Abstract
Как правило, самоотчеты используются в учебном исследований для оценки ответа студента и производительности классе деятельности. Тем не менее, добавление биологических и физиологических мер, таких как слюнных биомаркеров и гальванических реакций кожи редко включаются, ограничивая объем информации, которая может быть получена, чтобы лучше понять студенческую работу. Лаборатория протокол для изучения ответов студентов »в класс событий (например, экзамены) представлена. Участникам было предложено завершить представительную экзамен на степень их. До и после сессии лаборатории экзамена, студенты завершили успеваемости эмоции самоотчет и интервью, что параллельно на эти вопросы, когда участники носили гальваническую датчик кожи и собирали слюнные биомаркеры. Данные, собранные из трех методов привело к увеличению глубины информации о производительности студентов по сравнению с самоотчета. Работа может расширить образованиенаучно-исследовательского потенциала аль счет проведения более масштабных способов получения ближе к реальному времени студенческих ответов к рассмотрению деятельности.
Introduction
В области успеваемости эмоций, исследования показывают, что понимание студентов мотивации мог предсказать студентов производительности, достижение, и карьерные планы 1. "Способности к 'студентов эмоционально реагировать", чтобы сложный курс задач 2 имеют определяющее значение для студентов профессионального развития. Тем не менее, ближе к в реальном масштабе времени ответов, связанных с успеваемости эмоций под исследовали 3-6. Эта статья представляет собой протокол для изучения путей для изучения ближе в режиме реального времени ответы от студентов (например., Физиологические реакции), когда представлены представительных классе ситуациях (например., Сдачи теста) с помощью слюнных биомаркеров, гальванических реакций кожи, и сам сообщил обследований и интервью. Хотя эта работа не будет стремиться к установлению связей между этими слюнных биомаркеров, гальванических реакций кожи и самоотчетов, будущая работа будет направлена на дальнейшее изучение механизмов, лежащихсвязать каждый ответ.
Самоотчетности успеваемости эмоций в классе может быть использован для оценки аффективных, когнитивных, мотивационных, физиологических и поведенческих компонентов, которые представляют человеческий разум. Благодаря дешевой стоимости, легкой распространения и отслеживания обследования самоотчета высоко используется в классе настройки 7. Тем не менее, они имеют некоторые недостатки. Например, самоотчеты ограничиваются представлениями сознания 8, которые могут изменить способ, что люди представляют себя. Кроме того, язык и семантика в самоотчетами можно понимать по-разному между культурами и отдельными лицами 7; его значения могут изменяться с течением времени или представляют что-то другое в свете ситуации, что участник участвует в 8. Кроме того, само-отчетности в академической среде могут быть многогранным, своеобразный и зависит от памяти, социальной желательности и индивидуальных убеждений 79-11. Например, "представления о профессорских участников ожиданий и мотивов может повлиять как студенты реагировать и выполнять во время школьных занятий 7, 9-11. По мере необходимости такие взаимодополняющие методы, основанные на ближе к ответам в режиме реального времени, чтобы уменьшить уклоны отбора проб и субъективность при использовании самоотчетов. Эта работа будет дополнять самоотчеты с слюнных биомаркеров и гальванических реакций кожи, чтобы лучше понять ближе реальном времени ответов студентов к классной работе.
Отбор слюнных биомаркеров стала популярной в понимании физиологических основ ответов физических лиц в различных стрессовых которые могут повлиять на когнитивные способности 9. Психологическое развитие познания зависит от гормонов у многих видов, включая человека 7,12. Во чувствительных периодов развития, гормоны способны сделать изменения в организации мозга, которые могут иметь далеко в прошломING воздействие на поведение 8. Различные аспекты познания, например, может зависеть от гормонов в различное время развития индивида. Пространственное способность, которая исследования показали, может включать в себя гендерные различия 13-17, умеренно повышается за счет андрогенов (например., Дегидроэпиандростерон-ДГЭА, тестостерон) в внутриутробного развития, а затем снова в течение взрослой жизни 18. Напротив, вербальные способности были связаны с усилением эстрогенов (например., Эстрадиол) и прогестероны 18. Физиологические биомаркеры стресса, такие как кортизол, находятся в гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси у людей 12-16, 19-21. Когда ситуация воспринимается как неконтролируемая, уровни кортизола поднять 19 и может привести к дифференциальных ответов у людей. Недавние исследования начали использовать гормоны для изучения успеваемости эмоции, хотя до этого момента он является весьма ограниченным 20,22.
