Eye-Tracking mit mobiler Brille ´Pupil Labs Invisible´

Was ist Eye-Tracking?

Blick durch Pupils Labs Invisible:Bücherregal neben einer Tür

EYE TRACKING - BLICKERFASSUNG MITTELS 'PUPIL LABS INVISIBLE'

Unter Eye-Tracking bzw. Blickverlaufsmessung oder Okulographie versteht man das Aufzeichnen der hauptsächlich aus Fixationen (Punkte, die man genau betrachtet) und Sakkaden (schnellen Augenbewegungen) bestehenden Blickbewegungen einer Person. Eye-Tracking ermöglicht, das Sehen eines Probanden zu analysieren. Das Eye-Tracking wird als wissenschaftliche Methode u. a. in den Neurowissenschaften, der Wahrnehmungs-, Kognitions- und Werbepsychologie, bei Usability-Tests, im Produktdesign und der Leseforschung eingesetzt. (Stangl, 2021).

Mit Eye-Tracking können deswegen unterschiedlichste Forschungsfragen mit Hilfe eines objektiven Analyse- und Aufnahmetools beantwortet werden. Je nach Methodik ermöglichen verschiedene Darstellungsformen wie Heatmaps oder Gazeplots (siehe unten) die detaillierte Untersuchung der Daten.

Voraussetzungen und Vorbereitungen

Die Pupil Labs Invisible ist eine mobile Eye-Tracking-Brille, welche keine längere Kalibrierungsphase benötigt.
Um die Brille zu verwenden ist eine Verbindung via USB-Kabel zum Companion Device (Smartphone OnePlus 8) nötig. Auf dieses Gerät wird die Aufnahme mit der Pupil Invisible Companion App gestartet, wie auch gespeichert.
Um den Blickpunkt nachzujustieren, ist ebenfalls die App notwendig, auf derer der Fixationspunkt per Drag and Drop verschoben werden kann.

Weitere Informationen unter:
https://docs.pupil-labs.com/invisible/user-guide/invisible-companion-app/#home-view

1 = Szenenkamera
2 = Augenkamera
3 = Aufnahmezeit
4 = Aktiver
5 = Aktive Vorlage
6 = Menü
7 = Info
8 = Aufnahme starten
9 = Vorschau

Die notwendige Analysesoftware steht bei Pupil Labs Invisible kostenlos zur Verfügung.
Siehe: https://docs.pupil-labs.com/invisible/user-guide/analysis/#pupil-cloud

Durchführung und Analyse

Um die Brille 'Pupil Labs Invisible' zu nutzen, ist es lediglich notwendig die Companion App auf dem Companion Device zu starten und die Aufanhem zu beginnen.
Alternativ kann zuvor ein Profil der nutzenden Person eingerichtet werden, oder Mustereinstellungen (Template) angelegt werden. Eine Änderung des Blickpunkts ist jederzeit über die Vorschaufunktion oder unter der Aufnahme mittels Drag & Drop möglich.

Weitere Informationen https://docs.pupil-labs.com/invisible/#_4-record

Beispielaufnahme eines Eye-Tracking-Vorgangs mit 'Pupil Labs Invisible'

Zur Analyse der Daten steht Pupil Player zur Verfügung. Die Open-Source Software ermöglicht eine detaillierte Aufarbeitung der Informationen.
Verfügbar ist diese unter: https://github.com/pupil-labs/pupil/releases

Der Pupil Player ist wie folgt aufgebaut:

1= Graphen
2= Abkürzungstaste
3= Zeitleiste Events
4= Timeline
5= Menü
6= Seitenleiste

Weitere Informationen zu der Analyse der Daten unter:
https://docs.pupil-labs.com/core/software/pupil-player/#load-a-recording

