What does your gaze tell me: eye tracking of children with and without autism in digital educational mathematics games

Authors

DOI:

https://doi.org/10.5902/1984686X85811

Keywords:

Digital Games, Accessibility, interface

Abstract

This article aimed to compare the eye behavior of children with and without autism inperforming simple addition tasks Digital Educational Games (DEGs) available on the webto verify if there are differences between them when looking at the relevant and irrelevant elements of the tasks. We seek to respond to the following question: When performing simple addition activities in math DEGs, do children with and without autism have a higher number of ocular fixation in the graphic elements of the task or in the secondary elements? To meet the proposed objective, we performed an analysis of eye screening of 8 (eight) children while performing simple addition tasks. The data obtained through eye tracking generated metrics related to the time and number of fixations of the participants in each of the activities. What made it possible to analyze the number of times and the time participants looked at the relevant and irrelevant elements of the task. The results showed evidence that children with and without autism with similar age and mathematical input repertoire, exposed to the same teaching conditions, do not present significant differences in performance in DEG. Graphical user interfaces with low accessibility interfere with task execution time for children with and without autism, as they make them spend more time looking at the irrelevant elements of the task. For DE to be able to teach addition, they must have user-friendly interfaces, short instructions, immediate differential consequences and encourage personalization.

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Author Biographies

Andiara Cristina de Souza, Federal University of São Carlos

Doutoranda em Psicologia pela Universidade Federal de São Carlos. Mestre em Educação pela Universidade Federal de Alfenas (UNIFAL), especialista em Alfabetização e Letramento pela Universidade Federal de São João Del Rei (UFSJ) e Design Institucional para EAD Virtual pela Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI). Graduada em Pedagogia pela Universidade Federal de Alfenas (UNIFAL) e em Direito pela Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais (PUC - Poços de Caldas). Trabalha como educadora na APAE de Poços de Caldas, desenvolvimento atividades didáticas no Laboratório de Informática desta instituição. Pesquisa sobre o uso das tecnologias no trabalho com estudantes com Transtorno do Espectro Autista dentro de uma perspectiva inclusiva. 

João dos Santos Carmo, Universidade Federal de São Carlos

Possui as seguintes graduações em Psicologia: Bacharelado pela Universidade Federal do Pará (1993); Formação de Psicólogo pela Universidade Federal do Pará (1999); Licenciatura pela Universidade da Amazônia (1991). Pós-graduação: Mestrado em Teoria e Pesquisa do Comportamento pela Universidade Federal do Pará (1997); Doutorado em Educação pela Universidade Federal de São Carlos (2002); Pós-doutorado pela Universidade Federal de Pernambuco (Psicologia Cognitiva). Docente do Departamento de Psicologia da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), onde leciona disciplinas de graduação na área de psicologia escolar e educacional. Docente orientador no Programa de Pós-Graduação em Psicologia da UFSCar. Pesquisador do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia sobre Comportamento, Cognição e Ensino (INCT-ECCE), coordenado pela Profa. Dra. Deisy de Souza da UFSCar. Coordena o Laboratório de Estudos Aplicados a Aprendizagem e Cognição (LEAAC) do Departamento de Psicologia da UFSCar. Coordenador do curso de Especialização em Psicopedagogia Inclusiva, da UFSCar. Membro da Frente de Ações em Análise do Comportamento e Educação (FAACE). Coordenador do GT Psicologia da Educação Matemática (Gestão 2021-2022) da Associação Nacional de Pesquisa e Pós-Graduação em Psicologia (ANPEPP), e Vice coordenador do mesmo GT (Gestão 2022-2024). Tem experiência na área de Psicologia Escolar e Educacional, com ênfase em Análise do Comportamento e Psicologia da Educação Matemática, investigando principalmente os seguintes tópicos: ensino e aprendizagem de matemática; ansiedade matemática; comportamento matemático; habilidades numéricas fundamentais; programação de condições de ensino.

Priscila Benitez, Universidade Federal do ABC

Professora Adjunta na Universidade Federal do ABC (UFABC), credenciada para orientação de dissertação de Mestrado no Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Gestão da Inovação da UFABC e no Programa de Pós-Graduação em Educação Especial da UFSCar. Doutora em Psicologia (UFSCar, bolsista FAPESP e CAPES-PSDE), Mestre em Psicologia (UFSCar, bolsista CAPES-Reuni), Especialista em Intervenção familiar: psicoterapia e orientação sistêmica (FAMERP-SJRP/SP) e Graduada em Psicologia e Pedagogia. Realizou estágio de Doutorado Sanduíche no exterior (com bolsa CAPES-PSDE) na Universitat de Barcelona (Departament de Psicologia Evolutiva i de l'Educación) e no Centro de Investigación y Enseñanza del Lenguaje. Realizou visita técnica (com bolsa FAPESP) no Autism Support Services: Education, Research and Training (ASSERT), na Universidade Estadual de Utah (EUA). Pesquisadora do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia sobre Comportamento, Cognição e Ensino (INCT-ECCE). Líder do GPEEI - Grupo de Pesquisa em Educação Especial e Inclusiva da UFABC. Atua nas seguintes áreas de pesquisa: Análise do Comportamento Aplicada (ABA), autismo, deficiência intelectual, educação especial e inclusiva e família. Mãe da Cecília, esteve em licença maternidade em 2017.

