From letters to words, from digits to numbers: Similarities, differences and modal influences on writing processes from different perspectives

Abstract

Die Entwicklung der Schrift ist eng mit der Entwicklung des (arabischen) Zahlensystems und der Darstellung von Mengen verbunden. Dennoch haben sich unterschiedliche Schriftsysteme für Buchstaben und Zahlen entwickelt. Die domänenspezifischen kognitiven Prozesse, die den Schriftsystemen unterliegen, wurden von der Sprach- und Zahlenverarbeitungsforschung vorwiegend jeweils in ihrem Forschungsfeld betrachtet. Domänenübergreifende kognitive Prozesse, die an der graphomotorischen Ausführung des Schreibens beteiligt sind, spiegeln die gemeinsamen Wurzeln beider Schriftsysteme wider, wurden jedoch bisher nicht gemeinsam untersucht. Mit zunehmender Nutzung digitaler Medien ist davon auszugehen, dass sich sowohl die domänenspezifischen als auch die domänenübergreifenden kognitive Prozesse des Schreibens verändern. Diese Veränderungen zu verstehen ist unerlässlich, um die unterschiedlichen Einflüsse digitaler Medien auf orthographische und arithmetische Fähigkeiten erklären zu können. Dieses Thema wird in der vorliegenden Arbeit anhand von sechs Studien behandelt: Ausgehend von den kognitiven Prozessen, die beim Schreiben des alphabetischen Schriftsystems, der Zahlen und des numerischen Transkodierens beteiligt sind, werden domänenspezifische und domänenübergreifende Aspekte des Schreibens auf Verhaltens- und neurokognitiver Ebene betrachtet. Typische, fehlerhafte und beeinträchtigte Prozesse des Schreibens sowie der arithmetischen Fähigkeiten werden bei Kindern mit und ohne besonderem Förderungsbedarf sowie bei neurologischen Patienten untersucht. Mit der Untersuchung verschiedener Modalitäten des Schreibens (d.h. handschriftliches Schreiben oder Tippen am Computer) wird der zunehmenden Veränderung des Schreibens durch den Einsatz digitaler Medien Rechnung getragen. Anschließend wird die Anwendung digitaler Medien für die Diagnostik orthographischer und arithmetischer Fähigkeiten und deren Förderung dargestellt. Die so gewonnenen Erkenntnisse bilden die Grundlage für die Entwicklung eines integrierten theoretischen Modells für das Schreiben von Buchstaben und Zahlen in unterschiedlichen Modalitäten. Dieses Modell wird abschließend dahingehend evaluiert, ob es typische sowie beeinträchtigte kognitive Prozesse des Schreibens über Domänen und Modalitäten hinweg umfassend abbilden kann. Mit der Integration verschiedener Domänen und Modalitäten in ein gemeinsames Schreib-modell schlägt die vorliegende Arbeit einen theoretischen Rahmen für die Untersuchung der am Schreiben beteiligten kognitiver Prozesse vor, der sowohl aktuelle Forschungsergebnisse erklären als auch die Entwicklung des Schreibens abbilden kann.

The evolution of writing is closely related to the evolution of the (Arabic) number system and the notation of quantity. Yet, distinct scripts have developed for writing letters and digits. Domain-specific cognitive processes involved in writing of those scripts have merely been addressed by linguistic and numerical research within their respective domain. Domain-general cognitive processes involved in the graphomotor execution of writing reflect the common origins of both scripts. However, they have not yet been investigated in an integrated theoretic model on writing. Nowadays, digital media is increasingly replacing handwriting. Consequently, both domain-specific and domain-general cognitive processes of writing are subject to changes in the execution of writing. Understanding these changes when switching from handwriting to typing in both the language and the number domain seems essential to explain the different influences of writing media (i.e., handwriting or typing) on orthography and arithmetic skills. This issue is addressed in the present thesis by means of six studies: beginning with the cognitive study of writing alphabetic and numerical scripts in general and number transcoding in particular, domain-specific and domain-general aspects of writing in both domains are investigated on the behavioral and the neuro-cognitive level. Typical, erroneous and impaired writing processes as well as arithmetic skills are examined in both typically and atypically developing children as well as in neurological patients. The influence of the actual writing mode (i.e., handwriting or typing) on orthography and arithmetic skills is further investigated to take into account the increasing change of writing from handwriting to typing caused by the use of digital media. Application of digital media in the diagnosis and intervention of orthography and arithmetic skills is finally outlined. Insights gained from these studies provide the foundation for the development of an integrated theoretical writing model which is extended to writing with digital media. This model is then evaluated with regard to its validity to comprehensively represent typical as well as impaired writing processes across domains and writing modalities. By integrating different writing domains and modalities into a common theoretical writing model, the present thesis contributes to the investigation of cognitive processes involved in writing, keeping up with the latest methods and results in the study of writing as well as its evolution.