Uso de técnicas de eye tracking o rastreo ocular para la mejora de interfaces de usuario

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1 Dr. Manuel Ortega Cantero Catedrático de Universidad Escuela Superior de Informática Edificio Fermín Caballero, Desp A-1 Paseo de la Universidad, Ciudad Real (España) Telf.: Fax.: Uso de técnicas de eye tracking o rastreo ocular para la mejora de interfaces de usuario Manuel Ortega Cantero Popayán 14 de Abril de 2015

2 II JORNADA DE IHC Grupo CHICO CHICO (Computer Human Interaction and Collaboration) Líneas de Investigación Informática Educativa y Sistemas para la Colaboración Aprendizaje Colaborativo (CSCL) Diseño y desarrollo de sistemas CSCL Técnicas de modelado instruccional Análisis de la colaboración y consejo inteligente (ITS) Diseño y evaluación de sistemas m-learning Aplicación de nuevos paradigmas de interacción a la educación Interacción Persona-Ordenador (IPO) Ingeniería Groupware Diseño de metodologías para desarrollo centrado en el usuario de sistemas interactivos y/o colaborativos Diseño de la interacción mediante estilos y paradigmas novedosos Computación móvil y ubicua Realidad Virtual y Aumentada Interacción natural Evaluación de sistemas interactivos Laboratorio de Usabilidad del grupo CHICO

3 The CHICO group 1. Dr. Manuel Ortega 2. Dr. Miguel A. Redondo 3. Dr. Crescencio Bravo 4. Dra. Ana Isabel Molina 5. Dra. Carmen Lacave 6. Dr. Miguel Lacruz 7. MSc Christian Xavier Navarro 8. José David Patón (Estudiante MSc) 9. Óscar A. Bernabé (Estudiante MSc) 7. Dr. Maximiliano Paredes (URJC) 8. Dr. Rafael Duque (Univ. Cantabria) 9. Dr. Francisco Jurado (Univ. Autónoma de Madrid) 10. Dr. Jesús Gallardo (Univ. Zaragoza)

4 UCLM alumnos, 1500 profesores, 1000 PAS Escuela Superior de Informática Grado y máster profesional Doctorado con mención de excelencia 13 doctores formados en el grupo CHICO

5 Basic Infrastructures

6 AULA-T II JORNADA DE IHC Current Research Projects with Public Fundings (I) Desarrollo de métodos y sistemas de aprendizaje basados en estándares para la enseñanza de la programación Grupo de Excelencia de la JCCM

7 Current Research Projects with Public Fundings (II) mguide Framework metodológico para el desarrollo de computación móvil. Dos universidades COFARCIR Patrocinio de la JCCM

8 mguide II JORNADA DE IHC Current Research Projects with Public Fundings (III)

9 FAPPEC II JORNADA DE IHC Current Research Projects with Public Fundings (IV) Framework metodológico y tecnológico para la construcción de sistemas de análisis de la colaboración en sistemas de soporte al trabajo en grupo Participación de grupos de 2 universidades españolas Financiado por la JCCM

10 FAPPEC II JORNADA DE IHC Current Research Projects with Public Fundings (& V)

11 Nuevo Proyecto: EDUCA-PROG Sistemas de software avanzados para el aprendizaje activo y colaborativo de la programación. IPs de los Subproyectos: VELÁZQUEZ ITURBIDE; J. ÁNGEL REDONDO DUQUE; MIGUEL ANGEL

12 Conexión con Moodle

13 Equipamiento Laboratorio Usabilidad (CHICO-UCLM)

14 En el ámbito de la informática educativa Algunos estudios realizados en el grupo CHICO Experimento 1 Evaluación de técnicas de visualización de algoritmos en sistemas de aprendizaje (GreedEx) Experimento 2 Evaluación de notaciones para el modelado de sistemas de aprendizaje

15 Experimento 1 Evaluación de técnicas de visualización de programas GreedEx (GREEDy Experimentation) Ayudante interactivo para el aprendizaje de algoritmos voraces Experimentar varias funciones de selección Panel de visualización OBJETIVO: Evaluar empíricamente las distintas representaciones soportadas por GreedEx (medidas subjectivas y objetivas) Problema / Algoritmo Panel de tablas

16 Experimento 1 Evaluación de técnicas de visualización de programas Participantes Primer Estudio 13 sujetos (9 hombres y 4 mujeres) Alumnos de la URJC Asignatura Diseño y Análisis de Algoritmos (2º Curso del Grado de Ingeniería del Software y Grado en Ingeniería Informática) Participación voluntaria

17 Experimento 1 Evaluación de técnicas de visualización de programas Análisis cualitativo Mapa de Calor Heat map Ruta de escaneo Scan path

18 Experimento 1 Evaluación de técnicas de visualización de programas Métricas relacionadas con el interés reconocimiento del objetivo (solución)/ utilidad

19 En el ámbito de la informática educativa Algunos estudios realizados en el grupo CHICO Experimento 1 Evaluación de técnicas de visualización de algoritmos en sistemas de aprendizaje (GreedEx) Experimento 2 Evaluación de notaciones para el modelado de sistemas de aprendizaje

