眼动追踪揭示学生在课堂上的注意力情况

在该初步研究中,眼动追踪被用来考察肯尼索州立大学自然科学系教学过程中学生的注视模式。该研究揭示了教学过程中课堂注意力受多种因素的影响。

研究背景

教育教学研究的基本要素是帮助学生学习,无论研究是否涵盖实验室、问题处理、学习工具或授课。眼动仪可以通过提供额外的数据来辅助这些研究,使研究人员能够更好地了解学生和讲师的行为对课堂教学产生的影响。此项初步研究由肯尼萨州立大学自然科学系副教授David Rosengrant 发起并展示眼动如何应用到课堂教学中学生的注意力的研究中。

我们现在可以衡量学生在课堂上观察了那些内容,他们用在课堂上讲义材料上的时间以及干扰他们注意力的最主要的因素是什么。

David Rosengrant, associate professor of physics education at the Department of Biology and Physics, Kennesaw State University

使用眼动追踪研究学生在课堂的注意力

本研究的目的是考查学生在课堂上的注意力情况,以此找出在教学过程中能够保持学生注意力的因素并获得旨在保持学生在课堂上的卷入度和提升积极性的教学技巧。研究使用了移动式眼动仪Tobii Pro Glasses,使得研究人员能够对以下研究问题进行考察:

• 在课堂授课过程中学生的关注重点是什么?
• 是什么分散了学生的注意力?
• 能够保持学生在课堂上的听课状态的因素有哪些?

研究工具与方法

八名参与了肯尼萨州立大学的自然科学基础班的学员参与了此次测试。
每名被试者均佩戴Tobii Pro Glasses眼动仪听完整节课。由于无需让被试者观看计算机屏幕或携带沉重的记录装置,此款便携式眼动追踪解决方案可以让研究人员对研究问题进行广泛地考察。

A student wearing Tobii Pro Glasses 1 and following the lecture.

眼动仪记录了70分钟的数据,包括音频、视频以及被试者的目光位置(以圆点表示)。此图片是来自眼动仪输出的数据中的截图,显示出当讲师解释随堂测验结果时,一名被试者在观察讲稿中的图表。

该眼动轨迹视频回放片段展示出参与测试的一名学生的眼动行为。

研究没有给参与测试的被试者提供任何报酬,因为只有少量被试者资源自愿参与实验,因此在某些数据的对比上受到了限制。但在将来更加大范围、更加深入的研究中会对这些结论数据进行对比。

研究结论

研究中最有趣的发现之一是,无论其他因素怎样,学生们对讲师的关注度很低,取而代之的是他们会关注幻灯片或观察他们的笔记。但也有明显例外的情形,比如当讲师变得非常活跃的时候,在黑板进行书写的时候,使用幽默语或讲解幻灯片以外的内容的时候,此时学生就会有观察讲师的趋势。学生们在讲师讲解每周测验的答案时也会关注讲师本人。最后,学生的问答环节会产生相反的结果。

最能分散学生注意力的因素并不奇怪,打字或上网(一般是Facebook)是分散学生注意力的主要因素,尽管这些行为在课堂上是不推荐的。课堂上的其他同学也是分散注意力的因素之一。还有一些因素来自于学生在教室中所坐的位置。

研究人员还无法识别出任何关于被试者在课堂上有多少时间再开小差的明确模式,以及被试者何时会失去课堂兴趣的。

与之前研究观点的矛盾

虽然还需要进行更多的分析,但此项初步研究的结论既验证了之前关于教学的研究得到的结论,又显示了与其矛盾的地方。

第一个矛盾之处是学生仅通过课堂教学的某些时间点获取信息,通常是在课程的开始和结束时。研究人员报告说他们的研究结论显示,虽然学生们会在某个时间点开始开小差或经常开小差,但在整堂课上,学生从不会完全地在一段时间内开小差(超过3分钟)。
研究结果验证了学生在教室所处的位置会影响学生的表现这一观点。研究人员注意到了坐在教室前排和中间位置的学生比坐在教室边缘的学生更倾向于保持良好听课状态,因为坐在教室边缘的学生会受到更多分散注意力的因素的影响。

研究需要采集更多的数据来考察代表学生处于良好听课状态的眼动模式的时间长度之间的关联强度。这些数据也可通过其他途径来阐述对教学方式强化的帮助。

我之所以使用Tobii Pro Glasses眼动仪是因为它的便携性和易用性。眼镜的设计很严谨,并不能分散学生的注意力,因此它可以提供更加真实的数据,而并不影响正常听课。

David Rosengrant, associate professor of physics education at the Department of Biology and Physics, Kennesaw State University

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