В этом исследовании интегрируются нарративная симуляция и визуальный ИИ в системы управления обучением для улучшения психического здоровья, эмоциональной устойчивости и вовлечённости студентов университетов.
Исследовательская статья
* These authors contributed equally
В этом исследовании интегрируются нарративная симуляция и визуальный ИИ в системы управления обучением для улучшения психического здоровья, эмоциональной устойчивости и вовлечённости студентов университетов.
Студенты университета всё чаще сталкиваются с проблемами психического здоровья, включая тревожность, депрессию и стресс, однако в большинстве сред высшего образования отсутствуют проактивные системы эмоционального мониторинга и поддержки. Целью данного исследования было разработка, внедрение и оценка гибридной системы управления преподаванием, которая интегрирует нарративную симуляцию с визуальным искусственным интеллектом (ИИ) для повышения грамотности в области психического здоровья и эмоциональной устойчивости среди учащихся. Система включает нарративный модуль принятия решений, моделирующий стрессовые сценарии, и инструмент распознавания эмоций на базе искусственного интеллекта (на основе обнаружения мимики), встроенный в классные помещения. Была использована схема с использованием смешанных методов с участием 332 студентов бакалавриата и 15 преподавателей из нескольких университетов. Были собраны опросы до и после вмешательства, журналы использования и эмоциональные данные в реальном времени с помощью визуального ИИ. Количественные данные анализировались с помощью описательной статистики, парных t-тестов, ANOVA и множественной линейной регрессии. Результаты показали статистически значимое улучшение показателей психического здоровья учеников (p < 0,01), эмоциональной осознанности и уверенности в принятии решений. Такой интегрированный подход демонстрирует как удобство использования, так и масштабируемость, предоставляя преподавателям раннее эмоциональное понимание и студентам рефлексивную учебную среду. Этот метод лучше всего подходит для учреждений, оснащённых классами с поддержкой ИИ и обученным этическим контролем.
Психическое здоровье стало острой проблемой в высшем образовании, при этом среди студентов университетов по всему миру сообщается рост уровня тревожности, депрессии и выгорания. Эти психологические нагрузки, часто связанные с академической перегрузкой, социальным давлением и финансовой неопределённостью, негативно влияют на академическую успеваемость, удержание кадров и долгосрочноеблагополучие 2. Хотя многие учреждения внедрили консультационные услуги и кризисные вмешательства, такие подходы, как правило, реактивны и имеют ограниченный диапазон3. Растёт спрос на проактивные, масштабируемые и встроенные стратегии, поддерживающие психологическую устойчивость студентов в повседневной учебной среде.
Недавние достижения в образовательных технологиях открывают новые возможности для непосредственной интеграции эмоциональной поддержки в учебные системы. Два перспективных подхода — это нарративное моделирование и визуальный искусственный интеллект (ИИ). Нарративная симуляция — это интерактивные, сюжетно-ориентированные модули, которые помещают студентов в эмоционально сложные ситуации, поощряя размышления, эмпатию и принятие решений. Основанные на теории опытного обучения, эти симуляции позволяют учащимся репетировать ответы на такие задачи, как тревога перед тестами, управление временем или конфликт со сверстниками в безопасной, направляемойсреде 4,5. Теория опытного обучения также предполагает, что рефлексия и активные эксперименты имеют решающее значение для превращения опыта в устойчивое обучение, делая нарративную симуляцию жизнеспособным способом развития эмоционального интеллекта и адаптивного совладания.
Визуальный ИИ использует модели машинного обучения для определения эмоционального состояния учащихся в реальном времени, например, по выражению лица, взгляду илиосанке 6. При этичном внедрении и с информированным согласием такие системы могут служить инструментом раннего предупреждения, выявляя стресс или отстранение доэскалации 7. Встроенный в платформы управления преподаванием и управлением, визуальный ИИ может своевременно предоставлять обратную связь преподавателям, поддерживая персонализированные академические или эмоциональные реакции. Эта интеграция согласуется с когнитивно-поведенческой теорией, которая подчёркивает, что повышение осведомлённости о неадаптивных когнициях и их перестройка может улучшить эмоциональные результаты.
Этот подход также соответствует современным представлениям о преподавании как на организацию опыта студентов в цифровых и очных условиях. Внедряя поддержку психического здоровья в эту инфраструктуру, обучение устойчивости становится частью академического процесса, а не необязательнымдополнением 8. Она также соответствует транзакционной модели стресса и преодоления ситуации, которая рассматривает регуляцию эмоций как динамическое взаимодействие между стратегиями оценки и преодоления ситуации; здесь визуальный ИИ вносит вклад в первичную оценку (обнаружение сигналов), тогда как нарративная симуляция поддерживает вторичную оценку (исследование альтернатив совладания) в психологически безопасном пространстве.
