Gaze transitions when learning with multimedia

Krejtz, Krzysztof; Duchowski, Andrew T.; Krejtz, Izabela; Kopacz, Agata; Chrząstowski-Wachtel, Piotr

doi:10.16910/jemr.9.1.5

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“…Integrationsprozesse werden durch Übergänge zwischen relevanten Elementen, sog. Transitionen, quantifiziert (Krejtz et al 2016;Holsanova et al 2009;Schmidt-Weigand et al 2010;Schüler 2017). Zusammenfassend kann durch Analyse von Augenbewegungen die kognitive Verarbeitung beim Lernen aufgrund text-und bildbasierter Informationen untersucht werden, wobei die in Tab.…”

Section: Eye-tracking Beim Multimedialen Lernenunclassified

“…Koning et al 2009). Die integrationsfördernde Wirkung von Hilfen ist in der Literatur bereits gut dokumentiert (Krejtz et al 2016;Holsanova et al 2009;Schmidt-Weigand et al 2010;Schüler 2017) und wurde kürzlich ebenfalls von Wang et al (2020) nachgewiesen. Eine höhere Anzahl Transitionen wurde auch im Kontext von chemischen Problemlöseaufgaben mit höherer Expertise in Verbindung gebracht (Rodemer et al 2020).…”

Section: Aggregierte Analyse (Alle Vektorfelder)unclassified

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Einfluss visueller Hilfen und räumlicher Fähigkeiten auf die graphische Interpretation von Vektorfeldern: Eine Eye-Tracking-Untersuchung

Klein

Hahn

Kühn

2021

ZfDN

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ZusammenfassungEin solides Verständnis physikalischer Konzepte erfordert den Umgang mit multiplen Repräsentationen wie Formeln und Diagrammen zur Bildung kohärenter mentaler Modelle. Bei komplexen Sachverhalten haben Studierende häufig Schwierigkeiten mit solchen repräsentationalen Verknüpfungen und benötigen deshalb instruktionale Unterstützung. In diesem Beitrag wird der Einfluss von zwei Instruktionen (mit und ohne visuelle Hilfen; VH vs. OH) zur graphischen Interpretation eines Vektorfelddiagramms hinsichtlich Divergenz auf die Leistungsfähigkeit von $$N=141$$ N = 141 Studierenden untersucht. Beim Lesen der Instruktion und der anschließenden Aufgabenbearbeitung wurden die Augenbewegungen mit einem Eye-Tracker aufgenommen. Die Ergebnisse zeigen, dass Studierende in der VH-Gruppe ($$N=64$$ N = 64 ) eine bessere Testleistung erzielten als Studierende der OH-Gruppe ($$N=77$$ N = 77 ). Der Unterschied ist am stärksten ausgeprägt für die Studierendengruppen mit hohen und mittelstarken räumlichen Fähigkeiten, die im Vorfeld der Untersuchung mittels eines standardisierten Raumspannentests ermittelt wurden. Die Eye-Tracking-Analysen zum Lesen der Instruktionen zeigen, dass den Studierenden mit visuellen Hilfen die Selektion, Organisation und Integration lernrelevanter Informationen im Sinne der kognitionspsychologischen Theorie multimedialen Lernens besser gelingen als Studierenden der OH-Gruppe. Die Analyse der Eye-Tracking-Daten beim anschließenden Problemlösen ergibt, dass Studierende mit VH-Instruktion ihre Augen systematischer über die Vektorfelddiagramme bewegen, was eine korrekte Anwendung der vermittelten Strategie indiziert. Neben dem modellprüfenden Charakter und der Bedeutung visueller Hilfen zeigt die Studie das diagnostische Potential von Eye-Tracking bei Aufgaben mit hohen Ansprüchen an die kognitiv-visuellen Fähigkeiten.

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Section: Eye-tracking Beim Multimedialen Lernenunclassified

Section: Aggregierte Analyse (Alle Vektorfelder)unclassified

Einfluss visueller Hilfen und räumlicher Fähigkeiten auf die graphische Interpretation von Vektorfeldern: Eine Eye-Tracking-Untersuchung

Klein

Hahn

Kühn

2021

ZfDN

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“…Eye-fixations can indicate the organization process on the selected items (Just & Carpetner, 1976;Park et al, 2015). Both fixation duration and fixation count are perceived as metrics for total cognitive processing related to the fixated information (Krejtz et al, 2016;Xie et al, 2019). Among the selected studies (Park et al, 2015;Stieff et al, 2011;Wang et al, 2018), the most commonly used eye tracking metrics are fixation duration (n = 30) and fixation count (n = 11).…”

