Human Behavior Experimentation and Participation in Scientific Activities in the Wild

La cooperació és un dels trets del comportament que defineixen els éssers humans, però, encara estem tractant de comprendre per què els humans cooperem. Els experiments conductuals estan dissenyats per donar llum sobre els mecanismes de cooperació i altres trets del comportament. Aquesta dissertació es centra en avançar en el camp de l'experimentació conductual utilitzant les pràctiques de ciència ciutadana, i es divideix en dos blocs. En el primer, presentem dues plataformes, una que permet estudiar com promoure el pensament científic i la participació científica, i l'altra que permet estudiar els trets del comportament humà amb un conjunt de jocs de comportament. Les dues plataformes estàn dissenyades per ajudar a crear experiments en el camp i per fomentar la participació en el marc de la ciència ciutadana. En el segon bloc avaluem les plataformes a través d'un conjunt d'experiments, i analitzem l'existència de patrons de comportament. Primer, vam estudiar la solidesa de la plataforma observant si sorgeixen estratègies iguals en rèpliques del mateix experiment realitzat amb diferents mostres de població. En el segon experiment, analitzem els patrons de comportament que emergeixen quan els participants s'enfronten a un conjunt de dilemes socials. Els dos últims experiments són "collective-risk dilemmas" sobre el canvi climàtic. En un, estudiem com les desigualtats de recursos generen comportaments injustos. L'altre es porta a terme dins d'un ecosistema concret per estudiar les tensions que hi ha entre els diferents actors del col·lectiu. Tenint en compte els resultats dels experiments, podem entendre com ens comportem quan enfrontem dilemes socials i, en conseqüència, avaluar els trets de comportament i l'aparició de patrons de comportament. Els dissenys, els resultats i la metodologia d'anàlisi presentats en aquest treball ajudaran a establir les bases per a futurs experiments de comportament al camp.La cooperación es uno de los rasgos de comportamiento que definen a los seres humanos, sin embargo, todavía estamos tratando de comprender por qué los humanos cooperamos. Los experimentos conductuales están diseñados para arrojar luz sobre los mecanismos de cooperación y otros rasgos de comportamiento. Esta disertación se centra en avanzar en el campo de la experimentación conductual utilizando las prácticas de ciencia ciudadana, y se divide en dos bloques. En el primero, presentamos dos plataformas, una que permite estudiar cómo promover el pensamiento científico y la participación científica, y otra para estudiar los rasgos del comportamiento humano con un conjunto de juegos de comportamiento. Ambas plataformas están diseñadas para ayudar a crear experimentos en el campo y para fomentar la participación en el marco de la ciencia ciudadana. En el segundo bloque evaluamos las plataformas a través de un conjunto de experimentos, y analizamos la existencia de patrones de comportamiento. Primero, estudiamos la solidez de la plataforma al observar si surgen estrategias iguales en réplicas del mismo experimento realizado con diferentes muestras de población. En el segundo experimento, analizamos los patrones de comportamiento que emergen cuando los participantes enfrentan un conjunto de dilemas sociales. Los dos últimos experimentos son "collective-risk dilemmas" sobre el cambio climático. En uno, estudiamos cómo las desigualdades de recursos generan comportamientos injustos. El otro se lleva a cabo dentro de un ecosistema concreto para estudiar las tensiones que existen entre los diferentes actores del colectivo. Teniendo en cuenta los resultados de los experimentos, podemos entender cómo nos comportamos cuando enfrentamos dilemas sociales y, en consecuencia, evaluar los rasgos de comportamiento y la aparición de patrones de comportamiento. Los diseños, los resultados y la metodología de análisis presentados en este trabajo ayudarán a establecer las bases para futuros experimentos de comportamiento en el campo.Cooperation is one of the behavioral traits that define human beings, however we are still trying to understand why humans cooperate. Behavioral experiments are designed to shed light into the mechanisms behind cooperation -- and other behavioral traits. This dissertation is focused on advancing the field of behavioral experimentation using experiments based on citizen science, and it is divided in two blocks. In the first, we present two platforms, one to understand how it can serve as a catalyst to promote of scientific thinking and engage in science, and another to study traits of human behavior with a suite of behavioral games. Both platforms are designed to help creating experiments in the wild and to encourage the participation within the framework of citizen science. In the second block we evaluate the platforms through a set of experiments, and we analyze the existence of behavioral patterns. First, we study the robustness of the platform by looking whether equal strategies emerge in replicas of the same experiment performed with different population samples. In the second experiment we analyze the behavioral patterns that emerge when participants face a set of social dilemmas. The last two experiments are collective-risk dilemmas framed in climate change. In one, we study how the resource inequalities generate unfair behaviors. The other is carried out within a given ecosystem to study the tensions that exist between actors of the collective. Considering the experiments' results, we can comprehend how we behave when we face social dilemmas, and consequently evaluate behavioral traits and the emergence of behavioral patterns. The designs, the results and the methodology of analysis presented in this work will help set the basis for future behavioral experiments in the field

Applying Gamification to Education: A Case Study in an E-learning Environment

Gamification is defined as the application of game-design elements (a.k.a. mechanics) –such as challenges, badges, ranking and leader boards, and storylines– in non-game contexts with the intention of modifying behaviours, increasing fidelity or engaging people, by leveraging human motivations present in games Since each person has her own personality and tastes, certain game elements that motivate her may be irrelevant or non-engaging for others. It is thus needed to consider different types of players, which suit each person according to how she interacts and reacts when playing a game, and to the personal motivations that drive to take certain actions. Previous work has shown the success of gamification approaches in different domains. However, the effectiveness of particular game-design elements and their correspondences with assigned player types are often ignored and are not empirically validated. Moreover, the player type and its associated mechanics assumed for a certain user may not be appropriate due to the actions that have to be performed in the domain of interest, which is something that, to the best of our knowledge, is not taken into account in general. In this thesis we address the above issues, focusing on the educational domain. Specifically, we conduct a user study in an e-learning environment aimed to increase the motivation and engagement of students attending assignment solving lectures in the “Programming II” subject, which belongs to the first course of the Degree in Computer Science and Engineering at Universidad Autónoma de Madrid. In the study, we assess a personality-based questionnaire to infer the students’ player types, propose particular implementations of gamification mechanics for the context of interest, and evaluate the effectiveness of the considered player types and gamification mechanics. Based on the results and conclusions achieved in the study, we present a number of design proposals for the future implementation of an intelligent gamified e-learning framework, in which the students’ player types are inferred and adapted automatically, and gamification mechanics are presented to the students in a personalized way according to their player types and learning profiles