거의 실시간으로 정통 시험 경험을 공부하기위한 학제 간 및 다중 모달 실험 설계
Summary
시험 경험의 실시간 영향을 조사하여 학생들이 고등 교육 환경 및 과제에서 경험하는 정서적 현실을 평가하기 위해 실험적인 디자인이 개발되었습니다. 이 디자인은 학제간 (예를 들어, 교육 심리학, 생물학, 생리학, 공학) 및 다중 모달 (예를 들어, 타액 마커, 측량, 전기 경 센서) 접근법의 결과입니다.
Abstract
지난 10년 동안 교육 환경에서 학생들의 감정에 대한 연구가 증가했습니다. 연구원은 정서적 경험의 객관적인 측정에 의존 하는 더 많은 연구에 대 한 호출, 멀티 모달 데이터 소스를 활용에 제한이 존재. 교실에서의 감정과 정서적 조절에 대한 연구는 전통적으로 측량 도구, 경험 샘플링, 유물, 인터뷰 또는 관찰 절차에 의존합니다. 이러한 방법은 가치가 있지만 주로 참가자 또는 관찰자 주관성에 따라 달라지며 학생의 실시간 성과를 교실 활동이나 작업에 대한 실제 측정에 제한됩니다. 특히 후자는 교실에서 실시간으로 감정과 기타 관련 조치를 객관적으로 측정하려는 많은 학자들에게 걸림돌이 되고 있습니다.
이 작업의 목적은 본격적인 평가 상황에서 시험 경험에 대한 학생들의 실시간 응답을 실험적으로 연구하는 프로토콜을 제시하는 것입니다. 이를 위해 교육 심리학자, 엔지니어 및 엔지니어링 교육 연구원팀은 정확한 생리학적 센서 측정, 침 수집 모범 사례 및 본격적인 테스트 환경. 특히, 생리학적 센서에 의존하는 기존 연구는 교육 환경(예: Trier Stress Test)과 단절된 실험 환경에서 수행되며, 시간(예: 작업 전후) 분리되거나 분석 오류를 도입합니다. (예: 학생이 움직일 가능성이 있는 환경에서 센서 를 사용합니다). 이는 교실 활동 및 과제에 대한 학생들의 실시간 응답에 대한 이해를 제한합니다. 또한, 최근 연구는 모집, 복제, 타당성, 설정, 데이터 정리, 예비 분석 및 특정 상황 (예 : 실험에 변수 추가)의 문제를 다루어야 할 더 많은 고려 사항을 요구했습니다. 디자인) 다중 모달 접근법에 의존하는 학문적 감정 연구에서.
Introduction
심리학자들은 오랫동안 자신의 행동을 해명에 인간의 감정의 중요성을 이해1. 교육 의 연구 내에서, 학업 성취 감정 (AEE)는 감정 연구의 초점이되었다2. AAE를 사용하는 연구자들은 학생들의 감정을 검사 할 때 학생들이 처한 상황적 맥락을 고려하는 것이 중요하다고 주장합니다. 학생들은 정서적, 생리적, 동기 부여 및 인지 구성 요소를 포함하여 다중 구성 요소 프로세스를 포함하는 시험 관련, 수업 관련 또는 학습 관련 감정을 경험할 수 있습니다. AEE는 원자력(양성/음수) 및 활성화(집중/초점이 맞지 않은 에너지)의 두 가지 형태로 표현됩니다. 즐거움과 같은 긍정적 인 감정 활성화는 메타 인식과 같은 반사 과정을 증가시킬 수 있지만, 자부심과 같은 긍정적 인 감정을 비활성화하면 인지 처리 수준이 낮을 수 있습니다. 분노와 불안과 같은 부정적인 감정을 활성화하는 것은 약혼을 촉발할 수 있는 반면, 절망과 같은 부정적인 감정은 동기부여를약화시킬 수 있습니다3,4,5. 학문적 감정은 우리가 배우고, 인식하고, 결정하고, 반응하고, 문제 해결하는 방법에기여합니다 2. 학문적 감정을 조절하기 위해, 개인은 자기 효능 (SE)6,7,8,자신의 동기 부여, 행동 및 사회 환경에 대한 제어를 사용하는 능력에 대한 자신감이 있어야합니다 6. 자기 효능과 학문적 감정은 낮은 자기 효능이 부정적인 비활성화 감정 (예 : 불안, 분노, 지루함)과 더 높은 자기 효능이 긍정적 인 활성화 감정 (예 : 행복, 희망, 흥분)6,7,8. SE는 또한 성능6,7,8에강하게 묶여 있는 것으로 여겨진다.
교실의 감정을 조사한 연구는 자기 보고, 관찰, 인터뷰 및 유물(예: 시험, 프로젝트)9,10에의존했습니다. 이러한 방법은 학생의 교실 경험에 대한 풍부한 상황 정보를 제공하지만 상당한 제한이 있습니다. 예를 들어, 인터뷰, 관찰 및 자기 보고서는 개인의 성찰10에의존합니다. 다른 방법은 이전 연구자보다 더 근접 학문적 감정을 조사하기 위해 노력했다, 이러한 연구원은 학교 일 동안 자신의 감정에보고하는 학생들에게 물어 경험 샘플링 접근 방식을 기반으로 하는 것과 같은11. 이 연구를 통해 학생들의 감정을 보다 정확하게 보고할 수 있지만, 이 연구는 자기 보고 방법에 의존하며, 학생들이 경험 설문조사를 처리하기 위해 시험 에서 작업을 일시 중지해야 하기 때문에 실시간 보고를 허용하지 않습니다.