Jasson Carvalho da Silva, Federal University of Piauí

Estudante de Ciência da Computação na Universidade Federal do Piauí - UFPI. Possui formação técnica em Informática pelo Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia do Piauí - IFPI (2018). Atualmente é estagiário em Ciência da Computação no Tribunal de Contas do Estado do Piauí - TCE-PI e pesquisador no Laboratório de Redes de Computadores, DISNEL no departamento de computação da Universidade Federal do Piauí.

References

ALZAHRANI, Mona; UITDENBOGERD, Alexandra L; SPICHKOVA, Maria. Impact of animated objects on autistic and non-autistic users. In: IEEE/ACM 44TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON SOFTWARE ENGINEERING: SOFTWARE ENGINEERING IN SOCIETY (ICSE-SEIS), 2022, Pittsburgh, PA, USA. Anais eletrônicos… Pittsburgh, PA, USA:ACM, 2022. Disponível em: https://dl.acm.org/doi/abs/10.1145/3510458.3513007. Acesso em : 5 maio 2023. DOI: https://doi.org/10.1109/ICSE-SEIS55304.2022.9794013

AQUINO, Ana Carolina Generoso de et al. Transtorno do Espectro Autista e a interface de jogos digitais: uma revisão sistemática. Educação Gráfica, Bauru – SP, n. 3, p. 231-243, dez. 2021.

AMERICAN PSYCHIATRIC ASSOCIATION. Manual Diagnóstico e Estatístico de Transtornos Mentais: DSM-5. 5 ed. Porto Alegre: Artmed, 2014.

ROCHA, Heloísa Vieira; BARANAUSKAS, Maria Cecília. Design e Avaliação de Interface Homem-Computador. Campinas: NIED/UNICAMP, 2003. 244p.

BRITTO, Talita Cristina Pagini; PIZZOLATO, Ednaldo Brigante. (2016, April 24–28). Towards Web Accessibility Guidelines of Interaction and Interface Design for People with Autism Spectrum Disorder. In: THE NINTH INTERNATIONAL CONFERENCE ON ADVANCES IN COMPUTER-HUMAN INTERACTIONS, 2016, Veneza, Ita. Anais eletrônicos… Veneza, Ita: IARIA, 2016.Disponível em: https://www.researchgate.net/publication/301552021_Towards_Web_Accessibility_Guidelines_of_Interaction_and_Interface_Design_for_People_with_Autism_Spectrum_Disorder. Acesso em 16 fev. 2021.

BRITTO, Talita Cristina Pagini; PIZZOLATO, Ednaldo Brigante . GAIA: uma proposta de um guia de recomendações de acessibilidade de interfaces Web com foco em aspectos do Autismo. Revista Brasileira de Informática na Educação – RBIE, n. 2, p.102–123, mai. 2018. DOI: https://doi.org/10.5753/rbie.2018.26.02.102

COSTA, Ailton Barcelos da; PICHARILLO, Alessandra Daniele Messali; ELIAS, Nassim Chamel. Avaliação de habilidades matemáticas em crianças com síndrome de Down e com desenvolvimento típico. Ciência & Educação, Bauru, n.1, p.255–272, jan/mar. 2017. DOI: https://doi.org/10.1590/1516-731320170010015

CYBIS, Walter; BETIOL, Adriana Holtz Betiol; FAUST, Richard. Ergonomia e Usabilidade: Conhecimentos, Métodos e Aplicações. 2 ed. São Paulo: Novatec, 2010. 422p.

DEERING, Hannah. Opportunity for success: Website evaluation and scanning by students with autism spectrum disorders [Master’s thesis in Science, Iowa State University]. Iowa State University Digital Repository, 2013. Disponível em: https://dr.lib.iastate.edu/server/api/core/bitstreams/4230ed87-72b2-465b-b8ce-2aa75a92 6137/content. Acesso em 22 jan. 2023.

DUCHOWSKI, Andrew. Eye Tracking Methodology: Theory and Practice. 2ed. Londres: Springer, 2017. 334 p. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-57883-5

ERASLAN, Sukru. et al. Web users with autism: Eye tracking evidence for differences. Behaviour and Information Technology, Londres, n.7, p.678–700, dez. 2018. DOI: https://doi.org/10.1080/0144929X.2018.1551933

FARIAS, Ezequiel B; SILVA, Leandro W.C.; CUNHA, Monica. ABC Autismo: Um aplicativo móvel para auxiliar na alfabetização de crianças com autismo baseado no programa teacch. In: 10º SIMPÓSIO BRASILEIRO DE SISTEMA DE INFORMAÇÃO, 2014, Londrina, Anais eletrônicos... Londrina: SBC, 2014. Disponível em: https://sol.sbc.org.br/index.php/sbsi/issue/view/366. Acesso em 15 fev. 2023. DOI: https://doi.org/10.5753/sbsi.2014.6136

FILATRO, Andrea. Design Instrucional na prática. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2008. 192 p.