(т.е.., Высокая прочность, когнитивная нагрузка или сильные эмоциональные реакции) приводит к более потоотделения, чем низких состояниях активации (т.е.., Скука, низкая когнитивная нагрузка). Как колеблется потоотделение, электропроводность кожи меняется. Таким образом, GSR широко рассматривается как прокси для количественного уровень стресса или когнитивную нагрузку. GSR обычно измеряется полос, содержащих электроды, которые вступают в контакт с руками, запястья или ноги и недавноиспользуется в классе настройки 22,23 вследствие его низкой стоимости и возможности по сравнению с доступными Neuroimaging методов 7. Сочетание гальванических реакций кожи с слюнных биомаркеров позволит более всеобъемлющей оценки студенческих ответов на классной работе ближе к реальном времени.
Предложенный протокол обсуждается здесь будет служить для объединения образовательных и физиологические методы, чтобы разработать методику, чтобы помочь ученым понять образовательные представление студента и ответ на классной деятельности (например., Экзамены). Хотя эта работа не будет сосредоточиться на понимании фундаментальных связей между эмоциями и физиологическими и биологическими конструкциями, этот протокол является отправной точкой, чтобы помочь исследователи двигаться в этом направлении. Этот протокол будет покрывать методы измерения слюнных биомаркеров и гальванические реакции кожи во время деятельности экзамена и сравнить ее с информацией, полученной от самоотчетамиг интервью. За эту работу, инженерной экзамен и студенты были выбраны из-за трудной и сложной природы дисциплины 1,6 и концепций, которые могут воспламенить обе познавательные и эмоциональные реакции в участников.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Процедуры были одобрены Советом по биомедицинской этике (IRB) в Университете штата Юта для исследований на людях. Следует проявлять осторожность, что IRB процедуры утверждаются принимающей организации и соображений, касающихся защиты прав субъектов должно происходить до, во время и после выполнения любого аспекта этого протокола. По IRB правил, вовлечение внешних сторон или компаний в процессах сбора и анализа данных должны следовать надлежащие протоколы для снятия выявлению информацию об участнике и защиты конфиденциального характера данных.
1. Выбор участников и деятельности, чтобы проверить
- Выберите участников студент середине семестра или 3 месяца после желаемого содержания курса был представлен профессором уменьшить любые краткосрочные воспоминания памяти из участников.
- Исключить любые участников из лабораторного исследования, который параллелен этой работе, если Партияcipant имеет: (а) историю предварительно определенное условие (например аритмии.) или нарушением обмена веществ; (Б) леворукость или симметричная способность (это может помешать физиологического отбора проб); (В) психическое история (ток или мимо) или история поведенческой или эмоциональных расстройств (это может исказить коллекцию из самоотчетов); (D) история болезни для сердца, метаболических, или когнитивных расстройств; (Е) физических недостатков, которые могут препятствовать участию в лабораторных сессий исследования; и (е) черепно-мозговая травма. Женский участники, желающие быть частью гормонального исследования имеют дополнительные ограничения описано в шаге 2.5.
- Набирать в соответствии с установленными Экспертный совет Институциональная (IRB) протоколам, включая подробные процедуры и ограничения относительно защиты конфиденциальности.
