Uso de respostas galvânicas da pele, saliva Biomarkers e auto-relatórios para avaliar o desempenho de Graduação Estudante durante uma atividade Laboratório Exame
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
Normalmente, auto-relatos são utilizados em pesquisa educacional para avaliar a resposta do estudante e desempenho para uma atividade de sala de aula. No entanto, a adição de medidas biológicas e fisiológicas, tais como biomarcadores salivares e respostas galvânicas da pele raramente são incluídas, limitando a riqueza de informações que podem ser obtidas a compreender melhor o desempenho dos alunos. Um protocolo de laboratório para estudar as respostas dos alunos de graduação para eventos de sala de aula (por exemplo, exames) é apresentada. Os participantes foram convidados a preencher um exame representativo para o seu grau. Antes e após a sessão de exame laboratorial, os alunos completaram uma acadêmicas emoções realização de auto-avaliação e uma entrevista que paralelo a essas perguntas quando os participantes usavam um sensor galvânica da pele e biomarcadores salivares foram coletadas. Os dados recolhidos a partir dos três métodos resultaram em maior profundidade de informações sobre o desempenho dos alunos quando comparado com o auto-relato. O trabalho pode expandir a educaçãocapacidades de investigação al através de métodos mais abrangentes para a obtenção de mais perto as respostas dos alunos em tempo real para uma atividade de exame.
Introduction
Na área das emoções de desempenho acadêmico, os estudos indicam que a compreensão dos alunos motivações poderia prever desempenho dos estudantes, realização, e planos de carreira 1. 'Habilidades para' estudantes emocionalmente responder 'às tarefas percurso desafiador 2 são fundamentais para os alunos' desenvolvimento profissional. No entanto, mais próximo de respostas em tempo real relacionados a emoções de desempenho acadêmico são subaproveitadas 3-6. Este artigo apresenta um protocolo para estudar maneiras de explorar mais perto em tempo real respostas de alunos (por exemplo., Respostas fisiológicas), quando apresentados com situações representativas de sala de aula (por exemplo., Tendo test) utilizando biomarcadores salivares, respostas galvânicas da pele e pesquisas auto-relatados e entrevistas. Enquanto o trabalho não vai procurar estabelecer conexões entre esses biomarcadores salivares, respostas galvânicas da pele e auto-relatos, o trabalho futuro terá como objectivo continuar a explorar os mecanismos subjacentes queassociar cada resposta.
O auto-relato das emoções de desempenho acadêmico em sala de aula pode ser usado para avaliar afetivos, cognitivos, inspirador, fisiológicos e comportamentais componentes que representam a mente humana. Devido ao seu custo mais barato, a disseminação fácil e rastreabilidade, as pesquisas de auto-relato são muito utilizados em sala de aula 7. No entanto, estes têm algumas desvantagens. Por exemplo, auto-relatos estão limitados às representações da mente consciente 8, que podem mudar a maneira que as pessoas representam a si mesmos. Além disso, a linguagem ea semântica em auto-relatos pode ser entendido de forma diferente entre culturas e indivíduos 7; seus significados podem mudar ao longo do tempo ou representam algo diferente em função da situação que o participante está envolvido em 8. Além disso, auto-relato em ambientes acadêmicos pode ser multifacetada, idiossincrática e dependente de memória, desejabilidade social e crenças individuais 7, 9-11. Por exemplo, 'crenças sobre professores dos participantes expectativas e motivações podem afectar a forma como os alunos respondem e realizar durante as atividades de sala de aula 7, 9-11. Como tal, os métodos complementares com base em mais próximo de respostas em tempo real são necessários para reduzir os vieses de amostragem e subjetividade ao usar auto-relatos. Este trabalho irá complementar auto-relatos com biomarcadores salivares e respostas galvânicas da pele para entender melhor as respostas mais perto em tempo real dos alunos para atividades de sala de aula.
