촉각과 시각적 읽기 전략을 비교하는 데 사용되는 시선추적 기술

네덜란드의 연구원들은 토비 프로 글래시스 와 적외선 모션 캡처 시스템을 사용하여 대수식을 읽을 때 시각장애 학생과 점자에 의존하는 학생의 읽기 전략을 이해했습니다.

배경

현재의 표기 체계와 사용 가능한 소프트웨어의 한계로 인해 점자 의존 학생들은 수학 학습에 참여하기가 어렵습니다. 그 결과, 점자 의존 학생들은 고등 교육에서 과학 중심 트랙에 진입하거나 진학하는 경우가 거의 없습니다. 이 연구의 목적은 시각장애 학생과 점자 의존 학생 모두 대수 표현을 읽고 이해하는 방식을 이해하여 점자 의존 학생이 수학적 표현을 조작하는 데 더 나은 지원 방법을 파악하는 것이었습니다. 촉각 및 시각 읽기 전략에 대한 통찰력을 얻으면 점자 의존 학생과 교사를 돕기 위한 지침을 설계하는 데 도움이 될 것입니다.

이 프로젝트는 네덜란드의 세 기관, 즉 후이젠의 네덜란드 왕립 비지오, 위트레흐트 대학교의 프로이트 수학교육 연구소, 로테르담 에라스무스 대학교 의료 센터의 신경과학과의 독특한 협업으로 이루어졌습니다. 이 연구는 "점자 의존 학생의 수학적 능력 향상"이라는 연구 프로그램의 일환으로 Annemiek van Leendert, Michiel Doorman, Paul Drijvers, Johan Pel, Hans van der Steen이 주도했습니다. 이 연구는 네덜란드 과학연구기구(NWO)의 재정 지원을 받았습니다.

방법

시선추적 연구에는 6명의 시각장애 학생이 참여했습니다. 이들의 안구 움직임 패턴은 노트북과 비디오 카메라와 함께 토비 프로 글래시스를 사용하여 50Hz로 기록되었습니다. 네덜란드 왕립 비지오 시각장애인 학교에서는 점자에 의존하는 학생 3명이 손가락 추적 연구에 참여했습니다. 이들의 손가락 움직임 패턴은 새로 고침 가능한 점자 디스플레이가 장착된 노트북, 적외선 모션 캡처 시스템(영국 옥스포드 소재 Vicon), 비디오 카메라를 함께 사용하여 기록되었습니다. 각 학생의 손에는 4개의 반사 마커를 사용하여 특정 손과 검지 손가락의 움직임을 기록했습니다. 모션 트래킹 소프트웨어를 사용하여 이러한 움직임을 기록(200Hz 샘플링 속도)하고 각 마커의 궤적을 개별적으로 분석했습니다. 비디오 카메라는 모든 조작, 지시 및 구두 반응을 녹화했습니다. 과제 시작 전에 주어진 구두 지시에 따라 학생들은 모두 하나 또는 두 개의 변수(대치)를 사용하여 동일한 식을 풀었습니다. 시각장애 학생은 파워포인트 슬라이드에서 식을 읽었습니다. 점자 의존 학생은 워드 문서에서 점자 표시가 있는 식을 읽었습니다.

오디오 및 비디오와 함께 시선추적, 손가락 추적 등의 정보가 수집되었습니다. 수집된 데이터는 자체 개발한 Matlab 소프트웨어를 사용하여 분석했습니다.

결과

연구진은 시선 패턴을 통해 탐색 시간, (재)고정 횟수, 로컬 문자와 글로벌 문자 간 전환 등의 측면에서 방정식 읽기 및 풀이 전략을 정량화할 수 있었습니다.

이 그래프는 시력이 있는 학생의 시선 패턴에 대한 인상을 보여줍니다. 시선 데이터를 처음 살펴보면 학생이 약 7초 동안 방정식을 탐색하기 시작한다는 것을 알 수 있습니다. 학생은 '3 + 2'를 계산한 다음 '1 – 5'를 계산합니다. 마지막으로 '-4 + 4 = 0'을 계산하여 방정식을 올바르게 풀었습니다.

이 그래프는 점자 디스플레이의 셀 위에서 검지 손가락의 움직임을 보여줍니다(왼쪽 손가락은 연한 녹색으로 표시됨). 탐색 단계에서는 두 검지 손가락이 모두 활성화됩니다. 처음 몇 초 동안 왼쪽 검지는 처음에 '4 +'를 스캔하고 3초 후에 나머지 표현을 탐색하기 시작합니다. 말을 시작하기 전에 피험자는 다시 시작하여 약 13초 후에 '4 더하기'라는 단어를 말합니다. 그 후 20초 동안 피험자는 계속해서 이 표현을 정확하게 풀어나갑니다.

결론

토비 프로 글래시스로 얻은 시선 패턴을 통해 연구자들은 읽기 및 풀이 전략을 정량화하고 그 결과를 점자 의존 학생의 촉각 전략과 비교할 수 있었습니다. 이렇게 얻은 인사이트는 점자 의존 학생과 교사를 더 잘 지원하기 위한 가이드라인을 설계하는 데 사용될 예정입니다.