Anwendungsszenarien & Evidenz

Eye-Tracking wird in verschiedensten Studien angewandt, wobei die Möglichkeit zur Erhebung objektiver Daten einen großen Vorteil der Technologie darstellt. Somit lässt sich hierdurch die direkte physiologische Reaktion der Versuchsteilnehmenden untersuchen und dies beispielsweise mit anderen Datenquellen kombinieren. Hierdurch wurde unter Anderem der Einfluss von Stress auf Prozesse beim diagnostischen Urteilen von Mathematikaufgaben (Becker et al., 2020) oder auch die Wahrnehmung von Lehrkräften im Unterricht (Jansen & Decristan, 2019) untersucht. Die Anwendungen sind vielfätig. Auch die Evaluation von Lehrkonzepten und Materialien ist eine denkbare Anwendungsmöglichkeit. Ein systrematisches Review von 2020 nennt alleine für Studien, welche Eye-Tracking-Technologie für die Erforschung des Mathematikunterrichts verwenden, über 150 Studien (Strohmaier et al., 2020).

Ein aktuelles Projekt des DiLab beschäftigt sich hierbei mittels Eye-Tracking mit der Frage, ob die Orientierungsfähigkeit in einem neuen Raum sich unterscheidet, wenn anstatt eines statischen Dokuments die Orientierungsmöglichkeit in einer 360 Grad Umgebung gewährt wird.

Datenschutzhinweise

RECHTLICHE RAHMENBEDINGUNGEN

Datenschutz ist ein Grundrecht.

Bitte gehen Sie als (angehende) Lehrkraft bedacht mit diesem Thema um und schützen Sie personenbezogene Daten Ihrer Schülerinnen und Schüler. Prüfen Sie vor dem Einsatz digitaler Werkzeuge im Unterricht, ob die geplante Nutzung mit den geltenden datenschutzrechtlichen Bestimmungen vereinbar ist. Gegebenenfalls müssen im Vorfeld Einwilligungserklärungen eingeholt werden.

Zu den datenschutzrelevanten Eigenschaften einer App bzw. eines browserbasierten Online-Angebots zählen u. a.:

Welche personenbezogenen Daten verarbeitet die Anwendung?
Zu welchem Zweck geschieht dies?
Werden die Daten möglicherweise an Dritte weitergereicht?
Wann werden die Daten wieder gelöscht?

Antworten auf diese Fragen finden Sie i. d. R. in der Datenschutzerklärung bzw. in den Nutzungsbedingungen eines Online-Angebots. Sie dienen einer sachgerechten Entscheidungsfindung hinsichtlich der Nutzung der Anwendung.
Für gewöhnlich kann eine App ohne Einwilligung der Schülerinnen und Schüler bzw. Erziehungsberechtigten genutzt werden, wenn

die Verbindung zum Internet über den Anschluss der Schule hergestellt wird,
von der Schule bereitgestellte Endgeräte eingesetzt werden,
der App-Login nicht personenbezogen erfolgt und auch sonst keine personenbezogenen Daten verarbeitet werden.

Mehr Informationen zur rechtssicheren Nutzung von Online-Angeboten in der Schule (Datenschutz, Urheberrecht etc.) finden Sie im mebis-Infoportal:

https://www.mebis.bayern.de/infoportal/
https://www.mebis.bayern.de/infoportal/kategorie/service/datenschutz/
https://www.mebis.bayern.de/infoportal/kategorie/service/urheberrecht/

Verwendete Literatur

Stangl, W. (2021). Stichwort: 'Eye-Tracking – Online Lexikon für Psychologie und Pädagogik'. Online Lexikon für Psychologie und Pädagogik. https://lexikon.stangl.eu/5514/eye-tracking (2021-10-16)

Pupil Lab Invisible Leitfaden, https://docs.pupil-labs.com/invisible/#_1-set-up-your-new-companion-device

Becker, S., Spinath, B., Ditzen, B. et al. Der Einfluss von Stress auf Prozesse beim diagnostischen Urteilen – eine Eye Tracking-Studie mit mathematischen Textaufgaben. Unterrichtswiss 48, 531–550 (2020). https://doi.org/10.1007/s42010-020-00078-4

Jansen, N. & Decristan, J. Why does(n't) the teacher look at you? - Aufmerksamkeitsprozesse von pädagogischen Fachkräften im Unterricht. (2019) 10.13140/RG.2.2.12156.69763.
Strohmaier, Anselm R., et al. "Eye-tracking methodology in mathematics education research: A systematic literature review." Educational Studies in Mathematics 104 (2020): 147-200.