Supporting the development of social-emotional competencies through technology DISSERTATION submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree of Doktor der Technischen Wissenschaften by Petr Slovak Registration Number 1029583 to the Faculty of Informatics at the Vienna University of Technology Advisor: Prof. Geraldine Fitzpatrick, PhD The dissertation has been reviewed by: Prof. Judy Robertson Assist. Prof. Sean Munson Vienna, 26th January, 2017 Petr Slovak Technische Universität Wien A-1040 Wien Karlsplatz 13 Tel. +43-1-58801-0 www.tuwien.ac.at Erklärung zur Verfassung der Arbeit Petr Slovak Engerthstrasse 51-55/12/6 1200 Wien Hiermit erkläre ich, dass ich diese Arbeit selbständig verfasst habe, dass ich die verwen- deten Quellen und Hilfsmittel vollständig angegeben habe und dass ich die Stellen der Arbeit – einschließlich Tabellen, Karten und Abbildungen –, die anderen Werken oder dem Internet im Wortlaut oder dem Sinn nach entnommen sind, auf jeden Fall unter Angabe der Quelle als Entlehnung kenntlich gemacht habe. Wien, 26. Jänner 2017 Petr Slovak iii Published work Elements of my PhD research have been published in the form of journal, conference, and extended abstract papers over the last 4 years. Starred papers are directly included or reworked as chapters in this thesis. Journal publications: *(1) P. Slovák, G. Fitzpatrick. Teaching and Developing Social and Emotional Skills with Technology. ACM Transactions on Computer-Human Interactions (TOCHI), 22, 4, Article 19 (June 2015), 34 pages. Chapter 4. (2) H. Schnadelbäch, P. Slovák, G. Fitzpatrick, N. Jäger. The immersive effect of adaptive architecture. Pervasive and Mobile Computing, 2014, Elsevier. * D. Murphy, P. Slovák, A. Thieme, P. Olivier, D. Jackson, and G. Fitzpatrick. De- veloping new technology to enhance learning helping skills in psychotherapy education. In submission to the APA Training and Education in Professional Psychology journal. Chapter 8. Peer-reviewed conference publications: *(3) P. Slovák, C. Frauenberger, G Fitzpatrick. Reflective Practicum: A Framework of Sensitising Concepts to Design for Transformative Reflection. Accepted to CHI’17. Best paper nomination. Chapters 9 and 10. *(4) P. Slovák, K. Rowan, C. Frauenberger, R. Gilad-Bachrach, M. Doces, B. Smith, R. Kamb, G. Fitzpatrick. Scaffolding the scaffolding: Supporting children’s social-emotional learning at home. CSCW’16, pages 1751-1765, ACM. Chapter 6 *(5) P. Slovák, R. Gilad-Bachrach, G. Fitzpatrick. Designing Social and Emotional Skills Training: The Challenges and Opportunities for Technology Support. CHI’15, pages 2797-2800, ACM. Chapter 5 *(6) P. Slovák, A. Thieme, P. Tennent, P. Olivier, G. Fitzpatrick. On Becoming a Counsellor: Challenges and Opportunities to Support Interpersonal Skills Training. CSCW’15, pages 1336-1347, ACM. Chapter 7 v (7) P. Slovák, P. Tennent, S. Reeves, G. Fitzpatrick. Exploring Skin Conductance Synchronisation in Everyday Interactions. In NordiCHI’14, pages 511-520, ACM. (8) P. Slovák, J. Janssen, and G. Fitzpatrick. Understanding heart rate sharing: towards unpacking physiosocial space. In CHI’12, pages 859-868, ACM. Accepted workshop proposals: (9) P. Slovák, G. Wadley, D. Coyle, A. Thieme, N. Yamashita, R. Lederman, S. Schutt, M. Doces, G. Fitzpatrick. Developing Skills for Social and Emotional Wellbeing. In CHI EA ’15, pages 2397-2400, ACM. (10) A. Thieme, J. Vines, J. Wallace, R. Clarke, P. Slovák, J. McCarthy, M. Massimi, A. Parker. Enabling Empathy In Health And Care: Design Methods And Challenges. Workshop at CHI EA ’14, pages 139-142, ACM. Peer-reviewed workshop papers: (11) P. Slovák, R. Gilad-Bachrach, M. Doces, G. Fitzpatrick. Intervening for Wellbeing: Developing Social-Emotional Competencies with Technology. In CHI’16 Workshop on Computing and Mental Health Workshop. (12) P. Slovák. Supporting Teaching And Learning Of Situational Empathy By Tech- nology. In CHI’14 Doctoral Consorcium. (13) P. Slovák, P. Tennent, G. Fitzpatrick. Supporting Empathetic Interactions Between Doctors and Patients. In CHI’13 Workshop on Patient-Clinician Communication. (14) P. Slovák, P. Tennent, G. Fitzpatrick. Do Lab Effects Transfer into the Real-world? And Should We Care? In CHI’13 RepliCHI Workshop. (15) P. Slovák, J. Janssen, and G. Fitzpatrick. Improving Social Connectedness: Shar- ing Physiological Signals. In CHI’12 Workshop on Interaction Design and Emotional Wellbeing. Abstract Social-emotional competencies—such as self-control, perseverance, or empathy—are a basic requirement for a happy and fulfilling life. This has been increasingly recognised by researchers, national governments including the UK and US, as well as international organisations such as OECD. This PhD research investigates the potential of technology in supporting