Measuring momentary cognitive functioning at work:
- Job performance is a fundamental concept in industrial and organizational psychology that fluctuates substantially across and within workdays. However, momentary job performance is hard to capture in diary studies, particularly in white-collar work. This dissertation proposes cognitive functioning as a proxy for employees’ performance capacity, which is closely linked to job performance. Cognitive functioning fluctuates at work and can be objectively measured regardless of employees’ occupations using cognitive performance tests. Across three diary studies, I investigated whether short smartphone-based versions of three established cognitive performance tests—the Digit Symbol Substitution Task (DSST), the Psychomotor Vigilance Task (PVT), and the Sustained Attention to Response Task (SART)—provide reliable, valid, feasible, and useful measures of momentary cognitive functioning at work.
In the first empirical study, I identified the shortest test durations that allow reliable and valid smartphone-based assessment of momentaryJob performance is a fundamental concept in industrial and organizational psychology that fluctuates substantially across and within workdays. However, momentary job performance is hard to capture in diary studies, particularly in white-collar work. This dissertation proposes cognitive functioning as a proxy for employees’ performance capacity, which is closely linked to job performance. Cognitive functioning fluctuates at work and can be objectively measured regardless of employees’ occupations using cognitive performance tests. Across three diary studies, I investigated whether short smartphone-based versions of three established cognitive performance tests—the Digit Symbol Substitution Task (DSST), the Psychomotor Vigilance Task (PVT), and the Sustained Attention to Response Task (SART)—provide reliable, valid, feasible, and useful measures of momentary cognitive functioning at work.
In the first empirical study, I identified the shortest test durations that allow reliable and valid smartphone-based assessment of momentary cognitive functioning in diary studies. Over two weeks, 46 university students completed three-minute versions of the DSST, PVT, and SART once daily each at random times alongside self-report measures, yielding 559–575 assessments per test. Analyses showed satisfactory reliability of change from 90 seconds onward for the DSST and SART and from 30 seconds onward for the PVT. Within-person associations indicate that the adapted DSST and SART are sensitive to fluctuations in cognitive stressors, while the SART also reflected recovery. In contrast, PVT performance was unrelated to stressors and recovery and linked to low participant motivation. Consequently, only the 90-second DSST and SART were retained for subsequent studies.
In the second empirical study, I examined the feasibility and utility of the 90-second DSST for occupational diary research by investigating within-person associations of morning challenge and hindrance stressors with cognitive functioning at three times during work (before the lunch break, after the lunch break, and at the end of work), considering lunch break recovery (break duration, psychological detachment) as a moderator of lagged associations between morning job stressors and afternoon cognitive functioning. Sixty-three knowledge workers completed smartphone questionnaires including the 90-second DSST three times daily over two workweeks, providing 443, 414, and 426 assessments before lunch, after lunch, and at the end of work, respectively. Morning hindrance stressors showed no significant associations with cognitive functioning at work. Morning challenge stressors were associated with better cognitive functioning before lunch. Furthermore, lunch break recovery moderated lagged effects of morning challenge stressors on afternoon cognitive functioning. Longer lunch breaks strengthened positive associations with cognitive functioning after lunch and at the end of work, higher psychological detachment during lunch strengthened positive associations with cognitive functioning at the end of work. Shorter or less restorative lunch breaks were linked to negative associations. These findings support the validity and utility of the adapted DSST for assessing cognitive functioning at work.
In the third empirical study, I investigated the feasibility and utility of the 90-second SART for occupational diary research by testing associations between psychological (fatigue) and physiological (heart rate variability; HRV) evening recovery processes and next-morning cognitive functioning. On three workdays, 65 employees continuously wore an ECG chest belt to assess HRV, completed hourly smartphone surveys between work and bedtime, and performed the SART the following morning, yielding data from 200 evenings and 185 mornings. Latent growth curve models supported U-shaped psychological and physiological recovery trajectories. More favorable fatigue and HRV recovery trajectories predicted better cognitive functioning the next morning, supporting the validity and utility of the adapted SART for occupational diary studies.
