Het gebruik van multimodale data om de betrokkenheid van studenten tijdens universitaire colleges te bevorderen

In een aantal recente studies aan KU Leuven Campus Kortrijk (Kulak) wordt nagegaan hoe de betrokkenheid van studenten tijdens hoorcolleges kan worden bevorderd. In samenwerking met industriële partners (Barco en Televic) werden technologische tools ontwikkeld om de interactiviteit en samenwerking tussen studenten te verhogen, zoals bijvoorbeeld het gebruik van interactieve vragen tijdens hoorcolleges of in multilocatiesettings, het stellen van silent questions door de studenten of het delen van schermen tijdens collaboratieve werkzittingen (zie o.a. www.kuleuven-kulak.be/tecol). De studies worden mede mogelijk gemaakt door het programma “Smart Education” van imec waarbij het effect van de inzet van slimme, technologie-ondersteunde toepassingen in het onderwijs wordt nagegaan, gericht op het verhogen van de betrokkenheid van studenten en, vervolgens, ook op het verhogen van hun studiesucces.

Aan Kulak werden een aantal ruimtes in het “Edulab” voorzien van high-tech onderwijstoepassingen voor interactieve hoorcolleges, colleges vanop afstand met behoud van dezelfde mogelijkheden tot interactie, en collaboratieve werkzittingen. Binnen dit “Edulab” vinden diverse onderwijsexperimenten plaats waarbij we de kwaliteit van het onderwijs proberen te verhogen door systematisch het effect van verschillende interventies tijdens de lessen na te gaan op de betrokkenheid van studenten. Vanuit eerder onderzoek kunnen we aannemen dat wanneer studenten de verworven leerstof toepassen dit heel wat voordelen biedt. Het bevorderen van interactie aan de hand van interactieve toepassingsvragen tijdens hoorcolleges kan ervoor zorgen dat de student de leerstof beter onthoudt, de aandacht langer vasthoudt en vaker reflecteert over de leerinhoud. Tijdens een recent experiment in een opleidingsonderdeel van de opleiding Psychologie en Pedagogische Wetenschappen aan Kulak gingen we het effect na van het al dan niet gebruiken van online vragenreeksen tijdens de hoorcolleges. We maken hierbij gebruik van verschillende data om de betrokkenheid van studenten in kaart te brengen: audiovisuele data (diverse camera’s werden geïnstalleerd om het gedrag van studenten tijdens de les in kaar te brengen), logdata (het aantal keer dat studenten vragen beantwoorden en de correctheid van hun vragen), zelfrapportage (de mate waarin studenten aangeven aandachtig te zijn en cognitief geprikkeld te zijn tijdens de les, evenals de gepercipieerde zinvolheid van het gebruik van interactieve vragen tijdens hoorcolleges) en psychofysiologische data (op basis van wearables krijgen we zicht op de huidgeleiding van studenten, wat een indicator kan zijn voor betrokkenheid). We verwachten dat het aanbieden van interactieve vragen zal leiden tot hogere betrokkenheid van studenten. De veelheid aan data die bij elke student verzameld wordt, zal ook in vervolgonderzoek gerelateerd worden aan hun studiesucces binnen het opleidingsonderdeel. Op die manier kunnen we tevens nagaan hoe we door bepaalde ingrepen in het onderwijs de kwaliteit van dat onderwijs kunnen verhogen.

Het gebruik van imec-wearables in een onderwijscontext is vernieuwend en in eerste instantie nog erg verkennend. We moeten nagaan op welke manier we een optimale betrokkenheid bij studenten kunnen creëren en hoe we dit kunnen afleiden uit de wearable-data. De wearables werden eerder door imec al gebruikt voor stressdetectie in grootschalige ambulante studies zowel bij klinische als gezonde populaties.

Op basis van de eerste, voorlopige resultaten merken we bij een aantal studenten een duidelijke relatie tussen het gebruik van interactieve vragen tijdens een hoorcollege en hun huidgeleiding. Hieronder worden twee illustraties weergegeven van verschillende studenten uit verschillende lessen met een duidelijk verband tussen huidgeleiding (blauwe en rode lijnen) en het moment waarop tijdens de les interactieve vragen op het online platform gelanceerd worden (Q).

Voor een aantal andere studenten merken we een minder eenduidig effect, wat mogelijk kan worden verklaard door het feit dat sommige studenten de vragen minder interessant vinden of er misschien zelfs ook niet aan participeren, of dat er ook andere factoren op andere gebeurtenissen tijdens de les een invloed kunnen hebben op hun betrokkenheid.

Uit de zelfrapportagedata blijkt dat studenten duidelijk aangeven dat ze van oordeel zijn dat het gebruik van interactieve vragen tijdens universitaire hoorcolleges hen helpt bij het verwerken van de leerstof. Hun positieve houding ten aanzien van het nut van deze interactieve vragen blijft bovendien even sterk gedurende het verloop van de verschillende lessen, waardoor er geen sprake is van een “novelty effect”. Bovendien merken we dat bij het experimenteren met lessen zonder technologie-gestuurde vragen 83% van de studenten het weglaten van deze interactieve vragen een nadeel vinden, ook al worden er in deze lessen wel nog gewone, mondelinge vragen gesteld. Het voordeel van het gebruik van interactieve vragen zit in het cognitief activeren van alle studenten omdat iedereen kan antwoorden aan de hand van zijn eigen tablet/portable/smartphone, terwijl bij mondelinge vragen slechts één of enkele studenten een antwoord kunnen geven.

Vernieuwend in dit onderzoek is het gebruik van verschillende databronnen (audiovisuele data, logdata, psychofysiologische data en zelfrapportage data) om de betrokkenheid van studenten in kaart te brengen. Aan de hand van learning analytics wordt de enorme set aan gebruikersdata geanalyseerd om zo beter zicht te krijgen op het leerproces van de student. In vervolgonderzoek zal ingezet worden om die grote hoeveelheid aan informatie over lerenden op een overzichtelijke manier terug te koppelen naar docenten – via automatische dashboards – zodat deze de lessen kan bijsturen en optimaliseren.