Несмотря на растущий интерес, немногие эмпирические исследования оценивали совместное использование визуального ИИ и нарративного моделирования для поддержки психического здоровья в высшем образовании. Кроме того, ключевые конструкции, такие как грамотность в области психического здоровья, «знания и убеждения, помогающие распознавать, управлять или профилактике психических расстройств»9, а также эмоциональная устойчивость — способность адаптироваться к психологическомустрессу 10, часто недостаточно эффективны. Это исследование устраняет эти пробелы, разрабатывая и тестируя интегрированную систему управления преподаванием, которая сочетает нарративную симуляцию с компонентами визуального ИИ для стимулирования раннего выявления страданий и стимулирования саморегуляции учеников.
Цель и ключевой вклад
В данном исследовании рассматривается, как нарративная симуляция и визуальный ИИ могут быть осмысленно интегрированы в системы обучения и управления для решения проблем психического здоровья среди студентов университетов. Вместо того чтобы рассматривать психическое здоровье как внешнюю услугу, цель — интегрировать эмоциональную вовлечённость и раннюю психологическую поддержку в рутинное обучение. Сочетание интерактивных сценариев принятия решений с эмоциональным мониторингом в реальном времени даёт студентам возможности для рефлексивной практики, одновременно позволяя преподавателям чутко реагировать на признаки стресса.
Система концептуально основана на опытном обучении, выделяя практику, обратную связь и эмоциональное вовлечение как драйверы изменения поведения. Нарративные симуляции демонстрируют знакомые академические стрессоры (например, давление времени, напряжение со сверстниками), требующие эмоционально значимых решений. Параллельно инструмент визуального искусственного интеллекта, откалиброванный для вывода по выражению лица, отслеживает изменения в момент времени во время учебных занятий. Подход также опирается на теорию эмоционального интеллекта, которая определяет самосознание, эмпатию и регуляцию как ключевые компетенции устойчивости.
В исследовании приняли участие 332 студента бакалавриата и 15 преподавателей по трём предметным направлениям. Используя смешанную методику, мы оценили, уменьшились ли тревожность, депрессия и стресс, а также улучшились ли эмоциональная осознанность и уверенность в принятии решений у студентов. Статистическое моделирование и качественный анализ совместно информируют, как эмоционально-осознанные технологии могут поддерживать благополучие студентов не как замена профессиональной помощи, а как профилактический, масштабируемый компонент повседневной академической жизни.
Обзор системы
Это исследование структурировано на пять основных разделов. Введение представляет предысторию и мотивацию для решения проблем психического здоровья в высшем образовании. Второй раздел рассматривает существующую литературу по нарративному моделированию, визуальному ИИ и их применению в образовательных контекстах. Третий раздел описывает дизайн исследования, включая подход смешанных методов, набор участников и аналитические методы. В четвёртом разделе представлены ключевые выводы, как количественные, так и качественные, сосредоточенные на изменениях в эмоциональной устойчивости учащихся и осведомлённости о психическом здоровье. Наконец, заключение рассматривает более широкие последствия результатов и предлагает будущие направления интеграции эмоционально-осознанных технологий в практику преподавания.
Связанные работы
Университеты испытывали различные подходы к поддержке психического здоровья, включая взаимодействие с коллегами, цифровые кампании и интервенции вклассах 11. Общеобразовательные сообщения в сочетании с поддержкой студентов могут повысить вовлечённость и осведомлённость о служении, хотя адаптация для разных групп по-прежнемусложна 12. На уровне популяции исследования часто опираются на самооценочные опросы, основанные на диагностическихкритериях 13, которые ограничивают причинно-следственные выводы и упускают из виду индикаторы штама в реальномвремени 14,15.
Всё больше направления исследований изучает эмоциональный интеллект (ЭИ) как предиктор благополучия студентов; Такие качества, как самосознание, ясность и эмоциональное восстановление, связаны с лучшими результатами, при этом принадлежность часто определяется какмедиатор 16. Тем не менее, многие результаты основаны на единичных опросах, не имеющих динамической обратной связи для устойчивой поддержки. Включение принципов, основанных на EI, в нарративное моделирование открывает путь к углублению эмпатии, размышлений и саморегуляции.
