Matematiikan opiskelijoiden älysormuksella mitatun vireystilan yhteys itseraportoituun autonomiaan ja kompetenssiin
Mäenpää, Maiju (2022)
Mäenpää, Maiju
2022
Teknis-luonnontieteellinen DI-ohjelma - Master's Programme in Science and Engineering
Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering and Natural Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2022-11-09
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202210267928
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202210267928
Tiivistelmä
Tässä opinnäytetyössä tarkastellaan matematiikan opiskelun vaikutuksia psykologisiin perustarpeisiin ja vireystilaan. Psykologiset perustarpeet ovat ihmisen hyvinvoinnin perusta ja ne vaikuttavat esimerkiksi ihmisten tyytyväisyyteen arjessa. Psykologisia perustarpeita ovat autonomia, kompetenssi ja yhteenkuuluvuus. Tutkimuksessa tarkastellaan autonomian, kompetenssin ja vireystilan muutoksia matematiikan eri oppimistilanteissa yliopistokontekstissa.
Autonomialla viitataan opiskelijoiden kokemiin oppimisen vaikutusmahdollisuuksiin. Kompetenssi kuvaa opiskelijoiden kykyä ymmärtää ja osata asioita. Matematiikan opiskelussa kompetenssi ilmenee esimerkiksi kykynä tehdä tehtäviä ja kokea, että itsellä on riittävät tiedot ja mahdollisuudet löytää tietoa tehtävien ratkaisemiseen. Vireystilan avulla voidaan esimerkiksi selvittää, onko jokin opiskelumuoto stressaavampi kuin muut ja millainen aktivaatio erilaisiin oppimistilanteisiin liittyy. Pitkään jatkuessaan korkeat vireystilan arvot altistavat ihmiset ylikuormitukselle ja sairastumiselle.
Tutkimuksessa opetusmenetelmiä tarkasteltiin kahden eri yliopistomatematiikan ryhmän välillä. Kontrolliryhmä opiskeli käänteisessä opetuksessa ja verrokkiryhmä luento-opetuksessa. Kontrolliryhmän käänteinen opetus sisälsi enemmän itsenäisiä ja verkkopohjaisia tehtäviä. Kontrolliryhmällä ei ollut opettajajohtoisia luentoja, vaan ne oli korvattu opetusvideoilla. Verrokkiryhmä opiskeli enemmän opettajajohtoisesti ja toteutus oli suunniteltu luentoihin pohjautuvaksi. Tutkimukseen osallistui 66 opiskelijaa. Tutkimuksen aineisto kerättiin määrällisillä menetelmillä ihon sähkönjohtavuutta mittaavilla Moodmetric -älysormuksilla sekä LearningTracker -sovelluksella. Tämän jälkeen aineiston pohjalta laskettiin keskiarvoja ja aineistoon sovitettiin lineaarinen malli. Tutkimustuloksista havaittiin, ettei mikään opetustapa ole kaikille opiskelijoille huono tai oppimista estävä. Yksilötasolla jokin toinen opetustapa sopi toisille opiskelijoille paremmin kuin toisille ja vaihtelu opiskelijoiden välillä oli suurta. Käänteisessä opetuksessa mitattiin keskimäärin hieman korkeampia vireystiloja kuin luentototeutuksen osallistujilla. Lisäksi autonomian ja kompetenssin koettu muutos oli pääsääntöisesti positiivisempaa käänteisessä opetuksessa kuin luentopohjaisessa opetuksessa. Toisaalta luento-opetuksessa erityisesti autonomia kasvoi harjoitusten myötä enemmän kuin käänteisessä opetuksessa, mutta vastaavasti autonomia pieneni merkittävästi luentojen aikana.
