Eye tracking para comparar estrategias de lectura táctil y visual

Investigadores de los Países Bajos utilizaron las gafas Tobii Pro Glasses y un sistema de captura de movimiento por infrarrojos para comprender las estrategias de lectura de estudiantes videntes y braille-dependientes al leer expresiones algebraicas.

Fondo

Las limitaciones de los sistemas de notación actuales y del software disponible dificultan la participación de los alumnos braille-dependientes en los estudios de matemáticas. Como consecuencia, los alumnos braille-dependientes rara vez acceden o progresan en las asignaturas orientadas a las ciencias en la educación secundaria superior. El objetivo de esta investigación era comprender cómo leen y comprenden las expresiones algebraicas tanto los alumnos videntes como los dependientes del braille para identificar formas de apoyar mejor a los alumnos dependientes del braille en la manipulación de expresiones matemáticas. Obtener información sobre las estrategias de lectura táctil y visual ayudará a diseñar directrices para ayudar a los alumnos braille-dependientes y a sus profesores.

Este proyecto es una colaboración única entre tres institutos neerlandeses: el Royal Dutch Visio de Huizen, el Instituto Freudenthal de Educación Científica y Matemática de la Universidad de Utrecht y el Departamento de Neurociencia del Centro Médico de la Universidad Erasmus de Rotterdam. El trabajo fue dirigido por Annemiek van Leendert, Michiel Doorman, Paul Drijvers, Johan Pel y Hans van der Steen como parte del programa de investigación "Mejora de las capacidades matemáticas de los estudiantes dependientes del Braille". Este estudio fue financiado por la Organización Holandesa para la Investigación Científica (NWO).

Método

Seis estudiantes videntes participaron en el estudio de eye tracking. Sus patrones de movimiento ocular se registraron con las Tobii Pro Glasses, en combinación con un ordenador portátil y una cámara de vídeo, y se grabaron a 50 Hz. En la escuela Royal Dutch Visio para discapacitados visuales, tres estudiantes dependientes del braille participaron en un estudio de seguimiento de dedos. Los patrones de movimiento de sus dedos se grabaron combinando un ordenador portátil con una pantalla braille actualizable, un sistema de captura de movimiento por infrarrojos (Vicon, Oxford, Reino Unido) y una cámara de vídeo. Los movimientos específicos de la mano y el dedo índice se registraron utilizando cuatro marcadores reflectantes en la mano de cada alumno. Se utilizó un Software de seguimiento del movimiento para grabar (a una frecuencia de muestreo de 200 Hz) estos movimientos y analizar las trayectorias de cada marcador por separado. La cámara de vídeo grabó toda la manipulación, las instrucciones y las respuestas verbales. Siguiendo las instrucciones verbales dadas antes de comenzar la tarea, todos los alumnos resolvieron las mismas expresiones con una o dos variables (sustituciones). Los alumnos videntes leyeron la expresión de una diapositiva de PowerPoint. Los alumnos braille-dependientes leyeron la expresión con el visor braille de un documento de Word.

Se recogió la siguiente información: eye tracking, finger tracking, junto con audio y vídeo. Los datos recogidos se analizaron con un programa Matlab de desarrollo propio.

Resultados

Los patrones de la mirada permitieron a los investigadores cuantificar las estrategias de lectura y resolución de ecuaciones, en términos de tiempo de exploración, número de (re)fijaciones y cambio entre caracteres locales y globales.

Este gráfico muestra una impresión de los patrones de mirada de un estudiante vidente. Una primera exploración de los datos de la mirada revela que el alumno comienza a explorar la ecuación durante unos siete segundos. El alumno calcula "3 + 2" y, a continuación, "1 - 5". Por último, resuelve correctamente la ecuación calculando "-4 + 4 = 0".

Este gráfico muestra los movimientos de los dedos índices sobre las celdas de la pantalla braille (el dedo izquierdo está representado en verde claro). En la fase de exploración, ambos dedos índices están activos. Durante los primeros segundos, el dedo índice izquierdo explora inicialmente "4 +" y, al cabo de tres segundos, empieza a explorar el resto de la expresión. Antes de empezar a hablar, el sujeto vuelve a empezar y pronuncia las palabras "cuatro más" al cabo de unos 13 segundos. En los 20 segundos siguientes, siguen resolviendo la expresión correctamente.

Conclusión

Los patrones de mirada obtenidos con las gafas Tobii Pro Glasses permitieron a los investigadores cuantificar las estrategias de lectura y resolución y comparar los resultados con las estrategias táctiles de los alumnos dependientes del braille. La información obtenida se utilizará para diseñar directrices que ayuden a los alumnos braille-dependientes y a sus profesores.