Opiskelijan huomion kiinnittyminen simulaation aikana fysiikan oppitunnilla : silmänliiketutkimus autenttisessa ympäristössä

Tässä pro gradu -tutkielmassa tutkittiin opiskelijan huomion kohdetta lukion fysiikan tunnilla. Tutkimuksessa selvitettiin, vastaako opiskelijan visuaalinen huomio opettajan antamia vihjeitä, kun opettaja opettaa luokassa yhteisesti simulaation avulla. Aineiston kerääminen toteutettiin Tobii Pro Glasses 2 -katseenseurantalaseilla ja SRI-haastattelun avulla ja datan analysointiin käytettiin Microsoft Excel -ohjelmistoa. Luotettavuuden arviointiin käytettiin vertauskoodausta. Tutkimustuloksena oli, että opiskelija seuraa opettajan antamia vihjeitä suurimman osan simulaatio-opetuksen ajasta. Opiskelija katsoi 60 % ajasta sinne, minne opettaja haluaa opiskelijoiden katsovan ja 41 % ajasta opetettavan asian kannalta tärkeimpiä kohtia simulaatiosta. Selkeät kysymykset, esineiden liikuttaminen, työkalujen käyttäminen simulaatiossa, simulaation kuvan kohdistaminen ja osoittaminen kohdistivat opiskelijan huomion. Katse siirtyi pois halutusta kohteesta, kun jollain toisella opiskelijalla oli puheenvuoro tai kun selkeää tehtävää ei ollut. Haastatteluista saatu aineisto tuki analysoinnissa tehtyjä havaintoja. Tulokset osoittavat, että osoittaminen ja kysymysten esittäminen ohjaavat opiskelijan huomiota. Täten opettajakoulutuksessa voisi painottaa osoittamisen ja kysymysten kysymisen merkitystä. Lisäksi oppitunnin sisällön huolellista konstruointia on tärkeä painottaa, jotta opiskelijoilla on mahdollisimman suuren osan ajasta oppituntia selkeitä tehtäviä. Fysiikan opetuksessa voidaan käyttää hyväksi tietokonepohjaisia simulaatioita. Jos simulaatioita halutaan käyttää opetuksessa, niiden käyttöä tulisi harjoitella opettajakoulutuksen aikana. Lisäksi on tärkeää painottaa, miten simulaation käytöstä saadaan paras hyöty irti ja mihin asioihin tulisi kiinnittää huomiota.

In this study the student’s gaze location during high school physics lesson was determined. The goal was to find out if the students visual attention corresponds to clues given by teacher when he/she is teaching physics to whole class using simulations. Data was collected with Tobii Pro Glasses 2 -wearable eye tracker and stimulated recall interviews. Data analysis was made with Microsoft Excel. Peer coding was used to test the reliability of coding. The results show that the student followed teacher’s cues most of the time during teaching. Student looked 60 % of time at where the teacher wanted students to look at and 41 % of time the most important things in simulation considering the subject being teached. Explicit questions, moving of objects, use of the tools embedded into the simulation, zooming the simulation view and pointing focused student’s gaze on wanted locations. Gaze moved away from the aimed target when some other student was speaking or when there were no clear tasks for the students. The data from the interviews supports the observations made from the eye-tracking analysis. Results show that pointing and asking questions direct students’ gaze. On the other hand, the careful construction of lesson contents must be emphasized so that students have a clear task most of the time as possible. Computer-based simulations can be used in teaching. If one wants to use them, the use should be rehearsed during teacher training. For addition, it is important to emphasize how one gets the best benefit out of simulations and to where you should pay attention.