L'utilizzo di galvanici Risposte pelle, salivari Biomarkers, e di auto-report per valutare Undergraduate Student prestazioni durante un esame di laboratorio di attività
Summary
Research on undergraduate students’ academic achievement emotions have primarily relied on self-reports in laboratory settings. Studies rarely include bio-physiological measures to these self-reports. This protocol will describe a methodology that integrates self-reports with and bio-physiological measures to assess student response and performance during a laboratory examination activity.
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.
<p class="risposte" "jove_content"> La ricerca nella comprensione delle risposte psicofisiologiche che misurano l'emozione tramite eccitazione fisiologica in materia di istruzione ha utilizzato galvaniche della pelle (GSR). GSR è una misura della quantità microscopiche di sudore secreto dalla pelle ed è relativo al sistema nervoso autonomo (ANS). Quando una persona diventa nervoso o ansioso per un compito, palme diventano sudate. Pertanto, processi di regolazione e cognitivi emozionali, tra le altre funzioni cerebrali, possono influenzare il controllo della sudorazione. Più attivazione del sistema (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.
Protocol
Representative Results
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., E…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Maria Manuela Valladares is supported by a Utah State University Research Catalyst SEED Grant attained from Idalis Villanueva.
Materials
| 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., Zins, J. E., Weissberg, R. P., Wng, M. C., Walberg, H. J. Family-school-peer relationships: Significance for social, emotional, and academic learning. Building academic success on social and emotional learning: What does the research. , 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., Pekrun, R., Linnenbrink-Garcia, L. Chapter 28, Self-report measures of academic emotions. International Handbook of Emotions in Education. , 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., de Haan, M., Johnson, M. H. Neuroendocrinology: Cognitive effects of sex hormones. The Cognitive Neuroscience of Development: Studies in Developmental Psychology. , 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., Pekrun, R., Linnenbrink-Garcia, L. Chapter 30, Autonomic Nervous System Measurement of Emotion in Education and Achievement Settings. International Handbook of Emotions in Education. , 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. , (1939).
- Guay, R. . Purdue spatial visualization test. , (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).
- . Monitoring the Autonomic Nervous System, Empatica Available from: https://www.empatica.com/science#electro-dermal-activity (2014)
- . . Unix Timestamp Conversion Tools. , (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. , (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. , (2014).
