EDTECH KISK
Published in

EDTECH KISK

Eye-tracking ve vzdělávání

zdroj obrázku

Co je to eye-tracking?

Eye-tracking (sledování pohybu očí) je senzorická technologie, která umožňuje za použití počítače či jiného zařízení zjistit, kam se sledovaný subjekt dívá. [1]

Eye-trackingové zařízení vyzařuje světlo podobné infračervenému záření (které je pro lidské oko neviditelné), aby určilo umístění pohledu zkoumané osoby. Záření je odraženo od sítnice a rohovky oka. Následně kamery citlivé na infračervené světlo snímají odraz, pomocí kterého můžeme určit, kam se zkoumaná osoba dívala. [2]

Zdroj obrázku

Jaké pohyby očí můžeme zkoumat?

Podle [3] můžeme identifikovat 3 typy pohybů očí: fixace, sakády a sledovací pohyb.

  1. fixace (fixations) — K fixacím dochází když se oči zaměří na určitý bod. Název „fixace“ však není přesný, protože oko během fixací provádí řadu dalších mikropohybů.

2. sakády (saccades) — Jedná se o rychlý, trhaný pohyb očí z jedné fixace na další. Během sakád mozek nevnímá téměř žádné vizuální vjemy, proto nevidíme pohyb vlastních očí v zrcadle. Sakády jsou běžně znázorňovány jako přímé spojnice mezi fixacemi, avšak průběh sakád je přímý jen zřídka.

Zdroj obrázku

3. sledovací pohyb (smooth pursuit movement) — Tento pohyb provádí oči při sledování pomalu se pohybujícího objektu a nelze jej vykonávat ve tmě či před holou zdí.

zdroj obrázku

Jak se zobrazují naměřená data?

Data získaná prostřednictvím eye-trackingového zařízení mají podle [4] jak formu statistických údajů o frekvenci a délce jednotlivých fixací na konkrétní objekty a oblasti pozorovaného obrazu, tak vizualizovanou podobu. Nejčastěji se můžeme setkat se třemi formami zobrazení dat: heatmapa, gaze plot a gaze replay.

Heatmapa (teplotní mapa) — slouží k vizualizaci kvantitativních charakteristik pohledu pomocí barevné škály (červenou barvou jsou zbarvena místa, na která se účastníci nejčastěji a nejdéle dívali, menší výskyty jsou zobrazeny od oranžové, žluté a zelené po modrou barvu). Jakýmsi opakem heatmapy je gaze opacity mapa, ve které jsou světlou barvou zobrazena místa s největším počtem a délkou fixací, a naopak tmavá místa jsou ta, kam pohled směřoval zřídka či vůbec.

Zdroj obrázku

Gaze plot (mapa tras pohybu oka) — trajektorie zobrazující jednotlivé fixace pomocí různě velkých kruhů, jejichž velikost závisí na intenzitě fixace. Pořadí za sebou jdoucích fixací je znázorněno číslem.

Zdroj obrázku

Gaze replay (záznam pohybu očí) videozáznam trajektorie pohledu v čase

Eye-tracking ve vzdělávání

Proč využít eye-tracking ve vzdělávání?

Eye-tracking slouží k identifikování pozornosti. Umožňuje sledovat pohyby očí při prohlížení obrázků, čtení textů, sledování videa či dění ve třídě. Pomocí eye-trackingu lze také posoudit, jaké informace student vyhledával, v jakém pořadí je studoval, kolik času jim věnoval a zda se k nim opakovaně vracel. [2]

Podle [3] existují ve vzdělávání a didaktice dva základní přístupy pro využití eye-trackingu: hodnocení vytvořených materiálů a hodnocení uživatelů.

Eye-tracking a analýza učebnic

K prvnímu přístupu jsem nalezla přehledovou studii [5], která se zabývala použitím eye-trackingu v analýze učebnic pro přírodovědné předměty. V přehledu publikovaných studií zahrnuli jak jejich charakteristiku, témata (vliv zpracování učebnice na učení žáků a studentů, rozložení pozornosti žáků a studentů, vliv formátu prezentace učebnice atd.), tak i použité metody (zařízení a metriky nebo metodické otázky).

Nejčastějším tématem vybraných výzkumů bylo rozdělení pozornosti mezi textem a grafikou učebnice, která je často ovlivněna studentovou motivací, zdatností a pozicí grafiky v textu. I forma nadpisů v učebnici měla vliv na porozumění studentů. U starších studentů a dospělých zvyšovaly kapitoly ve formě otázek jejich porozumění textu. Co se týče podoby učebnic, většina studentů preferovala tištěné učebnice s výjimkou studentů počítačových věd, kteří preferovali digitální verzi.