development of such social-emotional competencies. The HCI research on this topic has been limited so far and only very little is known about what are the key challenges involved in developing SE competencies, if and how technology could meaningfully help address these, and what would be the underlying learning mechanisms guiding development of such systems. In contrast, a burgeoning body of literature in Prevention Science and Educational Psychology is concerned with the psychological mechanisms underpinning the development of SE competencies. To understand the opportunity for technology at the intersection of these fields, the presented research is grounded in two long-term case studies of existing SE programs: (i) universal prevention programs in primary schools, where the students are taught basic life skills, such as self-awareness, self-regulation or relationship skills; and (ii) a masters counselling course, where the future therapists are going through an in-depth, sophisticated training aimed to develop expert social-emotional compe- tencies. By investigating and developing technologies across two such diametrically different contexts in terms of student capabilities and the depth of SE competencies targeted, I aimed to understand what might be common challenges and mechanisms that are transferable across SEL contexts. The thesis research contributes to the knowledge in HCI on two interrelated levels: First, it provides an in-depth understanding of the two learning contexts including in-the-wild deployments of proof-of-concept systems bringing the novel focus on facilitating social- emotional learning. Second, it draws out a conceptual framework that suggests potential strategies to designing SEL support systems more broadly. The basis for this framework is Schön’s notion of reflective practicum, which is used as a sensitising concept to highlight the shared strategies and curricular components underpinning learning across the two contexts. vii Kurzfassung Sozial-emotionale Kompetenzen - wie Selbstbeherrschung, Beharrlichkeit oder Empathie - sind eine Grundvoraussetzung für ein glückliches und erfülltes Leben. Dies wurde zuneh- mend von Forschern, nationalen Regierungen einschließlich des Vereinigten Königreichs und der USA sowie von internationalen Organisationen wie der OECD anerkannt. Diese Doktorarbeit untersucht das Potenzial der Technologie zur Unterstützung der Ent- wicklung solcher sozial-emotionalen Kompetenzen. Die HCI-Forschung zu diesem Thema ist immer noch begrenzt und man weiß nur sehr wenig darüber, was die Schlüsselheraus- forderungen bei der Entwicklung von SE-Kompetenzen sind, ob und wie die Technologie sinnvoll dazu beitragen könnte, und was würden die zugrundeliegenden Lernmechanismen sein, die die Entwicklung solcher Systemen leiten werden. Im Gegensatz dazu befasst sich viel Literatur in der Präventionswissenschaft und der Pädagogischen Psychologie mit den psychologischen Mechanismen, die die Entwicklung von SE-Kompetenzen unterstützen. Um die Chance für Technologie am Schnittpunkt dieser Felder zu verstehen, basiert die vorliegende Arbeit auf zwei Langzeit-Fallstudien zu bestehenden SE-Programmen: (i) universelle Präventionsprogramme in Grundschulen, wo die Studenten grundlegende Lebenskompetenzen wie Selbstbewusstsein, Selbstregulierung oder Beziehungsfähigkeit unterrichtet werden; und (ii) a Magister-Beratung-Kurs, wo die zukünftigen Therapeuten durch eine tiefge- hende, anspruchsvolle Ausbildung gehen, um fachliche sozial-emotionale Kompeten- zen zu entwickeln. Durch die Erforschung und Entwicklung von Technologien in zwei so unterschiedlichen Kontexten in Bezug auf die Fähigkeiten der Schüler und die Tiefe der SE-Kompetenzen zielte ich an die Verständnis, was gemeinsame Herausforderungen und Mechanismen sein könnten, die über SEL-Kontexte übertragbar sind. Die Dissertationsforschung trägt zum Wissen in der HCI auf zwei miteinander verbundenen Ebenen bei: Erstens bietet sie ein tiefes Verständnis der beiden Lernkontexte, einschließlich der „in-the-wild“ Implementierungen von „proof-of-concept“ Systemen, die den neuen Schwerpunkt auf die Erleichterung des sozial-emotionalen Lernens bringen. Zweitens erarbeitet sie einen konzeptionellen Rahmen, der potenzielle Strategien für eine breitere Gestaltung von SEL-Unterstützungssystemen vorschlägt. Grundlage dieses Rahmens ist der Schön’s Begriff des reflektierenden Praktikums, der als sensibilisierendes Konzept verwendet wird, um die gemeinsamen Strategien und die curricularen Komponenten zu unterstreichen, die das Lernen in den beiden Kontexten untermauern. ix Acknowledgements This research wouldn’t be possible without the help and support of so many wonderful colleagues, friends, and mentors. To my supervisor Geraldine Fitzpatrick I owe