FEDERICO, Giovanni; BRANDIMONTE, Maria A. Tool and object affordances: An ecological eye-tracking study. Brain and Cognition, n. 135, out. 2019. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0278262619302039. Acesso em 22 mar. 2022. DOI: https://doi.org/10.1016/j.bandc.2019.103582

FEDERICO, Giovanni et al. How the fear of COVID-19 changed the way we look at human faces. PeerJ, n. 9, abr. 2021. Disponível em: https://peerj.com/articles/11380/. Acesso em 20 mai. 2022. DOI: https://doi.org/10.7717/peerj.11380

GUIMARÃES, Luiza de Moura. ABAcadabra: Um aplicativo para o ensino de discriminações condicionais auditivovisuais a indivíduos com Transtorno do Espectro do Autismo [Tese de Doutorado em Psicologia da Universidade Federal de São Carlos]. Repositório Institucional UFSCAR, 2018. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/10818?show=full. Acesso em 15 abr.2023.

GRYNSZPAN, Ouriel; MARTIN, Jean-Claude; NADEL, Jacqueline. Multimedia interfaces for users with high functioning autism: An empirical investigation. International Journal of Human-Computer Studies, n.8, p.628–639, ago. 2008. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijhcs.2008.04.001

IQBAL, Shamsi T et al . Towards an index of opportunity: Understanding in mental workload during task execution. In: SIGCH - CONFERENCE ON HUMAN FACTORS IN COMPUTING SYSTEMS, 2005, Portland, Oregon - EUA. Anais… Portland, Oregon - EUA: ACM Press, 2005, p. 311–320. DOI: https://doi.org/10.1145/1054972.1055016

JOHNSON, Steven. Cultura da interface: Como o computador transforma nossa maneira de criar e comunicar. (M. L. A. Borges, Trans.). Rio de Janeiro: Jorge Zahar, 2001. 196 p.

LÉVY, Pierre. As tecnologias da inteligência. (C. I. Costa, Trans.). Rio de Janeiro: Editora 34, 1993.

PAVLOV, Nikolay. (2014). User Interface for People with Autism Spectrum Disorders. Journal of Software Engineering and Applications, Estados Unidos da América, n. 2, p. 128–134, jan. 2014. DOI: https://doi.org/10.4236/jsea.2014.72014

PETERS, Dorian. Interface Design for Learning: Design Strategies for Learning Experiences. San Francisco: New Riders, 2013. 208 p.

PREECE, Jennifer; ROGERS, Yvonne; SHARP, Helen. Design de Interação: além da interação homem-computador. Porto Alegre: Bookman, 2005.

REZAE, Mortaza. et al. (2020). The evaluation of a mobile user interface for people on the autismo spectrum: An eye movement study. International Journal of Human-Computer Studies, Estados Unidos, v. 142, p. 1–35. Out. 2020. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijhcs.2020.102462

SOUZA, Andiara Cristina. O uso de tecnologias digitais educacionais para o favorecimento da aprendizagem matemática e inclusão de estudantes com Transtorno do Espectro Autista em anos iniciais de escolarização [Master’s thesis in Education, Universidade Federal de Alfenas]. BDTD – TEDE – Sistema de Publicação Eletrônica de Teses e Dissertações, 2019. Disponível em: https://www.semanticscholar.org/paper/O-uso-de-tecnologias-digitais-educacionais-para-o-e-Souza/5b61134f99083ed084ee7ebaa434976d1c5516cb. Acesso em 19 jan. 2020.

UITDENBOGERD; Alexandra L; SPICHKOVA, Maria; ALZAHRANI, Mona). Web-based Search: How Do Animated User Interface Elements Affect Autistic and Non-Autistic Users? In: ENASE – 17º International Conference on Evaluation of Novel Approches to Software Engineering, 2022, Online Streaming. Anais eletrônicos... Online Streaming: ENASE, 2022. Disponível em: https://www.insticc.org/node/technicalprogram/enase/2022/presentations. Acesso em 25 jan. 2023. DOI: https://doi.org/10.5220/0011074500003176

Published

2025-03-19

How to Cite

Souza, A. C. de, Carmo, J. dos S., Benitez, P., & Silva, J. C. da. (2025). What does your gaze tell me: eye tracking of children with and without autism in digital educational mathematics games. Special Education Magazine, 38(1), e20/1–21. https://doi.org/10.5902/1984686X85811