4 september 2019
Een experimenteel ontwerp werd ontwikkeld om de real-time invloeden van een examen ervaring te onderzoeken om de emotionele realiteit te beoordelen die studenten ervaren in instellingen en taken in het hoger onderwijs. Dit ontwerp is het resultaat van een multidisciplinaire (bijvoorbeeld educatieve psychologie, biologie, fysiologie, Engineering) en multimodale (bv. speeksel markers, enquêtes, elektrodermale sensor) benadering.
Het protocol stelt onderzoekers in sociale wetenschappen, psychologie, onderwijs, techniek en andere disciplines die geïnteresseerd zijn in het gebruik van biometrie en meerdere technieken om onderzoek, klassikaal en soortgelijke authentieke ervaringen te begrijpen. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat het is gericht op het vinden van de potentiële bronnen van lawaai als gevolg van beweging artefacten in de gegevens. Ook is het protocol eenvoudig te implementeren en minimaliseert het gebruik van dure software.
Hoewel het diagnosticeren van een ziekte niet ons beoogde doel is, hebben de technologieën die we gebruiken via elektrodermale sensoren en speekselbiomarkers het potentieel om fysiologische en biologische afwijkingen bij een deelnemer te detecteren. Deze methode kan inzicht geven in onderwijspsychologie onderzoek verkennen motiverende en emotionele constructies in de klas. Het kan ook worden gebruikt in marketing, business, design, en andere onderzoeksgebieden die cognitieve en emotionele processen van een individu te betrekken.
De belangrijkste strijd een onderzoeker zal hebben met deze methode is de tijd synchroniseren van de gebeurtenissen die zij willen bestuderen, terwijl de boekhouding voor de beperkingen van de bestaande fysiologische en biologische technieken. Het is belangrijk om het proces van elektrodermale activiteit te begrijpen, met name het werkproces van elektrodermale sensoren, omdat de bestaande open-source filtertechnieken beperkt zijn. Aangezien deze techniek is gericht op quasi-experimentele ontwerpen met behulp van meerdere technieken en disciplinaire expertise, is een visuele demonstratie van deze methode essentieel om onderzoekers in staat te stellen getuige te zijn van de parallelle en gecoördineerde stappen die nodig zijn om deze methode succesvol uit te voeren.
Begin met het opzetten van een werkruimte met minimale afleidingen. Een onbedoeld geactiveerde schrikreactie kan leiden tot een aanzienlijke piek in elektrodermale activiteit, of EDA. Zorg ervoor dat de presentatie van de enquêtevraag wordt gesynchroniseerd met de elektrodermale sensor.
Gebruik de interne klok van de computer om een tijdsbestek voor het verzamelen van gegevens vast te stellen en als u met Bluetooth-elektrische elektrodermale sensoren gebruik, synchrone tijden in Greenwich Meridian Time. Het is van cruciaal belang dat alle instrumenten, inclusief enquêtes, examenprotocol, elektrodermale sensoren en webcamera's worden gesynchroniseerd met dezelfde tijd, dus er is geen verschuiving in opnametijden voor elke gegevensbron. Stel indien nodig webcamera's in om het gezicht van de deelnemer onder verschillende hoeken te meten.
Raadpleeg het manuscript voor aanbevelingen over camerapositionering. Voor elektrodermale sensormetingen, wijst u een periode aan waarin de deelnemers zich in een ontspannen toestand bevinden om basislijn EDA-gegevens vast te stellen. Instrueer deelnemers om aan het begin van het examen vijf tot vijftien minuten naar het testschild te staren of programmeer deze cue in de computer.
Om speekselmonsters te verzamelen, bereidt u een koeler met droogijs met een interne temperatuur van min 20 graden Celsius. Dit voorkomt ruimtetemperatuurafbraak van enzymen voor de cortisolmonsters. Bij gebruik van de swab-verzamelingsmethode, instrueren deelnemers om het wattenstaafje te houden, hetzij in de binnenwang of onder de tong gedurende 60 seconden.
Ontwikkel een vlagsysteem waarmee deelnemers de onderzoeker kunnen waarschuwen wanneer het speekselmonster klaar is om te worden verzameld. Ter voorbereiding van het experiment, pre-schema deelnemers aan een onderzoek sessie, beoordelen van alle medische informatie en voedingsgewoonten, let op hand dominantie voor EDA collectie, en herinner deelnemers aan de consumptie van suikerhoudende of cafeïnehoudende producten te vermijden op de dag van het experiment. Voor aankomst van de deelnemer, zorg ervoor dat de sensoren goed zijn gekalibreerd, software-updates zijn verzorgd, en de sensoren zijn gewist met 70% alcohol doekjes.
Plaats de EDA-sensor op de niet-dominante pols van de deelnemer door de sensor te plaatsen met de knop naar beneden naar de duim gericht. Laat de deelnemer een denkbeeldige lijn trekken van de ruimte tussen de tweede en derde vinger naar hun middenpolengebied en plaats de sensorelektroden daar. Vraag de deelnemers om de sensorriemen aan te passen.
Volg bij het starten van de sensor de protocollen van de fabrikant om ervoor te zorgen dat ze zijn ingesteld om gegevens te verzamelen. Voor de apparaten die in dit protocol worden gebruikt, drukt u de sensorknop gedurende drie seconden in. Een groen lampje knippert met tussenpozen, gevolgd door een rood knipperend licht en vervaagt vervolgens.