Amostragem de biomarcadores salivares tornou-se popular na compreensão bases fisiológicas de respostas dos indivíduos aos diversos estressores que podem afetar as habilidades cognitivas 9. O desenvolvimento psicológico da cognição está afectado por hormonas em muitas espécies, incluindo os seres humanos 7,12. Durante os períodos sensíveis do desenvolvimento, os hormônios são capazes de fazer mudanças na organização do cérebro, que pode ter a longo passadoefeitos sobre o comportamento 8 ING. Diferentes aspectos da cognição, por exemplo, pode ser afectado por hormonas durante as diferentes tempos de desenvolvimento de um indivíduo. Habilidade espacial, que estudos têm mostrado podem incluir diferenças de género 13-17, é moderadamente aumentada por andrógenos (por exemplo., Dehidroepiandrosterona-DHEA, testosterona) no desenvolvimento pré-natal e, em seguida, novamente durante a vida adulta 18. Pelo contrário, as capacidades verbais foram ligados ao reforço de estrogénios (por exemplo., O estradiol) e progesterona 18. Biomarcadores fisiológicos do stress, tais como o cortisol, são encontrados no eixo hipotalâmico-pituitário-supra-renal em humanos 12-16, 19-21. Quando uma situação é percebida como incontrolável, elevar os níveis de cortisol 19 e pode resultar em respostas diferenciais em indivíduos. Um trabalho recente começou a usar hormônios para estudar as emoções de desempenho acadêmico, embora a este ponto é muito limitada 20,22.
<p class=respostas "jove_content"> Research em compreender as respostas psicofisiológicas que medem a emoção através de excitação fisiológica na educação tem usado galvânica da pele (GSR). GSR é uma medida das quantidades microscópicas de suor secretado a partir da pele e está relacionada com o sistema nervoso autónomo (ANS). Quando uma pessoa torna-se nervoso ou ansioso sobre uma tarefa, as palmas se tornar suado. Portanto, os processos de regulação e cognitivas emocionais, entre outras funções cerebrais, podem influenciar o controlo da transpiração. Mais ativação do sistema (ie., De alta tensão, a carga cognitiva ou fortes respostas emocionais) resulta numa maior secreção de suor do que os estados de baixa activação (ie., O tédio, a baixa carga cognitiva). Como a secreção de suor flutua, a condutividade eléctrica da pele muda. Assim, GSR é amplamente considerado como um proxy para quantificar o nível de estresse ou carga cognitiva. GSR é normalmente medido por bandas contendo eletrodos que entram em contacto com as mãos, punho ou pé e foi recentementesendo usado em sala de aula 22,23 devido ao seu baixo custo e viabilidade em comparação com técnicas de neuroimagem disponíveis 7. A combinação de respostas galvânicas da pele com biomarcadores salivares permitirá uma avaliação mais abrangente de respostas dos alunos para atividades de sala de aula mais perto em tempo real.O protocolo proposto discutido aqui vai servir para combinar técnicas educacionais e fisiológicas para estabelecer uma metodologia para ajudar os investigadores educacionais entender o desempenho do aluno e resposta às atividades de sala de aula (por exemplo., Exames). Enquanto o trabalho não vai se concentrar em entender as conexões fundamentais entre emoções e construções fisiológicos e biológicos, este protocolo é um ponto de partida para ajudar os pesquisadores a se mover nessa direção. Este protocolo irá abranger métodos para medir biomarcadores salivares e respostas galvânicas da pele durante uma atividade exame e compará-la com as informações obtidas a partir de auto-relatos de umentrevistas d. Para este trabalho, um exame de engenharia e estudantes foram selecionados devido à natureza difícil e complexa da disciplina 1,6 e conceitos, que podem inflamar-se ambas as respostas cognitivas e emocionais nos participantes.
Protocol
Representative Results
Discussion
Este protocolo descreve a integração dos estudos de auto-relato e inquéritos, biomarcadores salivares, e respostas galvânicas da pele para estudar as diferenças individuais em atividades de sala de aula durante uma sessão de laboratório. Este protocolo tem muitas vantagens para pesquisadores que procuram identificar as emoções acadêmicos realização, a regulação emocional e respostas afetivas para diferentes atividades em um ambiente instrucional, especialmente durante os períodos de avaliação (por</…
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).
