女孩在笔记本电脑前在线学习

眼球追踪以令人兴奋的方式帮助教育研究

眼球追踪帮助研究人员在教育研究领域取得了长足的进步.
以下是目前正在发生的一些最尖端和最令人兴奋的方式!

学术研究 教育 基于屏幕的眼球追踪器

学习在一定程度上是一种本能. 澳门官方十大网投吸收信息的方式, 吸收它, 在澳门官方十大网投的大脑中归档一直是科学研究的兴趣所在, 研究人员致力于破译大脑内部的工作原理. 通过脑电图和其他基于实验室的技术,澳门官方十大网投已经能够读取大脑的模式, 但是通过眼球追踪, 澳门官方十大网投可以获得额外的, 不依赖侵入性方法的内隐洞见. 澳门官方十大网投有能力观察孩子的认知负荷, 了解有学术天赋的学生是如何处理信息的, 并发明新的教学方法,以更丰富地理解学习大脑. 以下是眼动跟踪在教育研究中被用于进一步了解学习过程的一些主要方式.

共同关注教育的新方法

你小的时候不知道这一点, 但是当你的父母指着一个苹果说这个单词时, 你的大脑里发生了很多事情. 首先, 你接收到了声音, 然后你就映射了标签和有问题的对象之间的旅程. 每次都重复这个词, 它在你的大脑中形成了更强的联系, 但在这个过程中还有其他一些东西在帮助澳门官方十大网投. 你和你父母共同的关注点, 苹果, 意味着你知道她说的不是你的娃娃, 你的玩具车, 或者是刚进来的猫. 注意力集中在苹果上,所以你很容易就学会了这个词. 这种现象被称为共同注意, 这是澳门官方十大网投小时候学习的一个基本原则.

教育领域的研究人员知道这个概念已经有一段时间了, 但通过眼球追踪, 澳门官方十大网投对婴儿学习过程的理解有了很大的扩展. 澳门官方十大网投不仅能够评估在早期语言习得和理解交流过程中,共同注意的概念在多大程度上起作用, 但澳门官方十大网投也能够在共同注意力必然缺失或受到严重限制的情况下导航.

让30个孩子在教室里保持足够长的时间来学习材料是一项非常困难的任务, 那是在远程教育普及之前. 在2019冠状病毒病大流行期间, 世界各地的学校和学习机构被迫关闭窗户,通过新的数字媒体进行教学. 通常会有老师站在教室前面把学生的注意力吸引到黑板上, 相反,学生们只能通过视频通话来判断老师在看什么,以及他们说话时提到了什么材料. 这似乎是一个小麻烦, 但它颠覆了人类学习方式的一个关键基础.

使用眼动跟踪, 教育研究人员正在寻找重新设计学习实践和资源的方法,以便在远程教育时代蓬勃发展, 以及不可避免的回到教室. 而孩子们则继续在家学习, 改编的演示工具和在线教程可以展示老师的凝视模式,有助于解决共同注意力缺失的问题. 在视频类, 把更多的注意力放在老师身上,而不是放在材料上,也被证明会引发联合注意力学习时刻, 提高课堂教学效能. 眼球追踪技术正在继续为这些概念在现实世界中的想象和测试开辟道路.

老师在线教数学

帮助老师教

甚至在远程教育普及之前, 眼动跟踪已被用于评估如何优化学生的学习环境. 教师“专业视野”的研究始于近20年前, 澳门官方十大网投了解到教育行业的资深人士如何能够从真实的课堂体验中阅读视觉线索, 从有效的教学技术中提取真实数据.

自从眼动跟踪技术被引入教育研究领域以来, 这些教学方法的更详细的情况已经画出来了. 通过分析教师的注视模式, 研究人员可以了解他们如何扫描潜在的干扰, 找出那些挣扎的人, 并跟踪课堂上的内容是如何被接受的. 教育研究员哈尔斯卡·雅罗兹卡讲述了“在这种互动中, 动态环境中, 教师对课堂的视觉感知在课堂管理和教学中起着关键作用”(Jarodzka: 2020). 这些针对有经验教师注意力的眼动跟踪研究可以帮助新教育者确保他们班上的学生注意力集中、接受能力强, 提高他们发挥最大能力的机会.

