震動(dòng)影像技術(shù)系統(tǒng)在學(xué)生課堂情緒狀態(tài)評(píng)估中的應(yīng)用

顧紅梅

(北京警察學(xué)院偵查系， 北京 102202)

0 引言

情緒是高等動(dòng)物和人類心理結(jié)構(gòu)中重要的組成部分，與人的日常生活密切相關(guān)。情緒的研究大多是來自于社會(huì)學(xué)意義上的行為學(xué)層面和情緒的生理機(jī)制層面。人的情緒表現(xiàn)從生理機(jī)制層面定義，就是大腦接受到人體情緒信號(hào)，將之分配到相應(yīng)器官，這些器官會(huì)指揮人的頭面部肌肉做出相應(yīng)的位移，從而產(chǎn)生肉眼可見的情緒特征，產(chǎn)生喜、怒、哀、樂等表象。當(dāng)人主動(dòng)或者被動(dòng)隱藏情緒的時(shí)候，其面部情緒特征則不易被人所見。但是從生物學(xué)角度判斷，相應(yīng)的器官和肌肉群仍在做相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，只是這種運(yùn)動(dòng)會(huì)細(xì)微到肉眼不可見的程度，使用硬件設(shè)備可以捕捉這些相應(yīng)的微反應(yīng)。學(xué)生作為獨(dú)立個(gè)體，具有自身獨(dú)特的認(rèn)知特點(diǎn)，因此，學(xué)生在課堂上的聽課情緒狀態(tài)，教師憑觀察所得到的判斷具有一定的主觀性。學(xué)生在課堂上的情緒狀態(tài)對(duì)學(xué)生的主觀體驗(yàn)、學(xué)習(xí)態(tài)度都有普遍影響，具有直接決定了聽課的效果，即知識(shí)的吸收和理解程度，因此，只有充分了解學(xué)生的情緒狀態(tài)指標(biāo)才能更好實(shí)施教學(xué)，才能完成人才培養(yǎng)的目標(biāo)。

1 研究概述

震動(dòng)影像技術(shù)依據(jù)生物測定學(xué)、人體熱力學(xué)、腦神經(jīng)學(xué)、生理心理學(xué)和視頻影像學(xué)等領(lǐng)域的研究成果，融合了人工智能、大數(shù)據(jù)分析等手段，達(dá)到精準(zhǔn)預(yù)判的目標(biāo)。潛在情緒智能分析技術(shù)在公共安全(反恐)預(yù)警及大數(shù)據(jù)分析、個(gè)人心理健康檢測、特殊崗位上崗前情緒檢測、非接觸式輔助測謊分析、興趣及就業(yè)分析、心理學(xué)學(xué)術(shù)研究輔助等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

1.1 研究目的

一是借助震動(dòng)影像技術(shù)系統(tǒng)的情緒功能模塊對(duì)學(xué)生在上課期間的動(dòng)態(tài)情緒微反應(yīng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，同時(shí)對(duì)其進(jìn)行深度統(tǒng)計(jì)分析，進(jìn)一步研究學(xué)生課堂狀態(tài)；二是依據(jù)課題研究成果，為教師調(diào)整授課模式提供科學(xué)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)首都公安事業(yè)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。

1.2 研究對(duì)象

選取警院在校學(xué)生一年級(jí)到四年級(jí)187人作為樣本，其中包括本科、專科生；專業(yè)和方向涉及到偵查學(xué)、刑事技術(shù)學(xué)、治安學(xué)、交通管理學(xué)、特警方向和警犬技術(shù)方向；性別方面，男生和女生均有，期中男生人數(shù)占總?cè)藬?shù)85%。

1.3 研究方法

2 測試結(jié)果及分析討論

2.1 按自然班的分析結(jié)果

2.1.1 數(shù)據(jù)集說明

本實(shí)驗(yàn)共包含5個(gè)數(shù)據(jù)集：一年級(jí)特警專業(yè)學(xué)生、二年級(jí)警犬專業(yè)學(xué)生、三年級(jí)交通管理專業(yè)學(xué)生、四年級(jí)偵查專業(yè)學(xué)生。

2.1.2 按自然班逐班分析

(1)一年級(jí)特警專業(yè)學(xué)生反映情緒狀態(tài)的各指標(biāo)均值、標(biāo)準(zhǔn)差以及各指標(biāo)與均值的離散程度見表1。

表1 一年級(jí)特警專業(yè)學(xué)生數(shù)值

通過上表可知該班學(xué)生個(gè)體之間活力程度差異較大，即班級(jí)內(nèi)學(xué)生與學(xué)生間的活力水平不均且差異較大，同時(shí)不難看出個(gè)體間神經(jīng)質(zhì)指標(biāo)的差異程度也很大，表明學(xué)生個(gè)體間的情緒穩(wěn)定性存在明顯差異，很容易在一定誘因下發(fā)生情緒波動(dòng)。