Примечание: Если компания будет иметь доступ к данным, (в данном случае слюнные образцы и гальванические ответные данные за кожей были собраны из сторонних компаний) гарантировать, чтоп соглашение находится в месте для надлежащего обращения с данными (например., времени для охлаждения), обмена (например., безопасность сервера), и включают в себя график, чтобы уничтожить данные (например., через год после публикации данных). Включите эти принципы в вашей IRB применения и следовать надлежащие руководящие принципы в соответствии с требованиями IRB организации в вашем учреждении. - Выберите курс деятельности, которые представляют сложность знаний и задач, которые должны сделать студенты в.
Примечание: Для этого протокола, первокурсники студентов инженерных были выбраны из-за трудной и сложной природы содержания курса. Действия, которые были признаны представителя были сочетание двух типов инженерных задач из двух широко используемых инженерных экзаменов: ментального Резка теста плоскости (MCT) и Purdue Spatial Test визуализации (PSVT-R). МСТ смотрит на двумерных срезанных секций, которое соответствует трехмерному объекту 24, пока PSVT-R ищет трех-дидвижущееся одномерное вращение объекта 25. Каждый были использованы для проверки пространственной производительности и вербальной памяти для этого студенческого населения 26, 27.
2. До лабораторной сессии
- Принимающая ориентацию для участников-добровольцев, по крайней мере 1 - 2 недели до лабораторного сессии. Уточнить все термины из информированного согласия IRB. Выполните демонстрацию использования и фитингов гальванического датчика кожи и надлежащих процедур сбора данных для сбора слюны гормона, в соответствии с протоколами производителя 28. Объясните риски и преимущества исследования.
- Создание календаря, который участники могут поступить в. Если участники поступив в слюнных биомаркеров кусок исследования, обязательно установить раз в течение утром перед завтраком, как уровень кортизола низкий в это время суток и включать в себя любые раскрытия для поступления в выделенные раза (см шаг 2.5 для получения дополнительной информации).
NПРИМЕЧАНИЕ: Убедитесь, что все участники обеспечивают, по меньшей мере три доступных временных интервалов для изучения. Размещения участников в рандомизированном моды, чтобы минимизировать уклоны и обеспечить более статистически достоверные результаты. - Предварительно установите гальваническую датчик запястья для каждого добровольца, гарантируя, что датчик ремни обеспечить запястье участника во время ориентации сессии. Введите участник исследования идентификационный код и уникальный штрих-код датчика запястья предоставленную поставщиком для обеспечения согласованности для последующих лабораторных занятий при необходимости.
- Послать напоминание участникам процедур и ограничений для сбора данных и предварительных условий до дня отбора проб, в соответствии с протоколами производителя 28.
Примечание: Примеры процедур и ограничений не может включать в себя: (а) никакой пищи, диетические или энергичные продукты или сладких напитков во время суточных коллекций или, по крайней мере 1 час до исследования; (Б) нет потребления воды 1 ч до сбора данных; (С) без зубов BRUShing или полоскания рта; (Г) компания никаких химических продуктов (например, лосьоны для рук, кремы, chapsticks, парфюмерия, красители) в требуемом контактных площадок (например, запястья, лица, губ.); (Е) без волос продукты или укладка; не и (г) нет физических нагрузок (например, быстрая ходьба, езда на велосипеде, бег, веса) 24 ч до исследования. - Для участниц, собирать слюнных образцы между 10 - 12 дней после первого дня менструации участника минимизировать гормональные колебания во время сбора 28 слюнной.
Примечание: Если в течение периода времени, если участницы принимают любую форму гормона на основе обработки, такой как ни противозачаточные таблетки, внутриматочные спирали, кремов или спреев (оральный, местный или вагинальных), подъязычного и пастилок, патчи, фильмы, инъекции, позволяют 12 - 36 ч, чтобы пройти с момента проглатывания / приложения, чтобы разрешить эффекты лечения выравниваться. График обязаны собирать слюнных образцы будут варьироваться в зависимости от биomarker и спецификации слюнной комплекта компании. Гальваническая коллекция ответ кожи делается в соответствии с разделом 3.2 для участниц. Мужская коллекция участник слюнных делается в соответствии с разделом 3.1.5.1 и кожно-гальванической реакции в соответствии с разделом 3.2.
