Informationsanordnung und kausale Urteilsbildung: Einfluss unterschiedlicher externaler Repräsentationen auf die Beurteilung der Stärke monokausaler Zusammenhänge

Abstract

Es gibt eine lange Forschungstradition zu der Frage, wie Menschen kausale Beziehungen identifizieren und bewerten. Obwohl ein großer Teil der Laborstudien dabei auf medial vermittelte Informationsformen zurückgreift, wurden in der bisherigen Forschung zur kausalen Urteilsbildung bislang nur am Rande mediale Faktoren wie Repräsentationsformate, Informations- und Darbietungsarten zur Aufklärung divergenter Befunde und Interpretationen herangezogen. In dieser Arbeit stehen solche medialen Faktoren hingegen im Zentrum des Interesses.

Im theoretischen Teil der Arbeit werden zunächst philosophische Konzeptionen der Kausalität vorgestellt. Anschließend werden wichtige psychologische Theorien und Modellvorstellungen sowie die einschlägigen empirische Befunde zu der Frage diskutiert, inwieweit Personen bei der Beurteilung monokausaler Beziehungen regelbasiert vorgehen. Die bisherige Diskussion wurde vor allem von assoziationistischen und regelbasierten Modellvorstellungen dominiert. Im Rahmen dieser Theorien wurde der Einfluss sowohl situativer Faktoren (z.B. Form der Informationspräsentation) als auch individueller Faktoren (z.B. mentale Verarbeitungskapazität) kaum beachtet, obwohl es zahlreiche empirische Hinweise gibt, dass diese Faktoren relevant sein könnten. Um dieses Defizit auszugleichen, wird in Anknüpfung an die Kosten-Nutzen-Theorie von Kleinmuntz & Schkade (1993) sowie Ansätzen zur distribuierten Kognition (u.a. Zhang, 1997, 2000) ein Mehrebenenmodell entwickelt, das verschiedene Theorien und Modelle zum Denken und Problemlösen mit Medien beziehungsweise externen Repräsentationen integriert. Dabei wird ein Schwerpunkt auf die kognitive Verarbeitung von Texten, Tabellen und Diagrammen gelegt und detailliert analysiert, inwieweit externe Repräsentationen die Anwendung regelkonformer Beurteilungsstrategien erleichtern oder erschweren.

Ausgehend von diesem Modell wurden drei empirische Studien durchgeführt. In der ersten Studie wurden die Einflüsse der Faktoren Präsentationsform (Tabellen vs. Stapeldiagramme) und Informationsart (absolute vs. relative Häufigkeiten) auf den Erwerb von Wissen über Kausalbeziehungen untersucht. Analysiert wurden u.a. die Variablen Regelkonformität, Bearbeitungszeit und Strategiewahl. Dabei konnten jedoch nur schwache Auswirkungen auf die Bildung von Kausalurteilen festgestellt werden. Deutlichere Unterschide ergaben sich im Vergleich mit einer Kontrollgruppe, welche die verschiedenen Informationen in Form einer Liste summarisch dargeboten bekam. So konnte z. B. durch Einzelkontraste nachgewiesen werden, dass die Probanden unter der Bedingung "Staapeldiagramm mit Wahrscheinlichkeiten" signifikant häufiger regel-basiert vorgingen als die Probanden unter der Kontrollbedingung "Protokollliste". Aufgrund einer Nachbefragung konnte vermutet werden, dass die Verarbeitungsanforderungen an die Versuchspersonen im ersten Experiment zu gering waren. Deshalb wurden in der zweiten Studie die Einflüsse der Faktoren Darbietungsart (summarisch vs. einzelfallweise) und Strukturiertheit des Informationsangebotes (hoch vs. niedrig strukturiert) auf den Erwerb von Wissen über Kausalbeziehungen untersucht. Insbesondere eine einzelfallweise und niedrig strukturierte Informationsdarbietung sollte hohe Verarbeitungsanforderungen an die Versuchspersonen stellen. Erwartungsgemäß zeigte sich, dass eine summarische Informationsdarbietung zu einer signifikant höheren Anzahl regelkonformer Lösungen führt als eine einzelfallweise Informationsdarbietung. Für den Faktor Strukturiertheit des Informationsangebots ergab sich jedoch nur ein schwacher Zusammenhang.

