Für die Augen ist es ein feinmotorisches Kunststück. Beim Lesen springen sie in Bruchteilen von Sekunden in raschen Rucken von einem Wort zum nächsten, verweilen je nach Lesefertigkeit 200 bis 450 Millisekunden auf einzelnen Buchstaben eines Wortes und überspringen manche Wörter sogar ganz. Von Sakkaden und Fixationen sprechen Experten, wenn sie diese feinjustierten Blickbewegungen, die von den sechs Augenmuskeln gesteuert werden, charakterisieren. Die Messung dieser schnellen Augenbewegungen ist ein Standardverfahren in der Kognitiven Psychologie. Experten dieses Fachgebiets untersuchen etwa, welche Faktoren unsere Wahrnehmung steuern, wie wir Wissen erlangen oder verarbeiten und wie Emotionen unser Handeln beeinflussen. Aus der Analyse von Blickbewegungen erhalten die Wissenschaftler zahlreiche Antworten auf die unterschiedlichsten Fragestellungen.
Es fühlt sich ein wenig an wie beim Augenarzt, wenn Laborleiterin Petra Schienmann den Kopf in die richtige Position für das sogenannte Eyetracking – die Messung der Blickbewegungen – bringt. Hier im EyeLab der Universität Potsdam steht der EyeLink® 1000 – ein etwas sperrig anmutendes Gerät, in dem jedoch hochsensible Technik zum Einsatz kommt. Die integrierte Hochgeschwindigkeitskamera fokussiert das rechte Auge und nimmt in einer Sekunde bis zu 1.000 Bilder auf. Während der Messung ruht der Kopf auf einem Gestell mit Kinn- und Stirnpolster, die Augen schauen auf einen Monitor, auf dem Beispielsätze zu lesen sind. „Wir können anschließend sagen, wann Sie wie lange wohin geschaut haben“, erklärt Schienmann.
Die Doktorandin Anja Sperlich untersucht hier, welche Augenbewegungen Grundschulkinder beim Lesen machen. Denn Dauer, Häufigkeit und Position der Blickbewegungen verraten der Forscherin, wie die Kinder die Texte verarbeiten und wie hoch ihre Lesekompetenz ist. Außerdem möchte sie herausfinden, welche Faktoren das Lesenlernen beeinflussen.
Anja Sperlich promoviert gemeinsam mit elf anderen Nachwuchswissenschaftlern am Graduiertenkolleg „Intrapersonale Entwicklungsrisiken des Kindes- und Jugendalters in längsschnittlicher Sicht“, das 2011 ins Leben gerufen wurde und von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert wird. Die Daten für die Untersuchungen werden in der groß angelegten PIER-Studie (Potsdamer intrapersonale Entwicklungsrisiken) erhoben, an der bislang gut 3.100 Kinder und Jugendliche aus etwa 220 brandenburgischen Schulen teilnahmen.
Im Jahr 2012 begann Anja Sperlich mit ihren Untersuchungen. „Etwa 300 Familien haben wir angeschrieben und schließlich 141 Kinder als Probanden für die aufwendige Labortestung gewinnen können“, berichtet sie. Die damals Erst- bis Drittklässler wurden ins EyeLab der Universität eingeladen. Hier hatten sie die Aufgabe, kurze Sätze auf dem Monitor zu lesen. „Dinosaurier lebten vor vielen Millionen Jahren. Der größte Dinosaurier war größer als ein Haus“ – lautete etwa ein Beispieltext. Anschließend wählten die Kinder aus zwei gezeigten Bildern dasjenige aus, das zum vorher Gelesenen passte. War das Ergebnis richtig, zeigte sich eine Sonne auf dem Monitor. Lagen die Kinder mit ihrer Auswahl falsch, gab es eine dunkle Regenwolke. Ein Jahr später wiederholte die Wissenschaftlerin die Tests mit denselben Kindern und konnte so beobachten, wie sich die Lesekompetenz im Laufe des Jahres verändert hat. „Oft wussten die Kinder dann noch, wie viele Sonnen und Regenwolken sie im letzten Jahr gesammelt hatten“, erzählt Petra Schienmann und schmunzelt.
