Abstract
Gewoonlijk worden zelfrapportage gebruikt in onderwijsonderzoek aan student respons en prestaties om een klassikale activiteit te beoordelen. Toch is de toevoeging van biologische en fysiologische maatregelen zoals speeksel biomarkers en galvanische huid reacties worden zelden opgenomen, het beperken van de schat aan informatie die kan worden verkregen tot een beter begrip van de prestaties van leerlingen. Een laboratorium protocol om de reacties studenten 'aan de klas evenementen (bv examens) wordt gepresenteerd bestuderen. Deelnemers werden gevraagd om een vertegenwoordiger examen voor hun studie af te ronden. Voor en na het laboratorium zittijd, studenten voltooide een academische prestatie emoties self-verslag en een interview dat deze vragen parallel wanneer de deelnemers droeg een galvanische huid sensor en speeksel biomarkers werden verzameld. De gegevens van de drie methoden leidde tot grotere diepte informaties van leerlingen in vergelijking met de zelf-verslag. Het werk kan het onderwijs uit te breidenal onderzoeksmogelijkheden via meer uitgebreide methoden voor het verkrijgen van dichter bij real-time student antwoorden op een onderzoek activiteit.
Introduction
Op het gebied van academische prestaties emoties, studies tonen aan dat inzicht in de prestaties van leerlingen, prestatie 'motivaties studenten kunnen voorspellen', en carrière plannen 1. 'Capaciteiten om' Studenten emotioneel reageren 'op uitdagende baan taken 2 zijn van cruciaal belang om de studenten' professionele ontwikkeling. Toch dichter bij real-time respons gerelateerd aan academische prestatie emoties worden onder-verkend 3-6. In deze paper wordt een protocol om manieren te bestuderen om dichterbij te verkennen real-time reacties van studenten (bijv., Fysiologische reacties) wanneer voorgesteld met representatieve klaslokaal situaties (bijv., Het afleggen van examens) met behulp van speeksel biomarkers, galvanische huid reacties en zelf-gerapporteerde enquêtes en interviews. Hoewel het werk niet zal streven naar verbanden tussen deze speeksel biomarkers, galvanische huid reacties en zelfrapportage vast te stellen, zal de toekomstige werkzaamheden gericht zijn op de onderliggende mechanismen verder te verkennen, datassociëren elk antwoord.
Zelfrapportage van academische prestatie emoties in de klas kan worden gebruikt om affectieve, cognitieve, motivationele, fysiologische en gedragsmatige componenten die de menselijke geest te vertegenwoordigen beoordelen. Vanwege de goedkope kosten, gemakkelijk verspreiding en traceerbaarheid worden zelfrapportage enquêtes zeer gebruikt in de klas instellingen 7. Deze hebben echter een aantal nadelen. Bijvoorbeeld worden zelfrapporteringen beperkt tot de weergave van het bewustzijn 8, waarbij de wijze dat particulieren vertegenwoordigen kunnen veranderen. Ook kan de taal en semantiek in zelfrapportages anders worden begrepen tussen culturen en individuen 7; haar betekenis kan veranderen na verloop van tijd of iets anders in het licht van de situatie die de deelnemer betrokken is bij 8 te vertegenwoordigen. Bovendien kunnen zelfrapportage in academische instellingen veelzijdig, eigenzinnige en afhankelijk van het geheugen, sociale wenselijkheid en individuele overtuigingen 7, 9-11. Zo kunnen de deelnemers 'overtuigingen over professoren' verwachtingen en motieven van invloed op hoe studenten reageren en uit te voeren tijdens de activiteiten in de klas 7, 9-11. Als zodanig complementaire methoden op basis van dichterbij real-time reacties zijn nodig om de bemonstering vooroordelen en subjectiviteit bij het gebruik zelfrapporteringen. Deze werkzaamheden zullen een aanvulling op zelfrapportage met speeksel biomarkers en galvanische huid reacties om beter te begrijpen hoe dichter real-time reacties van studenten om activiteiten in de klas.
Bemonstering van speeksel biomarkers is populair geworden in het begrijpen van de fysiologische basis van de reacties van personen op verschillende stressfactoren die van invloed kan zijn cognitieve vaardigheden 9. Psychologische ontwikkeling van cognitie wordt beïnvloed door hormonen in vele soorten, waaronder de mens 7,12. Tijdens gevoelige ontwikkelingsperioden hormonen zijn in staat om veranderingen in de organisatie van de hersenen, die lange-last hebbening gedragseffecten 8. Verschillende aspecten van cognitie, bijvoorbeeld, kan worden beïnvloed door hormonen op verschillende tijden van de ontwikkeling van een individu. Ruimtelijk inzicht, die studies hebben aangetoond kunnen sekseverschillen 13-17 omvatten, wordt matig versterkt door androgenen (bijv., Dehydroepiandrosteron-DHEA, testosteron) in de prenatale ontwikkeling en dan weer de hele volwassenheid 18. Integendeel, zijn verbale vaardigheden gekoppeld aan verbetering van oestrogenen (bv., Estradiol) en progesteron 18. Biomarkers fysiologische stress zoals cortisol, worden aangetroffen in de hypothalamus-hypofyse-bijnier-as bij mensen 12-16, 19-21. Wanneer zich een situatie als oncontroleerbaar wordt ervaren, cortisol niveaus te verheffen 19 en kan resulteren in differentiële reacties bij individuen. Recent onderzoek begonnen hormonen om academische prestatie emoties bestuderen, hoewel dit punt is zeer beperkt 20,22.
(bijv., Hoge stress, cognitieve belasting of sterke emotionele reacties) resulteert in meer zweetsecretie dan een lage activering staten (bijv., Verveling, lage cognitieve belasting). Zoals zweetsecretie schommelt, de elektrische geleidbaarheid van de huidveranderingen. Zo wordt GSR alom beschouwd als een proxy voor het kwantificeren van stress-niveau of de cognitieve belasting. GSR wordt meestal gemeten door bands met elektroden die in contact komen met de handen, polsen of voeten komen en is recentelijkgebruikt in de klas instellingen 22,23 vanwege de lage kosten en uitvoerbaarheid vergelijking met beschikbare neuroimagingtechnieken 7. De combinatie van galvanische huid reacties met speeksel biomarkers zal zorgen voor een meer uitgebreide beoordeling van de student reacties op de activiteiten in de klas dichter bij real-time.
De voorgestelde protocol hier besproken zal dienen om het onderwijs en fysiologische technieken combineren om een methode te helpen educatieve onderzoekers begrijpen de prestaties van leerlingen en de reactie op activiteiten in de klas vast te stellen (bv., Examens). Hoewel het werk niet zal zich richten op het begrijpen van de fundamentele verbanden tussen emoties en fysiologische en biologische constructen, dit protocol is een startpunt om onderzoekers te helpen bewegen in die richting. Dit protocol heeft betrekking op methoden om speeksel biomarkers en galvanische huid reacties te meten tijdens een examen activiteit en vergelijk het tegen de verkregen uit zelfrapportage informatie eend interviews. Voor dit werk, een ingenieursbureau examen en studenten werden geselecteerd als gevolg van de moeilijke en complexe aard van de discipline 1,6 en concepten, die zowel cognitieve en emotionele reacties bij de deelnemers kunnen ontbranden.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
De procedures zijn goedgekeurd door de Institutional Review Board (IRB) in Utah State University studies over menselijke proefpersonen. Zorg moet worden genomen dat de IRB procedures worden goedgekeurd door de gastinstelling en overwegingen met betrekking tot de bescherming van de menselijke proefpersonen moeten vóór plaatsvinden, tijdens en na de uitvoering van elk aspect van dit protocol. Per IRB regelgeving moet de betrokkenheid van externe partijen of bedrijven in het verzamelen en analyseren van gegevens processen juiste protocollen te de-identificeren deelnemer informatie en de vertrouwelijke aard van de gegevens te beschermen volgen.
1. Selectie van de deelnemers en de activiteiten om te testen
- Kies deelnemers student in het midden van het semester of 3 maanden na een gewenste inhoud van de cursus werd gepresenteerd door de docent om eventuele korte-termijn geheugen herinneringen van de deelnemers verminderen.
- Exclusief eventuele deelnemers uit een laboratorium onderzoek dat dit werk als de parti parallellennemer heeft: (a) geschiedenis van de vooraf bepaalde aandoening (bijvoorbeeld aritmie.) of een stofwisselingsstoornis; (B) linkshandigheid of tweehandig vermogen (dit kan interfereren met fysiologische bemonstering); (C) psychologische geschiedenis (huidige of vroegere) of een voorgeschiedenis van gedrags- of emotionele stoornis (dit kan de collectie uit de zelfrapportages scheef); (D) medische geschiedenis voor hart, metabole, of cognitieve stoornissen; (E) lichamelijke handicap dat de deelname aan het laboratorium zittingen van de studie zou voorkomen; en (f) traumatisch hersenletsel. Vrouwelijke deelnemers die willen een deel van de hormonale studie hebben extra beperkingen beschreven in stap 2.5.
- Recruit volgens de vastgestelde Institutional Review Board (IRB) protocollen door het opnemen van gedetailleerde procedures en beperkingen over de bescherming van de vertrouwelijkheid.
LET OP: Als een bedrijf toegang tot de gegevens, (in dit geval speeksel monsters en galvanische huid reactie gegevens werden verzameld uit derde bedrijven) moeten ervoor zorgen dat eenn overeenkomst is op zijn plaats voor de juiste verwerking van gegevens (bijv., tijd voor koeling), delen (bijv., de beveiliging van de server), en voorzien van een tijdlijn om de gegevens te vernietigen (bijv., een jaar na de publicatie van gegevens). Onder meer de volgende richtlijnen in uw IRB applicatie en volg juiste richtlijnen zoals vereist door de IRB organisatie binnen uw instelling. - Kies natuurlijk activiteiten die de complexiteit van kennis en taken die studenten nodig hebben om te presteren in te vertegenwoordigen.
LET OP: Voor dit protocol, werden eerstejaars ingenieursstudenten geselecteerd als gevolg van de moeilijke en complexe aard van de inhoud van de cursus. De activiteiten die representatief geacht een combinatie van twee soorten technische problemen twee veelgebruikte techniek onderzoeken: de Mental Snijvlak Test (MCT) en de Purdue ruimtelijke weergave Test (PSVT-R). MCT bekijkt tweedimensionale snijvlakken die overeenkomt met een driedimensionaal object 24 terwijl PSVT-R zoekt drie-dionele rotatie van een object 25. Werden elk gebruikt voor het testen ruimteperformantie en verbaal geheugen van dit studentenpopulatie 26, 27.
2. Alvorens de practicum
- Host een oriëntatie voor de vrijwilliger deelnemers ten minste 1-2 weken voorafgaand aan het laboratorium sessie. Verduidelijken alle termen uit de IRB informed consent. Voer een demonstratie van het gebruik en de montage van de galvanische huid sensor en een goede verzameling van gegevens procedures voor speeksel hormoon collectie, volgens de fabrikant protocollen 28. Leg uit wat de risico's en voordelen van de studie.
- Opzetten van een kalender die de deelnemers kunnen zich inschrijven. Als deelnemers inschrijven in de speekselklieren biomarker stuk van het onderzoek, moet u keer vast te stellen tijdens de ochtend voor het ontbijt als cortisol levels zijn het laagst in deze tijd van de dag en omvatten alle toelichtingen voor de inschrijving in het toegewezen tijden (zie stap 2.5 voor meer informatie).
NOTE: Zorg ervoor dat alle deelnemers ten minste drie beschikbare tijd slots voor de studie. Geschikt voor deelnemers in een gerandomiseerde manier om vooroordelen te minimaliseren en zorgen voor meer statistisch valide resultaten. - Pre-passen bij de galvanische pols sensor voor elke vrijwilliger door ervoor te zorgen dat de sensor riemen vast pols van de deelnemer tijdens de oriëntatie sessie. Voer de deelnemer studie ID-code en het unieke pols sensor bar code die door de leverancier te zorgen voor samenhang voor de follow-up practica indien nodig.
- Stuur een herinnering aan de deelnemers van de procedures en de beperkingen voor het verzamelen van gegevens en randvoorwaarden voor de dag van de bemonstering, volgens de fabrikant protocollen 28.
OPMERKING: Voorbeelden van procedures en beperkingen kunnen omvatten: (a) geen voedsel, voedingssupplementen of energetische producten of suikerhoudende dranken tijdens dagelijkse verzamelingen of tenminste 1 uur voorafgaand aan het onderzoek; (B) geen water verbruik 1 uur voorafgaand aan het verzamelen van gegevens; (C) geen tanden brushing of mond spoelen; (d) geen chemische producten (bijvoorbeeld, hand lotions, crèmes, chapsticks, parfums, kleurstoffen) in de gewenste contact gebieden (bijvoorbeeld, polsen, gezicht, lippen.); (F) geen haar producten of styling; en (g) geen fysieke activiteiten (bijvoorbeeld stevig wandelen, fietsen, hardlopen, gewichten) 24 uur voor het onderzoek. - Voor de vrouwelijke deelnemers, het verzamelen van speeksel monsters tussen 10 - 12 dagen na de eerste dag van de menstruatie van de deelnemer op hormonale schommelingen te minimaliseren tijdens het speeksel collectie 28.
LET OP: Gedurende de aangegeven periode, als vrouwelijke deelnemers nemen van elke vorm van hormoon-based behandeling zoals elke pil, spiraaltjes, crèmes of sprays (oraal, actueel, of vaginale), sublinguale en pastilles, patches, films, injecties, laat 12-36 uur om van het tijdstip van inname / applicatie, zodat de effecten van de behandeling af te vlakken. De tijdlijn die nodig is om speeksel monsters te verzamelen is afhankelijk van de biomarker en de specificaties van het bedrijf speeksel kit. Galvanische huid reactie collectie is uitgevoerd volgens paragraaf 3.2 voor vrouwelijke deelnemers. Mannelijke deelnemer speeksel collectie is uitgevoerd volgens paragraaf 3.1.5.1 en galvanische huid reactie overeenkomstig paragraaf 3.2.
3. Dag van practicum
OPMERKING: De volgende procedures worden gepresenteerd in de aanbevolen volgorde van de verzameling van gegevens in de veronderstelling dat 1-2 onderzoekers betrokken zijn. Sommige van deze procedures kunnen worden parallel uitgevoerd indien meer dan 2 onderzoekers werken samen in de studie.
- speeksel Biomarkers
- Zorg voor deelnemers met een checklist om fysieke activiteiten gedurende de periode van 24 uur uitgeoefend voorafgaand aan het onderzoek schetsen (bv., Fysieke activiteit, voedsel en consumptie, het gebruik van lotions of hormonale producten op basis van drank), zoals beschreven in de fabrikant protocol 28 (zie stap 2.4 en 2,5).
OPMERKING: Indien een deelnemer een of meer van de activiteiten van de checklist uitgevoerd, opnieuw toewijzen de deelnemer ontmoeten op een andere dag. Als water verbruik was de enige beperking is niet voldaan, vraagt de deelnemer om een langere tijd te verblijven in het onderzoek naar een geschikte tijd te geven, volgens de richtlijnen van de fabrikant, door te geven (~ 1 uur) alvorens speeksel inzameling plaatsvindt. - Vraag de deelnemers in te vullen voor de gezondheid informatie checklist die door het speeksel testkit 28. Controleer of alle speeksel flesjes worden vooraf gemerkt en tijdstempel voor en na de laboratoriumsessies.
LET OP: cortisol heeft een reactiviteit van ongeveer 20 min 19,20 en als zodanig moet spugen incassoprocedures worden gedaan binnen deze periode. Volg spit collectie procedures volgens stap 3.1.5 en fabrikant richtlijnen 28. - Bewaar een kopie van de informatie over gezondheid checklist en de scheepvaart informatie voor toekomstige bijhouden, tracking, eend verdere analyse. Zorg ervoor dat u IRB protocollen en procedures te volgen tijdens de opslag van checklist items. Vul een tijdlijn van het laboratorium activiteiten, personeel, en flacons collectie voor elke deelnemer.
- Zorg ervoor dat alle deelnemers en onderzoekers hanteren speeksel monsters draagt steriele handschoenen te allen tijde om kruisbesmetting te minimaliseren.
- Bij het verzamelen van spit, instrueren de deelnemer om speeksel te bundelen in het topje van de lippen van de deelnemer vóór spugen in de flacon te borrelen formatie die de nauwkeurigheid van de resultaten van invloed kunnen minimaliseren, volgens de instructies van de fabrikant 28.
- Instrueer deelnemers aan het uiteinde van de flacon met lippen of vingers van de deelnemer als verontreiniging kan introduceren om het monster niet aan (spit flacon methode). Om speeksel productie te stimuleren, adviseren de deelnemer aan een citrusvruchten ruiken zoals een citroen of het hoofd naar voren kantelen te versnellen de vorming van speeksel.
- bewaar alleverzamelde speeksel monsters -20 o C gedurende maximaal 7 dagen indien de analyse van deze monsters niet onmiddellijk plaatsvinden. Langere opslag (tot 30 dagen) worden monsters moeten worden bewaard bij -80 o C
- Om de bevroren monsters verzenden naar een derde bedrijf, hebben een verzegelde schuim doos met droogijs klaar en een luchtdichte en verzegeld exemplaar van het informatieblad vooraf ingevuld door de deelnemer. Zorg ervoor dat de deelnemers plaatsen hun studie unieke ID-code in de identifier gedeelte van het blad aan privé-informatie te voorkomen moet worden verzonden naar het bedrijf.
- Als u klaar bent, het schip van de flesjes aan het bedrijf voor de analyse van biomarker voor de Speeksel Profile 1: Testosteron, Progesteron, DHEA, cortisol en estradiol. Analyse van biomarkers werd uitgevoerd door de fabrikant op basis van vastgestelde protocollen 28. Leg monsters per immunoassay plaatlezer gelezen en het monster extinctie bij een golflengte van 450 nm.
OPMERKING: Alle biomarkers vereisen een solid-phase, concurrerende enzymimmunoassay. Een vaste hoeveelheid van het geconjugeerde biomarker concurreert voor de bindingsplaatsen van een antilichaam dat correspondeert met elke biomarker. Na incubatie worden ongebonden componenten weggespoeld en een enzym substraat oplossing wordt toegevoegd, die een kleur vertegenwoordiger bij de biomarker. Bijvoorbeeld progesteron begint met een blauwe kleur bij reactie met het enzym wordt geel.
- Zorg voor deelnemers met een checklist om fysieke activiteiten gedurende de periode van 24 uur uitgeoefend voorafgaand aan het onderzoek schetsen (bv., Fysieke activiteit, voedsel en consumptie, het gebruik van lotions of hormonale producten op basis van drank), zoals beschreven in de fabrikant protocol 28 (zie stap 2.4 en 2,5).
- Galvanic Skin Response
- Reinig de galvanische huid sensoren met voorverpakte steriele 70% alcohol bevatten, of een steriel gaasje met een kleine hoeveelheid van 70% isopropanol resten van eerdere deelnemers te verwijderen. Reinig het apparaat voor en na elke verzameling van gegevens sessie of deelnemer, wat het eerst komt.
- Een uur voor de studie sessie, herinneren de deelnemers schoon te maken en hun handen te drogen.
LET OP: Het verzamelen van speeksel monsters in combinatie met de galvanische huid reactie zal vereisen dat collecties tijdstips worden beschouwd. Zo moeten cortisol speeksel verzameling worden genomen binnen 20 minuten (stap 3.1.2) terwijl galvanische huid sensoren moeten worden aangebracht en geijkt met 5-10 min zoals beschreven in stap 3.2.6. - Plaats een nieuwe of schone sport pols band in de niet-dominante schriftelijk pols van de deelnemer voor het installeren van de galvanische huid reactie sensor. Laat de deelnemer aan het polsbandje te dragen gedurende 1 uur voorafgaand aan het verzamelen van gegevens.
LET OP: De sport-polsband moet vooraf geëtiketteerd volgens de unieke ID pols om kruisbesmetting tussen de deelnemers te voorkomen - Na 1 uur, verwijder de sport polsband en plaats de galvanische huid sensor. Zorg ervoor dat de galvanische huid sensor raakt de zenuw van de pols om een goede collectie van pols en hartslag te waarborgen. Verenigen banden samen in de sensor om een nauwe passing op de pols te verzekeren.
- Druk op de galvanische huid sensor indicatielampje. Wacht tot het lampje van rood naar groen naar wit; een white kleur geeft aan dat het verzamelen van gegevens is begonnen.
- Vraag de deelnemer om de galvanische pols sensor dragen voor een bepaalde tijd (5-10 min) zonder fysieke verplaatsing van de niet-dominante pols te kalibreren en het verzamelen van de baseline tonic data.
LET OP: Een basisgegevens zal worden gevonden wanneer de galvanische huid reactie data vlakt af en er geen spikes of ruis meer zichtbaar is. Controleer de fabrikant van de software met behulp van de toegewezen rekening door de fabrikant. Open een sessie en controleren of gegevens worden verzameld 29. - Start een diapresentatie met representatieve en tijdstempel probleem sets voor elk van de examens activiteiten in paragraaf 1.5 beschreven. Vraag de deelnemer de tijd nemen na elke dia mogelijk te maken tussen de tijdstempels GSR verzamelde gegevens en de gebeurtenissen te vergelijken.
- Controleer regelmatig of de galvanische huid sensor lampen zijn wit en controleer of de gegevens worden verzameld.
LET OP: bemonsteringsfrequentie van desensoren in dit werk werd op basis van specificaties van de fabrikant en mogelijkheden (van 8 Hz met een lage elektrische stroom van 1100 mAh) .Galvanic respons door middel van elektrodermale activiteit (EDA) gemeld bij microSiemens (mS) als tonic (baseline antwoorden op een examen evenement of zelfrapportage / interview vraag) en driefase (acute, onmiddellijke reactie op een examen evenement of zelfrapportage / interview vraag, boven een bepaalde drempel mS). - Heeft u handig een vervangende batterij en de sensor, voor het geval dat het verzamelen van gegevens problemen optreden tijdens de sessie. Aan het einde van de sessie, drukt u op de indicator licht totdat het wordt uitgeschakeld. Verwijder voorzichtig de pols sensor en veeg het met alcohol.
- Ophalen van de gegevens van de softwareleverancier 29. Meld u aan bij de account en klik op Sessions. Selecteer de datum van de studie en klik op het tabblad Download. Download de data in CSV-bestand voor gemakkelijk gebruik.
- Track tijdlijnen van de gebeurtenissen in de studie. Download de gegevens inde pols sensor software sessie. Download gegevens als een UNIX-tijdperk de tijd, dat is het aantal seconden dat is verstreken sinds 1 januari 1970 (niet meegerekend sprong seconden). Omzetten van de UNIX tijd om een GMT tijdzone als tijdlijnen moeten worden bijgehouden in de gegevens met behulp van een open source timestamp converter 30. Om deze tijd te zetten, gewoon de tijd om te zetten in de data sheet met behulp van deze conversie (1 jaar = 365,24 dagen = 31.556.926 sec).
- Ophalen elektrodermale data in pols sensor software sessie. Klik op Beeld op een van de gewenste sessies. Presenteer de gegevens als real-time of kies door een bepaalde periode door de onderzoeker.
- Zelfrapportage Survey and Emotional Vragen
- Voor en na de dia's, zorgen voor een pre- en post-survey.During de tweede collectie punt (einde van het examen), het verzamelen van de laatste speeksel monster en vervolgens zorgen voor de self-rapport, terwijl het verzamelen van gegevens EDA. Noteer alle tijdstippen.
LET OP: Deze studie gebruik gemaakt van een modifIED Onderwerpen in Emotion schaal ontwikkeld door Broughton en collega's 31. - Terwijl het dragen van de galvanische huid sensor, vragen de deelnemers vragen dat de zelfrapportage parallel.
LET OP: Houd er rekening mee dat tijdlijnen moeten worden overwogen als je het verzamelen van speeksel monsters, zoals aangegeven in stap 3.1.2 en 3.3.3. - Als mogelijke, de datum en tijd voor cross-checking van GSR gegevens en de afstemming met de timing van de zelf-gerapporteerde reacties in een laboratorium notebook. Daarnaast bevatten instructies in de dia-show uit te leggen aan de deelnemers om de tijd te annoteren na het voltooien van de benodigde instructies na elke dia om cross-vergelijking van getimede evenementen met de GSR gegevens mogelijk te maken.
- Zorg ervoor dat de computer-based software heeft consistente instructies en dat elke dia duidelijk is gelabeld. Als toetsaanslag setups nodig zijn voor het onderzoek, dat zij in de dia instructies wat toetsaanslag in elke dia moet worden ingedrukt.
- Voor en na de dia's, zorgen voor een pre- en post-survey.During de tweede collectie punt (einde van het examen), het verzamelen van de laatste speeksel monster en vervolgens zorgen voor de self-rapport, terwijl het verzamelen van gegevens EDA. Noteer alle tijdstippen.
- Wrap-Up Activiteiten
- Na het verzamelen van alle informatie, verwijdert u de pols-sensor en de sensor data uit te schakelen in omgekeerde volgorde naar stap 3.2.5. Begeleiden de deelnemers naar een aangewezen kamer aanbieden van voedsel, drank, dranken, en zorgen voor inkomsten voor een toekomstige monetaire compensatie (als het werd vermeld in de IRB toestemmingsformulier) voor deelname aan de studie.
- Follow-up van de activiteit met een per e-mail bericht van dankbaarheid voor deelname en omvatten beschikbare timeslots voor bespreking van de resultaten met de deelnemers.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Deze sectie illustreert representatieve voorbeelden van resultaten die kunnen worden verkregen van elke maatregel, met inbegrip van de zelfrapportage. De bedoeling van de figuren is het nut van het toevoegen van maatregelen zoals speeksel biomarkers (figuur 1) en galvanische huidreacties (figuur 2) naar zelfrapporteringen (figuur 3) teneinde een grotere spectrum van informatie te verkrijgen van een lokaal evenement presenteren (bv., examens). Voor triangulatie van zelf-rapporten met een bepaalde mate (bijv., Galvanische huidreactie), kunnen aanvullende technieken zoals interviews een bruikbare vergelijkingsmethode (figuur 3) te verschaffen. De resultaten in Figuur 1 laten zien dat biologische reacties deelnemers verschilt per sekse bij het vergelijken van hormonale niveaus tussen het begin en het einde van het examen. Hormonen zoals estradiol niveaus toegenomen bij mannen, terwijl progesteron toegenomen bij vrouwen(P <0,05). Hoge oestradiol is gebonden aan hersenactiviteit verbaal gedragstaken 32 terwijl progesteron betrekking tot ruimtelijke vaardigheden zoals mentale rotatie van een object 12-16, .Spatial activiteiten opgereguleerd in vrouwen door meer testosteron (p <0,05) terwijl DHEA geen significante verschillen als gevolg van geslacht (p = 0,39). DHEA en testosteron is gekoppeld aan verhoogde visueel-ruimtelijke prestaties bij volwassenen 12-16, 34. Cortisol niveaus voor vrouwen en mannen niet pre- en post-verandering het laboratorium zitting (p = 0,41) eventueel door overschrijding korte halfwaardetijd van cortisol (~ 45 min) tijdens de tweede speeksel collectie 19,20,32 .Deze resultaten tonen aan dat de prestaties van leerlingen is het verschil, in dit geval door het geslacht, en dat hormonale biomarkers kunnen een nuttig instrument bij het identificeren van deze verschillen zijn.
Meting van emotie via fysiologische arousalmiddels galvanische huidreactie, aangetoond differentiële responsen verband houden met de wijze waarop toetsen (p> 0,05) maar toonde gevallen cognitieve engagement (aanhoudende tonische concentraties) gedurende de test die ervaring voor alle deelnemers zoals gezien door de GSR tonic pieken ten opzichte van de basislijn (initiële rustfase). Een representatieve GSR dataset is opgenomen in figuur 2. Een aanhoudende fysiologische opwinding werd gevonden tijdens de laatste dataverzameling sessie waarin self-verslag en interview reacties werden verzameld. Self-rapport reacties ingevuld door de deelnemers als ze droegen de galvanische huid sensor (figuur 3A) 31,36 suggereert geen waargenomen verschillen in emoties door de deelnemer aan het examen (p = 0,055). Wanneer echter leerlingen waren verzoeken antwoord op de vragen interview dat het zelf-verslag parallel zijn fysiologische wekreacties gevonden zoals gezien door de verhoogde tonische reacties (Figuur 3B). Dit resultaat suggereert dat emotionele daadivation kan cognitieve en geverbaliseerde herinnering aan de gebeurtenissen vereisen.
De gegevens tonen dat verbale en ruimtelijke activering verschil in deelnemers ondanks verkrijgen gelijke scores in de examens (gegevens niet getoond). Fysiologische arousals waren afhankelijk van de mentale herinnering van de deelnemers bij het uitvoeren van een sequentieel harder examen probleem (progressie van MCT PSVT-R). Verder is het gebruik van schriftelijke self-rapporten geen significant fysiologische reactie of een zelf-gerapporteerde emotioneel significant verschil door de deelnemers aan te tonen. Toen hem werd gevraagd naar de zelf-gerapporteerde items verbaliseren, waren emotionele arousals gevonden in de deelnemers. Samen vormen de data wijst op de verschillende mentale middelen gebruikt door studenten bij het uitvoeren van een examen. Hij wijst op het belang van het toestaan van studenten om cognitief herinneren hun gedachten als ze achter elkaar uit te voeren steeds moeilijker problemen en examen. Eindelijk,de resultaten van het onderzoek benadrukken hoe zelfrapportage alleen zijn niet voldoende om het spectrum van de reacties van de studenten volledig weer te geven. Zo opname van biologische en fysiologische maatregelen om zelf-reportages en interviews kunnen educatieve onderzoekers helpen om een meer robuuste data set die kunnen helpen verklaren het complex prestaties van studenten in een educatieve omgeving te verwerven.
Figuur 1. Hormonale Activiteiten voor Vrouwelijke en Mannelijke Techniek Student deelnemers voor en na een Laboratory Study Session. Procentuele verandering van de hormoonspiegels voor en na het laboratorium sessie 36 geeft aan dat vrouwen toegenomen in zowel progesteron en testosteron en daalde in estradiol niveaus in vergelijking met mannen voor en na het examen (gepaarde t-proef p <0,05 voor oestradiol, gepaarde t-proef p <0,05 voor progesteron, gepaarde t-proef p <0.05 voor testosteron). Cortisol en DHEA maatregelen stress 19,20 en ruimtelijk inzicht 12-16,33, geen significante veranderingen vertonen (p = 0,39 en p = 0,42 respectievelijk), ondanks verkrijgen gelijke scores in de examens (gegevens niet getoond). Gelieve klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 2. Galvanic Skin Response van een engineering prestaties van leerlingen tijdens een Laboratory Study Session. Galvanische huid tonic respons in microseconden verzameld voor een engineering student ondergaat een reeks van representatieve activiteiten in een laboratorium studie sessie. De eerste keer dat betekent een rustfase om een baseline vast te stellen. Vervolgens heeft de student afgerond vertegenwoordiger technische problemen voor het examen. fysiologische Arousals waren afhankelijk van de mentale herinnering van de deelnemers bij het uitvoeren van een sequentieel harder examen probleem (progressie van MCT PSVT-R). Nadien moet de leerling voltooide een schriftelijke self-reflecterende 10-post onderzoek, dat geen effect, gevolgd door een interview (met parallel vragen aan de self-verslag), waar een emotionele opwinding werd gezien liet zien. Klik hier om een grotere versie van deze foto figuur.
Figuur 3. Vertegenwoordiger van Side-by-side vergelijking van Zelf-gerapporteerde Reacties van Emotion Survey en Interview. Vergelijking van galvanische huid reactie engineering student zelf-gerapporteerde reacties (A) en interview (B). Paneel A toont beschrijvende statistiek (n = 7) waarin een gepaarde t test sampleanalyse toonde geen statistisch significante verschillen (p = 0,055) tussen de pre- en post zelfrapportage onderzoeken. Paneel B toont GSR toename opwinding tijdens de tweede zelf-verslag (stap 13 - 14) en tijdens de interviews (15a - 16). Arousal schommelingen waren groter tijdens het interview, in vergelijking met de enquêtes. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Dit protocol beschrijft de integratie van zelfrapportage enquêtes en onderzoeken, speeksel biomarkers en galvanische huid reacties op individuele verschillen in de klas activiteiten tijdens een laboratorium sessie te bestuderen. Dit protocol heeft vele voordelen voor de onderzoekers op zoek naar academische prestaties emoties, emotionele regulering, en affectieve reacties daarop aan verschillende activiteiten in een instructie-omgeving, vooral tijdens assessment periodes (bijv., Examens). Overwegende dat van oudsher, hebben zelf-rapporten en academische kwaliteiten gebruikt om te begrijpen hoe studenten competenties in de klas en / of engagement om een cursus te ontwikkelen, kunnen onze methodes uitgebreider dichter bij real-time reacties van studenten te vertegenwoordigen tijdens de academische activiteiten.
Voor succes van dit protocol, is het cruciaal dat speeksel biomarkers en galvanische huid reacties diurnale manier worden verzameld, dat de deelnemers zich bewust zijn van de gedrags- en biologische rustrictions van deze studie (bijv., de hygiënische omstandigheden) en dat voortdurende follow-up met de deelnemers wordt uitgevoerd. Ook moet erop worden gelet bij de verwerking van de monsters dit moet in aseptische omstandigheden. Enkele beperkingen van de studie omvatten de toegestane tijd (bijvoorbeeld 10 -. 12 dagen na de menstruatie) voor speeksel gegevensverzameling voor vrouwen en moeilijkheden in de gebeurtenissen met real-time galvanische huidreactie verzameling nauwkeurig timing (bijvoorbeeld cortisol kan een 20 min verzameling tijd nodig, terwijl galvanische huid sensor moet worden gekalibreerd 5 min). Als zodanig moet het verzamelen van gegevens procedures juiste termijn overwegen afstempelen van secties en problemen die de deelnemers volledige tijdens het laboratorium sessie om een goede statistische data-analyse en triangulatie te waarborgen. Tenslotte vanwege de delicate aard van de zelf-gerapporteerde emoties, emotionele reacties, en biologische en fysiologische gegevens worden verkregen en beoordeeld, protocollenmoet de Institutional Review Board volgen Mensgebonden beleid en procedures.
Met de technologische ontwikkelingen in niet-intrusieve draagbare technologieën en biologische markers, kunnen methoden worden gecombineerd om ervaringen en prestaties complex studenten 'driehoeksmeting aan academische taken. Deze werkwijze vergroot de mogelijkheden van zelf-gerapporteerde onderzoeken en fysiologische gegevens die normaliter niet gecombineerd dichter begrijpen realtime emotie en cognitieve reacties op verschillende contactmomenten.
Één richting voor dit protocol is de methoden in groter omgeving (bv., Lokaal) in reële contexten bevatten. Hiervoor aanvullende overwegingen op tijd, de coördinatie op het gebruik van middelen en software, het beheer van hormoon-kit en GSR pols sensoren gebruik zal moeten ook worden beschouwd als belangrijke mechanismen tussen de constructen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Salivary Kit | ZRT Laboratories | Female/Male Saliva Profile I | An account needs to be created with the company before sending samples; diurnal samples are recommended for this protocol |
| Galvanic Skin Response Wrist Sensor and Band | Empatica, Inc. | E3P.v4 | M/L fits for the majority of the population although you may need to purchase a smaller size for thin wrists |
| E-Prime Software | Psychology Software Tools | E-Prime 2.0 Professional | Consider time stamping separately from software |
References
- Jones, B. D., Paretti, M. C., Hein, S. F., Knott, T. W. An analysis of motivation constructs with first-year engineering students: Relationships among expectancies, values, achievement, and career plans. J. Eng. Ed. 99 (4), 319-336 (2010).
- Pekrun, R. The control-value theory of achievement emotions: Assumptions, corollaries, and implications for educational research and practice. Ed. Psych. Rev. 18, 315-341 (2006).
- Bandura, A., Millard, M., Peloso, E. A., Ortman, N. Effects of peer education training on peer educators: leadership, self-esteem, health knowledge, and health behaviors. J. Coll. Stud. Dev. 41 (5), 471-478 (2000).
- Christenson, S. L., Havsy, L. H. Family-school-peer relationships: Significance for social, emotional, and academic learning. Building academic success on social and emotional learning: What does the research. Zins, J. E., Weissberg, R. P., Wng, M. C., Walberg, H. J. , Teachers College Press. New York, NY. 59-79 (2004).
- Struthers, C. W., Perry, R. P., Menec, V. H. An examination of the relationship among academic stress, coping, motivation, and performance in college. Res. Higher Ed. 41 (5), 581-592 (2000).
- Hsieh, P., Sullivan, J. R., Sass, D. A., Guerra, N. S. Undergraduate engineering students' beliefs, coping strategies, and academic performance: An evaluation of theoretical models. J. Exp. Ed. 80 (2), 196-218 (2012).
- Pekrun, R., Bühner, M. Chapter 28, Self-report measures of academic emotions. International Handbook of Emotions in Education. Pekrun, R., Linnenbrink-Garcia, L. , Routledge Press. 561-566 (2014).
- Frenzel, A. C., Pekrun, R., Dicke, A. L., Goetz, T. Beyond quantitative decline: Conceptual shifts in adolescents' development of interest in mathematics. Dev. Psych. 48, 1069-1082 (2012).
- Benson, L., Kirn, A., Faber, C. J. CAREER: Student Motivation and Learning in Engineering. 121st ASEE Conference and Exposition, Paper ID 9338. , (2014).
- Matusovich, H., Streveler, R. A., Miller, R. L. Why Do Students Choose Engineering? A Qualitative, Longitudinal Investigation of Students' Motivational Values. J. Eng. Ed. 99 (4), 289-303 (2013).
- Stump, G. S., Husman, J., Corby, M. Engineering Students' Intelligence Beliefs and Learning. J. Eng. Ed. 103 (3), 369-387 (2014).
- Berenbaum, S. A. Gonadal hormones and sex differences in behavior. Dev. Neuropsych. 14, 175-441 (1998).
- Halpern, D. F., LaMay, M. L. The Smarter Sex: A Critical Review of Sex Differences in Intelligence. Educational Psychology Review. 12 (2), 229-246 (2000).
- Schöning, S., et al. Functional anatomy of visuo-spatial working memory during mental rotation is influenced by sex, menstrual cycle, and sex steroid hormones. Neuropsychologia. 45 (4), 3203-3214 (2007).
- Hausman, M., Slabberkoorn, D., Van Goozen, S. H. M., Cohen-Kettenis, C. Sex Hormones Affect Spatial Abilities during the Menstrual Cycle. Behav. Neurosci. 114 (6), 1245-1250 (2000).
- Kimura, D. Sex Differences in the Brain: Men and women display patterns of behavioral and cognitive differences that reflect varying hormonal influences on brain development. Sci. Am. , 26-31 (2002).
- Valla, J., Ceci, S. J. Can Sex Differences in Science Be Tied to the Long Reach of Prenatal Hormones? Brain Organization Theory, Digit Ratio (2D/4D), and Sex Differences in Preferences and Cognition. Persp. Psy. Sci. 6 (2), 134-136 (2011).
- Berenbaum, S. A., Moffat, S., Wisniewski, A., Resnick, S. Neuroendocrinology: Cognitive effects of sex hormones. The Cognitive Neuroscience of Development: Studies in Developmental Psychology. de Haan, M., Johnson, M. H. , Psychology Press. 207-210 (2003).
- Lundberg, U., Frankenhaeuser, M. Pituitary-adrenal and sympathetic-adrenal correlates of distress and effort. J. Psychosom. Res. 24 (3-4), 125-130 (1980).
- Rappolt-Schlichtmann, G., Wtamura, S. Inter- and transdisciplinary work: Connecting research on hormones to problems of educational practice. Mind, Brain, Ed. 4, 157-210 (2010).
- Jamieson, J. P., Nock, M. K., Mendes, W. B. Mind over matter: reappraising arousal cardiovascular and cognitive responses to stress. J. Exp. Psychol. 141, 417-422 (2012).
- Kreibig, S. D., Gendolla, G. H. E. Chapter 30, Autonomic Nervous System Measurement of Emotion in Education and Achievement Settings. International Handbook of Emotions in Education. Pekrun, R., Linnenbrink-Garcia, L. , Routledge Press. 625-642 (2014).
- Villanueva, I., Raikes, A., Ruben, N., Schaefer, S., Gunther, J. The use of physiological tools to identify changes in affective responses for graduate students recently admitted into a scientific discipline. IEEE FIE Proceeding. , (2014).
- CEEB. Special aptitude test in spatial relations. , CEEB. (1939).
- Guay, R. Purdue spatial visualization test. , Purdue University. (1976).
- Sorby, S. A., Baartmans, B. J. The development and assessment of a course for enhancing the 3-D spatial visualization skills of first year engineering students. J. Eng. Ed. 89 (3), 301-307 (2000).
- Bishop, J. E.
- Moore, D. Innovative Hormone Testing: Saliva Test Specifications, ZRT Laboratory Reports. , Available from: http://www.zrtlab.com/resources-and-data (2014).
- Lai, M. Monitoring the Autonomic Nervous System, Empatica. , Available from: https://www.empatica.com/science#electro-dermal-activity (2014).
- Unix Timestamp Conversion Tools. , Available from: http://www.epochconverter.com (2014).
- Broughton, S. H., Sinatra, G. M., Nussbaum, E. M. "Pluto has been a planet my whole life!" Emotions, attitudes, and conceptual change in elementary students learning about Pluto's reclassification. Res. Sci. Ed. 43 (2), 529-550 (2013).
- Wolkowitz, O. M., Rothschild, A. J. Psychoneuroendocrinology: The Scientific Basis of Clinical Practice. , American Psychiatric Publishing Inc. (2003).
- Craig, M. C., et al. Physiological variation in estradiol and brain function: a functional magnetic resonance imaging study of verbal memory across the follicular phase of the menstrual cycle. Horm. Beh. 53 (4), 503-508 (2008).
- Stangl, B., Hirshman, E., Verbalis, J. Administration of dehydroepiandrosterone (DHEA) enhances visual-spatial performance in post-menopausal women. Beh. Neurosci. 125 (5), 742-752 (2011).
- Hromatko, I., Tadinac, M. Testosterone levels influence spatial ability: further evidence for curvilinear relationship. Rev. of Psychol. 13 (1), 27-34 (2007).
- Villanueva, I., Goodridge, W. H., Wan, N. J. A., Valladares, M. M., Robinson, B. S., Jordan, K. Hormonal and Cognitive Assessment of Spatial Ability and Performance in Engineering Examination Activities. Society of Neuroscience Meeting, Washington, D.C, , (2014).
