Usability evaluation of a haptic based framework for chemistry education

The use of haptic technologies in molecular analysis is an emerging trend and several applications have been developed so far for educational and research purposes including the one from Politecnico di Milano considered in this thesis. However there are very few formal usability evaluations available for those. The mentioned haptic-based framework from Politecnico di Milano is a “virtual environment, where the considered molecule to be analyzed is shown to the user and a probing charge is associated with a haptic device. The interaction between the molecule and the electric charge is felt via the haptic device and allows one to explore the electrostatic surface of the molecule”. In terms of this thesis the usability evaluation for this framework was designed and performed. The usability questionnaires and usability tests using thinking aloud protocol were used. The qualitative analysis of the obtained results has been done. One of interesting observations includes that the haptic feedback was indicated as the most useful feature while having also the highest number of the identified problems related to it. Overall the participants showed a great excitement about the tool and readiness to use it during a chemistry course. Some future study directions are discussed as well. The results of this work can be used as a basis for future evaluations once the framework is introduced in a chemistry course or transformed into recommendations for the development of similar tools.

L’uso della tecnologia aptica per l'analisi molecolare è un trend emergente e diverse applicazioni sono state sviluppate fino ad oggi per scopi di ricerca, quali lo strumento sviluppato al Politecnico di Milano e considerato in questo lavoro. Esiste tuttavia un numero molto limitato di valutazioni di usabilità riguardanti tali strumenti. In questo lavoro di tesi, è stata progettata ed eseguita la valutazione di usabilità per framework chimico sviluppato, che fa uso di uno dispositivo aptico come strumento di interazione. Sono stati progettati questionari di usabilità usati in opportune sessioni di test per la rilevazione dei feedback dell'utente, utilizzando il protocollo thinking aloud. Dall’analisi qualitativa dei risultati ottenuti, è emerso che il feedback aptico è utile per gli scopi del tool, nonostante non sia esente da problemi d'uso da parte dell'utente. Tutti i partecipanti hanno mostrato un enorme interesse nei confronti dello strumento utilizzandolo con solerzia durante un corso di chimica. I risultati di tale studio possono essere usati come base per future valutazioni di strumenti simili, o per la stesura di raccomandazioni per lo sviluppo di strumenti analoghi.