Čtení grafů ve fyzice s využitím technologie Eye-tracking

Jakub HUBÁČEK

Master's thesis

Reading graphs in physics using Eye-tracking technology

Abstract:

Hlavním cílem diplomové práce je za pomocí technologie Eye-tracking zmapovat schopnost vzorku žáků gymnázia číst fyzikální grafy. Dílčími cíli diplomové práce jsou: studium a analýza kurikulárních dokumentů, porovnání rozdílů mezi žáky jednotlivých ročníků gymnázia, formulace doporučení k efektivnějšímu zařazení grafů do výuky fyziky a návrhy dalších možností výzkumu s využitím technologie Eye-tracking. Teoretická část diplomové práce je zaměřena na historický kontext fyziky a fyzikálního vzdělávání, rozbor kurikulárních dokumentů pro gymnázia a zanesení významu grafů do kontextu výuky fyziky. Dále je v ní analyzován obsah a grafy čtyř učebnic, které se mohou využívat pro výuku fyziky na gymnáziu. Výzkumná část diplomové práce čtenáře seznamuje s vědeckou metodou Eye-tracking a představuje metody, kterými mohou být data analyzována. Pro měření ve výzkumné části je vytvořeno deset úloh, které jsou zaměřeny na čtení grafů z několika okruhů středoškolské fyziky. Dále jsou formulovány čtyři hypotézy a ty jsou ověřovány na základě výsledků Eye-tracking měření těchto úloh na skupině 30 žáků gymnázií z Moravskoslezského kraje. Získaná data jsou podrobena statistické analýze a Eye-tracking analýze v programu OGAMA. V diskuzi jsou rozebrány výsledky měření na základě těchto analýz a jsou vyslovena doporučení pro zařazení grafů do výuky fyziky. V závěru jsou formulovány teoretické i praktické přínosy této diplomové práce.

Abstract:

The main aim of this master's thesis is to use the Eye-tracking technogy to map the ability of a sample of grammar school students to read graphs in physics. The individual goals of the thesis are the following: a study and analysis of curricular documents, comparison of differences between grammar school students in each year, formulation of recommendations for a more effective inclusion of graphs in physics teaching, and suggestion of other possibilities of Eye-tracking technology usage. The theoretical part focuses on the historical context of physics and physics teaching, analysis of grammar school curricular documents, and a meaningful employment of graphs in physics lessons. It also analyses the content and graphs of four textbooks which may be used in grammar schools. The practical part acquaints the reader with scientific method of Eye-tracking and introduces methods by which data can be analyzed. The research is based on ten tasks exploring the ability to read graphs on reading graphs used in several branches of grammar school physics. Next, four hypotheses are formulated and verified on the basis of Eye-tracking measurement results. The measurement of the tasks solution procedure was conducted on 30 grammar school students from the Moravian-Silesian region by means of the Gazepoint GP3 device. Statistical analysis and Eye-tracking analysis in the program OGAMA were perfomed on the obtained data. The discussion contains the results of these analyses and involves recommendations for the inclusion of graphs in the physics eduation. In the conclussion, the theoretical and practical benefits of this master's thesis are formulated.

Keywords

Sledování pohledu očí, Gazepoint, OGAMA, graf, fyzikální vzdělávání, řešení úloh, analýza dat, žáci

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 26. 4. 2021

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Date of defence: 10. 6. 2021
• Supervisor: doc. PaedDr. Jana Škrabánková, Ph.D.

University of Ostrava

Faculty of Science

Master programme / field:
Teaching for Secondary Schools / Teaching for Secondary Schools - Physics - Physical Education