Farklı soru biçimlerinin göz hareketleri, başarım ve cevaplama süresine olan etkilerinin incelenmesi
Investigating the effects of different question modalities on eye movements, performance and response time
Yazar: ALPER BAYAZIT
Danışman: PROF. DR. PETEK AŞKAR
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar ve Öğretim Teknolojileri Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training

Özet:
Bu araştırmanın amacı; soru çözme sürecinde göz hareketlerini incelemek ve sorulara verilen cevapların yordanmasında kullanılabilecek göz hareketi metriklerinin neler olduğunu belirlemektir. Aynı zamanda sorular farklı sunum biçimlerinde sunulduğunda göz hareketlerinde anlamlı değişimler olup olmadığınıinceleyerek, hangi sunum biçiminin katılımcılar tarafından daha az göz hareketi ile doğru olarak cevaplanabileceğini ortaya koymaktır. Bu amaçlara ek olarak; sunum biçiminin değişmesinin soruları cevaplama süresine ve öğrenci başarımına etkisi olup olmadığını da belirlemektir. Araştırmada Hacettepe Üniversitesi?nin sayısal ve eşit ağırlık ile öğrenci alan bölümlerinde lisans son sınıf, yüksek lisans ve doktora öğrenimi gören 57 gönüllü öğrenciye LES ve ALES sınavlarında çıkmış 16 adet soru çevrimiçi olarak uygulanmıştır. Bu soruların benzerleri olan ve sunum biçimi değiştirilmiş 16 adet soru da 4 haftalık ara ile uygulanarak katılımcıların göz hareketleri; göz hareketi izleme cihazı ile kaydedilmiş ve elde edilen veriler Tobii yazılımında analiz edilmiştir. Sonuç olarak sunum biçimi değiştiğinde öğrenci başarımı ve sınavda harcanan sürenin değiştiği bulunmuştur. Soru ve çözüm alanındaki metrikler incelendiğinde; tablo ve grafik sunum biçimlerinin birbirine dönüştürülmesinde göz hareketi metrikleri açısından anlamlı bir fark yoktur. Ancak bir sorunun metin yerine tablo ile sunulması kalem kullanma davranışını azaltmaktadır. Grafik sunumlarındaki odaklanma süresi, metinlerdekine göre daha fazladır. Bağlam içeren sorularda ise bağlam içermeyenlere göre tüm metriklerde istatistiksel olarak anlamlı farklar ortaya çıkmaktadır. Erkek ve kadın yanlı sorularda; katılımcıların göz hareketlerinde anlamlı bir değişme olmamıştır. Sayısal işlem gerektiren sorularda fare tıklama sayısı; grafik gibi görsel öğe bulunduran sorularda ise odaklanma sayısı veya ziyaret sayısı gibi metrikler, cevabı yordamada öne çıkmaktadır. Mantıksal akıl yürütme sorularında kadın veya erkek yanlı olmaksızın soruda cevabı yordamadaki en önemli metrikler; toplam iiodaklanma süresi, fare tıklama sayısı, odaklanma sayısı ve ziyaret süresidir. Aynısorunun sunum biçiminin değişmesi; cevabı tahmin etmede kullanılan metrikleri de değiştirmiştir. Ortalama odaklanma süresi, toplam odaklanma süresi ve toplam ziyaret süresi metriklerinde sadece doğru seçenek üzerinde gerçekleşen göz hareketlerinde istatistiksel olarak anlamlı bir fark meydana gelmiştir. Bu fark; soruya doğru cevap verenler ile soruyu boş bırakanlar arasındadır, yanlış cevaplayanlar ile doğru cevaplayanlar arasında ise anlamlı bir fark yoktur. Anahtar Kelimeler: Soru sunum biçimleri, göz hareketi metrikleri, başarım, cevaplama süresi, random forest (rasgele orman) yöntemi

Abstract:
The purpose of this study is to examine eye movements during solving questions and to determine whether or not the eye metrics can be used for predicting answers. Furthermore, examining whether question presentation modalities makes significant differences in eye movements, it was aimed to examine for which presentation modality, participants answer questions with less eye movements. It was also investigated that, if the different presentation modalities effect the response time and performance. There were 16 questions included in past ALES and LES exams were administered to 57 voluntary senior, master and PhD students from different departments of Hacettepe University. 16 questions and modified versions according to presentation modalities of them were administered to participants within an interval of 4 weeks. During the testing process, the participants? eye movements were recorded by eye tracker and then analyzed with Tobii software. As a result, it was discovered that response time for test and student performances were changed across different presentation modalities. When examined the eye movement metrics on the question and solution fields together, no significant difference was found between table and graphical presentation modalities. However, presenting a question with table instead of text decreases the pencil usage. Fixation duration on graphical presentations is found to be more than that on textual presentations. Statistical significant differences were found between questions with a context and context-free questions in terms of all eyemovement metrics. There was no gender differences. While mouse click counts were found to be an important factor for predicting answers in questions that require quantitative operations, fixation count and visit duration metrics are found to be important in questions which include visual elements like graphics. Total fixation duration, number of mouse clicks, fixation count and visit duration were found being the most important metrics that predicts answers in reasoning questions without being gender difference. ivIn terms of fixation duration, total fixation duration and visit duration statistical significant difference was found only on the correct answer choice. The difference was between participants who answered question correctly and who left questions blank. However no significant difference was found between participants who answered question correct and incorrect. Keywords: Question modalities, eye-movement metrics, performance, response time, random forest method