3. День лаборатории сессии
Примечание: Следующие процедуры представлены в указанном порядке сбора данных в предположении, что 1 - 2 исследователи вовлечены. Тем не менее, некоторые из этих процедур может выполняться параллельно, если более 2 исследователи сотрудничают в исследовании.
- Слюнные биомаркеров
- Предоставьте участникам с перечнем наметить физические нагрузки, приложенные в период с 24 ч до исследования (например., Физическую активность, еда и напитки потребление, использование лосьонов или гормональных продуктов на основе), как описано в протоколе производителя 28 (см шаг 2.4 и 2.5),
Примечание: Если участник выполнил некоторые или все из деятельности из контрольного списка, переназначить участника встретиться на другой день. Если расход воды был единственным ограничением не будут выполнены, просим участника остаться к увеличению времени в исследовании, чтобы позволить подходящее время, в соответствии с директивами производителя, чтобы пройти (~ 1 час) до появления коллекции слюнных. - Попросите участников заполнить медицинскую информационную перечень представленную набора для анализа 28 слюны. Убедитесь, что все слюнные флаконы предварительно помечены и отметки времени до и после лабораторных сессий.
Примечание: слюнных кортизола имеет реактивность примерно 20 мин 19,20 и как таковой, плюются процедуры сбора должно быть сделано в течение этого срока. Следуйте косы процедуры сбора в соответствии со стадией 3.1.5 и производитель принципов 28. - Сохраните копию медицинской информации контрольного списка и информацию о доставке для будущего учета, отслеживания, А.Н.d дальнейший анализ. Обязательно следуйте протоколы и процедуры IRB при хранении пунктов в контрольных картах. Заполните хронологию деятельности лаборатории, персонала и флаконов для сбора для каждого участника.
- Убедитесь, что все участники и исследователи обработку слюнных образцы носят асептических перчатки во все времена, чтобы минимизировать перекрестное загрязнение.
- При сборе вертел, поручить участнику объединять слюну на кончике губ участника перед плевки во флакон, чтобы минимизировать образование пузырьков, которые могут повлиять на точность результатов, в соответствии с инструкциями производителя 28.
- Поручить участникам не трогать кончик флакона с губ Участника или пальцев, как это может ввести загрязнения к образцу (плевать флакон метод). Чтобы стимулировать слюнные производство, рекомендовать участнику запах цитрусовых фруктов, таких как лимон или наклон головы вперед, чтобы ускорить образование слюны.
- Хранить всеСобранные образцы слюны -20 ° С до 7 дней, если анализ этих образцов не произойдет немедленно. Длительного хранения (до 30 дней) будет требовать пробы должны храниться при -80 о С.
- Для того чтобы грузить замороженные образцы к сторонней компании, имеют герметичную коробку пены, содержащей сухой лед готов и герметичный и герметичный копию медицинской информации листа предварительно заполненной участником. Убедитесь, что участники разместить свой уникальный идентификационный код исследование в разделе идентификатора листа для предотвращения конфиденциальной информации, которые будут направлены в компанию.
- Когда все будет готово, корабль флаконы для компании для анализа биомаркеров для слюнных Профиль 1: тестостерон, прогестерон, DHEA, кортизол и эстрадиола. Анализ биомаркеров проводили изготовителем в соответствии с установленными протоколами 28. Место образцы в считыватель иммунологический пластины и читать образец оптической плотности при длине волны 450 нм.
Примечание: Все биомаркеры требуют солидную-PHазы, конкурентоспособные иммуноферментного. Фиксированная сумма конъюгированного биомаркера конкурирует за сайты связывания с антителом, которое соответствует каждой биомаркера. После инкубации несвязанные компоненты смываются и раствор субстрата фермента добавляют, образуя цветовой представителя в биомаркера. Например, прогестерон начинает с синим цветом и при взаимодействии с ферментом желтеет.
