Using eye-tracking in educational games and its importance in data analysis
The domain of educational games has occupied the academic community for decades. Researchers are trying to embed pedagogical activities in computer games that were originally aimed at entertainment. However, the pedagogical potential of games is still under consideration as there is limited evidence...
Main Author: | |
---|---|
Other Authors: | |
Language: | English |
Published: |
2021
|
Subjects: | |
Online Access: | http://hdl.handle.net/10889/14948 |
id |
nemertes-10889-14948 |
---|---|
record_format |
dspace |
institution |
UPatras |
collection |
Nemertes |
language |
English |
topic |
Eye-tracker Educational games Human-computer Interaction Τεχνολογίας παρακολούθησης ανθρώπινης όρασης Εκπαιδευτικά παιχνίδια Αλληλεπίδραση ανθρώπου-υπολογιστή |
spellingShingle |
Eye-tracker Educational games Human-computer Interaction Τεχνολογίας παρακολούθησης ανθρώπινης όρασης Εκπαιδευτικά παιχνίδια Αλληλεπίδραση ανθρώπου-υπολογιστή Κουτρουμάνη, Μαρία Using eye-tracking in educational games and its importance in data analysis |
description |
The domain of educational games has occupied the academic community for decades. Researchers are trying to embed pedagogical activities in computer games that were originally aimed at entertainment. However, the pedagogical potential of games is still under consideration as there is limited evidence that players acquire knowledge from a game of such kind. Traditionally newly acquired knowledge is assessed using pre- and post-game questionnaires or by tracking and analyzing student performance in the game. Recently, researchers have attempted to enrich their observations on student learning by analyzing data about the visual behavior of students during game play to take advantage of the non-intrusive process of eye-tracking and the unbiased nature of human gaze (vision is a process we cannot consciously control). Gaze data are collected through eye-tracking devices that record eye fixations and saccades and can be visually presented in easily conceivable ways (heatmaps, gaze plots, clusters, etc.) that reveal learner visual activity in front of a screen. One of the major challenges in this approach is the interpretation of recorded visual behavior data and the way they correlate with the learning process. The subject of this thesis is to investigate the use of eye-tracking technology and produced visualizations for studying the way primary school students interact with a multiplication game. Τhe thesis starts with the definition of the study objectives and the main terms on the topic. Then, it continues with a literature review based on existing educational games and cognitive learning theories. Chapter 3 is dedicated to educational games as a mean of distance learning. In Chapter 4 there is the description of the educational game that the experiment based on it, previous existing methods, and presentation of the thesis experiment with the eye tracker. Furthermore, this is the chapter in which data analysis and correlation with existing theories takes place. The thesis comes to an end with Chapter 5 that presents the main conclusion of the study, limitations and proposals for future work. |
author2 |
Koutroumani, Maria |
author_facet |
Koutroumani, Maria Κουτρουμάνη, Μαρία |
author |
Κουτρουμάνη, Μαρία |
author_sort |
Κουτρουμάνη, Μαρία |
title |
Using eye-tracking in educational games and its importance in data analysis |
title_short |
Using eye-tracking in educational games and its importance in data analysis |
title_full |
Using eye-tracking in educational games and its importance in data analysis |
title_fullStr |
Using eye-tracking in educational games and its importance in data analysis |
title_full_unstemmed |
Using eye-tracking in educational games and its importance in data analysis |
title_sort |
using eye-tracking in educational games and its importance in data analysis |
publishDate |
2021 |
url |
http://hdl.handle.net/10889/14948 |
work_keys_str_mv |
AT koutroumanēmaria usingeyetrackingineducationalgamesanditsimportanceindataanalysis AT koutroumanēmaria chrēsētēstechnologiasparakolouthēsēstēsanthrōpinēsorasēsseekpaideutikapaichnidiakaiēsēmasiatēsstēnanalysēdedomenōn |
_version_ |
1771297280462159872 |
spelling |
