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Enregistrement W3200503707 · doi:10.2196/25110

Predicting the Easiness and Complexity of English Health Materials for International Tertiary Students With Linguistically Enhanced Machine Learning Algorithms: Development and Validation Study

2021· article· en· W3200503707 sur OpenAlexvenueno aff
Wenxiu Xie, Meng Ji, Tianyong Hao, Chi-Yin Chow

Notice bibliographique

RevueJMIR Medical Informatics · 2021
Typearticle
Langueen
DomaineHealth Professions
ThématiqueHealth Literacy and Information Accessibility
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésInterpretabilityRandom forestMachine learningArtificial intelligenceSupport vector machineComputer scienceFeature selectionGradient boostingBoosting (machine learning)Algorithm

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: There is an increasing body of research on the development of machine learning algorithms in the evaluation of online health educational resources for specific readerships. Machine learning algorithms are known for their lack of interpretability compared with statistics. Given their high predictive precision, improving the interpretability of these algorithms can help increase their applicability and replicability in health educational research and applied linguistics, as well as in the development and review of new health education resources for effective and accessible health education. OBJECTIVE: Our study aimed to develop a linguistically enriched machine learning model to predict binary outcomes of online English health educational resources in terms of their easiness and complexity for international tertiary students. METHODS: Logistic regression emerged as the best performing algorithm compared with support vector machine (SVM) (linear), SVM (radial basis function), random forest, and extreme gradient boosting on the transformed data set using L2 normalization. We applied recursive feature elimination with SVM to perform automatic feature selection. The automatically selected features (n=67) were then further streamlined through expert review. The finalized feature set of 22 semantic features achieved a similar area under the curve, sensitivity, specificity, and accuracy compared with the initial (n=115) and automatically selected feature sets (n=67). Logistic regression with the linguistically enhanced feature set (n=22) exhibited important stability and robustness on the training data of different sizes (20%, 40%, 60%, and 80%), and showed consistently high performance when compared with the other 4 algorithms (SVM [linear], SVM [radial basis function], random forest, and extreme gradient boosting). RESULTS: We identified semantic features (with positive regression coefficients) contributing to the prediction of easy-to-understand online health texts and semantic features (with negative regression coefficients) contributing to the prediction of hard-to-understand health materials for readers with nonnative English backgrounds. Language complexity was explained by lexical difficulty (rarity and medical terminology), verbs typical of medical discourse, and syntactic complexity. Language easiness of online health materials was associated with features such as common speech act verbs, personal pronouns, and familiar reasoning verbs. Successive permutation of features illustrated the interaction between these features and their impact on key performance indicators of the machine learning algorithms. CONCLUSIONS: The new logistic regression model developed exhibited consistency, scalability, and, more importantly, interpretability based on existing health and linguistic research. It was found that low and high linguistic accessibilities of online health materials were explained by 2 sets of distinct semantic features. This revealed the inherent complexity of effective health communication beyond current readability analyses, which were limited to syntactic complexity and lexical difficulty.

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)0,009
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,023
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,009
Score d'incertitude au seuil0,048

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0090,023
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,001

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 Opus0,059
Tête enseignante GPT0,449
Écart entre enseignants0,389 · 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'étudeExpérimental (laboratoire)
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

Citations4
Publié2021
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