1977) Blickverhalten (Just & Carpenter, 1985) Item Response Theorien (Glück et al., 2002; Lohaus et al., 1994) LCA bzw. LTA (Geiser et al., 2004; 2006)

Bei der Lösung von mentalen Rotationsaufgaben beteiligte kognitive Prozesse Phase A Phase B Phase C Just & Carpenter (1985) Kyllonen, Lohman & Woltz (1984) Such- oder Enkodierphase Rotations- oder Synthese-phase Vergleichs-phase Rosser et al. (1985) Erkennen der unter- schiedlichen Ausrichtung Entwicklung einer Strategie Urteil über Überein-stimmung

Erhebung der Lösungsstrategien im BiRT durch retrospektive Interviews (Rohe, 2006) Im Anschluss an die Durchführung des BiRT anhand von 2 Items (Item 9 „Bär“; Item 8 „Frau mit Ball“) „Warum meinst du, dass diese Abbildung die richtige bzw. die falsche ist?“ durch statistische Analysen (Amberger, 2006) Replikation der gefundenen Lösungsstrategien durch Modelltestung mit Latent Class Analyse (LCA) Analyse der Veränderung der Strategie nach einem Training mit Latent Transition Analyse (LTA)

Lösungsstrategien im BiRT holististisch analytisch geringste Winkeldiskrepanz Details vergleichen gleiche Blickrichtung immer die erste bzw. die dritte Lösung Raten

Lösungsstrategien im BiRT  retrospektive Interviews (Rohe, 2006)

Modell erwarteter Lösungsstrategien Erkennen der unterschiedlichen Ausrichtung Entwicklung und Anwendung einer Lösungsstrategie Urteil über Übereinstimmung * eher räumlich-visuelle, aber auch verbal analytische Strategie ** (räumlich-)visuelle und (verbal-)analytische Strategien *** Sonstige nicht-räumliche Strategien Geeignete Strategie* Holistiker und Analytiker geringste Winkeldiskrepanz Bedingt geeignete Strategie** Gleiche Blickrichtung 1er Strategen Ungeeignete Strategie*** 3er Strategen Detail vergleichende Analytiker oder Rater Amberger (2006)

Stichprobe t1 TG zu t2 KG zu t2 kein t2 Hinze (2002) 109 - Köhler (2005) 94 Bremer (2005) 59 Rademacher et al. (2005) 95* 48 43 4 Wender et al. (2005) 18 Grimm (2006) 76 Rohe (2006) 114 56 55 3 GESAMT 565 104 192 271 t1: erster Messzeitpunkt; t2: zweiter Messzeitpunkt; TG: Trainingsgruppe; KG: Kontrollgruppe; * zu t1 nur Item 1-4 bearbeitet Amberger (2006)

Ergebnisse der Latent Class Analyse BIC-Werte und Anzahl freier Parameter der unterschiedlichen Klassenlösungen Unrestringiertes Modell Teilrestringiertes Vollständig restringiertes Modell Anzahl Klassen Freie Para-meter BIC 1 Klasse 12 8026 - 2 Klassen 25 7193 3 Klassen 38 7099 4 Klassen 51 7042 5 Klassen 64 7067 6 Klassen 77 7105 13 6960 5 7011 7 Klassen 90 7154 Amberger (2006)

Ergebnisse der Latent Class Analysen Itemprofil der 6-Klassenlösung (N = 565) Amberger (2006)

Häufigkeitsverteilung der Lösungsklassen % Holistiker und Analytiker 178 31,5 Geringste Winkeldiskrepanz 94 16,6 Gleiche Blickrichtung 115 20,4 1er Strategen 25 4,4 3er Strategen 66 11,7 Detail vergleichende Analytiker bzw. Rater 87 15,4 Amberger (2006)

Weitere Ergebnisse Die Lösungsstrategie steht in Zusammenhang mit der Testleistung dem Alter der Kinder dem Rotationswinkel Die Lösungsstrategie ist nicht abhängig vom Geschlecht Amberger (2006)

Lösungsstrategie und Testleistung (η2 = .74) Lösungsklassen N M SD Geeignete Strategien 142 10.47 1.31 Bedingt geeignete Strategien 174 4.86 1.78 Ungeeignete Strategien 154 4.41 1.56 Amberger (2006)