这种特殊的研究方法还有很长的路要走, 雅罗兹卡继续解释了“更多的移动眼动跟踪研究将如何让澳门官方十大网投理解教师的视觉感知如何在教学行为中发挥作用”(雅罗兹卡:2020). 这是一个令人兴奋的观点, 它允许澳门官方十大网投想象一个新的心理学研究领域,在这个领域中,教学行为可以被孤立, 检查, 和理解!

阅读和理解

教师不是发展科学家, 但从历史上看,他们被期望对阅读和理解能力做出复杂的判断,这可能会对孩子的学习产生持久的影响. 当这些决定准确而早地做出时, 孩子们可以通过定制的学习计划来培养,帮助他们以尽可能高的阅读水平离开学校. 另一方面, 迟迟不做决定剥夺了孩子们在学习上领先一步的机会.

缓解这种危险的一个解决方案是通过使用眼动来测量阅读模式. 在那里你会密切关注孩子的阅读速度和阅读难度, 眼球追踪可以让你隔离特定的认知负荷区域, 精确的犹豫, 尤其是单词困难. 以这种方式, 现在,澳门官方十大网投可以更准确地区分一个孩子在阅读完整句子时出现了真正的和反复的困难,另一个孩子只是在一个孤立的词汇上挣扎或在评估中分心.

眼球追踪技术正在推动这些发展,以及类似的解决方案 Tobii职业的新阅读特定指标 还有自动分析工具 Tobii专业实验室都将不可避免地在这个领域发挥作用.

女孩在Tobii职业频谱上阅读

辅助阅读软件

澳门官方十大网投都曾遇到过这样的情况,复杂的文本严重减缓了澳门官方十大网投内化信息的能力. Jargonistic的话, 复杂的语法, 行业方言都在低效的阅读过程中发挥了作用, 阻止某些人真正受到鼓舞. 这在学术界太常见了, 但幸运的是,有研究人员正在研究如何在不降低内容的情况下让科学论文更容易理解.

一个令人兴奋的新例子是关于文本摘要增强的, 通过这个过程,读者的视线可以被跟踪和评估认知负荷. 当在一个特定的单词或科学术语上记录更高的负载时, 德国人工智能研究中心(German Research Center for Artificial Intelligence)的概念软件将认为这是一个犹豫的时刻,并将以一种有益而不引人注目的方式为这个术语引入定义. 不用离开屏幕,自己去寻找意义, 这篇论文的读者可以理解这个术语, 它的上下文在句子中, 随身携带阅读而不分散他们的注意力.

这个软件背后的团队所追求的是智能阅读解决方案,消除了读者的次要责任, 让他们完全专注于信息本身. 他们的算法意味着“低信心”时期(Vadiraja, Dengel, 石丸:2021年), 澳门官方十大网投可以伸出最恰当的援助之手,把他们推向正确的方向.

澳门官方十大网投只需要想象一下这种软件在各种情况下的潜在应用:从早期发展阅读资源到学习障碍人士的助手, 能够理解阅读困难并实时响应的算法在现实世界中有着无穷无尽的应用.

帮助学生理解化学概念

学化学的学生在第一次来详细学习这门学科时面临着一个独特的障碍. 与其他一些科学学科相反,化学总是有些不可捉摸. 因为学生的真实性有限,所以很难内化, 正在探索的现象的真实经验. 要掌握, 化学需要在亚微观上理解, 宏观, 和 symbolic level; while expert chemists can weave these together simultaneously, 新手觉得很难爬.