(2)二年級(jí)警犬專業(yè)1班學(xué)生反映情緒狀態(tài)的各指標(biāo)均值、標(biāo)準(zhǔn)差以及各指標(biāo)與均值的離散程度見表2。

表2 二年級(jí)警犬專業(yè)1班學(xué)生數(shù)值

通過上表可知該班學(xué)生與學(xué)生之間活力程度差異較大，神經(jīng)質(zhì)指標(biāo)的差異程度也很大。

(3)二年級(jí)警犬2班專業(yè)學(xué)生反映情緒狀態(tài)的各指標(biāo)均值、標(biāo)準(zhǔn)差以及各指標(biāo)與均值的離散程度見表3。

通過上表可知該班學(xué)生與學(xué)生之間焦慮程度差異較大、壓力程度差異較大、活力程度差異較大，神經(jīng)質(zhì)指標(biāo)的差異程度也很大。

表3 二年級(jí)警犬專業(yè)2班學(xué)生數(shù)值

通過對(duì)警犬1班和2班學(xué)生情緒狀態(tài)分析可知，雖然這兩個(gè)班是獨(dú)立的自然班，但是他們?cè)谇榫w狀態(tài)上呈現(xiàn)相似的特點(diǎn)和分布情況，可以說警犬專業(yè)學(xué)生的負(fù)面情緒較大，心情狀態(tài)不很愉悅，整體情緒狀態(tài)不太穩(wěn)定。

(4)三年級(jí)交通管理專業(yè)學(xué)生反映情緒狀態(tài)的各指標(biāo)均值、標(biāo)準(zhǔn)差以及各指標(biāo)與均值的離散程度見表4。

通過上表可知，該班學(xué)生個(gè)體之間活力程度差異較大，即班級(jí)內(nèi)學(xué)生與學(xué)生間的活力水平不均；個(gè)

表4 三年級(jí)交通專業(yè)學(xué)生數(shù)值

體間神經(jīng)質(zhì)指標(biāo)的差異程度也很大，表明學(xué)生個(gè)體間的情緒穩(wěn)定性存在明顯差異。

(5)四年級(jí)偵查專業(yè)學(xué)生反映情緒狀態(tài)的各指標(biāo)均值、標(biāo)準(zhǔn)差以及各指標(biāo)與均值的離散程度見表5。

表5 四年級(jí)偵查學(xué)專業(yè)學(xué)生數(shù)值

通過上表可知，該班學(xué)生個(gè)體之間活力程度差異較大，即班級(jí)內(nèi)學(xué)生與學(xué)生間的活力水平不均且差異較大，同時(shí)個(gè)體間神經(jīng)質(zhì)指標(biāo)的差異程度極大，表明學(xué)生個(gè)體間的情緒穩(wěn)定性存在明顯差異，意味著該班學(xué)生情緒及其不穩(wěn)定，很容易在一定誘因下發(fā)生情緒波動(dòng)。這與該班級(jí)學(xué)生正處于畢業(yè)狀態(tài)有關(guān)，他們內(nèi)在情緒很容易波動(dòng)，狀態(tài)十分不穩(wěn)定，可能很小的影響就會(huì)造成巨大情緒變化，引發(fā)系列問題。

2.1.3 各個(gè)班對(duì)比分析

(1)各班之間活力值平均水平如圖1。

圖1 活力水平

警犬1、2班活力平均值小于其他專業(yè)，即與其他專業(yè)班級(jí)相比，活力顯得不足。

(2)各班之間神經(jīng)質(zhì)均值如圖2。

圖2 神經(jīng)質(zhì)水平

警犬1、2班神經(jīng)質(zhì)平均值明顯大于其他專業(yè)，即與其他專業(yè)班級(jí)相比，神經(jīng)質(zhì)顯得較高。表示情緒穩(wěn)定性較差，很容易發(fā)生波動(dòng)。

(3)各班之間活力差異度均值如圖3。

圖3 活力差異度

上圖反映各班學(xué)生與學(xué)生之間活力度的差異，可見警犬1班和警犬2班學(xué)生與學(xué)生之間的差異較大，意味著在活力值上來說，警犬1班和2班的學(xué)生表現(xiàn)的活力水平參差不齊，差距較大。

