Geometrische Analogieaufgaben und Intelligenz

Projekt: "Kurzzeitiges vs. langzeitiges Lernen auf dem Gebiet der Mathematik"

Das Verbundprojekt fokussierte (...) die Untersuchung (1) zerebraler Korrelate kurzfristiger und längerfristiger Lerneffekte sowie individueller Unterschiede im mathematischen Denken sowie (2) die Zusammenhänge zu kognitiven und nicht kognitiven psychometrischen Testleistungen. (...) Zur Identifikation zerebraler Korrelate mathematischen Denkens und Lernens sowie der Quellen interindividueller Unterschiede wurden Aufgaben aus verschiedenen Teilbereichen der Mathematik (Arithmetik, Geometrie, Algebra) eingesetzt. Zwei Kohorten von Schülerinnen und Schülern der 11. Klasse des Berliner Netzwerks mathematisch-naturwissenschaftlicher Schulen wurden für die Teilnahme an der (Langzeit-) Untersuchung gewonnen. In einem ersten Schritt wurden alle teilnehmenden Schüler einer mehrstündigen psychometrischen Testung unterzogen. Erfasst wurden theoriegeleitet und empiriegeleitet das mathematische Interesse, verschiedene Intelligenzmaße, Konzentrationsvermögen, Arbeitsgedächtnis, Persönlichkeitseigenschaften und motivationale Faktoren. Die Daten der psychometrischen Testung waren Ausgangsbasis für die Auswahl von Probranden für die sich anschließenden experimentellen Untersuchungen. Mathematisch hoch befähigte Probanden (hohe fluide Intelligenz, ausgeprägtes Interesse an Mathematik) und mathematisch durchschnittlich befähigte Probanden (durchschnittliche fluide Intelligenz, kein ausgeprägtes Interesse an Mathematik) wurden bei der Aufgabenbewältigung untersucht. Der Schwierigkeitsgrad aller Anforderungen wurde systematisch variiert. Erhoben wurden behaviorale Parameter (Reaktionszeiten, Fehler), psychophysiologische Indikatoren (Pupillenreaktion, Blickbewegungen) sowie fMRT-BOLD-Signale. Um vergleichende Aussagen über kurz- gegenüber längerfristigen Lerneffekten machen zu können, wurden die Probanden nach einem Jahr erneut mit dem prototypischen Aufgabenmaterial konfrontiert. Die experimentell erhobenen Daten wurden umfassend statistisch analysiert: aufgabenbezogen vs. aufgabenübergreifend, lernphasenbezogen, methodenvergleichend und unter Bezugsetzung zu den psychometrischen Befunden. (DIPF/Projektträger)
Inhaltlich-methodische Beschreibung
We report a 1-year follow-up functional magnetic resonance imaging study of a geometric analogical reasoning task in high fluid intelligence high-school students. This study was designed to characterise the cerebral correlates of geometric analogical reasoning and to improve our knowledge about the impact of general cognitive development on behavio ... We report a 1-year follow-up functional magnetic resonance imaging study of a geometric analogical reasoning task in high fluid intelligence high-school students. This study was designed to characterise the cerebral correlates of geometric analogical reasoning and to improve our knowledge about the impact of general cognitive development on behavioural performance and on cerebral mechanisms underlying geometric analogical reasoning in adolescents. Our data indicate that a fronto-parietal network comprising the left and right parietal lobes and the left middle frontal gyrus was equally modulated by task difficulty at both measuring time points. At the behavioural level, however, participants showed improvements in performance at the second measuring time point. The behavioural improvements point to a more efficient task processing. As this is not accompanied by differential recruitment of fronto-parietal brain regions, the data suggest an increase in neural efficiency for these brain regions. (Projekt)
Forschungsdesign
  • Querschnitt
Untersuchungsgebiet (geogr.)
  • Deutschland; Berlin
Erhebungseinheit Schüler
Auswahlverfahren
  • Nicht-Wahrscheinlichkeitsauswahl Bewusste Auswahl
Grundgesamtheit / Population
  • Schüler an Gymnasien im Alter von 17 Jahre (N=22)

