Experimente in der Linguistik

Experimente in der Linguistik 11. Vorlesung (27.01.2011) apl. Professor Dr. Ulrich Schade Fraunhofer-Institut für Kommunikation, Informationsverarbeitung und Ergonomie

Experimente in der Linguistik Kontaktdaten apl. Professor Dr. Ulrich Schade Fraunhofer-Institut für Kommunikation, Informationsverarbeitung und Ergonomie (FKIE) Neuenahrer Straße 20 53343 Wachtberg E-Mail: ulrich.schade@fkie.fraunhofer.de Telefon: 0228 9435 376 Fax: 0228 9435 685

Experimente in der Linguistik Überblick • Einführung • Zur wissenschaftstheoretischen Bedeutung von Experimenten • Hypothesenbildung – Grundlagen zu „Experiment“ – Arten von Experimenten – Hypothesen • Statistische Auswertung • Beispiele für Experimente in der Linguistik

Experimente in der Linguistik Beispiele für Experimente in der Linguistik Zu dem Experiment zur Produktivität des Diminutivs im Deutschen von Thomas Knott, Andreas Seibert und Tim Zebe (vgl. Vorlesung 10) werden heute zunächst ausgewählte Ergebnisse präsentiert. Anschließend präsentiert Matthias Krautz sein Experiment zur Nutzung des korrekten Kasus bei der Produktion von Objekt-NPs, die z.B. durch ein vorgegebenes Verb verlangt werden. (Beispiel: bezichtigen + Lüge Genitiv)

Experimente in der Linguistik Beispiele für Experimente in der Linguistik Krautz (2011) Ein Experiment zur Nutzung des korrekten Kasus bei der Produktion von Objekt-NPs • Schriftliche Befragung als Datenerhebungsmethode • Aufgabe: Vervollständigung eines Lückentextes mit Objekt- Konstituenten in korrektem Kasus • Teiluntersuchung: • Dient exklusiv der Dativ als „Ersatzkasus“? • Wie stark ist die Fehlerrate bei Nicht-Muttersprachlern im Vergleich zu Muttersprachlern ausgeprägt?

Experimente in der Linguistik Beispiele für Experimente in der Linguistik Krautz (2011) Aufgabestellung "Das Experiment wird anonym behandelt. Bitte geben Sie im entsprechenden Feld ihr Alter und Geschlecht an und markieren Sie bitte, wenn Sie Muttersprachler sind. Bitte füllen Sie in diesem Experiment anschließend den vorgegebenen Lückentext nach bestem Wissen aus. Vielen Dank für Ihre Hilfe!“ Bei einer korrekten Zuteilung des Kasus war 9 X der Genitiv, 11 X der Dativ und 7 X der Akkusativ möglich.

Experimente in der Linguistik Beispiele für Experimente in der Linguistik Krautz (2011) – Lückentext (1)

Experimente in der Linguistik Beispiele für Experimente in der Linguistik Krautz (2011) – intendierte Lösungen (1)

Experimente in der Linguistik Beispiele für Experimente in der Linguistik Krautz (2011) • 1. Hypothese (Arbeitshypothese) • Die Fehlerrate bezüglich der Wahl des Kasus unterscheidet sich zwischen Muttersprachlern und Ausländern signifikant von einander. • 2. Hypothese (Nullhypothese H0) • Die Fehlerrate bezüglich der Wahl des Kasus unterscheidet sich zwischen Muttersprachlern und Ausländern nicht signifikant von einander.

Experimente in der Linguistik Beispiele für Experimente in der Linguistik Krautz (2011) • Zusätzliche Hilfsmittel (ungewollter Störfaktor) konnten bei der persönlichen schriftlichen Befragung ausgeschlossen werden. • Zur Bestätigung der Arbeitshypothese oder der Nullhypothese wurden die Ergebnisse von Muttersprachlern und Ausländern getrennt voneinander ausgewertet. • Anzahl Muttersprachler: 26 (davon 12 männlich und 14 weiblich) • Anzahl Ausländer: 19 (davon 9 männlich und 10 weiblich) • das Alter der VP lag zwischen 18 und 39 Jahren

Experimente in der Linguistik Beispiele für Experimente in der Linguistik Krautz (2011) • Vorbetrachtung (1) • unabhängige Variablen: • Sprachkompetenz der VP (Muttersprachler?) • die möglichen Ziel-Kasus des Experiments • abhängige Variable: • von der VP gewählter Kasus • Störvariable: • absolute Merkmale wie Geschlecht und Alter der VP

Experimente in der Linguistik Beispiele für Experimente in der Linguistik Krautz (2011) • Vorbetrachtung (2) • Konnten einem Wort die verschiedenen Kasus Nominativ und Akkusativ zugewiesen werden (z.B. Satz 11), wurde der Akkusativ identifiziert. • Testbögen mit mehreren vollständigen Auslassungen wurden aus dem Experiment entfernt (ein ungültiger Test enthielt ausschließlich Artikel und Personalpronomen). • Bei Nicht-Muttersprachlern fiel auf, dass sie häufig die Wortendung wegließen (z.B. Genitiv –s), dennoch wurde der Kasus für richtig erklärt, wenn der Artikel stimmte.

