Het gebruik van galvanische Skin Reacties, speekselklieren Biomarkers, en Self-rapporten om te beoordelen Undergraduate de prestaties van leerlingen tijdens een Laboratory Examen Activity
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
Gewoonlijk worden zelfrapportage gebruikt in onderwijsonderzoek aan student respons en prestaties om een klassikale activiteit te beoordelen. Toch is de toevoeging van biologische en fysiologische maatregelen zoals speeksel biomarkers en galvanische huid reacties worden zelden opgenomen, het beperken van de schat aan informatie die kan worden verkregen tot een beter begrip van de prestaties van leerlingen. Een laboratorium protocol om de reacties studenten 'aan de klas evenementen (bv examens) wordt gepresenteerd bestuderen. Deelnemers werden gevraagd om een vertegenwoordiger examen voor hun studie af te ronden. Voor en na het laboratorium zittijd, studenten voltooide een academische prestatie emoties self-verslag en een interview dat deze vragen parallel wanneer de deelnemers droeg een galvanische huid sensor en speeksel biomarkers werden verzameld. De gegevens van de drie methoden leidde tot grotere diepte informaties van leerlingen in vergelijking met de zelf-verslag. Het werk kan het onderwijs uit te breidenal onderzoeksmogelijkheden via meer uitgebreide methoden voor het verkrijgen van dichter bij real-time student antwoorden op een onderzoek activiteit.
Introduction
Op het gebied van academische prestaties emoties, studies tonen aan dat inzicht in de prestaties van leerlingen, prestatie 'motivaties studenten kunnen voorspellen', en carrière plannen 1. 'Capaciteiten om' Studenten emotioneel reageren 'op uitdagende baan taken 2 zijn van cruciaal belang om de studenten' professionele ontwikkeling. Toch dichter bij real-time respons gerelateerd aan academische prestatie emoties worden onder-verkend 3-6. In deze paper wordt een protocol om manieren te bestuderen om dichterbij te verkennen real-time reacties van studenten (bijv., Fysiologische reacties) wanneer voorgesteld met representatieve klaslokaal situaties (bijv., Het afleggen van examens) met behulp van speeksel biomarkers, galvanische huid reacties en zelf-gerapporteerde enquêtes en interviews. Hoewel het werk niet zal streven naar verbanden tussen deze speeksel biomarkers, galvanische huid reacties en zelfrapportage vast te stellen, zal de toekomstige werkzaamheden gericht zijn op de onderliggende mechanismen verder te verkennen, datassociëren elk antwoord.
Zelfrapportage van academische prestatie emoties in de klas kan worden gebruikt om affectieve, cognitieve, motivationele, fysiologische en gedragsmatige componenten die de menselijke geest te vertegenwoordigen beoordelen. Vanwege de goedkope kosten, gemakkelijk verspreiding en traceerbaarheid worden zelfrapportage enquêtes zeer gebruikt in de klas instellingen 7. Deze hebben echter een aantal nadelen. Bijvoorbeeld worden zelfrapporteringen beperkt tot de weergave van het bewustzijn 8, waarbij de wijze dat particulieren vertegenwoordigen kunnen veranderen. Ook kan de taal en semantiek in zelfrapportages anders worden begrepen tussen culturen en individuen 7; haar betekenis kan veranderen na verloop van tijd of iets anders in het licht van de situatie die de deelnemer betrokken is bij 8 te vertegenwoordigen. Bovendien kunnen zelfrapportage in academische instellingen veelzijdig, eigenzinnige en afhankelijk van het geheugen, sociale wenselijkheid en individuele overtuigingen 7, 9-11. Zo kunnen de deelnemers 'overtuigingen over professoren' verwachtingen en motieven van invloed op hoe studenten reageren en uit te voeren tijdens de activiteiten in de klas 7, 9-11. Als zodanig complementaire methoden op basis van dichterbij real-time reacties zijn nodig om de bemonstering vooroordelen en subjectiviteit bij het gebruik zelfrapporteringen. Deze werkzaamheden zullen een aanvulling op zelfrapportage met speeksel biomarkers en galvanische huid reacties om beter te begrijpen hoe dichter real-time reacties van studenten om activiteiten in de klas.
