dc.contributor.author
Voßkühler, Adrian
dc.date.accessioned
2018-06-07T14:46:23Z
dc.date.available
2010-09-07T07:24:56.218Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/399
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-4603
dc.description
1 Einführung 2 Grundlagen 2.1. Blickbewegungen 2.1.1. Grundlagen 2.1.2.
Messverfahren 2.1.3. Lesen 2.1.4. Szenenwahrnehmung 2.1.5. Pupillendaten
2.1.6. Didaktische Forschung 2.2. Mausbewegungen 2.2.1. Grundlagen 2.2.2.
Empirische Befunde 3 Software zur Aufzeichnung und Analyse von Blick- und
Mausdaten 3.1. Anwendungsdesign 3.1.1. Dateien 3.1.2. Aufbau der
Präsentationen 3.1.3. Datenbanklayout 3.1.4. Fixationsberechnung 3.2. Module
3.2.1. Erstellen und Aufzeichnen 3.2.2. Visuelle Datenexploration 3.2.3.
Statistische Datenauswertung 3.3. Zusammenfassung 4 Wahrnehmung und
Verarbeitung von Versuchsaufbauten am Bildschirm 4.1. Experimentelle
Untersuchung zu Repräsentationen eines Versuchsaufbaus 4.1.1. Design 4.1.2.
Versuchspopulation 4.1.3. Analyse 4.1.4. Ergebnisse 4.1.5. Hypothesen 4.1.6.
Zusammenfassung 4.2. Experimentelle Untersuchung zum Einfluss von Expertise
4.2.1. Design 4.2.2. Versuchspopulation 4.2.3. Analyse 4.2.4. Ergebnisse
4.2.5. Hypothesen 4.2.6. Zusammenfassung 4.3. Qualitative Vertiefungen 4.3.1.
Attention Maps 4.3.2. Fixationsdauern 4.3.3. Übergangswahrscheinlichkeiten
4.3.4. Salienzkarten 4.4. Zusammenfassung 5 Usability von Versuchsaufbauten am
Bildschirm 5.1. Grundlagen 5.1.1. Blickbewegungen 5.1.2. Mausbewegungen 5.1.3.
Normen 5.1.4. Faktorenmatrix für Lernmedien 5.1.5. Verfahren 5.2. Usability-
Testing eines IBE zur Bestimmung der Gewichtskraft, erste Iteration 5.2.1.
Design 5.2.2. Versuchspopulation 5.2.3. Analyseverfahren 5.2.4. Ergebnisse
5.2.5. Zusammenfassung 5.3. Usability-Testing eines IBE zur Bestimmung der
Gewichtskraft, zweite Iteration 5.3.1. Design 5.3.2. Ergebnisse 5.4.
Zusammenfassung 6 Experimentieren am realen Experiment 6.1. Konzept 6.2.
Messung des Blickvektors 6.2.1. Koordinatentransformation 6.2.2. Kalibrierung
6.3. Software zur Aufzeichnung und Analyse von Blick-daten an realen
Experimenten 6.3.1. Softwaredesign 6.3.2. Datenbank 6.3.3. Fixationsberechnung
6.3.4. Workflow 6.3.5. Systemeinrichtung 6.4. Machbarkeitsstudie 6.4.1.
Digitalisierung 6.4.2. Szenengestaltung 6.4.3. Aufnahme 6.4.4. Wiedergabe
6.4.5. Fixationen 6.5. Zusammenfassung 7 Zusammenfassung und Ausblick 8 Anhang
dc.description.abstract
Im Zentrum dieser Arbeit standen Studien zur Wahrnehmung, Verarbeitung und
Usability von physikbezogenen Experimenten am Bildschirm und in der Realität
unter Verwendung der Methode der Blickbewegungsmessung. Die erste Studie zum
Einfluss von Repräsentationsformaten auf das Lösen einfacher physikalischer
Fragestellungen konnte u. a. zeigen, dass der Detailgrad einer Darstellung der
wesentliche Prädiktor für die Dauer der kognitiven Erfassung eines
Versuchsaufbaus ist und damit fotografische Darstellungen schwerer zu
verarbeiten sind als abstrakte und fotorealistische Darstellungen. In der
zweiten Studie zum Einfluss von Expertise auf das Wahrnehmen von
Versuchsaufbauten ging es darum, durch wahlweise mit alltäglichen Begriffen
oder Fachbegriffen bezeichnete Objekte in Fotos von Versuchsaufbauten
zielsicher zu identifizieren. Es stellte sich heraus, dass die Beherrschung
der Fachsprache oder das Verwenden von Alltagsbegriffen für
Experimentierobjekte die Identifikation der entsprechenden Bauteile im
Experiment erleichtert. Im zweiten Teil zeigten zwei aufeinander aufbauenden
Studien beispielhaft ein in dieser Arbeit entwickeltes Verfahren zur
Untersuchung von Gebrauchstauglichkeit von Lehr-/Lernmedien in der
Physikdidaktik. Exemplarisch wurde ein IBE zur Bestimmung der Gewichtskraft
eines Handys analysiert, Optimierungsvorschläge entwickelt und umgesetzt. Alle
vier Studien basieren auf der im Rahmen dieser Arbeit entwickelten open-source
Software OGAMA, die es ermöglicht, simultan Blick- und Mausbewegungen
aufzuzeichnen und auszuwerten. Darüber hinaus wurde ein Verfahren entwickelt,
mit dessen Hilfe Untersuchungen zu Blickbewegungen auch beim Experimentieren
an realen Versuchsaufbauten ermöglicht werden.
de
dc.description.abstract
This work focuses on eyetracking of experimental setups in physics. It
contains studies concerning perception, processing and usability of this
setups on monitor screens and reality. The first study dealing with the effect
of different representations on solving simple physical questions showed the
dependency of the level of detail and the time for cognitive processing.
Photos were more difficult to process than conceptional or photorealistic
representations. The second study comprised the identification of objects in
experimental setups, described with common or technical terms. The results
were familiar: knowing technical terminology or using daily terms facilitates
detection of these objects. The next step was the development of a technique
to measure usability of teaching and learning media in physics education. Two
consecutive studies showed exemplarily the analysis and optimization of an
Interactive Screen Experiment for the determination of a handy weight. All
four studies were based on an open source software project called OGAMA, which
was developed as part of this work to analyze and record gaze and mouse
movements in parallel. Furthermore the development of a technique to allow
eyetracking during experimentation of experiments in reality is shown.
en
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
science education
dc.subject
experimental setups
dc.subject
graphical representations
dc.subject
3D-Eyetracking
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::530 Physik
dc.subject.ddc
300 Sozialwissenschaften::370 Bildung und Erziehung
dc.title
Blickbewegungsmessung an Versuchsaufbauten
dc.contributor.contact
adrian.vosskuehler@fu-berlin.de
dc.contributor.firstReferee
Prof. Dr. Volkhard Nordmeier
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. Ralf Engbert
dc.date.accepted
2010-07-05
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000018801-8
dc.title.subtitle
Studien zur Wahrnehmung, Verarbeitung und Usability von physikbezogenen
Experimenten am Bildschirm und in der Realität.
dc.title.translated
Eyetracking of experimental setups in science education
en
dc.title.translatedsubtitle
Studies concerning perception, processing and usability of experimental setups
in physics on monitor screens and reality
en
refubium.affiliation
Physik
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000018801
refubium.note.author
Die Dissertation ist im Logos Verlag Berlin erschienen - siehe URL http://www
.logos-verlag.de - und kann unter der ISBN 978-3-8325-2548-4 online oder über
den Buchhandel bestellt werden.
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000008212
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access