초등과학 교육연구에서 시선추적 연구방법의 고찰
A Review of Eye-tracking Method in Elementary Science Education Research
1
조회
0
다운로드
19
인용
0
참고문헌
키워드
초록
The purpose of this study is a review of previous studies and principles of eye-tracking techniques that are actively applied in recent elementary science education. Also it proposes to utilize the direction of eye tracking techniques in elementary science education research. Recent eye-tracking technology was developed, using the infrared pupil and the corneal reflection can be safely and accurately track the eye movements of the participants. Eye tracking has the advantage of higher temporal resolution, accessibility, convenience, objectivity, stability and safety. Analysis of the previous studies, there was a difference in the study design and analysis. The workshops and seminars are needed for accurate understanding of eye-tracking method in elementary science education research. In conclusion, the eye-tracking can be utilized such as effectiveness analysis of teaching materials and media, behaviors analysis of teachers and students in a real class, cognitive strategies and attention analysis of the student, discriminating tool of various education evaluation, etc.
Abstract
The purpose of this study is a review of previous studies and principles of eye-tracking techniques that are actively applied in recent elementary science education. Also it proposes to utilize the direction of eye tracking techniques in elementary science education research. Recent eye-tracking technology was developed, using the infrared pupil and the corneal reflection can be safely and accurately track the eye movements of the participants. Eye tracking has the advantage of higher temporal resolution, accessibility, convenience, objectivity, stability and safety. Analysis of the previous studies, there was a difference in the study design and analysis. The workshops and seminars are needed for accurate understanding of eye-tracking method in elementary science education research. In conclusion, the eye-tracking can be utilized such as effectiveness analysis of teaching materials and media, behaviors analysis of teachers and students in a real class, cognitive strategies and attention analysis of the student, discriminating tool of various education evaluation, etc.
참고문헌 (102)
- Adesope, O. O, "Comparative effects of computerbased concept maps, refutational texts, and expository texts on science learning", Journal of Educational Computing Research, 1(1), pp.1~24 (2016)
- Andrew, D, "Eye tracking methodology: theory and practice" (2007), Springer-Verlag
- Ansari, D, "Bridges over troubled waters : education and cognitive neuroscience", Trends in Cognition Science, 10(4), pp.146~151 (2006)
- Ariasi, N, "An eye‐movement analysis of the refutation effect in reading science text", Journal of Computer Assisted Learning, 24, pp.1~20 (2016)
- Balchin, T, "Teacher nominations of giftedness:Investigating the beliefs of British G&T coordinators", Journal for the Education of the Gifted, 32(1), pp.34~45 (2007)
