Badanie integruje symulację narrację i wizualną sztuczną inteligencję z systemami zarządzania nauczaniem, aby poprawić zdrowie psychiczne, odporność emocjonalną i zaangażowanie studentów uniwersytetów.
Artykuł badawczy
* These authors contributed equally
Badanie integruje symulację narrację i wizualną sztuczną inteligencję z systemami zarządzania nauczaniem, aby poprawić zdrowie psychiczne, odporność emocjonalną i zaangażowanie studentów uniwersytetów.
Studenci uczelni coraz częściej mierzą się z wyzwaniami zdrowia psychicznego, w tym lękiem, depresją i stresem, jednak większość środowisk szkolnictwa wyższego nie ma proaktywnych systemów monitorowania i wsparcia emocjonalnego. Celem tego badania było zaprojektowanie, wdrożenie i ocena hybrydowego systemu zarządzania nauczaniem, który integruje symulację narracji z wizualną sztuczną inteligencją (AI), aby promować umiejętności czytania i umiejętności zdrowia psychicznego oraz odporności emocjonalnej wśród uczniów. System zawiera moduł narracyjnego podejmowania decyzji symulujący scenariusze stresu oraz narzędzie do rozpoznawania emocji oparte na sztucznej inteligencji (oparte na wykrywaniu mimiki) wbudowane w środowiska klasowe. Zastosowano projekt metod mieszanych, obejmujący 332 studentów studiów licencjackich oraz 15 wykładowców z różnych uniwersytetów. Zebrano ankiety przed i po interwencji, logi użytkowania oraz dane emocjonalne w czasie rzeczywistym z wizualnej AI. Dane ilościowe analizowano za pomocą statystyki opisowej, testów t-sparowanych, ANOVA oraz regresji wielokrotnej liniowej. Wyniki wskazywały na statystycznie istotne poprawy w wynikach zdrowia psychicznego uczniów (s. < 0,01), świadomości emocjonalnej oraz pewności siebie w podejmowaniu decyzji. To zintegrowane podejście pokazuje zarówno użyteczność, jak i skalowalność, oferując instruktorom wczesne wglądy emocjonalne oraz uczniom refleksyjne środowisko nauki. Metoda ta najlepiej sprawdza się w instytucjach wyposażonych w sale lekcyjne z obsługą AI oraz wykwalifikowany nadzór etyczny.
Zdrowie psychiczne stało się palącym problemem w szkolnictwie wyższym, a wśród studentów na całym świecie zgłaszany jest wzrost poziomu lęku, depresji i wypalenia zawodowego1. Te obciążenia psychologiczne, często powiązane z przeciążeniem akademickim, presją społeczną i niepewnością finansową, negatywnie wpływają na wyniki w nauce, zapamiętywanie uczniów oraz długoterminowe dobrostanie2. Chociaż wiele instytucji wdrożyło usługi doradcze i interwencje kryzysowe, takie podejścia mają tendencję do reaktywności i mają ograniczony zasięg3. Rośnie zapotrzebowanie na proaktywne, skalowalne i wbudowane strategie, które wspierają odporność psychiczną uczniów w codziennych środowiskach nauki.
Najnowsze osiągnięcia w technologii edukacyjnej dają nowe możliwości bezpośredniej integracji wsparcia emocjonalnego z systemami nauczania. Dwa obiecujące podejścia to symulacja narracji oraz sztuczna inteligencja wizualna (AI). Symulacja narracji odnosi się do interaktywnych, opowiedzianych modułów, które umieszczają uczniów w emocjonalnie złożonych sytuacjach, zachęcając do refleksji, empatii i podejmowania decyzji. Oparte na teorii uczenia się przez doświadczenie, symulacje te pozwalają uczniom ćwiczyć odpowiedzi na wyzwania takie jak lęk przed testami, zarządzanie czasem czy konflikty z rówieśnikami w bezpiecznym, prowadzonym środowisku 4,5. Teoria uczenia się doświadczalnego sugeruje również, że refleksja i aktywne eksperymentowanie są kluczowe dla przekształcenia doświadczenia w trwałe uczenie się, czyniąc symulację narrracyjną realnym sposobem na rozwijanie inteligencji emocjonalnej i adaptacyjnego radzenia sobie.
