Applying a Framework for Student Modeling in Exploratory Learning Environments: Comparing Data Representation Granularity to Handle Environment Complexity
Notice bibliographique
Résumé
Interactive simulations can facilitate inquiry learning. However, similarly to other Exploratory Learning Environments, students may not always learn effectively in these unstructured environments. Thus, providing adaptive support has great potential to help improve student learning with these rich activities. Providing adaptive support requires a student model that can both evaluate learning as well inform relevant feedback. Building such a model for interactive simulations is especially challenging because the exploratory nature of the interaction makes it hard to know a priori which behaviors are conducive to learning. To address this problem, in this paper we leverage the student modeling framework proposed in (Kardan and Conati, 2011 ) to specifically address the challenge of modeling students in interactive simulations. The framework has already been successfully applied to build a student model and to give adaptive interventions for an interactive simulation for constraint satisfaction. We seek to investigate the generality of the framework by building student models for a more complex simulation on electric circuits called Circuit Construction Kit (CCK). We evaluate alternative representations of logged interaction data with CCK, capturing different amounts of granularity and feature engineering. We then apply the student modeling framework proposed in (Kardan and Conati, 2011 ) to group students based on their interaction behaviors, map these behaviors into learning outcomes and leverage the resulting clusters to classify new learners. Data collected from 100 college students working with the CCK simulation indicates that the proposed framework is able to successfully classify students in groups of high and low learners and identify patterns of productive behaviors that are common across representations that can inform real-time feedback. In addition to presenting these results, we discuss trade-offs between levels of granularity and feature engineering in the tested interaction representations in terms of their ability to evaluate learning, classify students, and inform feedback.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,010 | 0,038 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,005 | 0,006 |
| Science ouverte | 0,003 | 0,004 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».