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- URN to cite this document:
- urn:nbn:de:bvb:355-epub-553365
- DOI to cite this document:
- 10.5283/epub.55336
| Item type: | Thesis of the University of Regensburg (PhD) |
|---|---|
| Open Access Type: | Primary Publication |
| Date: | 24 January 2024 |
| Referee: | Prof. Dr. Petra Jansen |
| Date of exam: | 19 December 2023 |
| Institutions: | Human Sciences > Institut für Sportwissenschaft |
| Keywords: | Pupillometrie, Objektbasierte Transformation, Geschlechtsunterschiede / eye tracking, pupil diameter, object-based transformation, cognitive effort, sex differences, gender differences |
| Dewey Decimal Classification: | 100 Philosophy & psychology > 150 Psychology 700 Arts & recreation > 796 Athletic & outdoor sports & games |
| Status: | Published |
| Refereed: | Yes, this version has been refereed |
| Created at the University of Regensburg: | Yes |
| Item ID: | 55336 |
Abstract (English)
Spatial abilities play an important role in everyday life, as they are essential for understanding and interacting with our surroundings like navigation or handling tools (Newcombe & Shipley, 2015). They are also linked to success in STEM fields, such as mathematics (Xie et al., 2020). One of the spatial abilities is mental rotation, which can be described as the cognitive ability to visualize ...
Abstract (English)
Spatial abilities play an important role in everyday life, as they are essential for understanding and interacting with our surroundings like navigation or handling tools (Newcombe & Shipley, 2015). They are also linked to success in STEM fields, such as mathematics (Xie et al., 2020). One of the spatial abilities is mental rotation, which can be described as the cognitive ability to visualize and compare rotated objects in the mind. Mental rotation is an important skill and a necessity in various high-paying occupations, such as surgery, architecture, or engineering. Due to a persisting gender gap in STEM, the underlying reasons for sex differences in mental rotation performance continue to be an important research subject. With regard to the gender gap, possible influencing factors like gender stereotypes and resulting stereotype threats are investigated. Furthermore, methods to mitigate their negative effects are progressively developed and researched. A promising method derives from embodied cognition. Embodiment effects have been shown to improve cognitive performance (e.g., Rahe & Jansen, 2023) and to counter the negative influence of stereotype threats (Weger et al., 2012). They can be elicited via integrated aspects of a cognitive test itself (e.g., stimuli; Campbell et al., 2018) or via separate interventions (e.g., mindfulness; Rahe & Jansen, 2023). These possibilities are explored in this thesis.
Over the course of three studies, we investigated the effects of embodiment—via embodied stimuli and embodied mindfulness—and stereotype threat on chronometric mental rotation task performance and cognitive load. Possible sex differences were also included. In the first study, we analyzed mental rotation task performance with three types of stimuli that had different levels of embodiment, and gender. Here, pupillometric measurements were taken with eye-tracking technology to analyze cognitive load. In the second study, the effects of a 20-minute embodied focused attention mindfulness meditation were analyzed. The meditation and a control treatment, and gender were investigated regarding mental rotation performance and subjective cognitive effort. In the third study, we used a shorter embodied focused attention mindfulness meditation than in the second study, and combined it with explicit stereotype threat applied through auditory induction. All conditions and gender were investigated regarding mental rotation performance and pupillometric measurements of cognitive load.
In total, the studies provided evidence that the effects elicited by embodied test stimuli as well as one-time mindfulness interventions affected men and women similarly in their behavioral performance and cognitive load. Regarding these variables, the thesis’s findings also indicate that one brief mindfulness intervention may not be enough to induce significant embodiment effects. With the addition of a stereotype threat induction, the results of the third study indicate that, generally, higher levels of state mindfulness could prevent stereotype threat to influence cognitive performance. Lastly, the first study shows that the mental rotation of embodied figures is easier to process and needs less cognitive effort to solve the task.
In conclusion, this thesis provides new insights about possibly beneficial aspects of embodied cognition and mindfulness on mental rotation ability and cognitive load, and addresses sex differences and the influence of stereotype threat. The results may improve and inspire future research, and the discussion may highlight the practical importance due to the connection between mental rotation, mathematical abilities, and employment in the STEM fields.
Translation of the abstract (German)
Räumliche Fähigkeiten spielen eine wichtige Rolle im täglichen Leben, da sie für das Verstehen und Interagieren mit unserer Umgebung essentiell sind, wie beispielsweise in Navigation oder Werkzeughandhabung (Newcombe & Shipley, 2015). Sie stehen zudem mit Erfolg in den MINT-Fächern in Verbindung, zum Beispiel der Mathematik (Xie et al., 2020). Eine der räumlichen Fähigkeiten ist Mentale Rotation, ...