Wizualna AI wykorzystuje modele uczenia maszynowego do wnioskowania stanów emocjonalnych uczniów w czasie rzeczywistym, np. na podstawie mimiki, spojrzenia lub postawy6. Stosowane etycznie i za świadomą zgodą, takie systemy mogą pełnić funkcję narzędzi wczesnego ostrzegania, wykrywając stres lub wycofanie się przed eskalacją7. Wbudowana w platformy zarządzania nauczaniem, wizualna AI może dostarczać wykładowcom szybką informację zwrotną, wspierając spersonalizowane reakcje akademickie lub emocjonalne. Ta integracja jest zgodna z teorią poznawczo-behawioralną, która podkreśla, że zwiększenie świadomości o nieadaptacyjnych funkcjach poznawczych i ich restrukturyzacja może poprawić wyniki emocjonalne.
To podejście rezonuje również ze współczesnym postrzeganiem zarządzania nauczaniem jako orkiestracji doświadczenia ucznia w środowiskach cyfrowych i stacjonarnych. Dzięki wdrożeniu wsparcia zdrowia psychicznego w tej infrastrukturze, szkolenie z odporności staje się częścią procesu akademickiego, a nie opcjonalnym dodatkiem8. Jest to również zgodne z Transakcyjnym Modelem Stresu i Radzenia sobie z Procesem, który przedstawia regulację emocji jako dynamiczną interakcję między strategiami oceny i radzenia sobie; tutaj wizualna SI przyczynia się do oceny pierwotnej (wykrywania sygnałów), podczas gdy symulacja narracji wspiera wtórną ocenę (eksplorację alternatyw radzenia sobie) w psychologicznie bezpiecznej przestrzeni.
Pomimo rosnącego zainteresowania, niewiele badań empirycznych oceniło połączenie wykorzystania wizualnej sztucznej inteligencji i symulacji narracyjnej do wsparcia zdrowia psychicznego w szkolnictwie wyższym. Ponadto kluczowe konstrukty, takie jak umiejętność czytania i pisania ze strony zdrowia psychicznego, "wiedza i przekonania wspierające rozpoznawanie, zarządzanie lub zapobieganie zaburzeniom psychicznym"9 oraz odporność emocjonalna, czyli zdolność do adaptacji do stresu psychicznego10, są często niedostatecznie operacjonalizowane. Niniejsze badanie rozwiązuje te luki, projektując i testując zintegrowany system nauczania i zarządzania, który łączy symulację narracji z komponentami wizualnej AI, aby wspierać wczesne wykrywanie problemów i wspierać samoregulację uczniów.
Cel i kluczowy wkład
Niniejsze badanie analizuje, jak symulacja narracji i wizualna sztuczna inteligencja mogą być znacząco zintegrowane z systemami nauczania i zarządzania, aby rozwiązywać problemy zdrowia psychicznego wśród studentów uniwersytetów. Zamiast traktować zdrowie psychiczne jako usługę zewnętrzną, celem jest włączenie zaangażowania emocjonalnego i wczesnego wsparcia psychologicznego w rutynową naukę. Połączenie interaktywnych scenariuszy podejmowania decyzji z monitorowaniem emocji w czasie rzeczywistym daje uczniom możliwość refleksyjnej praktyki, jednocześnie umożliwiając instruktorom wrażliwą reakcję na oznaki niepokoju.
System jest koncepcyjnie oparty na uczeniu się doświadczalnym, podkreślając praktykę, informację zwrotną i zaangażowanie emocjonalne jako czynniki napędzające zmiany zachowania. Symulacje narracyjne przedstawiają znane akademickie stresory (np. presję czasu, napięcie rówieśnicze), które wymagają emocjonalnie istotnych wyborów. Równolegle narzędzie wizualnej AI skalibrowane do wnioskowania mimiki twarzy monitoruje zmiany chwilowe podczas lekcji nauczania. Podejście to opiera się również na teorii inteligencji emocjonalnej, która identyfikuje samoświadomość, empatię i regulację jako kluczowe kompetencje odporności.