(4)各班之間神經(jīng)質(zhì)差異度均值如圖4。

圖4 神經(jīng)質(zhì)差異度

由上圖可以看出，14級(jí)偵查班學(xué)生與學(xué)生之間的神經(jīng)質(zhì)差異度一枝獨(dú)秀，與其他班相比非常之大，說明該班學(xué)生在神經(jīng)質(zhì)方面?zhèn)€體之間的差異度較大，即神經(jīng)質(zhì)上表現(xiàn)出的水平極度參差不齊，比較不穩(wěn)定。意味著這個(gè)班級(jí)很容易發(fā)生情緒波動(dòng)，情緒狀態(tài)十分不穩(wěn)定。

2.2 整體分析

2.2.1 數(shù)據(jù)說明

對(duì)于學(xué)生情緒的把控，需要從宏觀和微觀角度同時(shí)著手，針對(duì)每一個(gè)班級(jí)要給予關(guān)注，而針對(duì)在校學(xué)生整體情況的把握也十分必要，這有利于學(xué)生管理決策層針對(duì)學(xué)生整體狀態(tài)開展方向性的指導(dǎo)，針對(duì)突出問題能夠及時(shí)掌握，針對(duì)不同情緒狀態(tài)類型的學(xué)生采取有效調(diào)整措施?；谝陨纤枷耄摬糠值姆治鍪菍⑺邪嗟膶W(xué)生匯合為一個(gè)整體，分析參與實(shí)驗(yàn)所有學(xué)生的情緒狀態(tài)情況，掌握學(xué)生整體情緒狀態(tài)分布。

2.2.2 整體分析概況，見表6。

表6 整體學(xué)生數(shù)值概況

按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，整體而言警院學(xué)生的平均情緒狀態(tài)都在可控范圍之內(nèi)，但在焦慮程度、活力程度、壓力程度、神經(jīng)質(zhì)程度方面?zhèn)€體之間表現(xiàn)出的差異還是較大的。尤其是活力和神經(jīng)質(zhì)兩項(xiàng)情緒指標(biāo)，個(gè)體的水平是參差不齊的。這就意味著每個(gè)學(xué)生之間的活力水平和神經(jīng)質(zhì)水平差異度較大，凸顯為學(xué)生群體情緒的不穩(wěn)定性。

2.3 學(xué)生群組劃分及結(jié)果分析

(1)采用模型說明：為了進(jìn)一步深入分析學(xué)生的情緒狀態(tài)，此處采用K-means聚類算法，對(duì)學(xué)生進(jìn)行分類劃分，即將情緒狀態(tài)相似的同學(xué)劃分到一個(gè)類別去。此處將學(xué)生群體劃分為3類(還可以劃分更多類別)。

(2)劃分及結(jié)果及分析

我們將學(xué)生劃分為3個(gè)類別，經(jīng)過數(shù)學(xué)模型運(yùn)算，第一類學(xué)生包含35人、第二類學(xué)生107人、第三類學(xué)生45人。

第一類學(xué)生(35人)情緒狀態(tài)均值和標(biāo)準(zhǔn)差見表7。

第二類學(xué)生(107人)情緒狀態(tài)均值和標(biāo)準(zhǔn)差見表8。

第三類學(xué)生(45人)情緒狀態(tài)均值和標(biāo)準(zhǔn)差見表9。

(3)針對(duì)以下情緒狀態(tài)對(duì)比三類人群的情況，見圖5～11。

表7 第一類學(xué)生數(shù)值

表8 第二類學(xué)生數(shù)值

表9 第三類學(xué)生數(shù)值

圖5 三類人群的攻擊性數(shù)值

通過上圖可知大部分學(xué)生的攻擊性都較低，第一類學(xué)生的攻擊性很高，意味著這一群體潛在狀態(tài)較為憤怒，容易發(fā)怒。

圖6 三類人群的焦慮數(shù)值

通過上圖可知大部分學(xué)生的的焦慮水平較高，第二類學(xué)生的焦慮程度最大，且這一部分學(xué)生人數(shù)比例較大(107人)，意味大部分學(xué)生的狀態(tài)表現(xiàn)出焦慮、緊張，這與外部環(huán)境和學(xué)校氛圍不無關(guān)系。值得注意的是長時(shí)間的焦慮和緊張會(huì)引發(fā)學(xué)生的身心疲勞，對(duì)學(xué)生的身心健康十分不利，需要相關(guān)管理部門引起重視，調(diào)整管理策略，讓學(xué)生的情緒能夠得以放松和調(diào)整。

圖7 三類人群的活力數(shù)值

通過上圖可知學(xué)生的整體活力水平較好，但存在個(gè)體差異，表明學(xué)生間的活力水平差異較大，相關(guān)管理部門要對(duì)于那些活力不足的個(gè)體給予關(guān)注和疏導(dǎo)。

