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Daten nutzen, um das Lehren mit VisTA zu verändern

VisTA hilft Lehrern dabei, Schülerdaten für bessere Lernergebnisse zu nutzen.

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VisTA: DatengetriebenesVisTA: DatengetriebenesLehrenEinblicken aus Schülerdaten.Revolutioniere das Unterrichten mit
Inhaltsverzeichnis

In der heutigen Bildungslandschaft ist es ganz normal, Technologie zur Unterstützung des Lernens von Schülern zu nutzen. Ein solches Tool sind intelligente Tutorensysteme. Diese Systeme passen sich an die einzelnen Schüler an, bieten ihnen Übungsaufgaben, Feedback zu ihren Antworten und Tipps, wenn sie gebraucht werden. Sie zielen darauf ab, das Wissen der Schüler zu verbessern, indem sie personalisierte Unterstützung anbieten. Allerdings ist es für Lehrer nicht immer einfach zu sehen, wie gut diese Systeme im Klassenzimmer funktionieren oder zu verstehen, wie sie die gesammelten Daten dieser Tools effektiv nutzen können.

Dieser Artikel bespricht, wie Lehrer die Daten von intelligenten Tutoren besser nutzen können, um ihren Unterricht zu unterstützen. Wir stellen ein Tool namens VisTA vor, das für Visualisierungen für Tutor-Analytik steht. Dieses Tool hilft Lehrern zu sehen und zu verstehen, wie Schüler mit ihren intelligenten Tutorsystemen interagieren. Ausserdem teilen wir Ergebnisse aus einer Studie mit fünf Lehrern, die VisTA getestet haben, um ihre Erfahrungen mitzuteilen.

Der Bedarf an Daten im Unterricht

Intelligente Tutorensysteme arbeiten, indem sie Daten darüber sammeln, wie Schüler mit ihnen interagieren. Diese Daten beinhalten, wie lange Schüler mit Aufgaben verbracht haben, wie viele Antworten sie richtig oder falsch hatten und welche Tipps sie angefragt haben. Während intelligente Tutoren Verbesserungen im Lernen der Schüler zeigen können, finden es Lehrer möglicherweise schwierig, diese Daten effektiv in ihre Unterrichtspläne oder Klassendiskussionen zu integrieren.

Lehrer möchten im Allgemeinen wissen, wie gut ihre Schüler lernen und wo sie möglicherweise Schwierigkeiten haben. Das Verstehen dieser Daten kann ihnen helfen, bessere Unterstützung zu bieten, aber die meisten bestehenden Tools zeigen nur allgemeine Zahlen. Lehrer brauchen Einblicke in die Leistung einzelner Schüler und detaillierte Informationen darüber, wie Schüler Aufgaben angehen.

Einführung von VisTA

VisTA ist ein neues Tool, das es Lehrern erleichtern soll, die Interaktionen ihrer Schüler mit intelligenten Tutorensystemen zu verstehen. VisTA bietet verschiedene Visualisierungen, die die Schülerdaten klar und hilfreich darstellen. Durch die Nutzung von VisTA können Lehrer verschiedene Ansichten des Engagements der Schüler erkunden, häufige Probleme verstehen und den Fortschritt einzelner Schüler über die Zeit verfolgen.

Das System hat vier Hauptfunktionen: die Übersichtsansicht, die Schüleransicht, die Aufgabenartansicht und die Detailansicht. Jede Ansicht ist darauf ausgelegt, Lehrern zu helfen, spezifische Interessensbereiche in den Lernwegen ihrer Schüler zu identifizieren.

Übersichtsansicht

Die Übersichtsansicht gibt eine Zusammenfassung, wie Schüler mit verschiedenen Aufgabentypen interagieren. Diese Ansicht verwendet ein horizontal angeordnetes Balkendiagramm, um abgeschlossene Aufgaben, übersprungene Aufgaben und falsch beantwortete Aufgaben anzuzeigen. Anhand dieser Zusammenfassung können Lehrer schnell erkennen, welche Themen im Unterricht mehr Aufmerksamkeit benötigen.

Wenn zum Beispiel viele Schüler mit einem bestimmten Aufgabentyp Schwierigkeiten haben, kann der Lehrer notieren, dieses Material in den kommenden Unterrichtseinheiten zu wiederholen. Durch den Vergleich der Leistungen bei unterschiedlichen Aufgabentypen können Lehrer ihren Unterricht anpassen, um ihre Schüler besser zu unterstützen.

Schüleransicht

Die Schüleransicht konzentriert sich auf einzelne Schüler und ermöglicht es Lehrern, zu sehen, wie ein bestimmter Schüler bei verschiedenen Aufgaben abgeschnitten hat. Sie zeigt, wie lange sie an jeder Aufgabe gearbeitet haben, ob sie richtig geantwortet haben und ob sie Tipps angefordert haben. Diese detaillierte Ansicht ermöglicht es Lehrern, den Fortschritt zu verfolgen und Bereiche zu identifizieren, in denen ein Schüler zusätzliche Unterstützung benötigen könnte.