Badania obejmowały 332 studentów studiów licencjackich oraz 15 wykładowców z trzech dziedzin. Stosując projekt metod mieszanych, oceniliśmy, czy lęk, depresja i stres zmniejszyły się oraz czy poprawiła się świadomość emocjonalna i pewność siebie w decyzjach uczniów. Modelowanie statystyczne i analizy jakościowe wspólnie pokazują, jak technologie uwzględniające emocje mogą wspierać dobrostan uczniów, nie jako zamiennik profesjonalnej opieki, lecz jako profilaktyczny, skalowalny element codziennego życia akademickiego.
Przegląd systemu
Studium podzielone jest na pięć głównych części. Wstęp przedstawia tło i motywację do radzenia sobie z wyzwaniami zdrowia psychicznego w szkolnictwie wyższym. Druga sekcja omawia istniejącą literaturę na temat symulacji narracyjnej, wizualnej sztucznej inteligencji oraz ich zastosowań w kontekście edukacyjnym. Trzecia część przedstawia projekt badawczy, w tym podejście metod mieszanych, rekrutację uczestników oraz techniki analityczne. Czwarta część przedstawia kluczowe wyniki, zarówno ilościowe, jak i jakościowe, koncentrując się na zmianach w odporności emocjonalnej uczniów i świadomości zdrowia psychicznego. Na koniec konkluzja omawia szersze konsekwencje tych ustaleń i sugeruje przyszłe kierunki integracji technologii świadomych emocji w praktyce nauczania.
Powiązane dzieła
Uniwersytety testowały różnorodne podejścia wspierające zdrowie psychiczne, w tym działania prowadzone przez rówieśników, kampanie cyfrowe orazinterwencje w klasie. Komunikacja na całym kampusie w połączeniu ze wsparciem rówieśniczym może zwiększyć zaangażowanie i świadomość w usługach, choć dostosowywanie się do różnorodnych grup pozostaje wyzwaniem12. Na poziomie populacji badania często opierają się na ankietach samooceny opartych na kryteriach diagnostycznych13, które ograniczają wnioskowanie przyczynowe i pomijają wskaźniki w czasie rzeczywistym szczepu14,15.
Coraz więcej badań bada inteligencję emocjonalną (EI) jako czynnik predyktora dobrostanu uczniów; cechy takie jak samoświadomość, jasność i naprawa emocjonalna wiążą się z lepszymi rezultatami, a przynależność często jest identyfikowana jako mediator16. Jednak wiele wyników opiera się na jednorazowych ankietach, pozbawionych dynamicznej informacji zwrotnej dla trwałego wsparcia. Włączanie zasad opartych na EI do symulacji narracyjnej daje drogę do pogłębienia empatii, refleksji i samoregulacji.
Równolegle badacze edukacyjni coraz częściej integrują AI z środowiskami edukacyjnymi17. Narzędzia wizualnej AI wykrywające mimikę lub mikroekspresje związane ze stresem zostały wykorzystane podczas badań i korepetycji, przynosząc obiecujące wyniki w zakresie adaptacyjnej informacji zwrotnej18. Symulacje narracyjne są dobrze ugruntowane w edukacji pielęgniarskiej/medycznej do podejmowania emocjonalnie naładowanych decyzji19, ale te zastosowania są często specyficzne dla danej dziedziny i rzadko integrowane z ogólnymi systemami nauczania i zarządzania20. Niewielka część prac proponuje ramy współpracy ze studentami i AI oraz projektowania nauczania opartego na AI21,22, podkreślając etykę, luki wdrożeniowe oraz potrzebę skalowalnych modeli, które dostarczają wartości pedagogicznej i psychologicznej wykraczającej poza nowość.
Badanie to rozwija tę dziedzinę, integrując symulację narracji z obliczeniami afektywnymi w czasie rzeczywistym, aby stworzyć proaktywną, wbudowaną odpowiedź na wyzwania związane ze zdrowiem psychicznym w środowiskach nauki uniwersyteckiej.
Luka badawcza i praktyczne aspekty wdrożenia
Chociaż cyfrowe narzędzia dla zdrowia psychicznego uczniów rosną, wiele badań opiera się na samoocenach i krótkoterminowych interwencjach poza kontekstem klasowym, co ogranicza długoterminowy wpływ i terminowość. Niewiele działań łączy takie konstrukcje jak EI czy umiejętność zdrowia psychicznego z informacją zwrotną w czasie rzeczywistym lub obserwowalnym zachowaniem w klasie. Wizualna sztuczna inteligencja i symulacja narracji były badane osobno, ale rzadko łączone w jeden system, który jednocześnie śledzi i reaguje na stany emocjonalne podczas aktywności akademickiej. Niniejsze badanie wypełnia tę lukę, łącząc refleksję emocjonalną opartą na symulacji z rozpoznawaniem opartym na sztucznej inteligencji w samym środowisku uczenia się.
