The applications of machine learning in computational thinking assessments: a scoping review
Notice bibliographique
Résumé
Background and Context Computational thinking (CT) has been increasingly added to K-12 curricula, prompting teachers to grade more and more CT artifacts. This has led to a rise in automated CT assessment tools.Objective This study examines the scope and characteristics of publications that use machine learning (ML) approaches to assess students’ CT competencies from four perspectives: the educational context in which the assessments were implemented, the data used to train and validate ML algorithms, the specific ML algorithms used, and the aspects of CT assessed.Method The PRISMA approach and Arksey and O’Malley’s methodological framework for scoping reviews were adopted to search and screen studies.Findings ML algorithms have been increasingly used to assess CT competencies. However, this study identified several research gaps in the literature: existing studies were mostly conducted in the context of programming or other learning activities related to computing science; datasets used by the ML algorithms were generally small; the most frequently used algorithms were regression techniques, naive Bayes, neural networks, clustering, and natural language processing, whereas no studies used reinforcement learning; and CT competencies were not comprehensively assessed.Implications The applications of ML in CT assessments have the potential to enable personalized learning, improve assessment validity, reduce the workload of graders, and gain insights from large datasets by uncovering complex and subtle patterns.
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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 | 0,014 | 0,055 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,003 | 0,003 |
| Bibliométrie | 0,021 | 0,019 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,003 | 0,004 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,003 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
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.
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 ».