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Enregistrement W3093913594 · doi:10.1007/s40593-020-00221-3

A Planning Algorithm to Support Learning in Open-ended, Unstructured Environments

2020· article· en· W3093913594 sur OpenAlexafffund
Stephanie Frost, Gord McCalla

Notice bibliographique

RevueInternational Journal of Artificial Intelligence in Education · 2020
Typearticle
Langueen
DomainePsychology
ThématiqueInnovative Teaching and Learning Methods
Établissements canadiensUniversity of Saskatchewan
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of Canada
Mots-clésPlannerComputer scienceSequence (biology)Artificial intelligenceNeighbourhood (mathematics)Human–computer interactionMathematics educationMultimediaPsychologyMathematics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

The focus of this paper is a novel pedagogical planner that we have developed called the CFLS planner (Collaborative Filtering based on Learning Sequences). The CFLS planner has been designed for an open-ended and unstructured learning environment based on the ecological approach (EA) architecture (McCalla Journal of Interactive Media in Education, 7 , 2004 ). The EA-based learning environment represents its content as learning objects (LOs), maintains models of its learners, and keeps track of learner interactions with the LOs by attaching traces of their behaviour to the LOs they have interacted with. The CFLS planner creates pedagogical plans for a target learner by looking back at the sequence of the b (for “backward”) most recent LOs that the target learner has interacted with and finding a neighbourhood of other learners who in the past have interacted with a similar sequence of b LOs. The CFLS planner then recommends to the target learner a sequence of f (for “forward”) LOs that was the most successful sequence (in terms of learning outcomes) that had been carried out next among the neighbourhood of similar learners. We implemented and tested the CFLS planner using a very simple simulation, in which simulated learners interact with simulated learning objects. We experimented with various settings for the b and f parameters. Intriguing patterns in the relationship between b and f emerged. Further, the settings for b and f that led to the best learning outcomes (on two different measures of success) varied according to the aptitude levels of the learners. Finally, we compared the CFLS planner to two baseline planners: a simple prerequisite planner (SPP) and a planner that randomly recommended the next learning object (Random). The CFLS planner readily outperformed Random (as expected), but also, more surprisingly, with appropriate settings of b and f , it outperformed SPP even though the CFLS planner did not know about the prerequisite relationships among the LOs that the SPP was able to access. This shows promise that a CFLS planner can find niche learning paths to recommend to learners based on interaction traces left behind by the learners, without needing externally engineered metadata about the learning objects or knowing very much about the learners, perhaps even finding paths based on patterns of learning activity never considered by a human designer. This is exactly the kind of planning system needed in open-ended, unstructured learning environments.

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 enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,003
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,009
Score d'incertitude au seuil0,019

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,003
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0020,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0060,001

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.

Tête enseignante Opus0,105
Tête enseignante GPT0,468
Écart entre enseignants0,363 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations6
Publié2020
Routes d'admission2
Résumé présentnon

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