nemertes-10889-149482022-09-05T20:30:34Z Using eye-tracking in educational games and its importance in data analysis Χρήση της τεχνολογίας παρακολούθησης της ανθρώπινης όρασης σε εκπαιδευτικα παιχνίδια και η σημασία της στην ανάλυση δεδομένων Κουτρουμάνη, Μαρία Koutroumani, Maria Eye-tracker Educational games Human-computer Interaction Τεχνολογίας παρακολούθησης ανθρώπινης όρασης Εκπαιδευτικά παιχνίδια Αλληλεπίδραση ανθρώπου-υπολογιστή The domain of educational games has occupied the academic community for decades. Researchers are trying to embed pedagogical activities in computer games that were originally aimed at entertainment. However, the pedagogical potential of games is still under consideration as there is limited evidence that players acquire knowledge from a game of such kind. Traditionally newly acquired knowledge is assessed using pre- and post-game questionnaires or by tracking and analyzing student performance in the game. Recently, researchers have attempted to enrich their observations on student learning by analyzing data about the visual behavior of students during game play to take advantage of the non-intrusive process of eye-tracking and the unbiased nature of human gaze (vision is a process we cannot consciously control). Gaze data are collected through eye-tracking devices that record eye fixations and saccades and can be visually presented in easily conceivable ways (heatmaps, gaze plots, clusters, etc.) that reveal learner visual activity in front of a screen. One of the major challenges in this approach is the interpretation of recorded visual behavior data and the way they correlate with the learning process. The subject of this thesis is to investigate the use of eye-tracking technology and produced visualizations for studying the way primary school students interact with a multiplication game. Τhe thesis starts with the definition of the study objectives and the main terms on the topic. Then, it continues with a literature review based on existing educational games and cognitive learning theories. Chapter 3 is dedicated to educational games as a mean of distance learning. In Chapter 4 there is the description of the educational game that the experiment based on it, previous existing methods, and presentation of the thesis experiment with the eye tracker. Furthermore, this is the chapter in which data analysis and correlation with existing theories takes place. The thesis comes to an end with Chapter 5 that presents the main conclusion of the study, limitations and proposals for future work. Ο τομέας των εκπαιδευτικών παιχνιδιών απασχολεί την ακαδημαϊκή κοινότητα για δεκαετίες. Οι ερευνητές προσπαθούν να ενσωματώσουν παιδαγωγικές δραστηριότητες σε ηλεκτρονικά παιχνίδια που είχαν αρχικά στόχο την ψυχαγωγία. Ωστόσο, η δυναμικότητα παιδαγώγησης των παιχνιδιών είναι ακόμη υπό εξέταση, καθώς υπάρχουν περιορισμένες ενδείξεις ότι οι παίκτες αποκτούν γνώσεις από ένα τέτοιο είδος παιχνιδιού. Παραδοσιακά, οι νεοαποκτηθείσες γνώσεις αξιολογούνται χρησιμοποιώντας ερωτηματολόγια πριν και μετά το παιχνίδι ή παρακολουθώντας και αναλύοντας την απόδοση των μαθητών στο παιχνίδι. Πρόσφατα, οι ερευνητές προσπάθησαν να εμπλουτίσουν τις παρατηρήσεις τους σχετικά με τη μάθηση αναλύοντας δεδομένα σχετικά με την οπτική συμπεριφορά των μαθητών κατά τη διάρκεια του παιχνιδιού, για να επωφεληθούν από τη μη παρεμβατική διαδικασία παρακολούθησης των ματιών και την αμερόληπτη φύση του ανθρώπινου βλέμματος (η όραση είναι μια διαδικασία που δεν μπορεί να ελέγξει κανείς συνειδητά). Τα δεδομένα του βλέμματος συλλέγονται μέσω συσκευών παρακολούθησης ματιών που καταγράφουν διορθώσεις ματιών και μπορούν να παρουσιαστούν οπτικά με εύκολα κατανοητούς τρόπους (χάρτες θερμότητας, γραφήματα, συστάδες κ.λπ.) που αποκαλύπτουν την οπτική δραστηριότητα του μαθητή μπροστά από μια οθόνη. Μία από τις σημαντικότερες προκλήσεις αυτής της προσέγγισης είναι η ερμηνεία των καταγεγραμμένων δεδομένων οπτικής συμπεριφοράς και ο τρόπος με τον οποίο συσχετίζονται με τη μαθησιακή διαδικασία. Το αντικείμενο αυτής της μεταπτυχιακής εργασίας είναι η διερεύνηση της χρήσης της τεχνολογίας οφθαλμικής ιχνηλάτησης και των οπτικοποιήσεων που αυτή παρέχει στη μελέτη του τρόπου που μαθητές της Αβάθμιας εκπαίδευσης αλληλεπιδρούν με ένα παιχνίδι πολλαπλασιασμού. Η μεταπτυχιακή εργασία ξεκινά με τον καθορισμό των στόχων της μελέτης και τους κύριους όρους του θέματος. Ακολουθεί μια ανασκόπηση της βιβλιογραφίας με βάση τα υπάρχοντα εκπαιδευτικά παιχνίδια και τις γνωστικές θεωρίες μάθησης. Το Κεφάλαιο 3 είναι αφιερωμένο σε εκπαιδευτικά παιχνίδια ως μέσο εξ αποστάσεως μάθησης. Στο Κεφάλαιο 4 υπάρχει η περιγραφή του εκπαιδευτικού παιχνιδιού στο οποίο βασίζεται το πείραμα, προηγούμενες υπάρχουσες μέθοδοι και παρουσίαση του πειράματος διατριβής με τον ιχνηλάτη. Επιπλέον, αυτό είναι το κεφάλαιο στο οποίο πραγματοποιείται ανάλυση δεδομένων και συσχέτιση με τις υπάρχουσες θεωρίες. Η μεταπτυχιακή εργασία ολοκληρώνεται με το Κεφάλαιο 5 που παρουσιάζει τα κύρια συμπεράσματα της μελέτης και προτάσεις για μελλοντικές επεκτάσεις και έρευνα στο συγκεκριμένο θέμα 2021-07-08T11:26:58Z 2021-07-08T11:26:58Z 2021-07-08 http://hdl.handle.net/10889/14948 en_US application/pdf |