圖8 三類人群的抑郁數(shù)值

抑郁這一指標(biāo)反應(yīng)的是學(xué)生們的內(nèi)在心里情緒狀態(tài)，可見第一類學(xué)生群體的內(nèi)心抑郁水平最高，已接近正常值的上限，一旦有誘因的作用，很容易產(chǎn)生抑郁情緒，這一類群體的學(xué)生需要管理部門定期做好心里疏導(dǎo)工作，以免進(jìn)入抑郁的負(fù)面狀態(tài)。此外第三類學(xué)生的抑郁情緒也相對(duì)大部分學(xué)生顯示較高水平，也應(yīng)當(dāng)給予關(guān)注。

圖9 三類人群的壓力數(shù)值

第三類學(xué)生群體的壓力水平較高，且通過前面分析這部分學(xué)生的攻擊性也較高，表明該類學(xué)生壓力情緒較重，且很容易憤怒，是相對(duì)來說情緒比較脆弱的一類人群，需要基于更多的關(guān)注。

圖10 三類人群的可疑數(shù)值

從上圖可以獲知第三類人群不但在之前的分析中顯示出容易憤怒、壓力較大，且這類人群可疑等級(jí)也較高，表示該類學(xué)生群體負(fù)面情緒較重。

圖11 三類人群的神經(jīng)質(zhì)數(shù)值

通過對(duì)神經(jīng)質(zhì)這一指標(biāo)的綜合分析，第一類學(xué)生群體的神經(jīng)質(zhì)水平最高，表明他們的情緒十分敏感，精神狀態(tài)不穩(wěn)定，較之其他兩類群體更容易發(fā)生情緒波動(dòng)，結(jié)合前面的抑郁指標(biāo)分析，這類學(xué)生精神狀態(tài)容易波動(dòng)的同時(shí)心里的抑郁情緒也較重，這類學(xué)生群體的狀態(tài)也需要相關(guān)管理部門給予重視。

3 基于測試結(jié)果的正向情緒狀態(tài)引導(dǎo)

借助震動(dòng)影像技術(shù)系統(tǒng)的情緒功能模塊，完成了不同年級(jí)、不同專業(yè)和不同學(xué)歷的警院在校生的課堂情緒評(píng)估，現(xiàn)有數(shù)據(jù)整體情況看，學(xué)生的情緒狀態(tài)均值沒有偏離常模。

樣本中的57%學(xué)生的情緒狀態(tài)還是較為穩(wěn)定的，充滿活力，整體情緒比較積極向上，不容易憤怒，情緒的控制能力較強(qiáng)，不容易發(fā)生巨大的情緒波動(dòng)。樣本中43%學(xué)生當(dāng)前處于較為焦慮、緊張和疲勞的狀態(tài)，同時(shí)在負(fù)面情緒指標(biāo)上都表現(xiàn)出不同的特點(diǎn)，需要深入分析可能存在的原因，如針對(duì)第一類學(xué)生的憤怒和情緒不穩(wěn)定問題要進(jìn)行調(diào)整，而針對(duì)第三類學(xué)生要定時(shí)為他們疏解壓力，釋放他們的憤怒情緒和壓抑情緒。雖然以上問題通過授課教師的課堂反映能夠得到印證，也還需要通過其他有效手段進(jìn)一步驗(yàn)證評(píng)估結(jié)果。針對(duì)個(gè)別學(xué)生十大參數(shù)數(shù)據(jù)中攻擊值、抑郁值和焦慮值等偏離常模的個(gè)體，有針對(duì)性加以觀察和疏導(dǎo)，防止學(xué)生中出現(xiàn)打架斗毆等違規(guī)事件或者其他非正常事件(1)一名攻擊值偏離常態(tài)的學(xué)生在測試后兩個(gè)星期發(fā)生了毆打他人事件。。

總之，通過心理學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法，客觀評(píng)估學(xué)生課堂情緒狀態(tài)，進(jìn)一步探索教育教學(xué)規(guī)律，為推動(dòng)公安人才培養(yǎng)和教學(xué)工作創(chuàng)新發(fā)展提供新思路。學(xué)校和教師要加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的研究，“千禧代”學(xué)生已經(jīng)進(jìn)入高校，他們成長在一個(gè)思想輿論相對(duì)多元化的時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)和社交媒體伴隨著他們的成長過程，因此與以往的在校大學(xué)生相比有其自身的特點(diǎn)，其思考問題的方式和行為表達(dá)與以往的學(xué)生相比發(fā)生了較大的變化，個(gè)性化的元素尤其突出，學(xué)校和教師要更多的研究學(xué)生的心理行為特點(diǎn)和規(guī)律，研究傳道解惑的形式和路徑，實(shí)現(xiàn)育人的目標(biāo)。