Tämä opinnäytetyö tarjoaa hyvän lähtökohdan tuleville vireystilatutkimuksille. Jotta tutkimuksesta voitaisiin tehdä parempia johtopäätöksiä, aihetta on tutkittava lisää. Matematiikan opetuksen aikaista vireystilaa tarkasteltaessa tarvittaisiin enemmän dataa samasta opiskelutilanteesta, jolloin aineistoja olisi helpompi verrata keskenään. Tällöin mittauksiin voitaisiin yhdistää myös opiskelutilanteiden tapahtumia, koska tällä hetkellä aineistosta ei ole mahdollista selvittää esimerkiksi sitä, jos opiskelutilanteessa on tapahtunut jotain poikkeavaa. This thesis examines the effects of studying mathematics on basic psychological needs and the arousal level. The arousal level is considered from a learning concentration and performance perspective. Basic psychological needs are the basis of human well-being. Basic psychological needs include autonomy, competence, and relatedness. The study examines changes in the level of autonomy, competence, and arousal in different learning situations in university mathematics.
Autonomy refers to the possibilities of influencing learning experienced by students. Competence describes students' ability to understand and know things. In studying mathematics, competence is the ability to do tasks and think that you know the necessary solution strategies. The arousal level can be used to determine whether one form of study is more stressful than others and what kind of activation is associated with different learning situations. In the long run, the high values of arousal can lead to burnout and other negative effects.
In the study, different teaching methods were examined between two different learning models of university mathematics. One group studied with the flipped learning method and the other group in the traditional way with lectures. Studying in the flipped learning group involved more autonomous and web-based tasks. Flipped learning group did not have teacher-led lectures, but they had been replaced by instructional videos. Traditional learning group studied more teacher-led and the implementation was designed to be based on lectures. 66 students participated in the study. Data for the study were collected using quantitative methods using Moodmetric smart rings measuring the electrical conductivity of the skin as well as the LearningTracker app. Then averages were calculated based on the data and a linear model was adapted to the data.
It was found that no teaching method is poor or inhibiting learning for all students. At the individual level, one form of teaching suited some students better than others and there was a large variation between students. On average, slightly higher arousal levels were measured in the teaching of the flipped learning than from the participants in the lecture implementation. Furthermore, the perceived change in autonomy and competence was more positive in the flipped learning than in the lecture-based learning. On the other hand, in the lecture learning, especially autonomy increased more in the exercise sessions than in the flipped learning, but correspondingly, autonomy decreased significantly during the lectures.
This thesis provides a good starting point for future studies of the arousal level during learning. For better conclusions to be drawn from the study, more research needs to be done on the subject. When examining education, more data from the same study situation would be needed, making it easier to compare the data. In this case, the measurements could also be combined with the events of study situations and the level of tasks, because at present it is not possible to find out from the data any details of the study situation.
Autonomialla viitataan opiskelijoiden kokemiin oppimisen vaikutusmahdollisuuksiin. Kompetenssi kuvaa opiskelijoiden kykyä ymmärtää ja osata asioita. Matematiikan opiskelussa kompetenssi ilmenee esimerkiksi kykynä tehdä tehtäviä ja kokea, että itsellä on riittävät tiedot ja mahdollisuudet löytää tietoa tehtävien ratkaisemiseen. Vireystilan avulla voidaan esimerkiksi selvittää, onko jokin opiskelumuoto stressaavampi kuin muut ja millainen aktivaatio erilaisiin oppimistilanteisiin liittyy. Pitkään jatkuessaan korkeat vireystilan arvot altistavat ihmiset ylikuormitukselle ja sairastumiselle.