Wenn ein Lehrer bemerkt, dass ein Schüler konstant länger bei bestimmten Aufgaben braucht oder viele Tipps anfordert, kann er Hilfe anbieten. Durch das genaue Beobachten des Verhaltens einzelner Schüler können Lehrer informierte Entscheidungen treffen, um den Schülern zum Erfolg zu verhelfen.

Aufgabenartansicht

Die Aufgabenartansicht ermöglicht es Lehrern, die Leistung über mehrere Schüler für spezifische Aufgabentypen zu betrachten. Diese Ansicht zeigt alle Versuche für einen Aufgabentyp in einem einzigen Diagramm, wodurch es einfach ist, Muster in den Fehlern oder Schwierigkeiten der Schüler zu erkennen.

Diese Ansicht kann häufige Hindernisse hervorheben, mit denen viele Schüler konfrontiert sind, und dem Lehrer helfen, den Unterricht auf diese herausfordernden Bereiche zu konzentrieren. Durch das Beobachten von Trends bei den Schülern können Lehrer lernen, wie sie das Lernen besser an die Bedürfnisse ihrer Schüler anpassen können.

Detailansicht

Die Detailansicht kombiniert Elemente sowohl der Schüler- als auch der Aufgabenartansichten. Sie bietet eine Aufschlüsselung, wie ein Schüler ein bestimmtes Problem angegangen ist, und zeigt schrittweise Interaktionen. Diese Ansicht hilft Lehrern zu sehen, wo ein Schüler möglicherweise einen Fehler gemacht hat und wie sie diese Fehler in weiteren Anweisungen ansprechen können.

Durch das Verständnis der Details jedes Problemlösungsprozesses können Lehrer spezifische Fähigkeiten identifizieren, mit denen Schüler Schwierigkeiten haben, und gezieltes Feedback anbieten.

Studienübersicht

Um die Wirksamkeit von VisTA zu testen, haben wir eine Studie mit fünf Lehrern von einer lokalen Universität durchgeführt. Ziel war es, Feedback zu sammeln, wie gut VisTA ihren Bedürfnissen entsprach und ob es wertvolle Einblicke in ihre Unterrichtspraktiken bot.

Während der Studie erkundeten die Lehrer VisTA in einer Fokusgruppe. Sie wurden ermutigt, ihre Gedanken zur Nützlichkeit des Tools, seinen Funktionen und ihrer Gesamterfahrung zu teilen.

Ergebnisse der Studie

Die Studie offenbarte mehrere wichtige Erkenntnisse darüber, wie Lehrer VisTA wahrnahmen und damit interagierten. Insgesamt fanden die Lehrer das Tool hilfreich, um die Schülerleistung zu verstehen und ihre Unterrichtsstrategien zu verbessern.

Anpassung der Antworten an die Schülerleistung

Lehrer berichteten, dass die detaillierten Visualisierungen in VisTA ihnen halfen, ihre Antworten basierend auf der individuellen Schülerleistung anzupassen. Zum Beispiel, wenn sie ein Muster von falschen Antworten bei einem Schüler bemerkten, konnten sie mit diesem Schüler nachfragen, um Unterstützung anzubieten oder Missverständnisse zu klären. Die Möglichkeit zu sehen, bei welchen Schritten Schüler Schwierigkeiten hatten, erlaubte es den Lehrern, angemessene Hinweise zu geben.

Diese nuancierte Sicht auf die Schülerleistung half den Lehrern zu erkennen, dass ein einzelner Fehler möglicherweise nicht auf mangelndes Verständnis hindeutet, sondern einfach ein momentaner Ausrutscher sein könnte. In anderen Fällen könnte eine Reihe von Fehlern auf ein tieferes Problem hinweisen, das sofortige Aufmerksamkeit erfordert. Durch das Verstehen dieser Unterschiede fühlten sich die Lehrer besser gerüstet, um effektiv auf ihre Schüler zu reagieren.

Identifizierung von Lernbereichen

Lehrer hoben auch hervor, wie VisTA ihnen half, häufige Bereiche zu identifizieren, in denen Schüler allgemein Schwierigkeiten hatten. Durch die Analyse der Aufgabenartansicht konnten sie sehen, welche Fähigkeiten oder Wissenskomponenten die Schüler als schwierig empfanden. Diese Erkenntnis ermöglichte es den Lehrern, ihre Unterrichtspläne anzupassen, um herausfordernde Themen erneut aufzugreifen und sicherzustellen, dass alle Schüler die angemessene Anleitung erhielten.

Der Fokus auf spezifische Aufgabentypen erleichterte es Lehrern, Trends zu analysieren und den Einfluss ihrer Lehrbemühungen zu maximieren.

Verbesserung des Schülerlernens

Das Feedback der Lehrer deutete darauf hin, dass VisTA das Lernen der Schüler verbessern könnte. Indem den Schülern klarere Einblicke in ihre Fehler vermittelt werden, fördert das System die Selbstreflexion. Die Lehrer waren der Meinung, dass, wenn die Schüler sehen könnten, wo sie Fehler gemacht haben, sie motivierter sein könnten, diese Bereiche zu überprüfen, was zu besserem Verständnis und Leistung führt.