Overall, this dissertation introduces the adapted DSST and SART as reliable, valid, and feasible tools for assessing momentary cognitive functioning as a proxy for employees’ performance capacity. Significant associations with job stressors and recovery demonstrate their utility in occupational diary research. These short smartphone-based tests provide objective behavioral performance indicators and are particularly valuable for diary studies in occupational contexts lacking direct measures of momentary job performance.…


- Arbeitsleistung ist ein grundlegendes Konzept der Arbeits- und Organisationspsychologie, das zwischen und innerhalb von Arbeitstagen erheblich schwankt. Situative Arbeitsleistung ist jedoch nur schwer messbar, besonders bei wissensbasierter Arbeit. Diese Dissertation schlägt die kognitive Leistungsfähigkeit als Proxy für die Leistungsfähigkeit von Beschäftigten vor, die eng mit der Arbeitsleistung verknüpft ist. Sie schwankt situativ und kann objektiv mithilfe kognitiver Leistungstests gemessen werden. In drei Tagebuchstudien untersuchte ich, ob kurze smartphonebasierte Versionen dreier etablierter kognitiver Leistungstests (Digit Symbol Substitution Task, DSST; Psychomotor Vigilance Task, PVT; Sustained Attention to Response Task, SART) zuverlässige, valide, praktikable und nützliche Instrumente zur Erfassung der situativen kognitiven Leistungsfähigkeit am Arbeitsplatz darstellen.
In der ersten Studie identifizierte ich die kürzesten Testdauern für reliable und valide smartphonebasierte Messungen der situativen kognitivenArbeitsleistung ist ein grundlegendes Konzept der Arbeits- und Organisationspsychologie, das zwischen und innerhalb von Arbeitstagen erheblich schwankt. Situative Arbeitsleistung ist jedoch nur schwer messbar, besonders bei wissensbasierter Arbeit. Diese Dissertation schlägt die kognitive Leistungsfähigkeit als Proxy für die Leistungsfähigkeit von Beschäftigten vor, die eng mit der Arbeitsleistung verknüpft ist. Sie schwankt situativ und kann objektiv mithilfe kognitiver Leistungstests gemessen werden. In drei Tagebuchstudien untersuchte ich, ob kurze smartphonebasierte Versionen dreier etablierter kognitiver Leistungstests (Digit Symbol Substitution Task, DSST; Psychomotor Vigilance Task, PVT; Sustained Attention to Response Task, SART) zuverlässige, valide, praktikable und nützliche Instrumente zur Erfassung der situativen kognitiven Leistungsfähigkeit am Arbeitsplatz darstellen.
In der ersten Studie identifizierte ich die kürzesten Testdauern für reliable und valide smartphonebasierte Messungen der situativen kognitiven Leistungsfähigkeit. Über zwei Wochen bearbeiteten 46 Studierende täglich zu drei zufälligen Zeitpunkten jeweils eine dreiminütige Version des DSST, PVT und SART sowie kurze Smartphone-Fragebögen und lieferten pro Test 559–575 Messungen. Die Analysen zeigten eine zufriedenstellende Reliabilität der Messung situativer Schwankungen ab 90 Sekunden für den DSST und SART sowie ab 30 Sekunden für den PVT. Situative Zusammenhänge zeigten, dass der DSST und SART sensibel auf Schwankungen von kognitiven Anforderungen reagieren, während der SART zusätzlich Erholung widerspiegelte. Die Leistung im PVT stand hingegen weder mit Anforderungen noch mit Erholung in Zusammenhang und war mit geringer Motivation der Teilnehmenden verbunden. Daher wurden in den Folgestudien ausschließlich der 90-sekündige DSST und SART verwendet.