Teil des Projekts / der Reihe

Projekttitel
  • Kurzzeitiges vs. langzeitiges Lernen auf dem Gebiet der Mathematik
  • Zerebrale Korrelate, Bereichsspezifik und Quellen individueller Unterschiede - 2. Förderphase
Projektlaufzeit
  • 2008 - 2011
Leitung van der Meer, Elke / Wartenburger, Isabell
Fördereinrichtung Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Förderkennzeichen 01GJ0801 / 01GJ0802
Förderprogramm / Forschungsprogramm
Website
Anmerkungen (Projekt)
  • Das Verbundprojekt unterteilte sich in einen psychologischen Teil unter der Leitung von Elke van der Meer (Förderkennzeichen: 01GJ0801, Laufzeit: 01.04.2008-31.10.2011) und einen Bildgebungs-Teil (FKZ: 01GJ0802, Laufzeit: 01.04.2008-30.09.2011).

Geometrische Analogieaufgaben und Intelligenz

Erhebungsverfahren
  • Messungen und Tests
Verfügbarkeit Nein

Publikationen

  • Foth, M. (2012). Prädiktoren überdurchschnittlicher mathematischer Leistungen in der gymnasialen Oberstufe.
    Literaturnachweis auf fachportal-paedagogik.de
  • Krueger, F. & Landgraf, S. & Meer, E. & Deshpande, G. & Hu, X. (2011). Effective connectivity of the multiplication network. A functional MRI and multivariate granger causality mapping study. Human brain mapping, 32(9), 1419-1431.
    Literaturnachweis auf fachportal-paedagogik.de
  • Preusse, F. & Meer, E. & Deshpande, G. & Krueger, F. & Wartenburger, I. (2011). Fluid intelligence allows flexible recruitment of the parieto-frontal network in analogical reasoning. Frontiers in human neuroscience, 5(22), 14 S..
    Literaturnachweis auf fachportal-paedagogik.de
  • Preusse, F. (2011). High fluid intelligence and analogical reasoning. Behavioural and cerebral correlates and their temporal characteristics. Humboldt-Universität zu Berlin.
    Literaturnachweis auf fachportal-paedagogik.de
  • Sassenberg, U. & Meer, E. & Foth, M. & Wartenburger, I. (2011). Show your hands. Are you really clever? Reasoning, gesture production, and intelligence. Linguistics : an interdisciplinary journal of the language, 49(1), 105-134.
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  • Meer, E. (2011). Verbundprojekt. Kurzzeitiges vs. Langzeitiges Lernen auf dem Gebiet der Mathematik. Zerebrale Korrelate, Bereichsspezifik und Quellen individueller Unterschiede, Psychologischer Teil. Schlussbericht. Humboldt-Universität zu Berlin.
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  • Landgraf, S. & Meer, E. & Krueger, F. (2010). Cognitive resource allocation for neural activity underlying mathematical cognition. A multi-method study. ZDM : the international journal on mathematics education, 42(6), 579-590.
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  • Sassenberg, U. & Meer, E. (2010). Do we really gesture more when it is more difficult? Cognitive science, 34(4), 643-664.
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  • Preusse, F. & Meer, E. & Ullwer, D. & Brucks, M. & Krueger, F. & Wartenburger, I. (2010). Long-term characteristics of analogical processing in high-school students with high fluid intelligence: an fMRI study. ZDM : the international journal on mathematics education, 42(6), 635-647.
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  • Bornemann, B. & Foth, M. & Horn, J. & Ries, J. & Warmuth, E. & Wartenburger, I. & Meer, E. (2010). Mathematical cognition.Individual differences in resource allocation. ZDM : the international journal on mathematics education, 42(6), 555-567.
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  • Wartenburger, I. & Kühn, E. & Sassenberg, U. & Foth, M. & Franz, E. & Meer, E. (2010). On the relationship between fluid intelligence, gesture production, and brain structure. Intelligence : a multidisciplinary journal, 38(1), 193-201.
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  • Wartenburger, I. & Heekeren, H. & Preusse, F. & Kramer, J. & Meer, E. (2009). Cerebral correlates of analogical processing and their modulation by training. NeuroImage, 48(1), 291-302.
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  • Meer, E. & Beyer, R. & Horn, J. & Foth, M. & Bornemann, B. & Ries, J. & Kramer, J. & Warmuth, E. & Heekeren, H. & Wartenburger, I. (2009). Resource allocation and fluid intelligence. Insights from pupillometry. Psychophysiology, 47(1), 158-169.
    Literaturnachweis auf fachportal-paedagogik.de
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