Experimente in der Linguistik Beispiele für Experimente in der Linguistik Krautz (2011) • Vorbetrachtung (3) • Bemerkung zu den Sätzen 3 und 22: • Präpositionen wie „ohne“ regiert den Akkusativ, während „mit“ den Dativ regiert. • „Haben die Kasus des Substantivs oder der Nominalgruppe verschiedene Formen, dann richtet sich der Kasus des Substantivs stets nach der letzten ihm vorausgehenden Präposition. Dieser Fall tritt besonders häufig bei den Präpositionen mit und ohne auf [...]“ (Krome, 2009, Seite 475)

Experimente in der Linguistik Beispiele für Experimente in der Linguistik Krautz (2011) • Vorbetrachtung (4) • Bemerkung zu Satz 25: • „Präpositionen des Typs [...] während [...] regieren den Genitiv, wenn dem folgenden Substantiv ein Artikel, ein Pronomen oder ein Adjektiv vorausgeht [...]“ (Krome, 2009, Seite 470.1)

Experimente in der Linguistik Beispiele für Experimente in der Linguistik Krautz (2011) – Ergebnisse (1) Ergebnisse

Experimente in der Linguistik Beispiele für Experimente in der Linguistik Krautz (2011) – Ergebnisse (2) Ergebnisse

Experimente in der Linguistik Beispiele für Experimente in der Linguistik Krautz (2011) – Auswertung (1) Ergebnisse

Experimente in der Linguistik Beispiele für Experimente in der Linguistik Krautz (2011) – Auswertung (2) (Formeln aus Diekmann, 2008, Seite 670) • Formel zur Berechnung der relativen Häufigkeit: • (hi – absolute [Fehler-]Häufigkeit der [Kasus-]Kategorie i,Stichprobengröße N) • Formel zur Berechnung der prozentualen Häufigkeit:

Experimente in der Linguistik Beispiele für Experimente in der Linguistik Krautz (2011) – Auswertung (3) Berechnung von f(i) und f%(i) in getrennten Kategorien Muttersprachler und Ausländer

Experimente in der Linguistik Beispiele für Experimente in der Linguistik Krautz (2011) – Auswertung (4) Berechnung von f(i)‘ und f%(i)‘ für Zusammenfassung der Kategorien

Experimente in der Linguistik Beispiele für Experimente in der Linguistik Krautz (2011) – Signifikanztest (1) (nach Diekmann, 2008, Seite 706ff) • Wahl des z-Tests (NM+ NA > 29), auch „Gauß-Test“ genannt • Signifikanzniveau (Irrtumswahrscheinlichkeit) α = 0,05 • Widerlegung der Nullhypothese: Die Fehlerrate bezüglich der Wahl des Kasus unterscheidet sich zwischen Muttersprachlern und Ausländern nicht signifikant von einander. • H0: |μ(M) - μ(A)| > α • HA: |μ(M) - μ(A)| < α

Experimente in der Linguistik Beispiele für Experimente in der Linguistik Krautz (2011) – Signifikanztest (2) (nach Diekmann, 2008, Seite 707ff) • Berechnung der Teststatistik mit Hilfe der Formel: • mit • p1 – fi1 (relative Häufigkeit für Muttersprachler-Kasus) • p2 – fi2 (relative Häufigkeit für Ausländer-Kasus) • N1 – Stichprobenumfang Muttersprachler-VP • N2 – Stichprobenumfang Ausländer-VP • p – fi‘ (aus Zusammenfassung der Kategorien)

Experimente in der Linguistik Beispiele für Experimente in der Linguistik Krautz (2011) – Signifikanztest (3) (nach Diekmann, 2008, Seite 710) • Berechnung der z-Statistik:

Experimente in der Linguistik Beispiele für Experimente in der Linguistik Krautz (2011) – Signifikanztest (4) (nach Diekmann, 2008, Seite 710) • Berechnung des zα-Wertes mit folgender Formel(kritische Werte der Standardnormalverteilung): • Vergleich der zα-Werte:

Experimente in der Linguistik Beispiele für Experimente in der Linguistik Krautz (2011) – Ergebnis • z-zα-Vergleich hat gezeigt, dass in allen Fällen die 0-Hypothese verworfen werden kann (Ablehnbereich der Prüfverteilung). • Daraus ergibt sich, dass sich die Fehlerrate bezüglich der Wahl des Kasus zwischen Muttersprachlern und Ausländern signifikant von einander unterscheidet… (Arbeitshypothese)…und Muttersprachler ihre Sprache besser beherrschen.

