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Problem Solving Strategies in Physical and Mental Rotation

Wetzel, S., & Bertel, S. (2024). Problem Solving Strategies in Physical and Mental Rotation. Spatial Cognition Conference 2024. Dublin.
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Problem Solving Strategies in Physical and Mental Rotation

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Data-Driven Analysis of Physical and Mental Rotation Strategies

Wetzel, S., & Bertel, S. (2024). Data-Driven Analysis of Physical and Mental Rotation Strategies. CogSci 2025 conference. Rotterdam: Cognitive Science Society.

Abstract

Studying physical rotation (i.e., rotation tasks during which figures can be physically rotated, such as through gestures) can offer insights also into problem solving processes at work during mental rotation. We present a novel method for behavioral pattern analysis which we applied to data from 2,999 physical rotation tasks gathered in-class from 50 secondary school students. The method uses normalized, resampled, time-dependent data on angular offsets between figures over time and agglomerative, correlation-based clustering. Each cluster represents a distinct behavioral pattern and its respective prototype a problem solving strategy. Results indicate that multiple strategies were employed: The dominant strategy matches the classical model of mental rotation, in which angular offsets between figures are decreased over time. For the secondary strategy, angular offsets were actually increased. A subsequent analysis shows that the secondary strategy was more frequently used for symmetric figures, possibly indicating problems with correctly matching segments across figures.
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Training for Ultrasound Imaging: An Evaluation of SonoGame

Gürgan, S., Henze, V., Gall, C., Schoenfisch, B., Brucker, S., Hahn, M., … Teistler, M. (2024). Training for Ultrasound Imaging: An Evaluation of SonoGame. ACM Symposium on Spatial User Interaction (SUI 2024). Trier, Germany: ACM, New York. http://doi.org/10.1145/3677386.3688880
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Abstract

Studying physical rotation (i.e., rotation tasks during which figures can be physically rotated, such as through gestures) can offer insights also into problem solving processes at work during mental rotation. We present a novel method for behavioral pattern analysis which we applied to data from 2,999 physical rotation tasks gathered in-class from 50 secondary school students. The method uses normalized, resampled, time-dependent data on angular offsets between figures over time and agglomerative, correlation-based clustering. Each cluster represents a distinct behavioral pattern and its respective prototype a problem solving strategy. Results indicate that multiple strategies were employed: The dominant strategy matches the classical model of mental rotation, in which angular offsets between figures are decreased over time. For the secondary strategy, angular offsets were actually increased. A subsequent analysis shows that the secondary strategy was more frequently used for symmetric figures, possibly indicating problems with correctly matching segments across figures.
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SonoGame

Gürgan, S., Bertel, S., Gall, C., Henze, V., Mayer, L., Seller, A., … Hahn, M. (2023). SonoGame. Ultraschall Med, 44(S 01). http://doi.org/https://doi.org/10.1055/s-0043-1772423
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Gallery Walk in Virtual Reality – immersive Einblicke in VR-Projekte der medizinischen Ausbildung

Willemer, M.-C., Klus, C., Teistler, M., Flägel, K., Junga, A., Schulze, H., … Speidel, R. (2023). Gallery Walk in Virtual Reality – immersive Einblicke in VR-Projekte der medizinischen Ausbildung . Jahrestagung der Gesellschaft für Medizinische Ausbildung (GMA). http://doi.org/https://dx.doi.org/10.3205/23gma294 (Original work published Oktober 2023)
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