- Предоставьте участникам с перечнем наметить физические нагрузки, приложенные в период с 24 ч до исследования (например., Физическую активность, еда и напитки потребление, использование лосьонов или гормональных продуктов на основе), как описано в протоколе производителя 28 (см шаг 2.4 и 2.5),
- Кожно-гальванической реакции
- Очистить гальванические датчики кожи с расфасованных салфетки стерильный 70% спиртом или стерильной марли, содержащего небольшое количество 70% -ного раствора изопропанола, чтобы удалить остатки от предыдущих участников. Очистка устройства до и после каждого сбора данных сессии или участника, что наступит раньше.
- За час до сессии исследования, напомнить участникам на чистую и сухую свои руки.
Примечание: Сбор образцов слюнных в сочетании с кожно-гальванической реакции будет требовать, чтобы точка коллекции разs считаются. Например, кортизол коллекции слюнных должны быть собраны в течение 20 мин (шаг 3.1.2) в то время гальванические датчики кожи должны быть установлены и откалиброваны с 5 - 10 мин, как описано в шаге 3.2.6. - Поместите новый или чистый спорт запястье в недоминантной письма запястье участника перед установкой гальваническую датчик отклика кожи. Разрешить участник носить на запястье в течение 1 ч до сбора данных.
Примечание: В спортивном запястье должно быть предварительно помечены в соответствии с уникальной запястья ID, чтобы избежать перекрестного загрязнения между участниками - Через 1 ч удалить запястье спорта и поместите гальваническую датчик кожи. Убедитесь, что гальваническая датчик кожи затрагивает срединный нерв запястья для обеспечения надлежащего сбора импульсных и сердечных ставок. Объединимся полос вместе в датчике для обеспечения плотной посадки на запястье.
- Нажмите гальваническую датчика кожи световой индикатор. Подождите, пока не загорится от красного до зеленого до белого; беет.е цвет означает, что запись данных началась.
- Попросите участника носить гальваническую датчик запястья в течение установленного периода времени (5 - 10 мин) без физического перемещения из не-доминирующей запястье для калибровки и сбора исходных данных тонизирующие.
Примечание: исходные данные будут найдены, когда гальванические уровни реагирования кожа данных выключение и не шипы или шум больше видеть. Проверьте программное обеспечение производителя с использованием назначенного счета изготовителем. Откройте сеанс и убедиться, что данные были собраны 29. - Начать слайд презентации, содержащий представительные и отметку времени проблемных наборы для каждого из мероприятий экзаменов, описанных в разделе 1.5. Попросите участника записать время после завершения каждого слайда, чтобы временные отметки между собранным GSR данных и событий, которые будут сравниваться.
- Периодически проверяйте, что гальванические датчик кожи огни белого и убедитесь, что данные собираются.
Примечание: частота дискретизацииДатчики, представленные в этой работе была основана на спецификациях производителя и возможностей (из расчета 8 Гц с низким электрическим током 1100 мАч) .Galvanic реагирования через электродермальная активность (EDA) было сообщено в мкСм (мкс), как тонизирующее средство (базовых ответов на экзамене событие или самоотчета / вопрос интервью) и фазовое (острый, немедленное реагирование на события экзамена или самоотчета вопрос / интервью, выше определенного порога мкс). - Иметь под рукой запасной аккумулятор и датчик, в задачах сбора данных тематических происходят во время сессии. В конце сессии, нажмите индикаторную лампу, пока она не будет выключена. Осторожно снимите датчик запястья и протрите его спиртом.
- Получить данные из программного обеспечения производителя 29. Войти в учетную запись и нажмите на сеансы. Выберите дату исследования и нажмите на вкладку Download. Скачать данные в CSV-файл для более удобного использования.