Experimente in der Linguistik Beispiele für Experimente in der Linguistik Krautz (2011) • Fachliteratur • Diekmann, Andreas (2008). „Empirische Sozialforschung Grundlagen, Methoden, Anwendungen“ (19.Auflage). Seite 670, Seiten 688-696 und Seiten 704-722, Rowohlt Taschenbuch Verlag, Reinbek bei Hamburg. • Krome, Sabine (2009). „WAHRIG Richtiges Deutsch leicht gemacht“. Wissenmedia GmbH, Gütersloh/München.

Beispiele für Experimente in der Linguistik Experimente in der Linguistik Als weiteres Beispiel dient eine Variante eines Benennexperiments im „Bild-Wort-Interferenz“-Paradigma. In den Originalexperimenten wird ein Bild präsentiert, das benannt werden soll. Die akustischen Störwörter diesen dabei als Ablenkung und verändern die Benennzeit (Reaktionszeit) in Abhängigkeit von der Relation zwischen Zielwort und Störwort (semantisch ähnlich, phonologisch ähnlich; unrelatiert) und der so genannten „Stimulus Onset Asynchrony“ (SOA).

Beispiele für Experimente in der Linguistik Experimente in der Linguistik Die zu untersuchende Frage In vielen Modellen des kognitiven Prozesses der Sprachproduktion wird angenommen, dass die Selektion einer zu produzierenden Einheit (zum Beispiel eines Wortes) erfolgt, sobald die Repräsentation dieser Einheit im Modell so stark aktiviert ist, das sie einen Schwellwert (den Produktionsschwellwert) überschreitet. Konkurrierende Einheiten verlangsamen die Auswahl. Wie erfolgt die Einflussnahme der konkurrierenden Einheiten?

Beispiele für Experimente in der Linguistik Experimente in der Linguistik Die zu untersuchende Frage Wie erfolgt die Einflussnahme der konkurrierenden Einheiten? Möglichkeit 1: Man kann nun annehmen, dass konkurrierende Einheiten die Zieleinheit hemmen (und umgekehrt von dieser gehemmt werden – laterale Hemmung).

Beispiele für Experimente in der Linguistik Experimente in der Linguistik Die zu untersuchende Frage Wie erfolgt die Einflussnahme der konkurrierenden Einheiten? Möglichkeit 2: Man kann auch annehmen, dass nach der Luce-Regel die Zieleinheit nicht nur die Schwelle überschreiten muss, sondern auch im Vergleich zur Summe aller konkurrierenden Einheiten gesehen werden muss: Die Wahrscheinlichkeit für die Produktion in einer Zeitscheibe ist das Verhältnis der Aktivierung der Zieleinheit und der Summe der Aktivierungen aller konkurrierenden Einheiten.

Beispiele für Experimente in der Linguistik Experimente in der Linguistik Die zu untersuchende Frage Konkurrierende Einheiten verlangsamen die Auswahl. Wie erfolgt die Einflussnahme der konkurrierenden Einheiten? Nach Möglichkeit 1 oder nach Möglichkeit 2? Wie könnte ein Experiment aussehen, dass diese Frage klärt?

Beispiele für Experimente in der Linguistik Experimente in der Linguistik Die zu untersuchende Frage Wie erfolgt die Einflussnahme der konkurrierenden Einheiten? Nach Möglichkeit 1 oder nach Möglichkeit 2? Theoretische Überlegung: Bei Möglichkeit 2 addieren mehrere Konkurrenten ihre jeweilige Aktivierung zur Gesamtaktivierungssumme. Je größer diese Summe ist, desto langsamer erfolgt die Produktion. Das heißt, jeder zusätzliche Konkurrent führt zu einer weiteren Verzögerung.

Beispiele für Experimente in der Linguistik Experimente in der Linguistik Die zu untersuchende Frage Wie erfolgt die Einflussnahme der konkurrierenden Einheiten? Nach Möglichkeit 1 oder nach Möglichkeit 2? Theoretische Überlegung: Bei Möglichkeit 1 hemmen sich Konkurrenten auch gegenseitig. Eventuell sind Konstellationen denkbar, bei denen die Hinzunahme eines zweiten Konkurrenten im Vergleich zur Situation mit nur einem Konkurrenten zu einer Beschleunigung der Produktion führt.