Druk tijdens fade-out één seconde op de knop en als deze rood knippert, worden gegevens opgenomen. Als u de sensor wilt uitschakelen, drukt u gedurende drie seconden op de knop. Het groene lampje aan de onderkant van het polsbandje vervaagt.
Haal gegevens van de sensor op door deze aan te sluiten op de computer en deze te uploaden in het beheersoftwaresysteem. Als het verzamelen van speekselmonsters, giet een ounce water voor de deelnemers bij aankomst naar de experimentele kamer, en vraag hen te zwiepen en slikken. Gebruik tijdens het onderzoek tijdsprompts om deelnemers te cue wanneer het tijd is om speeksel te verzamelen.
Laat 60 seconden voor monsterverzameling, en breng ze terug naar het onderzoek. Draag bij het verzamelen van speekselmonsters verse nitrilhandschoenen om eventuele stofdeeltjes of verontreinigingen uit handoliën die naar de flacon moeten worden overgebracht, tot een minimum te beperken. Breng de monsters onmiddellijk over naar de voorbereide koeler met de interne temperatuur van min 20 graden Celsius.
Als u een authentieke testervaring wilt bieden, raadpleegt u de cursusleider om de exameninhoud af te stemmen op de inhoud van de cursus en selecteert u een evaluatie van de cursusinhoud die in een experimentele instelling kan worden gerepliceerd. Zorg er ook voor dat de testomgeving parallel loopt met de experimentele setup. Geschikt voor onderbrekingen in het nemen van tests door het tootten van extra test-nemen de tijd en het ontwerpen van het examenprogramma om studenten terug te keren naar een bepaald examen probleem als een enquête prompt onderbroken hen.
Zorg ervoor dat de onderbrekingstijd consistent is voor deelnemers. Neem kalibratie- en ontspanningsperioden op tijdens de examenervaring door te beginnen met een eenvoudige vraag en deelnemers 30 seconden om tussen elke examenvraag te rusten. Tot slot, ervoor te zorgen dat de tijdstempeling programma rekeningen voor eventuele wijzigingen in het onderzoek mogelijk te maken voor gegevensbron matching.
Het is belangrijk dat kalibratie- en ontspanningsperioden in het protocol worden verantwoord, met name voor elektrodermale sensoren en speekselbiomarkers, omdat basiswaarden nodig zijn om signaalgeluid of uitschietergegevens te bepalen. Twee experimentele ontwerpen werden getest, ontwerp A met EDA sensoren en enquêtes en ontwerp B met toegevoegde speekselbiomarkers. Hoewel de examenmoetheid hetzelfde was, werden tegengestelde verschillen in de gemiddelde EDA-waarden gevonden tussen de juiste en onjuiste antwoorden op verschillende zelfwerkzaamheidsscores.
Voor experimenteel ontwerp B, de gemiddelde EDA, evenals cortisol en speeksel alpha-amylase, of sAA, werden gemeten aan het begin, midden, einde, en 20 minuten na het examen. De EDA niveaus daalde van begin tot eind van het examen, maar herstelde 20 minuten na, een trend die werd parallel door zowel cortisol en sAA. Statistische significantie werd gevonden tussen EDA en sAA aan het begin en midden van het examen, terwijl EDA en cortisol betekenis toonden tussen het midden en het einde van het examen.
Door de 20 minuten merk, EDA en sAA, evenals cortisol en sAA, toonde betekenis tussen elkaar. Zorg ervoor dat de synchronisatie van instrumenten en protocollen zoveel mogelijk geautomatiseerd wordt en controleer op fouten voor het begin van het experiment. Deze procedure maakt de integratie van andere biometrie mogelijk, zoals oogtriggers, elektromyografen, evenals andere vormen van service die onder andere open vragen en videoprompts bevatten.
Deze techniek kan door onderzoekers worden gebruikt om de verbanden tussen cognitie, affect, fysiologie, en prestaties te onderzoeken.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Dit artikel presenteert een gedetailleerd protocol voor het experimenteel bestuderen van de real-time emotionele en fysiologische reacties van studenten tijdens authentieke examensituaties. De methode integreert electrodermale activiteit (EDA)-sensoren en de verzameling van salivary biomarkers binnen een realistische toetsomgeving in de klas, met als doel de beperkingen van subjectieve zelfrapportage en fysiologische laboratoriumstudies te overwinnen.
Dit protocol maakt real-time fysiologische monitoring tijdens authentieke cognitieve taken mogelijk en biedt een kader voor het verminderen van risico's bij targetvalidatie in neuropsychiatrische geneesmiddelenontwikkeling door objectieve biomarkers van stress en arousal vast te leggen. Door electrodermale activiteit en speekselanalyses te integreren in ecologisch valide settings, ondersteunt het mechanistisch inzicht in cognitief-emotionele paden die relevant zijn voor CNS-therapieën. De aanpak vergroot de predictieve betrouwbaarheid in de vroege ontdekkingsfase door fysiologische meetwaarden te koppelen aan gedragsmatige uitkomsten onder gecontroleerde, maar naturalistische omstandigheden.
De methode past binnen vroege discovery-workflows waarbij objectieve fysiologische fenotypering de doelwitselectie en padvalidatie informeert, in het bijzonder voor verbindingen die het centrale zenuwstelsel moduleren.