Tunnetilojen vaikutus vireystilaan yliopistomatematiikan oppimistilanteissa

Abstract

Tässä työssä tutkittiin millaisia tunnetiloja ja vireystiloja yliopistomatematiikan oppimistilanteissa esiintyy. Lisäksi haluttiin selvittää eroavatko oppimistilanteissa mitatut vireystilat ja havaitut tunnetilat käänteisen opetuksen ja luentopainotteisen opetuksen välillä. Tutkimuksessa haluttiin myös saada selville voidaanko tunnetilojen avulla ennustaa vireystilaa. Aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että tunnetilat ja vireystila vaikuttavat ihmisen suorituskykyyn ja oppimiseen, joten niiden tutkiminen on oppimisen ja opetuksen kannalta tärkeää.

Tutkimusaineisto kerättiin Tampereen yliopistolla syksyllä 2019. Tutkimukseen osallistui 75 opiskelijaa, joista 37 suoritti opintojakson flippaustoteutusta, jossa opetus tapahtui käänteisellä opetuksella, kun taas loput 38 osallistuivat luentopainotteiselle toteutukselle. Tutkimuksessa opiskelijoiden vireystilaa mitattiin älysormuksella ja matematiikan oppimistilanteiden aikana koetut tunnetilat kysyttiin opiskelijoilta LearningTracker-sovelluksen avulla ennen oppimistilanteita ja niiden päätyttyä.

Kerätystä datasta tarkasteltiin oppimistilanteiden aikaisia vireystiloja ja tunnetiloja. Oppimistilanteen ajalta mitatut keskimääräiset vireystilat jaettiin viiteen luokkaan suuruuden mukaan. Tutkimuksessa havaittiin että yli 44%:ssa oppimistilanteista keskimääräinen vireystila kuului korkeimpaan luokkaan, joka luokittelussa tarkoitti erittäin kiihtynyttä. Vireystilan havaittiin myös olevan keskimäärin korkeampi itsenäisissä, kuin ohjatuissa oppimistilanteissa. Myös käänteisessä opetuksessa havaittiin keskimäärin korkeampia vireystiloja, kuin luentopainotteisella toteutuksella. Oppimistilanteiden aikana havaituista tunnetiloista suurin osa oli positiivisia tunteita. Toisaalta deaktivoivat tunnetilat olivat aktivoivia tunnetiloja yleisempiä. Havaituissa tunnetiloissa ei ollut suuria eroja opintojakson flippaustoteutuksen ja luentototeutuksen välillä.

Mitattujen vireystilojen ja havaittujen tunnetilojen välistä yhteyttä tutkittiin lineaaristen mallien avulla. Mittausdatasta muodostettiin lineaarisia malleja, joissa havaittuja tunnetiloja käytettiin prediktoreina vireystilan suuruudelle. Tätä varten tunnetilat oli jaoteltu positiivisiin ja negatiivisiin tunnetiloihin sekä aktivoiviin ja deaktivoiviin tunnetiloihin. Saatujen tulosten perusteella ei voitu osoittaa positiivisten ja negatiivisten tunnetilojen sekä vireystilan välille yhteyttä. Toisaalta tutkimustulosten perusteella myöskään aktivoivien ja deaktivoivien tunnetilojen ja vireystilan välillä ei olisi yhteyttä, vaikka aktivoivat aktivoivat tunnetilat tarkoittavat juuri korkean vireystilan tunnetiloja ja vastaavasti deaktivoivat tunnetilat matalamman vireystilan tunnetiloja. Myös osa muistakin tutkimusatuloksista oli ristiriidassa aiempien tutkimusten kanssa, mutta näitä eroja voidaan perustella esimerkiksi tutkittavien ryhmien välisillä eroilla. Tämä kuitenkin jättää hieman epävarmuutta saatujen tutkimustulosten ylle, mutta varmasti kannustaa jatkotutkimuksille aiheeseen liittyen.

In this thesis we investigate what kind of emotions and general arousal are present while studying university level mathematics in different type of situations. We also want to find out if there is a difference in observed emotions and arousal between flipped learning and lecture-based learning situations. One of the goals of the research was also finding out if general arousal in different learning situations can be predicted using emotions. Earlier studies show that emotions and general arousal have effect on both performance and learning of a human so research on them is really important for better understanding of learning and teaching.

Research data was collected at Tampere university in 2019. 75 students in total participated in this research. Students were sorted into two groups which both had different teaching methods. 37 of them studied the course using flipped learning while the rest of them had lecture-based teaching. In research, general arousal was measured using smart ring and the information about students emotions during different learning situations was collected using LearningTracker-application.

General arousal and emotions during learning situations were studied from collected data. Values of arousal were divided into five groups based on their magnitude. We found out that the average arousal level during learning situation was in the highest group over 44% of the time. Highest group was labeled as very agitated. We also found out that on average arousal was higher during independent study sessions compared to heavily guided learning situations like lectures. Average arousal was also higher in flipped learning than on lecture-based studying. Most of the emotions during studying situations were positive. Although deactivating emotions were more common than activating emotions. When comparing positive and negative emotions and activating and deactivating emotions between flipped learning and lecture-based studying, there were no significant differences.

The possible connection between emotions and arousal was analysed using linear models. Linear models that were formed tried to predict general arousal using positive and negative emotions and activating and deactivating emotions from data. As a result, no connection between emotions and general arousal was found. The fact the there was no connection between activating and deactivating emotions and arousal was surprising. Activating emotions are defined as high arousal emotions while deactivating emotions are supposed to be low arousal emotions. Some other results also didn’t match with the predictions made based on earlier studies, but those differences can be explained with the differences between this study and the earlier studies. However this leaves some doubt on the accuracy of the results in this study, but that should just motivate people into continuing studying on this subject.