Screen Reader for Web Accessibility Tutorials. An evaluation of interactive web forms

Abstract

Given the increasing number of visually impaired people and the rise of digitalization, web accessibility for all users is essential. However, as previous studies have confirmed, blind or visually impaired people who depend on assistive technologies such as a screen reader to use websites often encounter sometimes unmanageable obstacles, especially with interactive elements. Adopting a proactive approach to web accessibility, which involves actively considering existing guidelines, can serve as a viable solution to these issues. However, previous research shows that it is often an enormous challenge for web developers to actively understand Web Content Accessibility Guidelines due to their complexity and insufficient training in this area. Although there are currently some online web accessibility tutorial platforms, they do not teach web developers how semantically incorrect program code affects screen reader accessibility. This research gap is being minimized with this master’s thesis. Specifically, the influence of different code implementations of interactive web elements on accessibility through screen reader output is made available to everyone through online web accessibility tutorials. Further reasons why developers do not consider web accessibility sufficiently when programming are also highlighted. First, four visually impaired screen reader users were interviewed to determine which web interactive elements often cause accessibility problems. Additional interviews with three sighted web developers and anonymous surveys with approximately 11 bachelor students of computer science highlighted their perspectives on this topic. This helped to examine reasons why web accessibility is not given enough consideration in programming. This information is then used to program two simple web form versions with different screen reader accessibility, tested by 15 sighted and visually impaired persons through user studies using NVDA screen reader output and an external keyboard. In this way, the behavior of the participating persons is examined to determine how different screen reader accessibility affects general comprehensibility and performance. Frequently occurring accessibility problems in the poorly accessible form version – compared to the form version with better accessibility – help to answer how web elements should be programmed to ensure good screen reader accessibility. The interactive (form) fields examined, including the corresponding screen reader output, are available to everyone on a self-implemented and accessible website (https://www.webaccessibility-tutor.org) through online tutorials. In addition to textual and visual explanations of the program code, the screen reader output should help to convey the purpose and influence of an accessible implementation on screen reader users to interested persons. The results of the user research provide relevant insights. The visually impaired interviewees addressed significantly more interactive elements with accessibility problems than the sighted user group. This mainly includes nested, fold-out, and non-native HTML web areas. While the sighted participants consider visual aspects, such as text contrasts or animations, to be problematic, the visually impaired participants often criticize unclear semantic labels and aspects of operability. This is usually caused by a lack of awareness and knowledge in various areas and budgetary problems, as can be seen in the interviews with sighted people. The user studies also confirm that the form with poor screen reader accessibility – regardless of previous screen reader experience – causes significantly more comprehension problems for users than the one with better accessibility. Although the content of the form versions is identical, inadequate accessibility leads to different assumptions in this regard by the user study participants. Screen reader accessibility also influences task performance, which this master’s thesis measures by the success rate and the required interaction time for each form version. The overall average interaction time is similar for both form versions but with different success rates. While only one person managed to send the poorly accessible form version using a screen reader without making any mistakes, the proportion was already higher with six persons in the form version with good screen reader accessibility. The person successful in both forms shows clear differences in interaction time, with accessibility contributing significantly to this. However, the success rate could be even higher in the second form if its content did not have usability problems, indicating potential for improvement. A connection between usability and accessibility, as seen in the literature, can thus be confirmed. The online tutorials also contribute to research – following prior scientific recommendations – on why web accessibility problems occur and how they can be counteracted.