- Basaraba, D, "Exploring the utility of student-think alouds for providing insights into students' metacognitive and problem-solving processes during assessment development", SREE Fall 2013 Conference (2013)
- Berg, J, "Digital and conventional microscopy-Learning effects detected through eye tracking and the use of interactive whiteboards", Universal Journal of Education Research, 4(6), pp.1319~1331 (2016)
- Berliner, D. C, "Educational psychology and pedagogical expertise: New findings and new opportunities for thinking about training", Educational Psychologist, 26(2), pp.145~155 (1991)
- Bermúdez, J. L, "Cognitive science: An introduction to the science of the mind" (2010), Cambridge University Press
- Bojko, A, "Eye tracking the user experience - A practical guide to research" (2013), Rosenfeld Media Brooklyn
- 변정호, "시선추적기(Eye-Tracker)를 활용한 시선집중 및 배분 교수행동 패턴의 컨설팅 사례연구", 학습자중심교과교육연구, 11(4), pp.173~199 (2011), 학습자중심교과교육학회
- 최현동, "과학 교과서의 표를 해석하는 초등교사들의 안구 운동 추적", 초등과학교육, 31(3), pp.358~371 (2012), 한국초등과학교육학회
- 최현동, "측정과제에서 학습부진아와 학습우수아의 안구운동 비교", 초등과학교육, 33(1), pp.181~194 (2014), 한국초등과학교육학회
- 최현동, "초등과학영재와 일반 아동의 분류 과정에서 나타나는 안구 운동 패턴의 차이", 초등과학교육, 31(4), pp.501~512 (2012), 한국초등과학교육학회
- 최민영, "사용자의 시각적 인지 특성에 기초한 시선추적 분석 방법에 대한 연구-제품 디자인을 위한 분석 프레임 개발을 중심으로-", 디자인학연구, 16(4), pp.197~206 (2003), 한국디자인학회
- 최숙기, "안구 추적 시스템을 활용한 읽기 과정에 나타난 독자의 성별 차이 연구", 학습자중심교과교육연구, 14(11), pp.573~597 (2014), 학습자중심교과교육학회
- 최소영, "초등학생의 안구운동 특성: 착지점 및 단어 빈도 효과를 중심으로", 학습장애연구, 12(3), pp.1~18 (2015), 한국학습장애학회
- Choi, S, "Human-like selective attention model with reinforcement and inhibition mechanism", pp.694~699 (2004), ICONIP
- 정정인, "관찰추천에 의한 초등과학영재교육 대상자 선발에서 나타난 문제점 : 교사 추천서 분석을 중심으로", 교사교육연구, 50(3), pp.1~12 (2011), 과학교육연구소[DOI]
- Davey, B, "Think aloud: Modeling the cognitive processes of reading comprehension", Journal of Reading, 27(1), pp.44~47 (1983)
- Davis, G. A, "Education of the gifted and talented", pp.46~158 (2003), Massachusetts: Allyn & Bacon
- Duchowski, A, "Eye tracking methodology: theory and practice" (2007), Springer-Verlag
- Guo, C. J. & Chiu, M. H., "Science education research and practice in Asia", pp.175~196 (2016), Springer Singapore
- Ha, B. G, "An analysis of elementary school student’s eye movement in solving process of light and shadow tasks", Advanced Science and Technology Letters, 122, pp.27~33 (2016)
- 한미향, "초등학교 과학영재학생과 일반학생의 시각탐색 과제수행에서 나타나는 시선 추적 특성", 학습자중심교과교육연구, 15(8), pp.67~81 (2015), 학습자중심교과교육학회
- Herrlinger, S, "When do pictures help learning from expository text? Multimedia and modality effects in primary schools", Research in Science Education, 26, pp.1~20 (2016)
- Holmqvist, K, "Eye tracking : A comprehensive guide to methods and measures" (2011), Oxford University Press
- Itti, L, "model of saliency-based visual attention for rapid scene analysis", IEEE Trans. Patt. Anal. Mach. Intell, 20(11), pp.1254~1259 (1998)
- Jacob, R. J, "Eye tracking in humancomputer interaction and usability research: Ready to deliver the promises", Mind, 2(3), pp.573~605 (2003)