Beispiele für Experimente in der Linguistik Experimente in der Linguistik Die zu untersuchende Frage Wie erfolgt die Einflussnahme der konkurrierenden Einheiten? Nach Möglichkeit 1 oder nach Möglichkeit 2? Die theoretischen Überlegungen weisen den Weg zu einem Experiment, mit dem zwischen den beiden Fällen unterschieden werden kann, sofern man experimentell eine Situation aufbauen kann, bei der tatsächlich die Hinzunahme eines weiteren Konkurrenten nach Möglichkeit 1 eine Beschleunigung verspricht.

Beispiele für Experimente in der Linguistik Experimente in der Linguistik Die zu untersuchende Frage Wie erfolgt die Einflussnahme der konkurrierenden Einheiten? Nach Möglichkeit 1 oder nach Möglichkeit 2? Eine solche Situation wurde erreicht in den Experimenten in Groten, N. (2008). Parallel Activation of Different Word Forms – Investigation of Speech Production by Means of Associates. Promotionsschrift, Universität Bonn.

Beispiele für Experimente in der Linguistik Groten (2006) Experimente in der Linguistik Picture naming Associate naming Stimulus presentation COW Conceptual Level COW MILK cow Lemma Level cow milk Die Idee, die die von Nina Groten entwickelt wurde, besteht darin, statt einer Benennung von Bildern die Produktion von Assoziationen zu diesen Bildern zu verlangen. Assoziation

Beispiele für Experimente in der Linguistik Groten (2006) Experimente in der Linguistik Bei der Produktion von Assoziationen bildet das Nomen, das zur Benennung des Bilds verwendet werden würde, einen Konkurrenten bei der Produktion der Assoziation (sofern die Assoziation auch ein Nomen ist). Der zweite Konkurrent ist in einem Bild-Wort-Interferenz-Experiment natürlich durch das Störwort (IS) gegeben. Milch IS Esel Kuh

Beispiele für Experimente in der Linguistik Groten (2006) Experimente in der Linguistik Experiment A – Durchführung Versuchspersonen: 24 Studierende der Universität Maastricht Sprache: Niederländisch Bildmaterial: 32 Schwarz-Weiß-Zeichungen 4 Distraktorbedingungen (optisch präsentiert) 4 SOAs (-150 ms, 0 ms, +150 ms, +300 ms) Die Assoziationen werden zuvor gelernt.

Beispiele für Experimente in der Linguistik Groten (2006) Experimente in der Linguistik Experiment A – Durchführung • Distraktorbedingungen: • semantisch ähnlich zur Bildbenennung • phonologisch ähnlich zur Bildbenennung (gleicher Anfang) • unrelatiert • neutral: eine Reihe von 5 “X”

Beispiele für Experimente in der Linguistik Groten (2006) Experimente in der Linguistik Experiment A – Durchführung • Distraktorbedingungen – Beispiel: • Bild Bildname: “koe” (Kuh) • Assoziation: “melk” (Milch) • sem: “ezel” (Esel) • phon: “kuek” (Kuchen) • unrelatiert: “appel” (Apfel) • neutral: “XXXXX”

Beispiele für Experimente in der Linguistik Groten (2006) – Ergebnisse Experiment A Experimente in der Linguistik

Beispiele für Experimente in der Linguistik Groten (2006) Experimente in der Linguistik Zum Vergleich und zur Verdeutlichung dieses Ergebnisses hat Frau Dr. Groten natürlich auch das entsprechende „Standardexperiment“ durchgeführt. IS Esel Kuh

Beispiele für Experimente in der Linguistik Groten (2006) Experimente in der Linguistik Vergleichsexperiment – Durchführung Versuchspersonen: 24 Studierende der Universität Maastricht Sprache: Niederländisch Bildmaterial: 32 Schwarz-Weiß-Zeichungen 4 Distraktorbedingungen (optisch präsentiert) 4 SOAs (-150 ms, 0 ms, +150 ms, +300 ms) In diesem Fall soll die Bezeichung des Bildes produziert werden.

Beispiele für Experimente in der Linguistik Groten (2006) Experimente in der Linguistik Vergleichsexperiment – Durchführung • Distraktorbedingungen: • semantisch ähnlich zur Bildbenennung • phonologisch ähnlich zur Bildbenennung (gleicher Anfang) • unrelatiert • neutral: eine Reihe von 5 “X”

Beispiele für Experimente in der Linguistik Groten (2006) Experimente in der Linguistik Vergleichsexperiment – Durchführung • Distraktorbedingungen – Beispiel: • Bild Bildname: “koe” (Kuh) • sem: “ezel” (Esel) • phon: “kuek” (Kuchen) • unrelatiert: “appel” (Apfel) • neutral: “XXXXX”

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