- Трек сроки проведения мероприятий в исследовании. Скачать данные впрограммное обеспечение сессия датчик запястья. Загрузить данные как время эпохи UNIX, которая является количество секунд, прошедшее с 1 января 1970 года (не считая дополнительных секунд). Преобразование времени UNIX в часовом поясе GMT, если сроки должны отслеживаться в данных с использованием открытых источников временных меток 30 конвертор. Чтобы преобразовать этот раз, просто конвертировать время в паспорте, используя эту конверсию (1 год = 365,24 дней = 31556926 сек).
- Получить Электродермальная данных в ПО сессии датчика запястья. Нажмите Вид на любом из желаемых сессий. Представить данные в виде реального времени или выберите с помощью установленного периода времени исследователем.
- Self-отчет обследования и Эмоциональные Запросы
- До и после слайдов, обеспечить пред- и пост-survey.During вторую точку сбора (конец экзамена), собирать окончательный образец слюны, а затем предоставить самоотчет во время сбора данных EDA. Запишите все моменты времени.
Примечание: Это исследование использовало MODIFСВУ темы в Emotion масштабе разработанные Бротон и коллегами 31. - Во время ношения гальваническую датчик кожи, задавать вопросы участникам, что параллельно с самоотчет.
Примечание: Имейте в виду, что необходимо рассмотреть, если вы собираете слюнных образцы, как указано в шаге 3.1.2 и 3.3.3 сроки. - Как это возможно, записать дату и время для перекрестной проверки GSR данных и их согласование с временем проведения самоотчетам ответов в лаборатории ноутбука. Кроме того, включать в себя инструкции в слайд-шоу презентации, объясняющие участникам для аннотирования время после завершения необходимых инструкций после каждого слайда, чтобы позволить поперечное сравнение времени событий с GSR данных.
- Убедитесь, что на основе программного обеспечения компьютер имеет последовательные инструкции и что каждый слайд четко обозначена. Если нажатие клавиши установок необходимы для изучения, указывают в инструкции слайд, что нажатие клавиши должны быть нажаты в каждом слайде.
- До и после слайдов, обеспечить пред- и пост-survey.During вторую точку сбора (конец экзамена), собирать окончательный образец слюны, а затем предоставить самоотчет во время сбора данных EDA. Запишите все моменты времени.
- Подведение итогов деятельности
- После сбора всей информации, снимите датчик запястья и выключить данные датчика в обратном порядке к этапу 3.2.5. Руководство участникам специально выделенном помещении, предлагающих продукты питания, напитков, напитков, а также обеспечить поступления для будущего денежной компенсации (если было указано в виде IRB согласия) для участия в исследовании.
- Последующий деятельность с электронной почте уведомления о признательности за участие и включают свободные временные интервалы для обсуждения результатов с участниками.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
В этом разделе показывает репрезентативные примеры результатов, которые могут быть получены от каждого такта, в том числе самоотчета. Намерение фигур представить полезность добавления таких мер, как слюнных биомаркеров (рисунок 1) и гальванических реакций кожи (рисунок 2), чтобы самоотчетами (рисунок 3), чтобы получить большую спектр информации из события в классе (например., экзамены). Для триангуляции самоотчетами с заданной мерой (например., Кожно-гальванической реакции), дополнительные методы, такие как интервью может стать полезным метод сравнения (рисунок 3). Результаты на рисунке 1, показывают, что биологические реакции участников отличались по полу при сравнении гормональных уровней между началом и концом экзамена. Гормоны, такие как уровни эстрадиола увеличены в мужчинах то время как уровни прогестерона увеличилась у женщин(Р <0,05). Высокий уровень эстрадиола был привязан к активации мозга словесных задач 32 производительность при прогестерон связана с пространственными способностями, как психическое вращения объекта 12-16, .Spatial деятельность активируется у самок за счет увеличения тестостерона (р <0,05), тогда как DHEA показал Никаких существенных различий в зависимости от пола (р = 0,39). ДГЭА и тестостерон был связан с увеличением визуально-пространственной производительности у взрослых 12-16, 34. Уровень кортизола для самок и самцов не изменились до и после лабораторного сеанса (р = 0,41), возможно из-за превышения короткий период полураспада кортизола (~ 45 мин) в течение второго сбора слюны 19,20,32 .Эти результаты показывают, что производительность студент дифференциал, в данном случае по признаку пола, и что гормональные биомаркеры могут быть полезным инструментом в определении этих различий.