Translation of the abstract (German)
Räumliche Fähigkeiten spielen eine wichtige Rolle im täglichen Leben, da sie für das Verstehen und Interagieren mit unserer Umgebung essentiell sind, wie beispielsweise in Navigation oder Werkzeughandhabung (Newcombe & Shipley, 2015). Sie stehen zudem mit Erfolg in den MINT-Fächern in Verbindung, zum Beispiel der Mathematik (Xie et al., 2020). Eine der räumlichen Fähigkeiten ist Mentale Rotation, welche man als die kognitive Fähigkeit beschreiben kann, sich Objekte im Geist vorzustellen und gedreht zu vergleichen. Mentale Rotation ist eine wichtige Fertigkeit und Voraussetzung in vielen gutbezahlten Berufen wie beispielsweise Chirurgie, Architektur oder Ingenieurwesen. Aufgrund einer bestehenden Geschlechtsungleichheit in den MINT-Fächern bleibt es ein wichtiges Forschungsfeld, die tiefliegenden Gründe für Geschlechtsunterschiede in mentaler Rotationsleistung zu untersuchen. Im Zusammenhang mit der Geschlechtsungleichheit werden mögliche Einflussfaktoren wie Geschlechtsstereotypen und resultierende stereotypische Bedrohungen untersucht. Darüber hinaus werden fortschreitend Möglichkeiten entwickelt und erforscht, um deren negative Effekte zu mitigieren.
Eine vielversprechende Methode kommt aus dem Bereich der verkörperten Kognition. Es hat sich gezeigt, dass Verkörperungseffekte die kognitive Leistung verbessern (z.B. Rahe & Jansen, 2023) sowie dem negativen Einfluss durch stereotypische Bedrohung entgegenwirken können (Weger et al., 2012). Diese Effekte können durch die integrierten Aspekte eines kognitiven Tests selbst (z.B. durch Stimuli; Campbell et al., 2018) oder durch separate Interventionen (z.B. durch Achtsamkeit; Rahe & Jansen, 2023) hervorgerufen werden. Diese Möglichkeiten werden in dieser Dissertation näher erforscht.
Über den Verlauf von drei Studien wurden die Effekte von Verkörperung—durch verkörperte Stimuli und verkörperte Achtsamkeit—und stereotypischer Bedrohung auf die chronometrische mentale Rotationsleistung und kognitive Beanspruchung untersucht. Mögliche Geschlechtsunterschiede waren ebenfalls integriert. In der ersten Studie wurde die mentale Rotationsleistung mit drei Stimulus-Typen, welche unterschiedliche Stufen der Verkörperung hatten, sowie Geschlechtsunterschiede untersucht. Die kognitive Beanspruchung wurde hier durch pupillometrische Messungen via Eyetracking-Technologie analysiert. In der zweiten Studie wurden die Effekte einer zwanzigminütigen verkörperten fokussierten Aufmerksamkeitsintervention erforscht. Die Achtsamkeitsmeditation und eine Kontrollbedingung sowie Geschlecht wurden bezüglich der mentalen Rotationsleistung und subjektiven kognitiven Beanspruchung untersucht. In der dritten Studie wurde eine kürzere verkörperte fokussierte Aufmerksamkeitsintervention als in der zweiten Studie verwendet. Diese wurde mit einer expliziten stereotypischen Bedrohung kombiniert, welche durch auditive Induktion appliziert wurde. Alle Bedingungen und Geschlecht wurden bezüglich der mentalen Rotationsleistung und pupillometrischen Messung kognitiver Beanspruchung analysiert.
Insgesamt lieferten die Studien Evidenz dafür, dass die Effekte durch verkörperte Test-Stimuli sowie einmalige Achtsamkeitsinterventionen Frauen und Männer auf gleiche Weise bezüglich der Verhaltensdaten und kognitiven Beanspruchung beeinflussten. Die Ergebnisse dieser Variablen deuten außerdem darauf hin, dass eine einzelne kurze Achtsamkeitsintervention möglicherweise nicht ausreicht, um signifikante Verkörperungseffekte hervorzurufen. Mit der zusätzlichen Induktion stereotypischer Bedrohung deuten die Ergebnisse der dritten Studie darauf hin, dass grundsätzlich ein höheres Niveau von Zustand der Achtsamkeit verhindern kann, dass stereotypische Bedrohung die kognitive Leistung beeinflusst. Die erste Studie zeigt außerdem noch, dass die mentale Rotation verkörperter Figuren einfacher durchzuführen ist und weniger kognitive Beanspruchung zur Aufgabenlösung benötigt.
Zusammengefasst bietet diese Dissertation neue Erkenntnisse bezüglich der möglicherweise nützlichen Aspekte verkörperter Kognition und Achtsamkeit auf die mentale Rotationsfähigkeit und kognitive Beanspruchung. Zudem implementiert sie Geschlechtsunterschiede und den Einfluss stereotypischer Bedrohung. Die Ergebnisse könnten die zukünftige Forschung verbessern und inspirieren und die Diskussion könnte die praktische Relevanz durch den Zusammenhang zwischen mentaler Rotation, mathematischen Fähigkeiten und Beschäftigung in den MINT-Fächern hervorheben.
Metadata last modified: 24 Jan 2024 09:33
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