- 장기범, "과학 교과서 삽화 제시방식에 따른 초등학교 학생들의 이해도 및 안구운동 분석", 한국초등교육, 24(4), pp.127~146 (2013), 초등교육연구원[DOI]
- 전예름, "생물분류과정에서 과학영재학생과 일반학생의 안구운동 비교 분석", 초등과학교육, 34(1), pp.142~152 (2015), 한국초등과학교육학회[DOI]
- 정애진, "안구 운동 추척 기법을 활용한 과학학습 우수아와 부진아의 생명 과학 지식 유형에 따른 삽화 텍스트 이해과정 분석", 생물교육, 44(1), pp.155~166 (2016), 한국생물교육학회[DOI]
- 정선미, "시선분석을 통한 초등학교 1학년 학생의 교과서 읽기 스타일 연구", 통합교육과정연구, 9(1), pp.69~88 (2015), 한국통합교육과정학회
- Jian, Y. C, "Fourth graders' cognitive processes and learning strategies for reading illustrated biology texts:Eye movement measurements", Reading Research Quarterly, 51(1), pp.93~109 (2016)
- Jones, M. G, "In Insights from research in science teaching and learning", pp.73~86 (2016), Springer International Publishing
- Just, M. A, "Eye fixations and cognitive processes", Cognitive Psychology, 8, pp.441~480 (1976)
- Kastens, K. A, "What geoscience experts and novices look at, and what they see, when viewing data visualizations", Journal of Astronomy & Earth Sciences Education, 3(1), pp.27~58 (2016)
- 김현진, "시선추적 기법(Eye-tracking)을 활용한 한국어 읽기과정 분석 연구 - 평균적인 독자와 읽기에 능숙한 독자를 중심으로 -", 언어와 문화, 11(2), pp.131~159 (2015), 한국언어문화교육학회
- Kim, S. U, "An analysis of eye movement and cognitive load about the editorial design in elementary science textbook", Universal Journal of Educational Research, 4(3), pp.570~575 (2016)
- 김소영, "과학 학업성취도 문항 풀이에서 초등학생의 시선추적 연구", 학습자중심교과교육연구, 12(1), pp.65~78 (2012), 학습자중심교과교육학회
- 김소영, "과학영재 판별을 위한 시선추적 기반 과제집착력 측정도구 개발", 생물교육, 41(3), pp.421~434 (2013), 한국생물교육학회[DOI]
- 김예람, "과학적 사고전략 모형을 적용한 초등학생의 관찰, 분류 능력 향상 프로그램 개발", 한국초등교육, 26(2), pp.195~214 (2015), 초등교육연구원
- 김예람, "Analysis on Cognitive Strategies of Scientific Predicting according to 6th Graders' Predicting Skills Based on Eye Movement", 초등과학교육, 33(4), pp.751~761 (2014), 한국초등과학교육학회[DOI]
- 김윤영, "생명과학 디지털 콘텐츠에 대한 고등학생의 시각적 주의집중 분석", 학습자중심교과교육연구, 15(12), pp.91~110 (2015), 학습자중심교과교육학회
- 고민석, "달 위상 변화의 시각화 자료에서 SBF 질문에 따른 예비교사와 초등학생의 시선 이동 차이", 초등과학교육, 33(2), pp.273~285 (2014), 한국초등과학교육학회[DOI]
- 고성룡, "우리 문장 읽기에서 안구 운동의 특성:어절 길이, 단어 빈도 및 착지점 관련 효과", 인지과학, 18(4), pp.325~350 (2007), 한국인지과학회[DOI]
- 고성룡, "어린이 글 읽기에서 나타나는 안구 운동의 특징", 인지과학, 21(4), pp.481~503 (2010), 한국인지과학회[DOI]
- 권승혁, "인기 애니메이션 캐릭터에 대한 유아들의 시각적 주의집중 분석", 학습자중심교과교육연구, 16(3), pp.105~124 (2016), 학습자중심교과교육학회
- Law, D. D, "Using family science concept maps to gain higher order student learning outcomes", Family Science Review, 21(2), pp.116~134 (2016)
- 이동훈, "사전제시 자극의 지각적 정보가 목표자극 탐색에 미치는 영향: 안구추적연구", 인지과학, 25(3), pp.211~232 (2014), 한국인지과학회
- 이인호, "영재교육 대상자 선발에서 교사 추천의 효용성 분석", 영재교육연구, 19(2), pp.381~404 (2009), 한국영재학회
- 이재승, "안구 운동 추적을 통한 국어 교과서 단원 도입부 개선 방안 연구 Ⅱ : 도입 질문과 말풍선 배치를 중심으로", 한국초등교육, 23(3), pp.89~109 (2012), 초등교육연구원[DOI]
- 이지원, "채점 수 누적에 따른 쓰기 평가 과정의 눈동자 움직임 연구", 국어교육학연구, 50(4), pp.395~424 (2015), 국어교육학회
- 이재승, "안구 운동 추적을 통한 국어 교과서 단원 도입면 개선 방안 연구", 한국초등국어교육, (49), pp.133~159 (2012), 한국초등국어교육학회
- 이경화, "필자의 인지 과정 분석을 위한 작문 연구 방법", 청람어문교육, (56), pp.173~199 (2015), 청람어문교육학회
- Lee, M, "Selective attention concentration artificial vision system", The Journal of Korea Institute of Electronics Engineers, 36(11), pp.52~65 (2009)