Измерение эмоций с помощью физиологического возбужденияиспользуя кожно-гальванической реакции, продемонстрировали дифференциальные ответов, не относящиеся к типу экзамена (P> 0,05), но показала экземпляров познавательной взаимодействия (устойчивый уровень тоник) В ходе проверки, принимая опыт для всех участников, как видно по GSR пиков тонизирующих по сравнению с базовым (начальная фаза отдыха). Представитель GSR набор данных показана на рисунке 2. Устойчивая физиологическое возбуждение был обнаружен в ходе заключительной сессии сбора данных, где были собраны самоотчета и ответы интервью. Ответы самоотчета заполненные участниками, как они носили гальваническая датчика кожи (рис 3а) 31,36 не предполагает воспринимаемые различия в эмоции от участника к экзамену (р = 0,055). Тем не менее, когда студенты были попросить ответ на вопросы интервью, что параллельно с самоотчет, физиологические Пробуждения были найдены как видно по увеличению ответов тонизирующих (рис 3B). Этот результат предположить, что эмоциональное действиеIvation может потребовать познавательное и Verbalized воспоминание событий.
Данные демонстрируют, что вербальное и пространственное активации дифференциал в участников несмотря получения одинаковое количество баллов в своих экзаменов (данные не показаны). Физиологические Пробуждения зависели от психического воспоминание участниками при выполнении последовательно жесткую задачу экзамен (переход от СЦТ, чтобы PSVT-R). Кроме того, использование письменных самоотчетов не демонстрируют значительную физиологическую реакцию или самостоятельно сообщали эмоционально значимое различие участниками. Когда просили озвучить самоотчетам предметы, эмоциональные Пробуждения были найдены в участников. Вместе данные указывают на различных психических ресурсов используются студентами при выполнении экзамен. Это подчеркивает важность позволяет студентам когнитивно вспомнить свои мысли, как они последовательно выполняют все более сложные проблемы в и экзамен. В заключение,результаты исследования показывают, как самоотчет сами по себе не достаточно, чтобы в полной мере представляет спектр ответов от студентов. Таким образом, включение биологических и физиологических мер по самоотчетами и интервью могут помочь образовательные исследователей приобретают более широкий набор данных, которые могут помочь объяснить сложную работу студентов в образовательном учреждении.
Рисунок 1. Гормональные деятельности для женских и мужских студент инженерного факультета участников до и после лабораторных исследований Сессия. Процентное изменение уровня гормонов до и после лабораторного сессия 36 указывает, что самки увеличиваются как прогестерона и тестостерона и снижение уровня эстрадиола, когда по сравнению с мужчинами до и после экзамена (в паре Т-тест р <0,05 для эстрадиола; парные Т-тест р <0,05 для прогестерона; парные Т-тест р <0.05 для тестостерона). Кортизол и ДГЭА, меры стресса 19,20 и пространственной способностью 12-16,33, не показывают существенных изменений (р = 0,39 и р = 0,42 соответственно), несмотря получения одинаковое количество баллов в своих экзаменов (данные не показаны). Пожалуйста нажмите сюда, чтобы посмотреть большую версию этой фигуре.