Tutkimuksessa opetusmenetelmiä tarkasteltiin kahden eri yliopistomatematiikan ryhmän välillä. Kontrolliryhmä opiskeli käänteisessä opetuksessa ja verrokkiryhmä luento-opetuksessa. Kontrolliryhmän käänteinen opetus sisälsi enemmän itsenäisiä ja verkkopohjaisia tehtäviä. Kontrolliryhmällä ei ollut opettajajohtoisia luentoja, vaan ne oli korvattu opetusvideoilla. Verrokkiryhmä opiskeli enemmän opettajajohtoisesti ja toteutus oli suunniteltu luentoihin pohjautuvaksi. Tutkimukseen osallistui 66 opiskelijaa. Tutkimuksen aineisto kerättiin määrällisillä menetelmillä ihon sähkönjohtavuutta mittaavilla Moodmetric -älysormuksilla sekä LearningTracker -sovelluksella. Tämän jälkeen aineiston pohjalta laskettiin keskiarvoja ja aineistoon sovitettiin lineaarinen malli. Tutkimustuloksista havaittiin, ettei mikään opetustapa ole kaikille opiskelijoille huono tai oppimista estävä. Yksilötasolla jokin toinen opetustapa sopi toisille opiskelijoille paremmin kuin toisille ja vaihtelu opiskelijoiden välillä oli suurta. Käänteisessä opetuksessa mitattiin keskimäärin hieman korkeampia vireystiloja kuin luentototeutuksen osallistujilla. Lisäksi autonomian ja kompetenssin koettu muutos oli pääsääntöisesti positiivisempaa käänteisessä opetuksessa kuin luentopohjaisessa opetuksessa. Toisaalta luento-opetuksessa erityisesti autonomia kasvoi harjoitusten myötä enemmän kuin käänteisessä opetuksessa, mutta vastaavasti autonomia pieneni merkittävästi luentojen aikana.
Tämä opinnäytetyö tarjoaa hyvän lähtökohdan tuleville vireystilatutkimuksille. Jotta tutkimuksesta voitaisiin tehdä parempia johtopäätöksiä, aihetta on tutkittava lisää. Matematiikan opetuksen aikaista vireystilaa tarkasteltaessa tarvittaisiin enemmän dataa samasta opiskelutilanteesta, jolloin aineistoja olisi helpompi verrata keskenään. Tällöin mittauksiin voitaisiin yhdistää myös opiskelutilanteiden tapahtumia, koska tällä hetkellä aineistosta ei ole mahdollista selvittää esimerkiksi sitä, jos opiskelutilanteessa on tapahtunut jotain poikkeavaa.
Autonomy refers to the possibilities of influencing learning experienced by students. Competence describes students' ability to understand and know things. In studying mathematics, competence is the ability to do tasks and think that you know the necessary solution strategies. The arousal level can be used to determine whether one form of study is more stressful than others and what kind of activation is associated with different learning situations. In the long run, the high values of arousal can lead to burnout and other negative effects.
In the study, different teaching methods were examined between two different learning models of university mathematics. One group studied with the flipped learning method and the other group in the traditional way with lectures. Studying in the flipped learning group involved more autonomous and web-based tasks. Flipped learning group did not have teacher-led lectures, but they had been replaced by instructional videos. Traditional learning group studied more teacher-led and the implementation was designed to be based on lectures. 66 students participated in the study. Data for the study were collected using quantitative methods using Moodmetric smart rings measuring the electrical conductivity of the skin as well as the LearningTracker app. Then averages were calculated based on the data and a linear model was adapted to the data.
It was found that no teaching method is poor or inhibiting learning for all students. At the individual level, one form of teaching suited some students better than others and there was a large variation between students. On average, slightly higher arousal levels were measured in the teaching of the flipped learning than from the participants in the lecture implementation. Furthermore, the perceived change in autonomy and competence was more positive in the flipped learning than in the lecture-based learning. On the other hand, in the lecture learning, especially autonomy increased more in the exercise sessions than in the flipped learning, but correspondingly, autonomy decreased significantly during the lectures.
This thesis provides a good starting point for future studies of the arousal level during learning. For better conclusions to be drawn from the study, more research needs to be done on the subject. When examining education, more data from the same study situation would be needed, making it easier to compare the data. In this case, the measurements could also be combined with the events of study situations and the level of tasks, because at present it is not possible to find out from the data any details of the study situation.