Original title:
Analýza prostředků počítačem podporované výuky fyziky oční kamerou
Translated title:
Analysis of the means of computer-assisted teaching of physics by eye camera
Authors:
SMRŽ, Jan Document type: Master’s theses
Year:
2024
Language:
cze Abstract:
[cze][eng] Diplomová práce "Analýza prostředků počítačem podporované výuky fyziky oční kamerou" se zaměřuje na zkoumání uživatelské přívětivosti webových nástrojů (physletů) používaných ve výuce fyziky na druhém stupni základních škol. Cílem je zjistit, v jakém prostředí se žákům pracuje nejlépe, a identifikovat zásady, které přispívají k tvorbě uživatelsky přívětivějších výukových aplikací. Důraz je kladen na uživatelské rozhraní (UI) a jeho dopad na efektivitu a spokojenost žáků při plnění úkolů s využitím physletů. První část práce se zaměřuje na základní teoretické koncepty webového designu, zásady uživatelského zážitku (UX) a jejich význam ve výukových aplikacích. Součástí této části je také přehled metod uživatelského testování a jejich aplikace v kontextu vzdělávání. S ohledem na moderní technologie ve výuce fyziky je kapitola věnována přehledu různých výukových nástrojů, jako jsou physletové aplikace, a analýze jejich efektivního využití v hodinách fyziky. Jedním z klíčových nástrojů výzkumu je oční kamera, která umožňuje sledovat pohyby očí respondentů během práce s physlety. Data získaná z oční kamery umožňují detailní analýzu, která identifikuje oblasti zájmu (AOI) ve vizuálním poli žáků při práci s physlety a přispívá k pochopení, na jaké prvky se respondenti při práci zaměřují a jak je vizuálně interpretují. To napomáhá identifikovat konkrétní prvky designu a rozhraní, které podporují lepší porozumění obsahu. Metodika výzkumu zahrnuje přípravu prostředí, kde probíhají testy, a zajištění odpovídajícího hardwarového a softwarového vybavení pro analýzu dat z oční kamery. Výzkum začíná pilotní studií, jejímž cílem je ověřit výzkumný proces a zajistit, že sběr dat bude proveden přesně a spolehlivě. Hlavní část výzkumu je realizována s vybranou skupinou žáků, kteří jsou požádáni o splnění výzkumného úkolu s využitím physletů. Sběr dat se zaměřuje na měření přesných pohybů očí, identifikaci oblastí zájmu a zaznamenání postupu respondentů při řešení úkolů. Výsledky výzkumu odhalují, že konkrétní aspekty uživatelského rozhraní physletů výrazně ovlivňují kvalitu práce a efektivitu plnění úkolů. Analýza cest respondentů a oblastí zájmu ukazuje, že žáci preferují jednoduše strukturovaná rozhraní s jasnými vizuálními prvky, které jim pomáhají rychle najít relevantní informace. Designové prvky, jako jsou intuitivní ovládací prvky, srozumitelná grafika a přehledné instrukce, jsou identifikovány jako klíčové pro zvýšení uživatelského komfortu a efektivity. Na základě těchto výsledků jsou formulována doporučení pro tvorbu a úpravu physletů s cílem zlepšit jejich použitelnost a přístupnost pro žáky. Doporučuje se zaměřit na vizuální stránku physletu, protože kvalitní grafické zpracování může výrazně zlepšit uživatelský zážitek a srozumitelnost. Přidání doplňujících textů s jasným popisem funkcí usnadní orientaci uživatelů. Klíčová data by měla být zobrazena jen jednou, aby se předešlo zmatku. V případě simulace reálných přístrojů je vhodné zachovat interaktivitu, což posílí autentičnost a zážitek uživatelů.The thesis "Analysis of computer-assisted teaching of physics by eye camera" focuses on the investigation of the user-friendliness of web-based tools (physlets) used in teaching physics at the second level of primary schools. The aim is to find out in which environment students work best and to identify principles that contribute to the creation of more user-friendly learning applications. The focus is on the user interface (UI) and its impact on students' efficiency and satisfaction when completing tasks using physlets. The first part of the paper focuses on the basic theoretical concepts of web design, user experience (UX) principles and their importance in educational applications. This part also includes an overview of user testing methods and their application in an educational context. With respect to modern technology in physics education, the chapter is devoted to an overview of various educational tools such as physlet applications and an analysis of their effective use in physics classes. One of the key tools of the research is the eye camera, which allows monitoring the respondents' eye movements while working with physlets. The data obtained from the eye camera allows for a detailed analysis that identifies areas of interest (AOIs) in students' visual field while working with physlets and contributes to understanding what elements respondents focus on and how they visually interpret them while working. This helps to identify specific design and interface elements that promote better understanding of the content. The research methodology involves preparing the test environment and ensuring that the appropriate hardware and software is in place to analyse the eye camera data. The research begins with a pilot study to validate the research process and ensure that the data collection is conducted accurately and reliably. The main part of the research is conducted with a selected group of students who are asked to complete a research task using physlets. The data collection focuses on measuring precise eye movements, identifying areas of interest and recording the respondents' progress on the task. The research results reveal that specific aspects of the physlet user interface significantly affect the quality of work and the efficiency of task performance. Analysis of respondent paths and areas of interest shows that learners prefer simply structured interfaces with clear visual elements that help them find relevant information quickly. Design elements such as intuitive controls, clear graphics and clear instructions are identified as key to improving user experience and efficiency. Based on these results, recommendations are made for the design and modification of physlets to improve their usability and accessibility for learners. It is recommended to focus on the visual aspect of the physlet, as good quality graphics can significantly improve user experience and clarity. Adding additional text with clear descriptions of the functions will make it easier for users to navigate. Key data should only be displayed once to avoid confusion. In the case of simulating real devices, interactivity should be maintained, which will enhance authenticity and user experience.
Keywords:
applet; eye tracking; physics; physlet; User testing; UX; web design; applet; fyzika; oční kamera; physlet; UI; UX; Uživatelské testování; web design Citation: SMRŽ, Jan. Analýza prostředků počítačem podporované výuky fyziky oční kamerou. České Budějovice, 2024. diplomová práce (Mgr.). JIHOČESKÁ UNIVERZITA V ČESKÝCH BUDĚJOVICÍCH. Pedagogická fakulta
Institution: University of South Bohemia in České Budějovice
(web)
Document availability information: Fulltext is available in the Digital Repository of University of South Bohemia. Original record: http://www.jcu.cz/vskp/77023
guest ::