Bemonstering van speeksel biomarkers is populair geworden in het begrijpen van de fysiologische basis van de reacties van personen op verschillende stressfactoren die van invloed kan zijn cognitieve vaardigheden 9. Psychologische ontwikkeling van cognitie wordt beïnvloed door hormonen in vele soorten, waaronder de mens 7,12. Tijdens gevoelige ontwikkelingsperioden hormonen zijn in staat om veranderingen in de organisatie van de hersenen, die lange-last hebbening gedragseffecten 8. Verschillende aspecten van cognitie, bijvoorbeeld, kan worden beïnvloed door hormonen op verschillende tijden van de ontwikkeling van een individu. Ruimtelijk inzicht, die studies hebben aangetoond kunnen sekseverschillen 13-17 omvatten, wordt matig versterkt door androgenen (bijv., Dehydroepiandrosteron-DHEA, testosteron) in de prenatale ontwikkeling en dan weer de hele volwassenheid 18. Integendeel, zijn verbale vaardigheden gekoppeld aan verbetering van oestrogenen (bv., Estradiol) en progesteron 18. Biomarkers fysiologische stress zoals cortisol, worden aangetroffen in de hypothalamus-hypofyse-bijnier-as bij mensen 12-16, 19-21. Wanneer zich een situatie als oncontroleerbaar wordt ervaren, cortisol niveaus te verheffen 19 en kan resulteren in differentiële reacties bij individuen. Recent onderzoek begonnen hormonen om academische prestatie emoties bestuderen, hoewel dit punt is zeer beperkt 20,22.
<p class="Jove_content"> Onderzoek in het begrijpen van psychofysiologische reacties die emotie via fysiologische opwinding in het onderwijs te meten is gebruikt galvanische huid reacties (GSR). GSR is een maat voor microscopische hoeveelheden uitgescheiden zweet van de huid en is gerelateerd aan het autonome zenuwstelsel (AZS). Wanneer een persoon nerveus of angstig over een taak wordt, handpalmen worden bezwete. Daarom emotionele regulatie en cognitieve processen, onder andere hersenfuncties, kan de controle van zweten beïnvloeden. Meer activering van het systeem (bijv., Hoge stress, cognitieve belasting of sterke emotionele reacties) resulteert in meer zweetsecretie dan een lage activering staten (bijv., Verveling, lage cognitieve belasting). Zoals zweetsecretie schommelt, de elektrische geleidbaarheid van de huidveranderingen. Zo wordt GSR alom beschouwd als een proxy voor het kwantificeren van stress-niveau of de cognitieve belasting. GSR wordt meestal gemeten door bands met elektroden die in contact komen met de handen, polsen of voeten komen en is recentelijkgebruikt in de klas instellingen 22,23 vanwege de lage kosten en uitvoerbaarheid vergelijking met beschikbare neuroimagingtechnieken 7. De combinatie van galvanische huid reacties met speeksel biomarkers zal zorgen voor een meer uitgebreide beoordeling van de student reacties op de activiteiten in de klas dichter bij real-time.De voorgestelde protocol hier besproken zal dienen om het onderwijs en fysiologische technieken combineren om een methode te helpen educatieve onderzoekers begrijpen de prestaties van leerlingen en de reactie op activiteiten in de klas vast te stellen (bv., Examens). Hoewel het werk niet zal zich richten op het begrijpen van de fundamentele verbanden tussen emoties en fysiologische en biologische constructen, dit protocol is een startpunt om onderzoekers te helpen bewegen in die richting. Dit protocol heeft betrekking op methoden om speeksel biomarkers en galvanische huid reacties te meten tijdens een examen activiteit en vergelijk het tegen de verkregen uit zelfrapportage informatie eend interviews. Voor dit werk, een ingenieursbureau examen en studenten werden geselecteerd als gevolg van de moeilijke en complexe aard van de discipline 1,6 en concepten, die zowel cognitieve en emotionele reacties bij de deelnemers kunnen ontbranden.
Protocol
Representative Results
Discussion
Dit protocol beschrijft de integratie van zelfrapportage enquêtes en onderzoeken, speeksel biomarkers en galvanische huid reacties op individuele verschillen in de klas activiteiten tijdens een laboratorium sessie te bestuderen. Dit protocol heeft vele voordelen voor de onderzoekers op zoek naar academische prestaties emoties, emotionele regulering, en affectieve reacties daarop aan verschillende activiteiten in een instructie-omgeving, vooral tijdens assessment periodes (bijv., Examens). Overwegende dat van o…
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).