Section: Organizingmentioning

confidence: 99%

A systematic review ofeye‐tracking‐basedresearch on animated multimedia learning

Coşkun

Çağıltay

2021

Computer Assisted Learning

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Background: The most challenging task in eye-tracking-based multimedia research is to establish a relationship between eye-tracking metrics (or cognitive processes) and learners' performance scores. Additionally, there are current debates about the effectiveness of animations (or simulations) in promoting learning in multimedia settings.Objectives: As a result, the current study aimed to review eye tracking-based research on learners' cognitive processes in the animated/simulated multimedia learning domain.Method: For this purpose, fifty-seven (57) studies were systematically determined based on PRISMA guidelines, and they were synthesized. Results and Conclusions:The notable findings are that (1) most of the reviewed studies have tried to relate eye-tracking measures to at least one cognitive process (e.g., selecting, organizing, and integrating) which are assumed to take place during multimedia learning; (2) eye-tracking measurements show whether design features of animation are successful in directing learners' attention; (3) the success of animation in attention-guiding to the relevant parts may not have a positive impact on learning because individual differences (e.g., prior knowledge, spatial ability, or working capacity) and animation content are the other factors that directly affect the effectiveness of animation over learning. Implications:The current study implies that (i) use of signaling cues in animated multimedia settings diminish visual search and promote higher learning scores, (ii) giving users control over animations causes negative outcomes (e.g., missing micro or macro events); (iii) research on animated multimedia learning should be replicated with the participant group from K-12, special education (e.g., autistic children), and elders.

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“…Blickbewegungsmessungen in Verbindung mit räum lichen Analysen sind ein weiteres Feld defizitärer For schung (Alemdag & Cagiltay, 2018). Insbesondere fehlen Untersuchungen zu Blickpfadmustern, welche Hinweise auf die Verarbeitung multimedialer Informationen geben (Krejtz, Duchowski, Krejtz, Kopacz & Chrząstowski Wachtel, 2016). Alemdag und Cagiltay (2018) auditive Hinweise (instructional cues) zum physika lischen Lernmaterial eingesetzt wurden (siehe Abb.…”

Section: Die Aktuelle Studieunclassified

Lernergebnisse und individuelle Prozesse des Physik-Lernens mit auditiven und visuellen Hinweisen

Hurzlmeier

Watzka

Hoyer

et al. 2024

Zeitschrift für Pädagogische Psychologie

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Zusammenfassung. Die vorliegende Studie untersuchte im Kontext einer videobasierten Lernumgebung, inwieweit Personen durch die Darbietung von auditiven und visuellen Hinweisen beim Lernen komplexer Inhalte unterstützt werden können. Vor dem Hintergrund von Theorien des multimedialen Lernens wurden die Wirkungen der Hinweise auf kognitive Belastung, Lernerfolg sowie Blickbewegungen der Lernenden analysiert. In einem experimentellen Zwei-Gruppen-Design mit Vor- und Nachtest lernten 46 Teilnehmerinnen und Teilnehmer mithilfe visueller ( n = 23) oder auditiver ( n = 23) Unterstützung. Den Lerngegenstand bildeten Skizzen elektrischer Schaltungen, die als kognitives Werkzeug zur Lösung physikalischer Aufgaben eingesetzt werden. Es ergaben sich zwischen den Versuchsbedingungen keine signifikanten Unterschiede in Belastungserleben und Lernerfolg (.00 ≤ ηp2 ≤ .08). Allerdings waren Maße der kognitiven Belastung signifikante Prädiktoren des Lernerfolgs. Es zeigten sich auch bedeutsame Einflüsse des Vorwissens auf Wissensabruf ( R2 = .213) und Wissenstransfer ( R2 = .257). Im Rahmen qualitativer Auswertungen wurden zudem die Blickpfade von Personen mit niedrigem und hohem Vorwissen verglichen. Hier zeigte sich in beiden Modalitäten bei Personen mit niedrigem Vorwissen eher ein detailorientiertes Blickmuster auf Einzelelemente der Schaltungen und bei Personen mit hohem Vorwissen eher ein ganzheitlich orientiertes Blickmuster über das System von Schaltungen. In Bezug auf die vorwissensabhängigen Unterschiede in den Blickmustern und die Komplexität des Lerngegenstandes erscheinen sowohl eine zeitliche als auch eine instruktionale Adaptierbarkeit der Lernumgebung für Lernende mit wenig Vorwissen in beiden Hinweismodalitäten sinnvoll. Für die zukünftige Forschung bietet es sich im Sinne eines Mixed-Method-Ansatzes an, Prozesse und Ergebnisse des Lernens stärker aufeinander zu beziehen, um zu tieferen Erkenntnissen über die Nutzung und Wirkung instruktionaler Hinweise zu gelangen.

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Gaze transitions when learning with multimedia

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Einfluss visueller Hilfen und räumlicher Fähigkeiten auf die graphische Interpretation von Vektorfeldern: Eine Eye-Tracking-Untersuchung

Einfluss visueller Hilfen und räumlicher Fähigkeiten auf die graphische Interpretation von Vektorfeldern: Eine Eye-Tracking-Untersuchung

A systematic review ofeye‐tracking‐basedresearch on animated multimedia learning

Lernergebnisse und individuelle Prozesse des Physik-Lernens mit auditiven und visuellen Hinweisen

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