Zusätzlich zur Selbstreflexion äusserten Lehrer Interesse daran, VisTA als Werkzeug zu nutzen, um selbstgesteuertes Lernen zu fördern. Indem sie den Schülern Zugang zu ihren Leistungsdaten gewähren, könnten diese persönliche Ziele setzen und ihren Fortschritt im Laufe der Zeit überwachen.

Zukünftige Möglichkeiten

Obwohl die Studie positives Feedback zu VisTA lieferte, schlugen die Lehrer auch Bereiche für zukünftige Verbesserungen und Entwicklungen vor. Dieses Feedback wird nützlich sein, während VisTA weiter verfeinert und ausgebaut wird, um den Benutzerbedürfnissen gerecht zu werden.

Temporäre Sequenzabfrage und -erkennung

Ein Bereich für zukünftige Entwicklungen ist die Schaffung einer Funktion, die es Lehrern ermöglicht, Anfragen nach spezifischen Mustern in der Interaktion der Schüler einzugeben. Indem Lehrer nach bestimmten Handlungssequenzen suchen können, könnten sie Schüler identifizieren, die mehr Unterstützung benötigen, oder solche, die interessante Lernverhalten zeigen. Beispielsweise könnten Lehrer nach Schülern suchen, die konsequent Tipps anfordern oder bei bestimmten Problemen Schwierigkeiten haben. Diese Fähigkeit würde die Effektivität des Tools erhöhen.

Unterstützung selbstgesteuerten Lernens

Lehrer erkannten, dass die Visualisierungen auch den Schülern direkt zugutekommen könnten. Indem sie den Schülern Zugang zu ihren Leistungsdaten geben, könnten sie selbstgesteuertes Lernen fördern. Wenn die Schüler ihre Stärken und Schwächen sehen, können sie sich auf Bereiche konzentrieren, die verbessert werden müssen, was Verantwortung für ihr Lernen fördert.

Die Möglichkeit, dass Schüler VisTA nutzen, um über ihr Lernen nachzudenken, könnte zu einem grösseren Gefühl von Eigenverantwortung und Erfolg führen. Während die Lehrer weiterhin die Anwendung von VisTA erkunden, werden sie in der Lage sein, Funktionen zu entwerfen, die das Lernen effektiver unterstützen.

Fazit

Zusammenfassend bietet VisTA einen vielversprechenden Ansatz zur Nutzung von Daten aus intelligenten Tutorensystemen im Klassenzimmer. Indem es Lehrern klare Visualisierungen der Schülerleistung bietet, ermöglicht das Tool den Pädagogen, ihren Unterricht basierend auf den individuellen und kollektiven Bedürfnissen der Schüler anzupassen. Das positive Feedback von Lehrern in der Studie hebt das Potenzial dieses Tools hervor, die Lehrpraktiken zu verbessern und die Lernergebnisse der Schüler zu fördern.

Während VisTA weiterentwickelt wird, gibt es Möglichkeiten, seine Funktionen weiter auszubauen. Das Ziel ist es, eine noch leistungsfähigere Ressource für Pädagogen und Schüler zu schaffen, die ein Umfeld fördert, das Lernen durch datengestützte Erkenntnisse unterstützt. Mit kontinuierlicher Entwicklung könnte VisTA eine wichtige Rolle in der Zukunft der Bildung spielen und sowohl Lehrern als auch Schülern helfen, ihre Ziele zu erreichen.

Originalquelle

Titel: Visualizing Intelligent Tutor Interactions for Responsive Pedagogy

Zusammenfassung: Intelligent tutoring systems leverage AI models of expert learning and student knowledge to deliver personalized tutoring to students. While these intelligent tutors have demonstrated improved student learning outcomes, it is still unclear how teachers might integrate them into curriculum and course planning to support responsive pedagogy. In this paper, we conducted a design study with five teachers who have deployed Apprentice Tutors, an intelligent tutoring platform, in their classes. We characterized their challenges around analyzing student interaction data from intelligent tutoring systems and built VisTA (Visualizations for Tutor Analytics), a visual analytics system that shows detailed provenance data across multiple coordinated views. We evaluated VisTA with the same five teachers, and found that the visualizations helped them better interpret intelligent tutor data, gain insights into student problem-solving provenance, and decide on necessary follow-up actions - such as providing students with further support or reviewing skills in the classroom. Finally, we discuss potential extensions of VisTA into sequence query and detection, as well as the potential for the visualizations to be useful for encouraging self-directed learning in students.

Autoren: Grace Guo, Aishwarya Mudgal Sunil Kumar, Adit Gupta, Adam Coscia, Chris MacLellan, Alex Endert

Letzte Aktualisierung: 2024-04-19 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://arxiv.org/abs/2404.12944

Quell-PDF: https://arxiv.org/pdf/2404.12944

Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.

Vielen Dank an arxiv für die Nutzung seiner Open-Access-Interoperabilität.

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