Praktyczne aspekty implementacyjne
Skuteczne wdrożenie zależy od infrastruktury (stabilny internet, zintegrowane kamery), nadzoru etycznego oraz kalibracji algorytmów, aby chronić uczestników i ograniczać stronniczość, zwłaszcza gdy w grę wchodzi analiza twarzy. Szkolenie kadry jest również niezbędne do odpowiedzialnego interpretowania sygnałów generowanych przez AI i ich integracji z decyzjami pedagogicznymi. W związku z tym podejście najlepiej pasuje do uniwersytetów z ugruntowaną infrastrukturą cyfrową i instytucjonalnymi komisjami etyki, gdzie może pełnić rolę proaktywnego, skalowalnego ram wzmacniania zdrowia psychicznego studentów.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Przed zebraniem danych uzyskano etyczną zgodę od Instytucjonalnej Rady Przeglądu Uniwersytetu Pocztowego i Telekomunikacyjnego w Nankinie (Kod zatwierdzenia: NJUPT-IRB-2024-0312). Wszyscy uczestnicy wyrazili pisemną świadomą zgodę po zapoznaniu się z zakresem badania, dobrowolnym charakterem uczestnictwa, wykorzystaniem wizualnej sztucznej inteligencji do śledzenia emocji oraz procedurami poufności danych. Udział mógł zostać przerwany w dowolnym momencie bez kary. Oprogramowanie i sprzęt użyte są wymienione w Tabeli Materiałów.
1. Przygotowanie do nauki
2. Konfiguracja wizualnej AI
3. Zarządzanie geodezją
4. Ćwiczenia symulacyjne narracyjne
5. Eksport logów AI i łączenie zbiorów danych
6. Analiza ilościowa (workflow SPSS)
7. Przepływ pracy analizy tematycznej
8. Kontrola jakości, rozwiązywanie problemów i archiwizacja
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Analiza opisowa
Porównania przed wdrożeniem wskazywały na stałe spadki negatywnych skutków po wdrożeniu. Średnie wartości po teście spadły do 2,87 dla lęku, 2,74 dla depresji i 2,69 dla stresu, z średnich 3,25, 3,11 i 3,08 odpowiednio (Rysunek 2). Wyniki opisowe są podsumowane w Tabeli 4, a struktura instrumentów na poziomie pozycji przedstawiona jest w Tabeli 3. Aby ocenić niezawodność AI w kontekście badania, Mi...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Badanie pokazuje, że gdy symulacja narracji jest połączona ze sztuczną inteligencją wizualną, świadomość emocjonalna staje się procesem wspólnym, a nie jednokierunkową interwencją. Uczniowie nie reagowali jedynie na narzędzie cyfrowe; Prowadzili uporządkowaną refleksję emocjonalną, która łączyła ocenę poznawczą z ucieleśnionym doświadczeniem. W całym zbiorze danych zarówno ilościowe, jak i jakościowe wyniki wykazały spójny wzorzec redukcji lęku i poprawy regulacji emocji, co sugeruje, że protokół może pełnić funkcję emoc...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Sprzęt | Kamera rozpoznawająca twarz | Logitech (lub podobny) | Kamera internetowa C920 HD |
| Instrument | Kolekcja transkrypcji wywiadu | Wprowadzanie ręczne | Nagrania audio/tekst |
| Kwestionariusz | Zmodyfikowana skala DASS-21 | Adaptacja autorów | Format Likerta 5-punktowy |
| Oprogramowanie | Microsoft Azure Emotion API | Microsoft | Emotion API v3 (Cloud) |
| Oprogramowanie | Statystyki SPSS | IBM | Wersja 26 |
| Oprogramowanie | System symulacji narracyjnej | Samodzielnie rozwijany | Przeglądarka internetowa (HTML5) |
| Platforma systemowa | System zarządzania nauczaniem na uczelni | Platforma wewnętrzna | Zintegrowany z modułem AI |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie