Abstract
In genere, self-report sono utilizzati nella ricerca educativa per valutare la risposta degli studenti e le prestazioni di attività di classe. Tuttavia, l'aggiunta di misure biologiche e fisiologiche quali biomarcatori salivari e le risposte della pelle galvaniche sono raramente inclusi, limitando la quantità di informazioni che possono essere ottenuti per capire meglio il rendimento degli studenti. Un protocollo di laboratorio per studiare le risposte degli studenti universitari 'a eventi in aula (ad esempio, esami) è presentato. I partecipanti sono stati invitati a compilare un esame rappresentante per il loro grado. Prima e dopo la sessione di esami di laboratorio, gli studenti hanno completato un accademico emozioni raggiungimento self-report e un'intervista che in parallelo a queste domande quando i partecipanti indossavano un sensore galvanica della pelle e biomarcatori salivari sono stati raccolti. I dati raccolti dai tre metodi hanno comportato una maggiore profondità di informazioni sulle prestazioni degli studenti rispetto al self-report. Il lavoro può espandere l'istruzionecapacità di ricerca Al attraverso metodi più completi per ottenere più vicino alle risposte degli studenti in tempo reale per un'attività esame.
Introduction
Nella zona di emozioni di rendimento scolastico, gli studi indicano che la comprensione delle motivazioni degli studenti poteva prevedere studenti prestazioni, la realizzazione, e la carriera piani 1. 'Capacità di' Studenti emotivamente rispondere 'a compiti percorso impegnativo 2 sono fondamentali per gli studenti' di sviluppo professionale. Eppure, più vicino alle risposte in tempo reale relativi alle emozioni di rendimento scolastico sono esplorati sotto-3-6. Questo articolo presenta un protocollo per studiare i modi per esplorare più vicino in tempo reale risposte da parte degli studenti (ad es., Le risposte fisiologiche) quando sono presentati con situazioni rappresentative in classe (ad es., Tenendo test) utilizzando biomarcatori salivari, reazioni galvaniche, e le indagini auto-riferito e interviste. Anche se il lavoro non cercherà di stabilire connessioni tra questi biomarcatori salivari, reazioni galvaniche e self-report, il lavoro futuro avrà lo scopo di esplorare ulteriormente i meccanismi sottostanti cheassociare ogni risposta.
Auto-segnalazione delle emozioni di rendimento scolastico in classe può essere utilizzato per valutare affettivi, cognitivi, motivazionali, fisiologico, e componenti comportamentali che rappresentano la mente umana. Grazie al suo costo economico, facile diffusione e la tracciabilità, indagini self-report sono molto utilizzati in contesti scolastici 7. Tuttavia, questi hanno alcuni svantaggi. Ad esempio, self-report sono limitati alle rappresentazioni della mente cosciente 8, che possono cambiare il modo in cui gli individui si rappresentano. Inoltre, il linguaggio e la semantica in self-report possono essere compresi in modo diverso tra le culture e gli individui 7; i suoi significati possono cambiare nel tempo o rappresentare qualcosa di diverso alla luce della situazione che il partecipante è coinvolto in 8. Inoltre, l'auto-reporting in ambienti accademici può essere poliedrico, eccentrico e dipendente della memoria, desiderabilità sociale, e credenze individuali 7, 9-11. Ad esempio, 'convinzioni circa professori partecipanti aspettative e le motivazioni possono influenzare come gli studenti reagiscono ed eseguono durante le attività in classe 7, 9-11. Come sono necessari metodi quali, complementari sulla base di più vicino alle risposte in tempo reale per ridurre i pregiudizi di campionamento e la soggettività quando si utilizza self-report. Questo lavoro completerà self-report con biomarcatori salivari e le risposte della pelle galvaniche per comprendere meglio le risposte più vicino in tempo reale degli studenti alle attività in aula.
Il campionamento dei biomarcatori salivari è diventato popolare nella comprensione fondamenti fisiologici delle risposte degli individui a vari fattori di stress che possono influenzare le capacità cognitive 9. Sviluppo psicologico della cognizione è influenzato dagli ormoni in molte specie, inclusi gli esseri umani 7,12. Durante i periodi sensibili dello sviluppo, gli ormoni sono in grado di apportare modifiche nell'organizzazione del cervello, che può avere a lungo lo scorsoing effetti sul comportamento 8. Diversi aspetti della cognizione, per esempio, possono essere influenzati dagli ormoni momenti diversi dello sviluppo di un individuo. Capacità spaziali, che gli studi hanno dimostrato in grado di comprendere le differenze di genere 13-17, è moderatamente arricchisce di androgeni (ad es., Deidroepiandrosterone-DHEA, testosterone) in fase di sviluppo prenatale e poi di nuovo tutta l'età adulta 18. Al contrario, le abilità verbali sono stati collegati alla valorizzazione degli estrogeni (ad es., Estradiolo) e progesterone 18. Biomarcatori fisiologiche dello stress come il cortisolo, si trovano lungo l'asse ipotalamo-ipofisi-surrene negli esseri umani 12-16, 19-21. Quando una situazione viene percepita come incontrollabile, i livelli di cortisolo elevano 19 e possono provocare risposte differenziali in individui. Studi recenti hanno iniziato ad utilizzare ormoni per studiare le emozioni di rendimento scolastico, anche se a questo punto è molto limitata 20,22.
(es., Stress elevato, carico cognitivo o forti risposte emotive) si traduce in più la secrezione di sudore di stati di attivazione basse (es., La noia, a basso carico cognitivo). Come secrezione di sudore oscilla, la conducibilità elettrica della pelle cambia. Così, GSR è ampiamente considerato come un proxy per quantificare il livello di stress o di carico cognitivo. GSR è in genere misurata da bande contenenti elettrodi che vengono a contatto con le mani, polsi e piedi ed è di recenteessere utilizzato in contesti scolastici 22,23 grazie al suo basso costo e la fattibilità rispetto alle tecniche di neuroimaging disponibili 7. La combinazione di reazioni galvaniche con biomarcatori salivari consentirà una valutazione più completa delle risposte degli studenti alle attività di classe più vicina al tempo reale.
Il protocollo proposto discusso qui servirà per combinare tecniche educative e fisiologiche di stabilire una metodologia per aiutare i ricercatori a capire il rendimento degli studenti di istruzione e di risposta alle attività in aula (ad es., Esami). Anche se il lavoro non si concentrerà sulla comprensione collegamenti fondamentali tra emozioni e costrutti fisiologici e biologici, questo protocollo è un punto di partenza per aiutare i ricercatori a muoversi in questa direzione. Questo protocollo riguarderà i metodi per misurare i biomarcatori salivari e le risposte della pelle galvanici durante un'attività esame e confrontarlo con le informazioni ottenute da un self-reportd interviste. Per questo lavoro, un esame di ingegneria e gli studenti sono stati selezionati a causa della natura difficile e complessa della disciplina 1,6 e concetti, che possono innescare entrambe le risposte cognitive ed emotive nei partecipanti.
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Protocol
Le procedure sono state approvate dal Institutional Review Board (IRB) a Utah State University per gli studi su soggetti umani. Si deve prestare attenzione che le procedure IRB sono approvati dalla istituzione ospitante e le considerazioni in materia di protezione dei soggetti umani dovrebbe avvenire prima, durante e dopo le prestazioni di qualsiasi aspetto di questo protocollo. Come da regolamenti IRB, il coinvolgimento di soggetti esterni o società nei processi di raccolta e analisi dei dati deve seguire i protocolli adeguati per de-identificare le informazioni partecipante e proteggere la riservatezza dei dati.
1. selezione dei partecipanti e attività su Test
- Select studenti partecipanti alla metà del semestre o 3 mesi dopo un contenuto del corso desiderato è stato presentato dal professore di diminuire eventuali ricordi memoria a breve termine da parte dei partecipanti.
- Escludere i partecipanti provenienti da uno studio di laboratorio che mette in parallelo questo lavoro, se le participant ha: (a) la storia di condizione pre-determinato (ad esempio aritmia.) o malattia metabolica; (B) essere mancini o ambidestri capacità (questo può interferire con campionamento fisiologica); (C) storia psicologica (attuale o passato) o storia di disturbi comportamentali o emotivo (questo può inclinare la raccolta dei self-report); (D) la storia medica per il cuore, metaboliche, o disturbi cognitivi; (E) disabilità fisica che impedisce la partecipazione alle sessioni di laboratorio dello studio; e (f) traumi cerebrali. partecipanti di sesso femminile che desiderano essere parte dello studio ormonale avere ulteriori restrizioni spiegate nel passo 2.5.
- Reclutare secondo le stabilite Institutional Review Board (IRB) protocolli da parte, comprese le procedure dettagliate e le restrizioni sulla protezione della riservatezza.
NOTA: Se una società avrà accesso ai dati, (in questo caso i campioni salivari e dei dati risposta galvanica della pelle sono stati raccolti da società terze) assicurare che unaAccordo n è a posto per il corretto trattamento dei dati (ad es., il tempo per la refrigerazione), la condivisione (ad es., la sicurezza di server), e comprendono una linea temporale per distruggere i dati (ad es., un anno dopo la pubblicazione dei dati). Includere queste linee guida nell'applicazione IRB e seguire le linee guida appropriate, come richiesto dall'organizzazione IRB all'interno dell'istituto. - Selezionare attività del corso che rappresentano la complessità delle conoscenze e dei compiti che gli studenti hanno bisogno di esibirsi in.
NOTA: per questo protocollo, gli studenti di ingegneria matricole sono stati selezionati a causa della natura difficile e complessa dei contenuti del corso. Le attività che sono stati considerati rappresentativi erano una combinazione di due tipi di problemi di ingegneria da due esami di ingegneria comunemente utilizzati: il mentale piano di taglio di prova (MCT) e la Purdue spaziale visualizzazione Test (PSVT-R). MCT guarda sezioni bidimensionali taglio che corrispondono a un oggetto tridimensionale 24 mentre PSVT-R cerca di treRotazione mensionale di un oggetto 25. Ogni sono stati utilizzati per verificare le prestazioni spaziale e memoria verbale per questa popolazione studentesca 26, 27.
2. prima della sessione di laboratorio
- Ospitare un orientamento per i partecipanti volontari di almeno 1 - 2 settimane prima della sessione di laboratorio. Chiarire tutti i termini del consenso informato IRB. Eseguire una dimostrazione dell'uso e montaggio del sensore galvanica della pelle e proprie procedure di raccolta dati per la raccolta ormone salivare, secondo i protocolli del produttore 28. Spiegare i rischi ed i benefici dello studio.
- Stabilire un calendario che i partecipanti possono iscriversi a. Se i partecipanti si iscrivono nel pezzo salivare biomarker dello studio, essere sicuri di stabilire volte durante la mattina prima di colazione, come i livelli di cortisolo sono più bassi in questo momento della giornata e comprendono eventuali informazioni integrative per l'iscrizione nel i tempi assegnati (vedi punto 2.5 per ulteriori informazioni).
NOTA: Assicurarsi che tutti i partecipanti di fornire almeno tre intervalli di tempo disponibili per lo studio. Ospitare i partecipanti in modo randomizzato per ridurre al minimo i pregiudizi e fornire più risultati statisticamente validi. - Pre-montare il sensore polso galvanica per ogni volontario, garantendo che le cinghie del sensore fissare il polso del partecipante durante la sessione di orientamento. Inserisci il codice ID partecipante allo studio e il codice a barre sensore polso unico fornito dal fornitore per garantire la coerenza per le sessioni di laboratorio di follow-up, se necessario.
- Invia un promemoria ai partecipanti le procedure e le restrizioni per la raccolta dei dati e pre-condizioni prima del giorno di campionamento, secondo i protocolli del produttore 28.
NOTA: Gli esempi di restrizioni e procedure possono includere: (a) non alimentari, prodotti dietetici o energetico, o bevande zuccherate durante collezioni diurni o almeno 1 ora prima dello studio; (B) nessun consumo di acqua 1 ora prima della raccolta dei dati; (C) non bru dentidi pesca o collutori; (d) prodotti chimici (ad esempio, lozioni, creme, chapsticks, profumi, coloranti) nelle aree di contatto desiderato (ad es, polsi, viso, labbra.); (F) Non ci sono prodotti per capelli o lo styling; e (g) nessuna attività fisica (ad esempio, a piedi vivace, ciclismo, corsa, pesi) 24 ore prima dello studio. - Per i partecipanti di sesso femminile, raccogliere campioni salivari tra 10 - 12 giorni dopo il primo giorno del periodo mestruale del partecipante per ridurre al minimo le fluttuazioni ormonali durante la raccolta salivare 28.
NOTA: Durante il periodo di tempo stabilito, se i partecipanti di sesso femminile sta assumendo qualsiasi forma di trattamento a base di ormoni, come qualsiasi pillole anticoncezionali, dispositivi intrauterini, creme o spray (orali, topici, o vaginale), sublinguale e troches, patch, film, iniezioni, Attendere circa 12 - 36 ore per passare dal momento dell'ingestione / applicazione per consentire gli effetti del trattamento a stabilizzarsi. La timeline necessario per raccogliere campioni salivari varierà dal biomarker e le specifiche del kit salivare della società. collezione risposta galvanica della pelle è fatta in base alla Sezione 3.2 per i partecipanti di sesso femminile. Maschio collezione partecipante salivare è fatto secondo la sezione 3.1.5.1 e la risposta galvanica della pelle secondo il punto 3.2.
3. Giorno della Sessione Laboratorio
NOTA: Le seguenti procedure sono presentate in ordine consigliato di raccolta dei dati in base al presupposto che 1 - 2 ricercatori sono coinvolti. Tuttavia, alcune di queste procedure potrebbe essere eseguito in parallelo, se più di 2 ricercatori stanno collaborando nello studio.
- salivare Biomarkers
- Fornire ai partecipanti una lista di controllo per delineare le attività fisiche esercitate durante il periodo di 24 ore precedenti lo studio (ad es., L'attività fisica, cibi e bevande il consumo, l'uso di lozioni o prodotti ormonali a base), come descritto nel protocollo produttore 28 (vedi punto 2.4 e 2.5).
NOTA: Se un partecipante ha eseguito una o tutte le attività della lista di controllo, ri-assegnare il partecipante di incontrare a un altro giorno. Se il consumo di acqua è stata l'unica limitazione non ha incontrato, chiedere al partecipante di rimanere un tempo prolungato in studio per consentire un tempo adeguato, secondo le linee guida del produttore, per passare (~ 1 ora) prima che si verifichi la raccolta salivare. - Chiedi ai partecipanti di compilare la lista di controllo informazioni sanitario previsto dalla saliva kit di analisi 28. Assicurarsi che tutte le fiale salivari sono pre-etichettati e tempo timbrato prima e dopo le sessioni di laboratorio.
NOTA: il cortisolo salivare ha una reattività di circa 20 min 19,20 e, come tale, procedure di raccolta sputare dovrebbe essere fatto entro questo lasso di tempo. Seguire le procedure di raccolta spiedo in base al passo 3.1.5 e produttore linee guida 28. - Conservare una copia della lista di controllo informazioni sulla salute e le informazioni di spedizione per la futura tenuta dei registri, il monitoraggio, und ulteriori analisi. Assicurarsi di seguire i protocolli e le procedure IRB durante la conservazione di elementi lista di controllo. Completa una linea temporale del laboratorio di attività, personale, e fiale di raccolta per ogni partecipante.
- Assicurarsi che tutti i partecipanti e la manipolazione dei campioni salivari ricercatori indossano guanti asettici in ogni momento per ridurre al minimo la contaminazione incrociata.
- Quando si raccolgono spiedo, istruire il partecipante di mettere in comune la saliva nella punta delle labbra del partecipante prima di sputare nel flaconcino per ridurre al minimo la formazione di bolle che possono influenzare la precisione dei risultati, secondo le istruzioni del produttore 28.
- Istruire i partecipanti a non toccare la punta del flacone con le labbra del partecipante o le dita come questo può introdurre contaminazione del campione (sputare metodo flaconcino). Per incoraggiare la produzione salivare, raccomandare al partecipante ad annusare un agrume, come un limone o inclinare la testa in avanti per accelerare la formazione di saliva.
- Conservare tuttocampioni salivari raccolti -20 ° C per un massimo di 7 giorni se l'analisi di questi campioni non si verificano immediatamente. Più di storage (fino a 30 giorni) richiederà campioni da essere conservati a -80 ° C.
- Per spedire i campioni congelati a una società di terze parti, hanno una scatola della gomma piuma sigillata contenente ghiaccio secco pronto e una copia ermetica e sigillata del foglio di informazione sanitaria pre-riempite dal partecipante. Assicurarsi che i partecipanti apporre il codice studio ID univoco nella sezione identificatore del foglio per impedire che le informazioni private da inviare alla società.
- Quando si è pronti, spedire le fiale alla società per l'analisi dei biomarker per il profilo salivare 1: testosterone, progesterone, DHEA, cortisolo, ed estradiolo. L'analisi dei biomarcatori è stata effettuata dal produttore secondo i protocolli stabiliti 28. I campioni in un lettore di piastre immunologico e leggere la densità ottica campione ad una lunghezza d'onda di 450 nm.
NOTA: Tutti i biomarcatori richiedono un solido-phase, competitivo immunoenzimatico. Una quantità fissa del biomarker coniugato compete per i siti di legame con un anticorpo che corrisponde a ciascun biomarker. Dopo incubazione, i componenti non legati vengono lavati via e si aggiunge una soluzione di substrato enzimatico, formando un rappresentante colore alla biomarker. Ad esempio, progesterone comincia con un colore blu e su reagendo con l'enzima diventa gialla.
- Fornire ai partecipanti una lista di controllo per delineare le attività fisiche esercitate durante il periodo di 24 ore precedenti lo studio (ad es., L'attività fisica, cibi e bevande il consumo, l'uso di lozioni o prodotti ormonali a base), come descritto nel protocollo produttore 28 (vedi punto 2.4 e 2.5).
- Risposta galvanica della pelle
- Pulire i sensori galvaniche con salviette sterili 70% alcool preconfezionati o una garza sterile contenente una piccola quantità di isopropanolo al 70% per rimuovere i residui di partecipanti precedenti. Pulire il dispositivo prima e dopo ogni sessione di raccolta dei dati o del partecipante, si verifica per primo.
- Un'ora prima della sessione di studio, ricordare ai partecipanti per pulire e asciugare le mani.
NOTA: Raccolta di campioni salivari in combinazione con la risposta galvanica della pelle richiede quel punto collezioni tempos sono considerati. Ad esempio, il cortisolo salivare di raccolta devono essere raccolti entro 20 minuti (fase 3.1.2) mentre i sensori della pelle galvanici hanno bisogno di essere montato e tarato con 5 - 10 minuti come descritto al punto 3.2.6. - Posizionare una nuova o pulita polso banda sport nel polso scrittura non dominante del partecipante prima di installare il sensore risposta galvanica della pelle. Lasciare che il partecipante di indossare la fascia da polso per 1 ora prima di raccogliere i dati.
NOTA: La fascia da polso sportivo dovrebbe essere pre-etichettati secondo l'ID del polso unico per evitare la contaminazione incrociata tra i partecipanti - Dopo 1 ora, togliere la fascia da polso sport e posizionare il sensore galvanica della pelle. Assicurarsi che il sensore galvanica della pelle tocca il nervo mediano del polso per garantire la corretta raccolta delle pulsazioni e cuore. Unire le bande insieme nel sensore per garantire una perfetta aderenza al polso.
- Premere l'indicatore sensore di pelle chiara galvanica. Attendere fino a quando la luce passa dal rosso al verde al bianco; un WHIcolore TE indica che la raccolta dei dati è iniziata.
- Chiedi ai partecipanti di indossare il sensore polso galvanica per un determinato periodo di tempo (5 - 10 min) con dal polso non dominante nessun movimento fisico per calibrare e raccogliere i dati di base tonico.
NOTA: La scheda di base si trovano quando i livelli di risposta galvanica della pelle di dati spenta e che non picchi o rumore è più visibile. Controllare il software produttore utilizzando l'account assegnato dal produttore. Aprire una sessione e verificare che i dati vengono raccolti 29. - Avviare una presentazione di diapositive contenente orario imposta problemi stampati rappresentativi e per ciascuna delle attività esami descritte nella sezione 1.5. Chiedere al partecipante per registrare i tempi dopo aver completato ogni diapositiva per consentire timestamp tra i dati raccolti GSR e gli eventi da confrontare.
- Controllare periodicamente che le luci del sensore galvanica della pelle sono di colore bianco e verificare che i dati vengono raccolti.
NOTA: frequenza di campionamento delsensori presentati in questo lavoro si è basata su specifiche del produttore e capacità (tasso di 8 Hz con una corrente elettrica a bassa di 1100 mAh) di risposta .Galvanic attraverso l'attività elettrodermica (EDA) è stato segnalato in microsiemens (mS) come tonico (risposte di base a un esame evento o self-report / intervista questione) e fasica (, risposta immediata ad un evento acuto esame o self-report domanda / intervista, al di sopra di una certa soglia mS). - Avere a portata di mano una batteria di ricambio e il sensore, in problemi di raccolta dei dati di casi si verificano durante la sessione. Alla fine della sessione, premere il spia finché non viene spento. Rimuovere con attenzione il sensore polso e pulire con l'alcol.
- Recuperare i dati dal software produttore 29. Accedere al conto e cliccare su sessioni. Selezionare la data dello studio e fare clic sulla scheda Download. Scarica i dati in file .csv per un facile utilizzo.
- scadenze traccia degli eventi nello studio. Scarica i dati inla sessione di software del sensore polso. Scarica i dati come un momento del tempo di UNIX, che è il numero di secondi che è trascorso dal 1 ° gennaio 1970 (senza contare secondo salto). Convertire il tempo UNIX di un fuso orario GMT se tempistiche devono essere monitorati nei dati utilizzando un convertitore timestamp open source 30. Per convertire questa volta, semplicemente convertire il tempo nella scheda utilizzando questa conversione (1 anno = 365,24 giorni = 31.556.926 sec).
- Recuperare i dati elettrodermico in seduta software del sensore polso. Fare clic su Visualizza su una qualsiasi delle sessioni desiderati. Presentare i dati come in tempo reale o selezionare da un periodo di tempo da parte del ricercatore.
- Self-report Survey e richieste emozionali
- Prima e dopo le diapositive, fornire un pre e post survey.During il secondo punto di raccolta (fine della prova), raccogliere il campione salivare finale e quindi fornire il self-report, mentre la raccolta dei dati EDA. Registrare tutti i punti di tempo.
NOTA: Questo studio ha utilizzato un modifArgomenti IED in scala Emotion sviluppato da Broughton e colleghi 31. - Mentre indossa il sensore galvanica della pelle, chiedere ai partecipanti domande che parallelo il self-report.
NOTA: Tenere presente che le scadenze devono essere considerati se si stanno raccogliendo campioni salivari, come indicato al punto 3.1.2 e 3.3.3. - Come è possibile, registrare la data e l'ora per il controllo incrociato dei dati GSR e il suo allineamento con la tempistica delle risposte auto-riferito in un quaderno di laboratorio. Inoltre, includere le istruzioni nella presentazione di diapositive che spiegano ai partecipanti di annotare il tempo dopo aver completato le istruzioni necessarie dopo ogni diapositiva per consentire cross-confronto di eventi programmati con i dati GSR.
- Assicurarsi che il software basato su computer è dotato di istruzioni coerenti e che ogni diapositiva è chiaramente etichettati. Se sono necessarie configurazioni di tasti per lo studio, indicano nelle istruzioni di scorrimento ciò tasto deve essere premuto in ogni diapositiva.
- Prima e dopo le diapositive, fornire un pre e post survey.During il secondo punto di raccolta (fine della prova), raccogliere il campione salivare finale e quindi fornire il self-report, mentre la raccolta dei dati EDA. Registrare tutti i punti di tempo.
- Wrap-Up Attività
- Dopo aver raccolto tutte le informazioni, rimuovere il sensore polso e disattivare i dati del sensore in ordine inverso al passaggio 3.2.5. Guidare i partecipanti in una stanza designata offre cibo, bevande, bevande, e di fornire le ricevute per un futuro risarcimento in denaro (se è stato affermato nel modulo di consenso IRB) per la partecipazione allo studio.
- Monitorare l'attività con una notifica via e-mail di ringraziamento per la partecipazione e comprendono fasce orarie disponibili per la discussione dei risultati con i partecipanti.
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Representative Results
Questa sezione illustra esempi rappresentativi dei risultati che possono essere ottenuti da ciascuna misura, compreso il self-report. L'intento delle figure è di presentare l'utilità di misure aggiungendo come biomarker salivari (Figura 1) e reazioni galvaniche (Figura 2) per auto-segnalazioni (Figura 3), al fine di ottenere una maggiore spettro di informazioni da svolgersi in classe (ad es., esami). Per la triangolazione di self-report con una misura specifica (ad es., Risposta galvanica della pelle), le tecniche aggiuntive, come le interviste in grado di fornire un metodo di confronto utile (Figura 3). I risultati in Figura 1 mostrano che le risposte biologiche partecipanti differivano per sesso quando si confrontano i livelli ormonali tra l'inizio e la fine della prova. Ormoni come l'aumento dei livelli di estradiolo nei maschi, mentre sono aumentati i livelli di progesterone nelle femmine(P <0.05). Alti livelli di estradiolo è stato legato alla attivazione del cervello dei compiti verbali prestazioni a 32 mentre il progesterone è legato alla capacità spaziali come la rotazione mentale di un oggetto 12-16, attività .Spatial sono stati upregulated nelle femmine attraverso una maggiore testosterone (p <0.05), mentre ha mostrato DHEA differenze non significative a causa di genere (p = 0,39). DHEA e testosterone è stato collegato a un aumento delle prestazioni visuo-spaziale negli adulti 12-16, 34. Livelli di cortisolo per le femmine e maschi non cambiare pre e post sessione di laboratorio (p = 0.41), eventualmente, a causa del superamento breve emivita di cortisolo (~ 45 min) durante la seconda collezione salivare 19,20,32 risultati .Queste mostrano che le prestazioni degli studenti è differenziale, in questo caso per sesso, e che i biomarcatori ormonali possono essere uno strumento utile per identificare queste differenze.
Misura di emozioni tramite eccitazione fisiologicautilizzando risposta galvanica della pelle, dimostrato risposte differenziali non correlate al tipo di esame (p> 0.05) ma ha mostrato esempi di impegno cognitivo (livelli tonico sostenuti) durante l'esperienza di prova assunzione per tutti i partecipanti come si è visto dalle cime tonico GSR rispetto alla linea di base (fase di riposo iniziale). Un insieme di dati GSR rappresentante è inclusa nella Figura 2. Un sostenuta eccitazione fisiologica è stato trovato durante la sessione di raccolta dei dati finale in cui sono stati raccolti self-report e le risposte di intervista. Risposte self-report compilati dai partecipanti come indossavano il sensore galvanica della pelle (figura 3A) 31,36 non propone le differenze percepite tra emozioni da parte del partecipante alla prova (p = 0,055). Tuttavia, quando gli studenti erano chiedono di risposta alle domande di intervista che il parallelo self-report, risvegli fisiologici sono stati trovati come si è visto dai maggiori risposte tonico (Figura 3B). Questo risultato suggerisce che atto emotivoivation può richiedere il raccoglimento cognitivo e verbalizzato degli eventi.
I dati dimostrano che l'attivazione verbale e spaziale è differenziale nei partecipanti, nonostante l'ottenimento di punteggi uguali nella loro esami (dati non riportati). risvegli fisiologici dipendevano ricordo mentale da parte dei partecipanti durante l'esecuzione di un problema esame in sequenza più difficile (progressione da MCT a PSVT-R). Inoltre, l'uso di auto-relazioni scritte non ha dimostrato una risposta fisiologica significativo o un auto-riferito differenza emotivamente significativa da parte dei partecipanti. Quando è stato chiesto di verbalizzare gli elementi auto-riferito, risvegli emotivi sono stati trovati nei partecipanti. Insieme, i punti dati alle diverse risorse mentali utilizzati dagli studenti durante l'esecuzione di un esame. Si sottolinea l'importanza di permettere agli studenti di ricordare cognitivamente i loro pensieri come essi svolgono in sequenza problemi sempre più difficili ed esame. Finalmente,i risultati dello studio evidenziano come self-report da soli non sono sufficienti a rappresentare appieno lo spettro di risposte da parte degli studenti. Così, l'inclusione di misure biologiche e fisiologiche di self-report e interviste in grado di assistere i ricercatori educativi per acquisire un set di dati più robusto che può aiutare a spiegare il complesso delle prestazioni degli studenti in un contesto educativo.
Figura 1. ormonali Attività femminili e maschili Ingegneria studenti partecipanti prima e dopo un laboratorio di studio di sessione. Variazione percentuale dei livelli ormonali prima e dopo la sessione di laboratorio di 36 indica che le femmine sono aumentate sia in progesterone e testosterone e diminuiti in livelli di estradiolo rispetto ai maschi prima e dopo l'esame (paired t-test p <0,05 per estradiolo; appaiati T-test p <0,05 per il progesterone, appaiati T-test p <0.05 per testosterone). Cortisolo e DHEA, le misure di stress 19,20 e la capacità spaziale 12-16,33, non hanno mostrato variazioni significative (p = 0,39 ep = 0.42, rispettivamente), nonostante l'ottenimento di punteggi uguali nella loro esami (dati non riportati). Si prega clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.
Figura 2. risposta galvanica della pelle di un Performance Engineering studente durante una sessione di studio di laboratorio. Risposta galvanica della pelle tonica in mS raccolti per uno studente di ingegneria subendo una serie di attività di rappresentanza in una sessione di studio di laboratorio. Il tempo iniziale rappresenta una fase di riposo per stabilire una linea di base. A seguito di questo, lo studente ha completato problemi di ingegneria rappresentativi per l'esame. Arous Physiologicalals dipendevano ricordo mentale da parte dei partecipanti durante l'esecuzione di un problema esame in sequenza più difficile (progressione da MCT a PSVT-R). In seguito, lo studente ha completato un'indagine 10-item auto-riflessiva scritta, che non ha mostrato alcun effetto seguito da un colloquio (contenente domande parallele al self-report), dove è stato visto l'eccitazione emotiva. Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.
Figura 3. Rappresentante Side-by-side confronto delle risposte auto-riferito da Emotion Survey e Intervista. Confronto di risposta galvanica della pelle di risposte auto-riportati studente di ingegneria (A) e l'intervista (B). Pannello A mostra statistiche descrittive (n = 7), in cui una T-test di esempio accoppiatoanalisi ha mostrato differenze statisticamente significative (p = 0.055) tra le indagini self-report pre e post. Pannello B mostra GSR aumento eccitazione durante la seconda auto-relazione (fase 13 - 14) nonché durante le interviste (15a - 16). Fluttuazioni di eccitazione erano maggiori durante l'intervista, rispetto alle indagini. Si prega di cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.
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Discussion
Questo protocollo descrive l'integrazione delle indagini self-report e indagini, biomarcatori salivari, e le risposte della pelle galvaniche per studiare le differenze individuali nelle attività d'aula durante una sessione di laboratorio. Questo protocollo ha molti vantaggi per i ricercatori cercano di identificare le emozioni accademici realizzazione, regolazione emotiva, e le risposte affettive alle diverse attività in un ambiente didattico, in particolare durante i periodi di valutazione (ad es., Esami). Mentre tradizionalmente, self-report e gradi accademici sono stati utilizzati per capire come gli studenti a sviluppare le competenze in aula e / o impegno ad un corso, i nostri metodi possono più completo rappresentare più vicino a risposte in tempo reale di studenti durante le attività accademiche.
Per il successo di questo protocollo, è fondamentale che i biomarcatori salivari e le risposte della pelle galvaniche sono raccolti diurnally, che i partecipanti sono consapevoli di tutto il resto comportamentali e biologicirictions di questo studio (ad es., le condizioni di salute), e che continuo follow-up con i partecipanti è condotta. Inoltre, occorre prestare attenzione nella manipolazione dei campioni in quanto questo deve essere fatto in condizioni asettiche. Alcuni limiti dello studio includono il periodo di tempo consentito (ad esempio, 10 -. 12 giorni dal periodo mestruale) per la raccolta dati salivare per le femmine e difficoltà di temporizzazione preciso gli eventi con la collezione risposta galvanica della pelle in tempo reale (per esempio, cortisolo salivare può richiedere un tempo di raccolta 20 min mentre galvanica calibrazione del sensore pelle richiede 5 min). Come tale, le procedure di raccolta dei dati dovrebbe considerare il tempo corretta timbratura delle sezioni e dei problemi che i partecipanti completi durante la sessione di laboratorio per garantire la corretta analisi statistica dei dati e la triangolazione. Infine, a causa della natura delicata delle emozioni auto-segnalati, risposte emotive e dati biologici e fisiologici è raggiunto e valutati, protocollidovrebbe seguire l'Institutional Review Board per le politiche e le procedure di soggetti umani.
Con gli sviluppi tecnologici nel campo delle tecnologie indossabili non intrusivi e di marcatori biologici, metodologie possono essere combinati per triangolare le esperienze e le prestazioni degli studenti universitari complessi di compiti accademici. Questo metodo si espande il potenziale di indagini auto-riferito e informazioni fisiologico che è normalmente non stati combinati per capire più vicina al tempo reale emozione e cognitive risposte alle diverse attività in classe.
Una direzione per questo protocollo è quello di incorporare i metodi in un contesto più ampio (ad es., In aula) in contesti di vita reale. Per questo, in tempo, avrà bisogno di ulteriori considerazioni coordinamento sull'uso delle risorse e software, gestione dei kit di ormoni e l'uso di sensori polso GSR da considerare, così come importanti meccanismi tra i costrutti.
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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
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