In ihren Tests wandte Anja Sperlich die Methode des „Moving-Window Paradigm“ an. Hier sind die Sätze absichtlich so manipuliert, dass der Text nur in einem kleinen, variablen Ausschnitt von sieben bis 29 Buchstaben lesbar ist. Dieses Lesefenster wandert blickabhängig in Lesegeschwindigkeit über den Satz. Außerhalb des Fensters sind die Buchstaben unleserlich. Diese Methode ermöglicht es den Forschern, die sogenannte perzeptuelle Spanne – die Größe des effektiven Gesichtsfeldes, aus dem Informationen zur Verarbeitung aufgenommen werden können – zu bestimmen. „Unser Gesichtsfeld ist begrenzt“, erklärt die Forscherin. Fovea centralis – so nennen Experten den Bereich des schärfsten Sehens in der Mitte unseres Blickfelds. Daran grenzt die Parafovea, in der die Sehschärfe bereits nachlässt, aber immer noch Textinformationen aufgenommen werden können. Während der Blick noch auf einem Wort ruht, werden bei geübten Lesern bereits Informationen des nächsten Wortes vorverarbeitet. „Das Ausmaß der Vorschau manipulieren wir auf experimentellem Wege, indem wir nur ein Lesefenster zeigen“, beschreibt Sperlich das Vorgehen. „Wenn wir die Fenstergröße soweit erhöhen, dass der normale Lesefluss nicht eingeschränkt wird, wissen wir, wie viele Buchstaben mit einem einzigen Blick verarbeitet werden können.“
Nach dem Testlesen ruft Anja Sperlich eine Datei auf. Diese zeigt die gerade gelesenen Beispielsätze und auf ihnen eine feine rote Linie – die Blickspur der Augen. Meist liegt auf jedem Wort ein kleiner Knoten. Hier hat das Auge für wenige Millisekunden innegehalten, bevor es mit einer Sakkade das nächste Wort fixiert hat. Auf langen oder schwierigen Worten finden sich mehrere Knoten, kurze Funktionswörter wie „in“ oder „vor“ haben dagegen keine Fixationspunkte. „Geübte Leser überspringen fast jedes dritte Wort“, so Sperlich. Manchmal zeigt die rote Linie auch Rückwärtsbewegungen – sogenannte Regressionen – wenn einzelne Worte oder Passagen noch einmal gelesen wurden. In einer großen Datentabelle sammelt die Psychologin Informationen über jede einzelne aufgenommene Fixation – etwa ihre Dauer, die Länge der anschließenden Sakkade, die Position im Wort oder den betroffenen Buchstaben. Mehr als 165.000 Fixationen wertet sie statistisch aus.
Die Daten aus den Eye-Tracking-Experimenten setzt Anja Sperlich in Bezug zu Ergebnissen aus anderen Lesetests, die herkömmlich angewendet werden, um etwa Lese-Rechtschreibschwächen zu diagnostizieren. Diese Tests haben die Kinder bereits in der Schule absolviert – begleitet von Wissenschaftlern der PIER-Studie. In der statistischen Analyse zeigt sich, ob die Messungen der Blickbewegung ähnliche Ergebnisse hervorbringen wie andere Lesetests. „Ob ein Kind ein Problem mit dem Lesen hat – das lässt sich gut mit den üblichen Tests feststellen“, betont Sperlich. Doch erst die Messung der Blickbewegungen ermögliche die direkte Beobachtung des Leseprozesses. „Es gibt bereits viele Programme, in denen Schülern mit einer Lese-Rechtschreibschwäche geholfen wird“, so Sperlich. Immerhin seien fünf Prozent der Bevölkerung betroffen. Doch müssen diese Maßnahmen weiter optimiert werden. „Erst wenn wir verstanden haben, welche Prozesse in welcher Reihenfolge beim Lesen ablaufen, können wir die Programme so ausrichten, dass Kindern effektiv geholfen wird.“ Die Grundlagen dafür liefern auch ihre Untersuchungen.