최근 연구자들은 설문 조사, 관찰 또는 인터뷰와 같은 다른 도구 또는 기술과 결합 된 감정9의생물학적 또는 생리적 측정을 사용하여 자기 보고 조치에 대한 우려를 해결하기 시작했습니다. 교육 및 심리학 연구를위한 데이터 수집의 멀티 모달 형태로 구성되어12. 예를 들어, 타액 바이오마커를 포함하는 생물학적 기술은, 생물학적 과정이 인식, 감정, 학습 및 성능에 미치는 역할을 이해하는 데 사용되고있다 13,14,15. 인지 과정에 대 한, 안 드로 겐 (예를 들어, 남성 호르몬) 성인과 어린이에서 다른 공간 인식 패턴에 연결 되었습니다16,17 반면 시상 하 부-뇌 하 수 체-부 신 피 질 호르몬 (예를 들어, 코 티 솔) 아드레날린 성 호르몬 (예를 들어, 타액 α-아밀라아제 또는 sAA)은 개인18,19,20사이의 스트레스 반응에 연결됩니다.
전기 내피 활성(EDA)은 자율 신경계(ANS)의 활성화에 대한 생리학적 척도를 나타내며 시스템의 활성화, 인지 부하 또는 강렬한 정서적 반응의 증가와 관련이 있다21,22 ,23. 시험 활동에서 EDA는 물리적 이동성21,22,신체 및 주변 온도24,25,26,27및 구두의 영향을받습니다. 생각28,뿐만 아니라 민감도 및 피부(29)에아날로그 디지털 전극의 연결정도.
이러한 기술은 EDA 사용에 제한이 있을 수 있지만, 이 기술은 거의 실시간 검사 중에 일어나는 일에 대한 귀중한 통찰력을 제공할 수 있으며 AEE를 탐구하고 자기 효능을 탐구하는 유망한 도구로 사용될 수 있습니다. 그 결과, 학생들의 AEE의 정확한 그림은 그 감정의 활성화를 측정하기 위해, 감정의 원자력을 결정하기 위해, 감정의 원자력, 생리 및 생물학적 데이터의 조합을 통해 얻을 수있다. 이 논문은 시험 활동30에 대한 이전 간행물을 기반으로 하고 검사 시나리오에서 다중 모달 접근법(경험 샘플링 설문 조사, EDA 센서 및 타액 바이오마커 사용)을 포함하도록 해당 작업의 범위를 확장합니다. 아래에 설명된 프로토콜을 통해 단일 실험 설정 내에서 여러 참가자 데이터를 동시에 수집할 수 있습니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
생리적 조치는 많은 본격적인 학습 맥락에서 사용되었지만, 현재 기술의 한계를 염두에 두고 연구 환경을 설계하는 것이 중요합니다. 우리의 디자인은 진정한 테스트 환경에 대한 필요성의 균형을 맞추고 기술을 수용합니다. 참가자의 움직임을 편안하게 제한하고, 의도하지 않은 중단을 줄이며, 참가자의 테스트 응답을 타임스탬핑하는 것은 프로토콜 내에서 모두 중요한 단계입니다.
<p class="j…Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 자료는 국립 과학 재단 (NSF) 아니에 의해 부분적으로 지원 되는 작업을 기반으로 합니다. EED-1661100뿐만 아니라 다르시 크리스텐슨 (No. 120214)에 주어진 NSF GRFP 교부금. 이 자료에 표현된 의견, 결과 및 결론 또는 권장 사항은 NSF 또는 USU의 의견, 결과 및 권장 사항을 반드시 반영하지는 않습니다. 우리는 우리의 통계 분석에 대한 그녀의 친절한 토론과 권장 사항에 대한 Sheree Benson에게 감사드립니다.
이 논문의 저자 기여는 다음과 같습니다: Villanueva (연구 디자인, 데이터 수집 및 분석, 쓰기, 편집); Husman (연구 디자인, 데이터 수집, 쓰기, 편집); 크리스텐슨 (데이터 수집 및 분석, 쓰기, 편집); 유만(데이터 수집 및 분석, 작성 및 편집); 칸 (데이터 수집 및 분석, 쓰기, 편집); 비시오소 (데이터 수집 및 분석, 편집); 램프킨 (데이터 수집 및 편집); 그레이엄 (데이터 수집 및 편집)
Materials
| 1.1 cu ft medical freezer | Compact Compliance | # bci2801863 | They can use any freezer as long as it can go below -20 degrees Celsius; these can be used to store salivary samples for longer periods of time (~4 months) before running salivary assays. |
| Camping Cooler | Amazon | (any size/type) | Can be used to store salivary samples during data collection |
| E4 sensor | Empatica Inc | E4 Wristband Rev2 | You can use any EDA sensor or company as long as it records EDA and accelerometry |
| EDA Explorer | https://eda-explorer.media.mit.edu/ | (open-source) | Can be used to identify potential sources of noise that are not necessarily due to movement |
| Laptops | Dell | Latitude 3480 | They can use any desktop or laptop |
| Ledalab | http://www.ledalab.de/ | (open-source) | Can be used to separate tonic and phasic EDA signals after following filtration steps |
| MATLAB | https://www.mathworks.com/products/matlab.html | (version varies according to updates) | To be used for Ledalab, EDA Explorer, and to create customized time-stamping programs. |
| Salivary Alpha Amylase Enzymatic Kit | Salimetrics | # 1-1902 | For the salivary kits, you should plan to either order the company to analyze your samples and/or go to a molecular biology lab for processing |
| Salivary Cortisol ELISA Kit | Salimetrics | # 1-3002 | For the salivary kits, you should plan to either order the company to analyze your samples and/or go to a molecular biology lab for processing |
| Testing Divider (Privacy Shields) | Amazon | #60005 | They can use any brand of testing shield as long as they cover the workspace |
| Web Camera | Amazon | Logitech c920 | They can use any web camera as long as it is HD and 1080p or greater |
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