自然,这导致了可视化技术在该领域的蓬勃发展. 主要由静态图像和原始动画组成, 这些工具已经尽其所能传递化学所提供的复杂概念. 眼球追踪拓展了澳门官方十大网投对专家和初学者如何同样地吸收化学事件的视觉表征的一般理解, 使得像杰西卡·R. 范登普拉斯想弄明白为什么尽管专家们一直在推荐使用它们,但新生们却觉得它们毫无用处. 在V和enplas的研究, 眼球追踪数据显示,专家们在阅读材料时所看到的东西之间存在脱节, 以及新手们看到了什么. 这使得教师可以通过进一步的解释,将他们的注意力转移到视觉资源的不同区域,从而弥合这一差距.

化学分子动画与眼动跟踪热图

比较专家和新手在观看动画时的注视. 动画由 VisChem项目.

Herrington和同事的另一项研究(2008年)分析了学生参与模拟实验时的注视数据,这些模拟实验允许他们操纵微观变量并观察结果. 这表明,没有专家指导的学生将依靠自己有限的知识和算法思维,而不是提供给他们的资源. 在这种情况下, 对于初学者如何掌握信息的深刻见解使他们能够改变教学实践,以加快他们的学习速度. 教师也被授权修改他们的材料,使他们最适合化学学生学习这门学科的方法.

教学代码中的眼动跟踪

当谈到现代软件开发技术时, 代码评审是这个过程的一个重要部分. 代码的质量保证和编写本身一样重要,尽早发现错误可以节省大量的金钱和人力. 这就是为什么确保新代码编写人员以最好的方式接受培训是如此重要.

雷根斯堡的教育研究人员, 德国开始使用眼动仪来可视化经验丰富的程序员扫描错误的方式,与那些相对较新的领域相比. 目的是了解新程序员和有经验的程序员在审查技术上是否存在差异, 以及如何应用这些见解,以便为未来的程序员传授更有效的审查策略. 尼克·肖尔, 这项研究的首席研究员, 结论是“高级和专业的程序员在错误检测方面表现得更好,眼动数据意味着更有效的审查策略”(Schor et al: 2020)。.

虽然现在的代码审查得到了软件系统的帮助,它消除了大量繁重的工作, 该过程仍然需要大量的手工工作和关键时刻的人工决策. 眼球追踪能让澳门官方十大网投了解这些决定是如何做出的, 什么信息会告诉审稿人, 以及评审人员如何从理论上推断他们可以简化代码本身的方法. 在一个日益科技化的社会, 对现有编码实践的关键洞察将被证明对寻求进步的公司是无价的.

结论

对不同个体的学习方式有更深入的了解,这是研究人员甚至还没有想象到的可能性. 现在, 眼动追踪在解码无法被受试者自己解释或合理化的思维过程方面起到了带头作用, 帮助澳门官方十大网投理解学习行为中最本能和自然的部分. 在分析幼儿行为时尤其如此, 有了眼动跟踪的洞察力,澳门官方十大网投就有了获得学习习惯的特权,而这些习惯在交流发展的后期阶段是无法获得的. 但无论是幼儿在他们的学习旅程的开始, 或者是成年人, 眼球追踪为澳门官方十大网投提供了在大脑学习时进入大脑的后台通道.

看看澳门官方十大网投的研究页面,了解更多关于眼动跟踪是如何在各个领域被使用的 教育阅读研究.

引用:

V和enplas J. R. (2008). 化学学习中的动画:专业知识和其他特性的影响. 美国天主教大学.

Jarodzka H.Skuballa,我. & 格鲁伯,H. (2021). 教育实践中的眼动跟踪:探究课堂教学中的视觉感知. 教育心理学Rev 33, 1-10.

Vadiraja P. Dengel,. 石丸,年代. (2021). 智能阅读助手的文本摘要增强. 2021年2月22日至24日,在芬兰罗瓦涅米举行的增强人类国际会议(AHs’21)上. ACM,纽约,纽约,美国,4页.

豪泽,弗洛里安 & Schreistter,斯蒂芬 & 路透社,丽贝卡 & Mottok,根 & 格鲁伯,汉斯 & Holmqvist,肯尼斯 & Schorr尼克. (2020). c++代码评审:眼动追踪研究的初步结果. 1-5. 10.1145/3379156.3391980.