In der dritten Studie wurde schließlich untersucht, inwieweit bei einzelfallweiser Darbietung die Möglichkeit zur Anfertigung von Notizen die Anzahl regelkonformer Lösungen erhöht. Dabei wurde angenommen, dass durch vorstrukturierte und freie Notizen als externe Hilfsmittel die kognitive Belastung verringert werden kann, was zu mehr regelkonformen Lösungen führen sollte. Die Ergebnisse zeigen jedoch, dass der Unterschied zwischen summarischen und einzelfallweisen Darbietungen durch Notizen nicht völlig nivelliert werden kann.

Insgesamt zeigen die Experimente, dass unterschiedliche Darbietungsarten einen sehr starken Einfluss auf die Anwendung von Beurteilungsregeln haben, während Unterschiede in der Präsentationsform und Informationsart zumindest bei den verwendeten Materialien weniger deutlich zu sein scheinen. Darüber hinaus konnte nachgewisen werden, dass Probanden mit hoher numerischer Verarbeitungskapazität signifikant häufiger von regel-konformen Strategien Gebrauch machten. Die Ergebnisse zeigen aber auch, dass einige in der Literatur vorgeschlagene Erklärungsmuster (wie z.B. die unterschiedliche Gedächtnisbeanspruchung) allein keineswegs ausreichen, die Befunde zu erklären.

Causal cognition is a long-standing research topic in cognitive science. Although most laboratory studies are using mediated information, e.g. paper and pencil, there have been only a few attempts to explain causal cognition by means of medial factors like representation formats, kinds of information and manners of presentation. In this thesis external representations and other media-related factors are the main topics of interest

The theoretical part of the thesis begins with a discussion of philosophical conceptions of causality. Subsequently, psychological theories and models are examined in more detail regarding the question of whether judgements of mono-causal relationships can be considered to be rule-based. This question has led to the well-known controversy between associationists and proponents of rule-based theories. Within these theoretical camps the influence of situational factors (e.g. forms of representation) as well as individual factors (e.g. mental capacities) have largely been neglected, although the empirical literature contains many hints that these factors may be important ingredients of causal cognition in everyday life. In response to this deficit the cost-benefit theory of Kleinmuntz & Schkade (1993), as well as approaches of distributed cognition (Zhang, 1997, 2000), external representation, and problem solving are integrated into a multi-level model of causal judgement. The theoretical analysis concludes with detailed hypotheses on how the processing of texts, tables, and diagrams facilitates or prevents rule-conform strategies of causal judgement.

On the basis of the theoretical analyses, three empirical studies are described. The first study investigates the influence of forms of representation (tables vs. bar charts) and kinds of information (absolute vs. relative frequencies) on the induction of causal relations. The main dependent variables are rule-conformity, processing time, and the choice of answer strategies. The results show that the independent variables are only weak predictors of performance. A control group that used a summarizing list revealed a more distinctive effect. Using a contrast analysis it could be shown that subjects under the condition "staple diagram with probablities" were using rule-based judgements to a significantly higher degree than subjects under the condition "protocol list".

A follow-up survey suggested that the processing demands were rather low in the first study. Therefore a second study with different manners of presentation (summary vs. trial-by-trial) and structuredness or distinctiveness of information (structured vs. unstructured) was conducted. A trial-by-trial presentation of unstructured information poses high demands on the learning of new causal relations. As expected, the results show a significantly higher number of rule-based solutions for summary presentations than trial-by-trial presentations. The variable of structuredness was of minor importance.

In the third study the impact of notes as supportive external representations on the number of rule-conform solutions in trial-by-trial representations was examined. It was hypothesized that both pre-structured and freely chosen forms of notes reduce the cognitive load and thus lead to more rule-conform solutions. The results indicate that the difference between summary and trial-by-trial presentations cannot be completely evened-out by notes.

Taken together, these experiments show that different manners of presentation can have a huge impact on the use of rule-based judgements, whereas representation formats and types of information seem to be of less importance. In addition, it could be shown that subjects with higher numeric processing capacities are using rule-based strategies to a significantly higher degree. These results suggest that some established explanatory patterns of the existing literature (e.g. memory load) are not sufficient to explain our findings.