Angesichts der steigenden Anzahl an Sehbeeinträchtigungen und der fortschreitenden Digitalisierung sollte ein barrierefreier Web-Zugang gewährleistet sein. Blinde und sehbeeinträchtigte Personen stoßen jedoch oft – insbesondere bei interaktiven Elementen – auf teils unüberwindbare Hürden. Eine barrierefreie Implementierung, die Accessibility Guidelines aktiv berücksichtigt, kann dagegen Abhilfe schaffen. Studien zeigen allerdings, dass es für Webentwickler:innen aufgrund der Komplexität der Richtlinien und mangels Ausbildung Schwierigkeiten haben, diese umzusetzen. Es existieren zwar einige Online Web Accessibility Tutorial Plattformen, jedoch vermitteln diese nicht, wie sich semantisch inkorrekter Programmcode auf die Screenreader-Zugänglichkeit auswirkt. Diese Masterarbeit untersucht daher den Einfluss unterschiedlicher Codeimplementierungen von interaktiven Webelementen auf die Accessibility mittels Screenreader-Ausgaben, die durch Online Web Accessibility Tutorials der Öffentlichkeit zur Verfügung gestellt werden. Weitere Gründe für mangelnde Beachtung der Barrierefreiheit werden ebenfalls aufgezeigt. Vier sehbeeinträchtigte Screenreader-Nutzer:innen werden darüber befragt, welche interaktiven Elemente häufig Accessibility Probleme bereiten. Zusätzlich beleuchten Interviews mit drei sehenden Web-Entwickler:innen und anonyme Umfragen mit etwa 11 Informatik-Bachelorstudierenden, warum Web Accessibility in der Programmierung oft vernachlässigt wird. Auf Basis dieser Informationen werden zwei Webformularversionen mit unterschiedlicher Screenreader-Zugänglichkeit programmiert und von 15 sehenden und sehbeeinträchtigten Personen mittels NVDA-Screenreader-Ausgabe und externer Tastatur getestet. Diese Studie untersucht, wie sich unterschiedliche Screenreader-Zugänglichkeit auf Verständlichkeit und Performance auswirkt. Die Ergebnisse geben Aufschluss, wie Webelemente zu programmieren sind, um eine gute Screenreader-Zugänglichkeit zu gewährleisten. Die untersuchten interaktiven (Formular-)Felder samt Screenreader-Ausgabe werden auf einer selbst erstellten und barrierefreien Website (https://www.webaccessibility-tutor.org) als Online-Tutorials bereitgestellt. Screenreader-Ausgaben sowie textueller und visuell erklärender Programmcode sollen interessierten Personen den Einfluss barrierefreier Implementierung auf Screenreader-Nutzer:innen vermitteln. Die Nutzer:innen-Forschung dieser Masterarbeit zeigt, dass sehbeeinträchtigte Interviewte deutlich mehr problematische interaktive Elemente nennen als sehende. Besonders verschachtelte, ausklappbare und nicht standardisierte Webbereiche werden kritisiert. Sehende Teilnehmer:innen empfinden zudem visuelle Aspekte, wie Textkontraste oder Animationen, als problematisch, während sehbeeinträchtigte Teilnehmende vor allem unklare Beschriftungen und Bedienbarkeitsaspekte bemängeln. Verursacht wird dies häufig durch fehlende Awareness, mangelhaftes Wissen in unterschiedlichen Bereichen sowie budgetäre Probleme, wie aus den Interviews mit den sehenden Personen hervorgeht. Die Nutzer:innen-Studien bestätigen zudem, dass das Formular mit mangelhafter Screenreader-Zugänglichkeit – unabhängig von der Screenreader-Vorerfahrung – für deutlich mehr Verständnisprobleme bei den Nutzer:innen sorgt als jenes mit besserer Zugänglichkeit. Obwohl die Formularversionen inhaltlich ident sind, führt eine mangelhafte Accessibility dahingehend bei den Teilnehmenden der Nutzer:innen-Studien auch zu anderen Annahmen. Die Screenreader-Zugänglichkeit hat ebenso einen Einfluss auf die Task-Performance, welche in dieser Masterarbeit anhand der Erfolgsquote sowie der benötigten Interaktionszeit pro Formularversion gemessen wird. Die gesamte durchschnittliche Interaktionszeit ist bei beiden Formularversionen ähnlich, jedoch mit jeweils unterschiedlicher Erfolgsquote. Während es nur eine Person schafft, die schlecht-zugängliche Formularversion mittels Screenreader einigermaßen fehlerfrei abzuschicken, ist der Anteil mit sechs Personen in der zweiten Formularversion mit guter Screenreader-Zugänglichkeit bereits höher. Die Person, die in beiden Formularen erfolgreich ist, zeigt hinsichtlich Interaktionszeit deutliche Unterschiede, wobei die Formularzugänglichkeit maßgebend dazu beiträgt. Die Nutzer:innen-Studien dieser Masterarbeit geben auch Auskunft darüber, dass der Anteil der Erfolgsfälle, bei nicht vorhandenen Usability-Problemen betreffend Formularinhalt, in der zweiten Version noch besser sein könnte. Ein Zusammenhang zwischen Usability und Accessibility, wie sich aus der Literatur entnehmen lässt, kann damit bestätigt werden. Die bereitgestellten Online-Tutorials leisten durch die Zuhilfenahme von Screenreader-Ausgaben zudem einen wertvollen Forschungsbeitrag – gemäß vorhergehender wissenschaftlicher Literaturempfehlung – bezogen darauf, warum Web Accessibility Probleme entstehen und wie man diesen entgegenwirken kann.