- 이미진, "시선 추적기를 통해 본, 4학년 학생들의 방정식에 대한 관계적 사고 형성 -웹기반 저울을 중심으로-", 학교수학, 17(3), pp.391~405 (2015), 대한수학교육학회
- 이미선, "안구이동추적을 통해 살펴본 관계절의 통사처리 과정", 인지과학, 20(4), pp.507~533 (2009), 한국인지과학회[DOI]
- 이소라, "청소년 독자의 인터넷 글 읽기와 눈동자 움직임 특성 분석", 국어교육학연구, 49(2), pp.417~444 (2014), 국어교육학회
- 이소라, "시선추적장치를 활용한 읽기 과정 연구의 현황과 가능성 탐색", 국어교육학연구, (46), pp.479~503 (2013), 국어교육학회[DOI]
- 이윤형, "안구운동 추적을 이용한 한글 오인문장 처리 과정의 이해", Journal of The Korean Data Analysis Society, 11(6), pp.3089~3104 (2009), 한국자료분석학회
- 임성만, "대학생들의 인지양식에 따른 관찰에서의 안구 운동 분석", 한국과학교육학회지, 33(4), pp.778~793 (2013), 한국과학교육학회
- 임성만, "관찰 상황에서 초등학생들의 과학학습 동기체계에따른 시선이동 분석", 한국과학교육학회지, 33(6), pp.1154~1169 (2013), 한국과학교육학회
- Lin, L, "The effect of learner-generated drawing and imagination in comprehending a science text", The Journal of Experimental Education, 1(1), pp.1~13 (2016)
- Liu, C. J, "The influence of different representations on solving concentration problems at elementary school", Journal of Science Education and Technology, 20, pp.621~629 (2011)
- Lustigova, Z, "Cognitive strategies of students in virtual laboratories (eye tracking based case study)", Conference proceedings. The future of education, pp.131~136 (2016), reriauniversitaria
- Milner, A. D, "The visual brain in action" (1995), Oxford; Oxford University Press
- Müller, H. J, "Visual search and selective attention", Visual Cognition, 14(4-8), pp.389~410 (2006)
- Navalpakkam, V, "A goal oriented attention guidance model", Biologically Motivated Computer Vision Lecture Notes in Computer Science, 2525, pp.453~461 (2002)
- 박효정, "안구운동 추적 기법을 활용한 6학년 과학 교과서의 과학 이야기 읽기 과정 분석", 한국과학교육학회지, 35(3), pp.383~393 (2015), 한국과학교육학회[DOI]
- Park, Y, "Analysis of eye movements according to emotions during elementary students' observation activities", Advanced Science and Technology Letters, 127, pp.217~221 (2016)
- Posner, M. I, "Attention and the detection of signals", Journal of Experimental Psychology : General, 109, pp.160~174 (1980)
- Rayner, K, "Eye movements in reading and information processing: 20 years of research", Psychological Bulletin, 124(3), pp.372~422 (1998)
- Roebers, C. M, "Encoding strategies in primary school children: Insights from an eye-tracking approach and the role of individual differences in attentional control", The Journal of Genetic Psychology, 171(1), pp.1~21 (2010)
- 류지헌, "학습용 전자책의 텍스트 길이와 정보탐색 유형이 시선고정 시간, 인지부하, 학습이해도에 미치는 영향", 한국교육학연구, 19(3), pp.293~313 (2013), 안암교육학회
- Schroth, S. T, "Identifying gifted students: Educator beliefs regarding various policies, processes, and procedures", Journal for the Education of the Gifted, 32, pp.155~179 (2008)
- 신동훈, "초등과학 교과서 삽화 이해 과정에서 나타나는 교사와 학생의 안구 운동의 차이", 생물교육, 41(2), pp.198~210 (2013), 한국생물교육학회[DOI]
- 신동훈, "초등 과학 교육에서 두뇌 연구 방법의 고찰-fMRI 활용법을 중심으로-", 초등과학교육, 26(1), pp.49~62 (2007), 한국초등과학교육학회
- Shin, W, "The development of science knowledge generative learning WEDO model through cognitiveneuroscientific analysis on elementary science class", Doctor, pp.2016
