Examining computer supported collaborative problem solving processes using the dual-eye tracking paradigm

Abstract

Bu çalışmanın amacı bilgisayar destekli işbirlikli problem çözme süreçlerinin incelenmesidir. Verilen problemleri çözmeye çalışan iki kişinin göz hareketleri ve odaklanma bölgelerinin hangi durumlarda çakıştığı ve çakışma yüzdesinin işbirlikli yönteme nasıl bir katkısı olduğu, bu çalışmanın kapsamını oluşturmaktadır. Bu çalışmadaki hipotezler ise göz hareketleri çakışan grupların daha iyi bir şekilde işbirliğini sağladığı ve kullanılabilirlik unsurlarının işbirlikli çalışma sürecini etkilediğidir. Bu çalışma Orta Doğu Teknik Üniversitesi öğrencisi 18 kişi ile gerçekleştirilmiştir. Çalışmada katılımcılar, Virtual Math Teams (VMT) sitesi üzerinden 10 geometri problemini ekip arkadaşı ile tartışarak işbirlikli bir yaklaşımla çözmeye çalışmışlardır. Bu çalışmada veri toplamak için iki Tobii Eye Tracker cihazı kullanılmıştır. Bu cihaz ile katılımcıların göz hareketleri kaydedilip, bu veriler üzerinden analiz yapılmıştır. Deney öncesi kullanıcılara bir anket uygulanmış ve kullanıcılara dair bazı temel bilgiler toplanmıştır. Deney sonrasında uygulanan ankette ise sistemin kullanılabilirliğine dair bir ölçek ve açık uçlu bazı sorular yer almaktadır. Göz izleme cihazından elde edilen veriler hem nitel hem de nicel yöntemler ile incelenmiştir. Nicel veriler için çapraz yineleme yöntemi kullanılmıştır. Nitel veriler içinse, deneylerden elde edilen videolar, etkileşim analizi yöntemi kullanılarak analiz edilmiştir. Elde edilen bulgular daha iyi işbirliği sağlayan çiftlerin daha az işbirliği sağlayan çiftlere göre baktıkları yerlerin daha fazla örtüşmekte olduğuna işaret etmiştir. Buna ek olarak iyi performans gösteren çiftlerin ortak anlayış oluşturma, bir sonraki eylemin gerçekleşeceği yerleri daha sık öngörme ve birbirlerine yardım etme nitelikleri bakımından diğer çiftlerden ayrıldığı gözlenmiştir. Açık uçlu sorulara verilen cevaplar da bu bulgularla tutarlılık göstermektedir. Ayrıca VMT sisteminin arayüz ve kullanılabilirlik ile ilgili sorunları sunulmuş ve tartışılmıştır.Anahtar Kelimeler: bilgisayar destekli işbirlikli öğrenme, ortak algı, göz örtüşmesi,işbirliğiyle problem çözme, ikili göz izleme

The aim of this study is to examine the computer supported collaborative problem solving processes. This study tries to identify which situations the participants' eye movements, and eye gazes overlap, and how the percentage of this overlap contribute to the collaborative problem solving process. Hypothesis of this study is that pairs whose eye movements overlap are more successful in collaboration than others. This study was conducted with 18 students from the Middle East Technical University. Participants tried to solve 10 geometry problems interacting with each other using Virtual Math Teams (VMT) environment. In the experiments, participants? eye movements were collected with two eye trackers, and examined with eye tracking software. With these data, it was identified which part of the screen the participants looked at. Before the experiments, a questionnaire was filled by participants in order to state their demographic information. After experiments, a survey was applied including System Usability Scale and open-ended questions about participants' comments. Eye-tracker data were analyzed both quantitatively and qualitatively. For quantitative data, cross-recurrence analysis method was used. For qualitative data, interaction analysis method was used to examine experiments' videos. The results show that pairs who collaborate with higher level have more gazes overlapping than pairs having with low level. In addition to this, good pairs show more shared understanding, anticipatory gazes, and helping each other. Answers of the open-ended questions are, also, consistent with the quantitative and qualitative data. Furthermore, the interface and usability problem of VMT were presented and discussed.Key Words: computer-supported collaborative learning, joint attention, gaze overlap, collaborative problem solving, dual eye tracking