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Enhancing E-Learning through Eye-Tracking Technology: A FH Joanneum Project

This project, initiated in November 2003, aims to enrich E-Learning systems using eye-tracking technology. By analyzing gaze movements, the project seeks to develop innovative adaptive learning platforms that support diverse learning styles. Key objectives include user profiling, dynamic information libraries, and improved communication with learners. Tools leveraged include the TOBII remote eye-tracking system, which captures real-time gaze data to enhance user experience and learning outcomes. Expected results involve optimized content delivery and a deeper understanding of user behavior in educational environments.

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Enhancing E-Learning through Eye-Tracking Technology: A FH Joanneum Project

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Presentation Transcript

  1. Eye-Tracking & E-LearningAlexandra M. PreisFH JOANNEUM, Informations-DesignPsychologische Forschung & Beratung

  2. Eye-Tracking Supported Adaptive E-Learning … ein FHplus Projekt • Partner: • FH JOANNEUM / Informations-DesignDI Dr.Maja Pivec et al. • TU Graz / IICMDI Dr.Christian Gütl et al. • Projektstart: November 2003

  3. Bereicherung vonE-LearningSystemendurch Eye-Tracking, der Blickbewegungsmessung und -analyse

  4. Agenda • Projektziele • Tools • Dynamische Hintergrundbibliothek • Eye Tracking • Blickbewegungen • Erwartete Ergebnisse

  5. Projektziele (1) Innovatives E-Learning System • Technik soll Lernende unterstützen • Adaptive Wissensvermittlung • Intelligentes User-Profiling als Basis • Breites Spektrum an Usergruppen ansprechen • Unterschiedliche Lernstile berücksichtigen • Neue Visualisierungsmethoden anbieten

  6. Projektziele (2) Innovatives E-Learning System • Schnittstelle & Inhalt an Wissen, Können, Vorlieben, Bedürfnisse der Lernenden anpassen • Userverhalten erfassen • Auf Userverhalten reagieren • Lern- und Problemlösungsprozesse unterstützen • Navigation, Informationsauffindung erleichtern • Kommunikation mit dem/der Benutzer/in & Feedback fördern

  7. Tools (1) User Profiling & Adaptive Wissensvermittlung • Dynamische Hintergrundbibliothek: Bereitstellung von Zusatzinformationen • Eye-Tracking System:Erfassung und Analyse von Blickbewegungen ... als Bereicherung ...

  8. Dynamische Hintergrundbibliothek (1) Xfind(Gütl et al., 1999) • Dynamische Verlinkung der Lerneinheiten mit xFind • Weiterführende Informationen auffinden & managen • Quellen: Web & andere Wissenssysteme

  9. Dynamische Hintergrundbibliothek (2) Ziele • Zusatzinformationen adaptiv, personalisiert darbieten: Wissensstand, Bedürfnissen, Interessen entsprechend • Informationsauffindung erleichtern • Lernprozesse, Problemlösen unterstützen • Unsicherheit im komplexen E-Learning System durch Bereicherung mit relevanter Info reduzieren

  10. Eye-Tracking (1) Ziele • Blickbewegungen in Echtzeit erfassen und analysieren • Informationen über Benutzerverhalten undBenutzungsfreundlichkeit der Schnittstelle gewinnen • Userprofile ausarbeiten • Feedback zum Lernverhalten geben • Optimierungsvorschläge anbieten, die Lern- & Problemlöseprozesse unterstützen

  11. Eye-Tracking (2)

  12. Eye-Tracking (3) Das System • TOBII, Stockholm, SE • Remote System • Keine Befestigung am Kopf • Trotzdem große Bewegungsfreiheit • Kamera unauffällig, Umgebung natürlich • PCCR Methode • Pupil-Centre-Corneal-Reflection, Infrarotlicht • Kalibrierung einfach & schnell

  13. Blickbewegungen (1) • Sind großteilsunbewusst, unwillkürlich • Liefern wertvolle Informationenüber • Verhalten • Aufmerksamkeit • Kognitive Prozesse • Hard Facts, unabhängig von Gedächtnis, Motivation der User

  14. Blickbewegungen (2) Fixationen • Relativ stabile Perioden: Pausen • Ausschnitt des visuellen Feldes (Bildschirm) fokussiert • Dauer 200 - 400 ms • Geschwindigkeit 100°/sec • Informationsaufnahme u. -verarbeitung

  15. Blickbewegungen (3) Sakkaden • Schnelle Augenbewegungen: Sprünge • Bringen neuen Ausschnitt des visuellen Feldes in Fokus • Dauer 25 – 100 ms • Geschwindigkeit 300°/s • Keine Informationsaufnahme

  16. Blickbewegungen (4) Lesen Scannen

  17. Blickbewegungen (5) Informationen • Kognitive Prozesse • Suchprozesse • Orientierungsprozesse • Aufmerksamkeitsverteilung • Tiefe der Informationsverarbeitung • Beanspruchung, Aufgabenschwierigkeit • Müdigkeit: Lidschlag • Emotionale Reaktion: Pupille

  18. START REFERENCE TARGET Blickbewegungen (6)

  19. Blickbewegungen (7) Daten • Tatsächlich konsumierte Inhalte • Bearbeitungsdauer / Verweildauer • Häufigkeit • Reihenfolge / Pfade Aktuelle Software (Müller, 2002) • Pupillendurchmesser • Veränderung des Lidschlags

  20. Blickbewegungen (8) Implikationen • Bei Ermüdung Pause vorschlagen • Bei Orientierungslosigkeit Pfade anbieten • Effiziente Suchstrategien vorschlagen • Schnittstelle in Hinblick auf Aufmerksamkeitsverteilung strukturieren • Besonders relevante Inhalte aufgrund der Nutzungsfrequenz identifizieren

  21. Erwartete Ergebnisse (1) Erwartete Ergebnisse • Umfassende Informationen über Benutzerverhalten • Identifizierung & Behebung von Problembereichen:Struktur & Informationsfluss • Optimierung der adaptiven Wissensvermittlung • Neue Visualisierungsmethoden • Benutzerprofile, Filtermethoden • Verbessertes Course Progress Tracking

  22. Erwartete Ergebnisse (2) Anwendungsgebiete • Lernen & Problemlösen unterstützen 100%iges Lernen • Wissensstand erheben & maßgeschneidertes Wissen vermitteln • E-Learning Content, Struktur, Informationsfluss optimieren

  23. Erwartete Ergebnisse (3) Unsere Zielgruppen • Eye-Tracking Systemhersteller • Hardwarehersteller • E-Learning PlattformentwicklerKnowledge Management Plattformentwickler • Contententwickler • Enduser in komplexen Entscheidungssituationen: Luftfahrt, Straßenverkehr, Risk Management, Decision Support

  24. Die Bedürfnisse der Benutzer/innen stehen im Vordergrund !!!

  25. Danke für Ihr InteresseJ alexandra.preis@fh-joanneum.at

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