Lösungsstrategie und Alter (η2 = .22) Alter in Monaten SD Minimum Maximum Geeignete Strategie 70.4 5.95 52 83 Bedingt geeignete Strategie 64.0 7.53 48 81 Ungeeignete Strategie 61.0 7.91 76 Amberger (2006)

Lösungsstrategie und Alter Lösungsklasse Alter in Monaten SD Minimum Maximum Holistiker und Analytiker 70,4 5,95 52 83 Geringste Winkeldiskrepanz 62,8 8,35 48 78 Gleiche Blickrichtung 65,0 6,66 51 81 1er Strategen 60,0 9,25 75 3er Strategen 61,6 7,31 76 Detail vergleichende Analytiker und Rater 60,7 8,00 Amberger (2006)

Prozentueller Anteil „Holistiker und Analytiker“ an der Gesamtstichprobe bezogen auf das Alter Amberger (2006)

Ergebnisse der Latent Transition Analyse (LTA) Hinweise auf systematische Veränderung der Lösungsstrategie durch Training  geeignete Strategien werden häufiger verwendet

Ergebnisse der LTA: Wechsel der Lösungsklasse in Trainings- und Kontrollgruppe TG KG Lösungsklasse t1 t2 Holistiker und Analytiker 30% 63% 26% 41% geringste Winkeldiskrepanz 21% 14% 15% 9% gleiche Blickrichtung 23% 22% 1er Strategen 4% 0% 5% 2% 3er Strategen 12% 13% 8% Detail vergleichende Analytiker und Rater 18% Amberger (2006)

Latente Klassenübergangswahrscheinlich-keiten von t1 (Zeilen) zu t2 (Spalten) TG 1 2 3 4 5 6 1.00 .00 .42 .41 .17 .89 .11 .08 .63 .29 .28 00 .31 .25 .52 .12 KG .95 .05 .03 .45 .35 .53 .09 .13 .24 .32 .10 .23 .39 .14 .36 Amberger (2006)

Ausblick BiRT als „Entwicklungsdiagnostikum“  Erfassung des individuellen Entwicklungsstandes der mentalen Rotationsfähigkeit durch die Analyse des Lösungsmusters über alle Items Frühe Identifikation von Leistungsgruppen (rechenschwache, leserechtschreibschwachen, mathematisch begabten Kinder) anhand des Alters/Zeitpunkts, zu dem eine bestimmte Lösungsstrategie beherrscht wird.

Ein DANK gilt Jeanette Antemann, Madeleine Bremer, Christian Geiser, Marion Grimm, Antje Günther, Anja Köhler, Wolfgang Lehmann, Sina Marke, Jeanne Rademacher, Anna Rohe, Nicole Trautewig, Daniela Wagner und allen Kindern und Studierenden, die an den Untersuchungen beteiligt waren.

Lösungsstrategien beim BiRT Beispiel/Erläuterung Strategie Häufigkeit t1/t2 (in TrainingsGruppe) „wenn ich den Bär so drehe (Handbewegung), ganze Figur 27%/48.6% dann guckt er so wie hier“ drehen besonders auf den Kopf Drehen 0.9%/4.5% des Bären bzw. den Ball eines Teils bei der Frau achten der Figur bei Item „Bär“ Antwort Lösung mit 22.5/23.4% mit 45%-Winkel geringster Winkeldiskrepanz immer die 3. bzw. Favorisierung 18%/9% bzw. immer die bestimmter 1. Antwort Antwortpositionen

Lösungsstrategien beim BiRT Beispiel/Erläuterung Strategie Häufigkeit t1/t2 (in TG) „hat das Fell auf dem Rücken so wie …“; Details 9%/1.8% „weil ihre Schuhe vergleichen anders sind“ “guckt genauso gleiche 9.9%/6.3% wie der hier“ Blickrichtung “weiß nicht“ keine Antwort 12.6%/6.3% bzw. Raten

Ergebnisse der Latent Class Analyse Die Klassenzuordnungswahrscheinlichkeiten für die einzelnen Lösungsklassen (fett gedruckt) Klasse 1 2 3 4 5 6 .93 .01 .04 .00 .02 .73 .10 .13 .12 .70 .03 .80 .15 .07 .76 Amberger (2006)