田 伟

(上海理工大学 理学院,上海 200093)

眼动追踪技术在现代物理教学中的应用
——以竖直上抛运动为例

田 伟

(上海理工大学 理学院,上海 200093)

在物理教学情境下,探讨了眼动追踪技术这一源于神经解剖学的发展而产生的独特技术方法的应用价值,提出了运用作为物理教学新工具和新技术的眼动追踪技术开展物理教学的几种应用方向,重点阐述了眼动追踪技术是如何作为一种现代化可视工具诊断参与者不同思维方式的。此外,还着重解释了利用眼动追踪软件分析眼动追踪数据是如何作为一种研究方法应用在物理教学中的。

眼动追踪技术;物理教学;热点图;扫描路径

认知科学是一门跨学科的交叉科学,它可以和许多学科进行缔结,比如:认知心理学、神经生物学、精神哲学、人工智能和物理学[1]。眼动追踪技术的应用属于认知科学的范畴,它作为一个现代化的试验工具和研究方法,将会变得越来越流行[2]。它的优点很多,比如:设备成本较低、日益多样化的趋势、适用于教育等诸多领域等。此外,利用眼动追踪技术还可以开展对学习过程的分析研究,Lai等人在这方面就曾做过深入的研究[3]。眼动追踪技术应用于物理教育方面的研究最为广泛和频繁,如Kekule[4],Madsen 等[5-6],Ohno等[7],Smith等[8],Andrzejewska等[9]。

现代化的眼动追踪技术基于红外LED和高分辨率摄像传感器,它们分别用于照射人眼和记录眼球反射的光线,然后,由图像处理算法根据这些原始数据计算瞳孔的位置,再由专用软件利用屏幕等参照物的位置信息确定用户所注视的具体位置。……