Параллельно исследователи в области образования всё чаще интегрируют ИИ в учебныесреды 17. Инструменты визуального ИИ, которые распознают мимику или микровыражения, связанные со стрессом, были внедрены в экзаменах и репетиторстве, с обнадёживающими результатами для адаптивной обратнойсвязи 18. Нарративные симуляции хорошо зарекомендованы в сестринском деле/медицинском образовании для практики эмоционально заряженныхрешений 19, но эти применения часто специфичны для каждой области и редко интегрируются в общие системы обученияи управления 20. Небольшой корпус работ предлагает рамки для сотрудничества студентов и ИИ и учебного дизайна на основеИИ 21,22, подчёркивая этику, пробелы в реализации и необходимость масштабируемых моделей, которые приносят педагогическую и психологическую ценность, выходящую за рамки новизны.
Это исследование продвигает область, интегрируя нарративную симуляцию с аффективными вычислениями в реальном времени для создания проактивного, встроенного ответа на проблемы психического здоровья в университетских учебных условиях.
Вопросы о пробелах в исследованиях и практической реализации
Хотя цифровые инструменты для психического здоровья учащихся распространяются, многие исследования опираются на самоотчёт и краткосрочные вмешательства вне учебных условий, что ограничивает долгосрочное воздействие и своевременность. Мало какие усилия связывают такие понятия, как EI или грамотность в области психического здоровья, с обратной связью в реальном времени или наблюдаемым поведением в классе. Визуальный ИИ и нарративная симуляция исследовались отдельно, но редко объединялись в единую систему, которая одновременно отслеживает и реагирует на эмоциональные состояния во время учебной деятельности. Это исследование устраняет этот разрыв, сочетая эмоциональную рефлексию на основе симуляции с распознаванием на основе ИИ внутри самой учебной среды.
Практические аспекты реализации
Эффективное внедрение зависит от инфраструктуры (стабильного интернета, интегрированных камер), этического контроля и калибровки алгоритмов для защиты участников и снижения предвзятости, особенно при анализе лиц. Обучение преподавателей также необходимо для ответственной интерпретации сигналов, созданных ИИ, и их интеграции в педагогические решения. Таким образом, этот подход лучше всего подходит университетам с установленной цифровой инфраструктурой и институциональными этическими комитетами, где он может служить проактивной, масштабируемой структурой для расширения возможностей студентов в области психического здоровья.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
До сбора данных этическое одобрение получалось от Институционального обзорного совета Нанкинского университета почты и телекоммуникаций (код одобрения: NJUPT-IRB-2024-0312). Все участники предоставили письменное информированное согласие после ознакомления с объёмом исследования, добровольным характером участия, использованием визуального ИИ для отслеживания эмоций и процедурами конфиденциальности данных. Участие могло быть прекращено в любое время без штрафа. Используемое программное обеспечение и оборудование указаны в Таблице материалов.
1. Подготовка к учебе
2. Конфигурация визуального ИИ
3. Администрирование обследований
4. Упражнения по наративному симуляцию
5. Экспорт журналов ИИ и объединение наборов данных
6. Количественный анализ (рабочий процесс SPSS)
7. Рабочий процесс тематического анализа
8. Контроль качества, устранение неисправностей и архивирование
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Описательный анализ
Сравнения до публикации показали стабильное снижение негативного эффекта после внедрения. Средние значения после теста снизились до 2,87 для тревожности, 2,74 для депрессии и 2,69 для стресса, с 3,25, 3,11 и 3,08 соответственно до теста (рисунок 2). Описательные результаты приведены в Таблице 4, а структура инструментов на уровне пункта приведена в Таблице 3. Д...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Исследование показывает, что при сочетании нарративного симуляции с визуальным ИИ эмоциональное осознание становится общим процессом, а не однонаправленным вмешательством. Студенты реагировали не просто на цифровой инструмент; Они занимались структурированным эмоциональным рефлексием, связывая когнитивную оценку с воплощённым опытом. По всему набору данных как количественные, так и качественные результаты выявили стабильную закономерность снижения тревожности и улучшенную эмоциональную р...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Аппаратное обеспечение | Камера распознавания лиц | Logitech (или аналогичный) | Веб-камера C920 HD |
| Инструмент | Коллекция расшифровок интервью | Ручной ввод | Аудиозаписи/текст |
| Анкета | Модифицированная шкала DASS-21 | Адаптация авторами | Формат Лайкерта с пятью точками |
| Программное обеспечение | Microsoft Azure Emotion API | Microsoft | Emotion API v3 (Облако) |
| Программное обеспечение | Статистика SPSS | IBM | Версия 26 |
| Программное обеспечение | Система нарративного симуляции | Самостоятельно развившиеся | Веб-ориентированный (HTML5) |
| Системная платформа | Система управления преподаванием в университете | Внутренняя платформа | Интегрировано с модулем ИИ |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE
Запросить разрешение