20 Experimento 2 Comparar notaciones para modelado CSCL Notaciones para el modelado de sistemas CSCL CIAN vs CTT OBJETIVO: Comparar empíricamente la entendibilidad y esfuerzo visual de modelos en notaciones CIAN y CTT para el modelado de tareas de aprendizaje colaborativo Evaluar 3 aspectos (CTT vs. CIAN): facilidad para comprender el flujo u orden entre tareas facilidad para localizar y entender la relación entre tareas y los roles que las realizan facilidad para localizar y entender la especificación de notificaciones Actividades: De interpretación/análisis de diagramas Cuestiones de tipo V/F

21 Evaluación de notaciones en Ingeniería del SW Empírica La efectividad de entendibilidad se calcula como la media de respuestas correctas dividida por el número total de cuestiones La eficiencia de entendibilidad es la media de respuestas correctas dividida del tiempo dedicado a entender del modelo y contestar el cuestionario

22 CTT II JORNADA DE IHC Experimento 2 Notaciones para modelado CSCL Actividades cooperativas Flujo de tareas Especificaciones en forma de árbol Asociación rol-tarea

23 CIAN II JORNADA DE IHC Experimento 2 Notaciones para modelado CSCL Actividades colaborativas Especificaciones en forma de grafo Asociación actividad-rol/esrecurso Notificaciones Restricciones temporales

24 Experimento 2 Notaciones para modelado CSCL facilidad para localizar y entender la relación entre tareas y los roles que las realizan

25 Experimento 2 Notaciones para modelado CSCL facilidad para localizar y entender la especificación de notificaciones

26 Experimento 2 Notaciones para modelado CSCL Participantes 56 sujetos Alumnos de la UCLM Participación voluntaria Métricas para la tarea entender relación tareas y roles Métricas de localización de la solución Métrica CIAN CTT Tiempo hasta la primera fijación en el objetivo 6.74 (6.28) (9.66) Número de fijaciones hasta la primera fijación en el objetivo (21.75) (29.64) Métricas de reconocimiento de la solución Métrica CIAN CTT Tiempo hasta contestar (24.81) (17.32) Número de visitas al objetivo antes de contestar 7.96 (3.84) 3.61 (2.25)

27 Experimento 2 Notaciones para modelado CSCL Participantes 56 sujetos Alumnos de la UCLM Participación voluntaria Métricas para la tarea localización de las notificaciones Métricas de localización de la solución Métrica CIAN CTT Tiempo hasta la primera fijación en el objetivo (5.35) (6.60) Número de fijaciones hasta la primera fijación en el objetivo (15.57) (16.77) Métricas de reconocimiento de la solución Métrica CIAN CTT Tiempo hasta contestar (16.53) (19.11) Número de visitas al objetivo antes de contestar 6.17 (4.68) 8.43 (4.73)

28 Otros Estudios y Desarrollos realizados

29 Estudio empírico Dos dispositivos de acceso (PC; iphone) Actividad de estudio Estudiar un esquema de la metodología de desarrollo ágil Scrum

30 Estudio empírico - Hipótesis Rendimiento Dispositivo H1 H2 Análisis de la Interacción y la Navegación Scroll Zoom H3 Tiempo de Aprendizaje Información Demográfica + Experiencia + Actitud+ Innovación + Conocimiento previo Percepción Subjetiva de los Estudiantes Facilidad de Uso Percibida Utilidad Percibida Intención de Uso Satisfacción Carga cognitiva Métricas Eye - Tracking Número de fijaciones (AOIs) Duración de fijaciones (AOIs) Heat Map Scan paths

31 Estudio empírico Análisis de resultados Resultados Eye Tracking Fijación (duración, número) Scan path (Ruta de Escaneo) Heat map (Mapa de calor) Área de Interés (AOI) métricas Patrones de visualización / estudio % Tiempo útil 90,7% (PC) vs. 83,4% (móvil) Móvil: 7,3 media en errores en la interacción Tiempo AOI-Proceso 68,29 (PC) vs. 112,84 (móvil)

32 Conclusiones Conclusiones y Trabajos Futuros El uso de los dispositivos móviles forma parte de nuestra rutina diaria Cuidado al aplicar al ámbito educativo No resultan adecuados para soportar cualquier tarea Apoyamos esta afirmación en un estudio empírico que lo demuestra (con varias fuentes de información) Trabajos Futuros Aumentar el tamaño de la muestra Nuevo dispositivo de interacción (ipad) iphone > ipad > Desktop Un análisis cuantitativo más preciso 32

33

34 El principio Signaling Principle se refiere al hecho de que los alumnos aprenden mejor cuando se resalta la organización de los contenidos esenciales. Principles of Multimedia Learning by Richard Mayer (Mayer, 2005) (Mayer, 2009). Investigamos el uso del color en materiales multimedia. Colores fácilmente diferenciables Usando grandes contrastes

35

36 GREEDEX TAB

37

38

39 APLICACIÓN EN IPAD

40

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42

43 Conclusiones II JORNADA DE IHC Conclusiones Necesidad de evaluar (información visual) Sistemas interactivos Notaciones Materiales educativos Técnica novedosa Empleada en distintos ámbitos IPO Realizar estudios empíricos: Varias fuentes de información Opinión de los usuarios Métricas suministradas por un dispositivo de eye tracking 43

44 Todo el mundo es Popayán Preguntas? Presentación del Grupo CHICO Grupo CHICO Escuela Superior de Informática Dr. Manuel Ortega Cantero Tfno.: (+34)

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