In der zweiten Studie untersuchte ich die Praktikabilität und den Nutzen des 90-sekündigen DSST für arbeitspsychologische Tagebuchstudien. Analysiert wurden situative Zusammenhänge zwischen Herausforderungen und Hindernissen am Vormittag bei der Arbeit und der kognitiven Leistungsfähigkeit vor der Mittagspause, nach der Mittagspause und am Arbeitsende. Zudem wurde die Erholung in der Mittagspause (Pausendauer und Abschalten von der Arbeit) als Moderator der Zusammenhänge zwischen Arbeitsanforderungen am Vormittag und der kognitiven Leistungsfähigkeit am Nachmittag berücksichtigt. Über zwei Arbeitswochen bearbeiteten 63 Wissensarbeitende dreimal täglich Smartphone-Fragebögen einschließlich des DSST (443 vor der Mittagspause, 414 nach der Mittagspause und 426 am Arbeitsende). Hindernisse am Vormittag zeigten keine signifikanten Zusammenhänge mit der kognitiven Leistungsfähigkeit. Herausforderungen am Vormittag gingen hingegen mit einer besseren kognitiven Leistungsfähigkeit vor der Mittagspause einher. Darüber hinaus moderierte die Erholung in der Mittagspause die zeitversetzten Effekte von Herausforderungen am Vormittag auf die kognitive Leistungsfähigkeit am Nachmittag. An Tagen mit längeren Mittagspausen zeigten sich positive Zusammenhänge für die kognitive Leistungsfähigkeit nach der Pause und am Arbeitsende, an Tagen mit höherem Abschalten nur am Arbeitsende. Kürzere oder weniger erholsame Mittagspausen waren mit negativen Effekten verbunden. Diese Ergebnisse stützen die Validität und den Nutzen des adaptierten DSST zur Erfassung der kognitiven Leistungsfähigkeit am Arbeitsplatz.
In der dritten Studie untersuchte ich die Praktikabilität und den Nutzen des 90-sekündigen SART für arbeitspsychologische Tagebuchstudien anhand von Zusammenhängen zwischen psychologischen (Müdigkeit) und physiologischen (Herzratenvariabilität, HRV) Erholungsprozessen am Abend und der kognitiven Leistungsfähigkeit am nächsten Morgen. An drei Arbeitstagen trugen 65 Beschäftigte kontinuierlich einen EKG-Brustgurt zur Erfassung der HRV, beantworteten zwischen Arbeitsende und Schlafengehen stündliche Smartphone-Fragebögen und bearbeiteten am folgenden Morgen den SART und lieferten Daten zu 200 Abenden und 185 Morgen. Latente Wachstumskurvenmodelle bestätigten U-förmige psychologische und physiologische Erholungsverläufe. Günstigere Erholungsverläufe gingen mit einer besseren kognitiven Leistungsfähigkeit am nächsten Morgen einher und stützen damit die Validität und den Nutzen des adaptierten SART für arbeitspsychologische Tagebuchstudien.
Insgesamt führt diese Dissertation den adaptierten DSST und SART als zuverlässige, valide und praktikable Instrumente zur Erfassung der situativen kognitiven Leistungsfähigkeit als Proxy für die Leistungsfähigkeit von Beschäftigten ein. Signifikante Zusammenhänge mit Arbeitsanforderungen und Erholung belegen ihren Nutzen für arbeitspsychologische Tagebuchstudien. Die kurzen smartphonebasierten Tests liefern objektive verhaltensbezogene Leistungsindikatoren und sind besonders gewinnbringend für Tagebuchstudien in Arbeitskontexten ohne direkte Maße der situativen Arbeitsleistung.…


| Author: | Johanna Barbara Perzl |
|---|---|
| URN: | urn:nbn:de:bvb:824-opus4-10697 |
| DOI: | https://doi.org/10.17904/ku.opus-1069 |
| Subtitle (English): | the validation of short smartphone-based cognitive performance tests and their exemplary application in two occupational diary studies |
| Advisor: | Joachim Thomas, Verena C. Haun |
| Document Type: | Doctoral thesis |
| Language of publication: | English |
| Year of creation: | 2026 |
| Date of first Publication: | 2026/08/17 |
| Publishing Institution: | Katholische Universität Eichstätt-Ingolstadt |
| Awarding Institution: | Katholische Universität Eichstätt-Ingolstadt, Philosophisch-Pädagogische Fakultät |
| Date of final examination: | 2026/05/11 |
| Release Date: | 2026/08/17 |
| Tag: | cognitive functioning; cognitive performance; experience sampling; job stressors; recovery |
| GND Keyword: | Arbeitspsychologie; Arbeitsleistung; Intelligenzleistung; Aufmerksamkeitstest; Validierung; Erholung |
| Pagenumber: | xv, 222 Seiten ; Diagramme |
| Faculty: | Philosophisch-Pädagogische Fakultät |
| Dewey Decimal Classification: | 1 Philosophie und Psychologie |
| License (German): | Creative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International |