Die ersten Ergebnisse ihrer Experimente bestätigen gängige Hypothesen: „Kinder, die mit dem Lesen beginnen, machen längere und häufigere Fixationen, und kürzere Sprünge als der geübte Leser.“ Während Kinder der ersten Klasse jedes Wort noch mehrfach fixieren, genügt bei Drittklässlern meist eine Fixation pro Wort. Auch die perzeptuelle Spanne erhöht sich, je geübter der Leser ist. „Ab etwa der sechsten Klassenstufe ist sie voll entwickelt, zumindest in der englischen Sprache. Ob dies auch im Deutschen so ist, werden unsere Ergebnisse zeigen“, so Anja Sperlich. Je nach Textschwierigkeit kann die Größe jedoch auch variieren: „Wenn ich einen anspruchsvollen Text lese, ist meine kognitive Kapazität erschöpft und die perzeptuelle Spanne verringert sich“, erläutert Sperlich.
Überrascht war die Wissenschaftlerin jedoch davon, dass mit steigendem Alter der Kinder die Unterschiede in der Leseleistung innerhalb einer Klassenstufe größer werden. Eine Interpretation, die auch andere Studienergebnisse nahelegen: „Der vorschulische Kontakt mit Büchern fördert das Interesse am Lesen, was sich scheinbar über die Lesehäufigkeit immer stärker auf die Leseleistung auswirkt“, erläutert Sperlich. Denn je häufiger ein Kind liest, desto schneller werden bestimmte Teilprozesse des Lesens automatisiert. „Damit werden kognitive Kapazitäten frei, die für ein tieferes Leseverständnis genutzt werden können“, erklärt die Wissenschaftlerin. In weiteren Untersuchungen wird Sperlich nun die Zusammenhänge zwischen Automatisierung, Textverarbeitung und Größe der perzeptuellen Spanne zu verschiedenen Messzeitpunkten erforschen. Doch die ersten Daten lassen es bereits vermuten: Finden Kinder den frühen Zugang zu Literatur in ihrer Freizeit nicht, kann auch die Schule die Unterschiede zwischen Wenig- und Viellesern nur schwer ausgleichen. Die Leistungen driften immer weiter auseinander und manifestieren sich. Ob Lesemuffel oder Leseratte – „der Grundstein für eine erfolgreiche Leseentwicklung scheint bereits im Vorschulalter gesetzt zu werden“, erklärt Sperlich. Schule und Eltern sollten also schon früh das Leseinteresse der Kinder beobachten und fördern.
„Moving-Window Paradigm“
Das Prinzip des „Moving-Window Paradigm“ können Besucher der Ausstellung „Forschungsfenster“ in der neu eröffneten Wissenschaftsetage im Bildungsforum Potsdam besichtigen. Neben Forschungen aus dem EyeLab werden auch andere aktuelle Wissenschaftsthemen Brandenburger und Potsdamer Wissenschaftseinrichtungen in interaktiven Präsentationen vorgestellt. Die Ausstellung ist wochentags von 10 bis 18 Uhr und samstags von 10 bis 14 Uhr geöffnet.
DIE WISSENSCHAFTLERIN
Anja Sperlich studierte Psychologie an der Universität Potsdam und promoviert seit 2011 unter Anleitung von Dr. Jochen Laubrock und Prof. Dr. Ulrich Schiefele am Graduiertenkolleg „Intrapersonale Entwicklungsstörungen des Kindes- und Jugendalters“.
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Text: Heike Kampe, Online-gestellt: Julia Schwaibold