- 신원섭, "초등 교사들의 과학교과서 그래프 이해 과정에 대한 안구 운동 분석", 초등과학교육, 31(3), pp.386~397 (2012), 한국초등과학교육학회
- 신원섭, "관찰 문제에서 초등학생의 과학 학업성취도에 따른 안구운동 분석", 초등과학교육, 32(2), pp.185~197 (2013), 한국초등과학교육학회
- 신원섭, "변별과제에서 초등학생의 안구운동 분석을 통한 발견적 주의 모델 개발", 한국과학교육학회지, 33(7), pp.1471~1485 (2013), 한국과학교육학회[DOI]
- 신원섭, "2007, 2009 개정 과학교과서 ‘식물의 한 살이’ 외적 표상의 레이아웃에 대한초등 예비교사들의 안구 운동 분석", 생물교육, 42(2), pp.115~131 (2014), 한국생물교육학회
- 신원섭, "초등과학부진학생의 기초과학탐구능력 향상을 위한 중재프로그램 개발 -안구운동을 중심으로-", 한국과학교육학회지, 34(8), pp.795~806 (2014), 한국과학교육학회[DOI]
- 신원섭, "다중표상을 적용한 과학 문제 해결 과정에서 초등학생의 안구 운동 분석", 생물교육, 41(4), pp.544~555 (2013), 한국생물교육학회[DOI]
- 신원섭, "UX관점에서 Eye-tracking을 이용한 교육용 게임 UI연구", 정보교육학회논문지, 17(2), pp.211~224 (2013), 한국정보교육학회
- 손영숙, "선택적 주의와 관점의 변화가 무의미 도형의 재인에 미치는 영향", 한국심리학회지: 인지 및 생물, 15(2), pp.259~274 (2003), 한국인지및생물심리학회
- Siegle, D, "Exploring teacher biases when nominating students for gifted programs", Gigted Child Quarterly, 48, pp.21~29 (2004)
- Snowden, R, "Basic vision: An introduction to visual perception" (2012), Oxford University Press
- Tang, H, "Eye movement patterns in solving science ordering problems", Journal of Eye Movement Research, 9(3), pp.1~13 (2016)
- Taricani, E, "Collaborative knowledge in online learning environments", EdMedia: World Conference on Educational Media and Technology, 1, pp.733~737 (2016)
- Tippett, C. D, "What recent research on diagrams suggests about learning with rather than learning from visual representations in science", International Journal of Science Education, 38(5), pp.725~746 (2016)
- Treisman, A. M, "A feature-integration theory of attention", Cognitive Psychology, 12, pp.97~136 (1980)
- Tsuchida, S, "A role of augmented reality in educational contents: Intermediating between reality and virtual reality", International conference on virtual, augmented and mixed reality, pp.736~745 (2016), Springer International Publishing
- Van Tassel-Baska, J, "Using performance tasks in the identification of economically disadvantaged and minority gifted learners:Findings from Project STAR", Gifted Child Quarterly, 46, pp.110~123 (2002)
- Vaz-Rebelo, P, "Students’ conscious unknowns about artefacts and natural objects", Educational Psychology, 36(1), pp.176~190 (2016)
- Wolfe, J. M, "What attributes guide the deployment of visual attention and how do they do it", Nature Review: Neuroscience, 5(6), pp.495~501 (2004)
- Yang, F. Y, "Exploring learners’ beliefs about science reading and scientific epistemic beliefs, and their relations with science text understanding", International Journal of Science Education, 38(10), pp.1~15 (2016)
- Yang, F. Y, "The effects of epistemic beliefs in science and gender difference on university students’ science-text reading: An eye-tracking study", International Journal of Science and Mathematics Education, 14(3), pp.473~498 (2016)
- 윤낙영, "난이도가 다른 덩이글 읽기에서의 안구운동 양상", 인지과학, 20(3), pp.291~307 (2009), 한국인지과학회
- 유미현, "과학영재교육원 관찰‧추천 방식의 영재선발 분석", 과학영재교육, 3(2), pp.27~38 (2011), 한국과학영재교육학회
- Zheng, R, "Knowledge visualization and visual literacy in science education", pp.307~329 (2016), IGI Global