Рисунок 2. кожно-гальванической реакции из Performance Engineering Student во время учебной сессии лаборатории. Гальваническая кожи ответа тоник в мкСм, собранных для студент инженерного факультета, совершающей серию представительных мероприятий в лабораторном исследовании сессии. Начальное время представляет собой фазу покоя, чтобы установить базовую линию. После этого студент завершил представительные инженерных задач для экзамена. Физиологический ArousALS зависели от психического воспоминание участниками при выполнении последовательно жесткую задачу экзамен (переход от СЦТ, чтобы PSVT-R). После этого студент завершил письменное саморефлексивен опрос 10-пункт, который не показал никакого эффекта с последующим интервью (содержащий параллельные запросы к самоотчета), где был замечен эмоциональное возбуждение. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этого фигура.
Рисунок 3. Представитель Бок-о-бок сравнение самоотчетам ответы от Emotion обследования и интервью. Сравнение кожно-гальванической реакции инженерно студенческих самоотчетам ответов (А) и интервью (B). Панель А показывает описательную статистику (п = 7), в котором в паре образец Т-тестАнализ показал статистически значимых различий (р = 0,055) между пред- и пост-опросов самоотчета. Панель B демонстрирует GSR увеличение возбуждения во втором самоотчета (этап 13 - 14), а также в ходе интервью (15а - 16). Колебания Стимулирующая были больше во время интервью, по сравнению с обследования. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуре.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Этот протокол описывает интеграцию обследований самоотчета и запросов, слюнных биомаркеров и гальванических реакций кожи для изучения индивидуальных различий в классной работе во время лабораторного сессии. Этот протокол имеет множество преимуществ для исследователей, стремящихся определить успеваемости эмоции, эмоциональное регулирование и аффективные реакции на различные виды деятельности в учебной обстановке, особенно в периоды оценки (например., Экзамены). В то время как традиционно, самоотчеты и академических сортов были использованы, чтобы понять, как студенты развивают компетенции в классе и / или участия в курсе, наши методы могут более полно представлять ближе к реальном времени ответов студентов во академической деятельности.
Для успеха этого протокола, крайне важно, чтобы слюнные биомаркеры и гальванические реакции кожи собираются в течение суток, что участники знают о поведенческих и биологических остальнойrictions этого исследования (например., состояние здоровья), а также, что постоянное наблюдение с участниками проводится. Кроме того, следует соблюдать осторожность при обращении с образцами, как это должно быть сделано в асептических условиях. Некоторые ограничения исследования включают допустимую сроки (например, 10 - 12. Дней после менструации) для сбора данных слюнной для женщин, а также трудности в точно ГРМ события с коллекцией отклика гальваническая кожи в режиме реального времени (например, слюнных кортизола может потребоваться время сбора 20 минут при гальванической калибровка датчика кожа требует 5 мин). Таким образом, процедуры сбора данных следует рассмотреть надлежащее время штамповки разделов и проблем, которые участники полные во лабораторной сессии по обеспечению надлежащего анализа статистических данных и триангуляции. Наконец, из-за деликатного характера представляются самостоятельно эмоций, эмоциональных реакций и биологических и физиологических данных достигается и оценивается, протоколыдолжны следовать комитета по вопросам этики для политики и процедур людях.
С развитием технологий в неинтрузивных носимых технологий и биологических маркеров, методологии могут быть объединены для триангуляции опытом и производительность комплекса студентов бакалавриату 'академических задач. Этот метод расширяет потенциал самоотчетам обследований и физиологической информации, которая обычно не объединены, чтобы понять, ближе к в реальном масштабе времени эмоций и когнитивных реакций на различных мероприятиях классе.
Одно из направлений этого протокола является включение методов в большей обстановке (например., Классе) в реальных условиях. Для этого, дополнительные соображения по времени, координация по использованию ресурсов и программного обеспечения, управление комплектом гормонов и использования GSR датчиков запястья должны быть рассмотрены, а также важных механизмов между конструкциями.
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. Developing Students' Spatial Ability. Sci. Teach. 45 (8), 20-23 (1978).
- 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).