Eye-tracking a hodnocení uživatelů

Příkladem druhého přístupu je práce [4] ve které bylo pomocí eye-trackingu zkoumáno jak 23 studentů učitelství pracuje s vybranou historickou karikaturou. Studenti, kteří měli karikaturu vysvětlit bez dalšího upřesnění (nestrukturovaná analýza) dosáhli mnohem menší úrovně interpretace a opomíjeli širší historický kontext a důležité symboly než studenti, kteří postupovali podle didakticky strukturované analýzy a zaměřovali se na více detailů.

Výzkum [7] zjišťoval pomocí eye-trackingu vztah pohybu očí a exekutivních funkcí žáků nižšího stupně gymnázia při hledání odpovědí na otázky v obrazové a textové části učebnice dějepisu. Někteří žáci se během čtení opakovaně vraceli k textovým pasážím, které však obsahově nesouvisely se zadanou otázkou. U zkoumaných žáků byly identifikovány dva způsoby čtení textu, skenování a pročítání. Skeneři se zaměřili na sémantické jádro informace, zatímco čtenáři si text podrobně pročítali a měli větší problém při řešení kognitivně náročnějších úloh.

Poslední vybraný výzkum [6] se zabýval využitím eye-trackingu v didaktice fyziky. Ve výzkumu byly srovnávány strategie žáků, kteří ve fyzice dosahují dobrých výsledků, s žáky podprůměrnými. Studenti, kteří vyřešili test nejlépe, měli tendenci se nejvíce zaměřit na zadání úlohy. Naopak žáci, kteří řešili celou sérii testů nejhůře, vykazovali častěji počet fixací na jedno místo v celé úloze. Výzkum navrhuje tvorbu řešených úloh s výraznou nápovědou, která by odváděla pozornost od míst typicky fixovaných žáky s nejhoršími výsledky v testu, a naopak by přiváděla pozornost ke klíčovým informacím, které jsou potřebné ke správnému vyřešení úlohy.

[1] Tobii. What is eye tracking? In: TobiiPro.com.[online] [cit. 2022–06–14] Dostupné z: https://www.tobiipro.com/product-listing/tobii-pro-x2-30/

[2] DREXLER, Michaela. WORKSHOP MATEMATICKÉ ČTENÁŘSKÉ GRAMOTNOSTI. In: Jihomoravské centrum pro mezinárodní mobilitu. Brno. Dostupné z: https://kap.kr-jihomoravsky.cz/uploads/attachment/attachment/attachment_file/14824/Eye-tracking.pdf

[3] POPELKA, Stanislav, 2018. Eye-tracking (nejen) v kognitivní kartografii: Praktický průvodce tvorbou a vyhodnocením experimentu. [online] 1. Křížkovského 8, 771 47 Olomouc: Univerzita Palackého v Olomouci. [cit. 2022–06–14]. ISBN 978-80-244-5313-2. Dostupné z: https://theses.cz/id/ve7g7h/

[4] LABISCHOVÁ, Denisa, 2015. Možnosti využití metody eyetrackingu ve výzkumu kompetencí historického myšlení na příkladu analýzy ikonografického materiálu. In: Pedagogická orientace. 20. 5. 2015. Vol. 25, no. 2, s. 271–299. DOI 10.5817/PedOr2015-2-271.

[5] TÓTHOVÁ, Martina a RUSEK, Martin, 2021. Use of eye-tracking in science textbook analysis: a literature review. In: Scientia in educatione. 29 červenec 2021. Vol. 12, no. 1, pp. 63–74. DOI 10.14712/18047106.1932.

[6] KEKULE, Martina, 2015. Metoda oční kamery (eye-trackeru) při výzkumu řešení úloh z fyziky žáky SŠ a VŠ. In: MATEMATIKA–FYZIKA–INFORMATIKA, 24(2), s. 123–131. Dostupné z: https://mfi.upol.cz/files/24/2402/mfi_2402_123_131.pdf

[7] Červenková, I., Malčík, M., Guziur, J., & Sikorová, Z., 2014. Executive functions in comprehending the content of visual and textual information. In: Proceedings information and communication technology in education (s. 53−60). Ostrava: Ostravská univerzita v Ostravě. Dostupné z: https://www.researchgate.net/publication/265209268_Executive_Functions_in_Comprehending_the_Content_of_Visual_and_Textual_Information

--

--

--

Educational Technology, KISK Masaryk University

Get the Medium app

A button that says 'Download on the App Store', and if clicked it will lead you to the iOS App store
A button that says 'Get it on, Google Play', and if clicked it will lead you to the Google Play store
Kateřina Kuchyňková

Kateřina Kuchyňková

More from Medium

In Honor of #UndiagnosedDay: “Push Through” by Ava Szajnuk

Silver Linings Projection-Mapping

RPG Adventure Elements

Entrance to The Shrine of Vachael the Wicked

Automating process without code, is this possible?