Simple Science

Scienza all'avanguardia spiegata semplicemente

# Informatica# Interazione uomo-macchina

Usare i dati per trasformare l'insegnamento con VisTA

VisTA aiuta gli insegnanti a utilizzare i dati degli studenti per ottenere risultati di apprendimento migliori.

― 8 leggere min


VisTA: InsegnamentoVisTA: InsegnamentoBasato sui Datiintuizioni sui dati degli studenti.Rivoluziona l'insegnamento con le
Indice

Nel panorama educativo di oggi, usare la tecnologia per aiutare gli studenti a imparare è comune. Uno di questi strumenti sono i sistemi di tutoring intelligenti. Questi sistemi si adattano ai singoli studenti, fornendo loro problemi di pratica, feedback sulle loro risposte e suggerimenti quando necessario. L'obiettivo è migliorare le conoscenze degli studenti offrendo supporto personalizzato. Tuttavia, non è sempre facile per gli insegnanti vedere quanto questi sistemi funzionano in classe o capire come utilizzare efficacemente i dati raccolti da questi strumenti.

Quest'articolo parla di come gli insegnanti possono utilizzare meglio i dati dai tutor intelligenti per supportare il loro insegnamento. Introduciamo uno strumento chiamato VisTA, che sta per Visualizzazioni per le Analisi dei Tutor. Questo strumento aiuta gli insegnanti a vedere e capire come gli studenti interagiscono con i loro sistemi di tutoring intelligenti. Condividiamo anche i risultati di uno studio condotto con cinque insegnanti che hanno testato VisTA per condividere le loro esperienze.

La Necessità di Dati nell'Insegnamento

I sistemi di tutoring intelligenti funzionano raccogliendo dati su come gli studenti interagiscono con loro. Questi dati includono quanto tempo gli studenti hanno trascorso sui problemi, quante risposte hanno dato giuste o sbagliate e quali suggerimenti hanno chiesto. Anche se i tutor intelligenti possono mostrare miglioramenti nell'apprendimento degli studenti, gli insegnanti potrebbero trovarlo complicato utilizzare questi dati nei loro piani di lezione o nelle discussioni in classe.

Gli insegnanti vogliono generalmente sapere quanto bene gli studenti stanno imparando e dove potrebbero avere difficoltà. Comprendere questi dati può aiutarli a fornire un supporto migliore, ma la maggior parte degli strumenti esistenti mostra solo numeri generali. Gli insegnanti hanno bisogno di approfondimenti sulle prestazioni individuali degli studenti e informazioni dettagliate su come gli studenti stanno affrontando i problemi.

Introduzione a VisTA

VisTA è un nuovo strumento progettato per rendere più facile per gli insegnanti comprendere le interazioni dei loro studenti con i sistemi di tutoring intelligenti. VisTA offre varie visualizzazioni che mostrano i dati degli studenti in modi chiari e utili. Usando VisTA, gli insegnanti possono esplorare diverse visualizzazioni dell'impegno degli studenti, capire problemi comuni e monitorare i progressi individuali nel tempo.

Il sistema ha quattro funzioni principali: la visualizzazione Generale, la visualizzazione Studente, la visualizzazione Tipo di Problema e la visualizzazione Dettagli. Ogni visualizzazione è progettata per aiutare gli insegnanti a identificare aree specifiche di interesse nei percorsi di apprendimento dei loro studenti.

Visualizzazione Generale

La visualizzazione Generale fornisce un riassunto di come gli studenti stanno interagendo con vari tipi di problemi. Questa visualizzazione usa un grafico a barre orizzontali per mostrare i problemi completati, i problemi saltati e i problemi a cui è stata data risposta sbagliata. Vedere questo riassunto consente agli insegnanti di identificare rapidamente quali argomenti potrebbero necessitare di maggiore attenzione in classe.

Ad esempio, se molti studenti hanno difficoltà con un tipo di problema specifico, l'insegnante può prendere nota per rivedere quel materiale nelle lezioni future. Confrontando le prestazioni su diversi tipi di problemi, gli insegnanti possono adattare il loro insegnamento per supportare meglio i loro studenti.

Visualizzazione Studente

La visualizzazione Studente si concentra su singoli studenti, permettendo agli insegnanti di vedere come un determinato studente ha performato su vari problemi. Mostra quanto tempo hanno trascorso su ciascun problema, se hanno risposto correttamente e se hanno richiesto suggerimenti. Questa vista dettagliata consente agli insegnanti di monitorare i progressi e identificare aree in cui uno studente potrebbe aver bisogno di ulteriore supporto.

Se un insegnante nota che uno studente impiega costantemente più tempo su determinati problemi o chiede molti suggerimenti, può contattare l'assistenza. Monitorando attentamente il comportamento degli studenti, gli insegnanti possono prendere decisioni informate per aiutare gli studenti a avere successo.

Visualizzazione Tipo di Problema

La visualizzazione Tipo di Problema consente agli insegnanti di guardare le prestazioni di più studenti su specifici tipi di problemi. Questa visualizzazione mostra tutti i tentativi per un tipo di problema su un unico grafico, rendendo facile vedere schemi negli errori o nelle difficoltà degli studenti.

Questa vista può evidenziare ostacoli comuni che molti studenti affrontano, aiutando l'insegnante a concentrare le loro lezioni su quelle aree difficili. Osservando le tendenze tra gli studenti, gli insegnanti possono capire come modificare l'esperienza di apprendimento per soddisfare meglio le esigenze dei loro studenti.

Visualizzazione Dettagli

La visualizzazione Dettagli combina elementi delle visualizzazioni Studente e Tipo di Problema. Fornisce una suddivisione di come uno studente ha affrontato un particolare problema, mostrando interazioni passo dopo passo. Questa vista aiuta gli insegnanti a vedere dove uno studente potrebbe essere andato storto e come possono affrontare quegli errori in ulteriori istruzioni.

Capendo i dettagli di ogni processo di risoluzione dei problemi, gli insegnanti possono identificare competenze specifiche con cui gli studenti hanno difficoltà e offrire feedback mirati.

Panoramica dello Studio

Per testare l'efficacia di VisTA, abbiamo condotto uno studio con cinque insegnanti di un'università locale. L'obiettivo era raccogliere feedback su quanto bene VisTA soddisfacesse le loro esigenze e se fornisse intuizioni utili sulle loro pratiche di insegnamento.

Durante lo studio, gli insegnanti hanno esplorato VisTA in un contesto di gruppo di discussione. Sono stati incoraggiati a condividere le loro opinioni sull'utilità dello strumento, le sue funzionalità e la loro esperienza complessiva.

Risultati dello Studio

Lo studio ha rivelato diversi importanti approfondimenti su come gli insegnanti hanno visto e interagito con VisTA. Complessivamente, gli insegnanti hanno trovato lo strumento utile per comprendere le prestazioni degli studenti e migliorare le strategie didattiche.

Adattare le Risposte alle Prestazioni degli Studenti

Gli insegnanti hanno riportato che le visualizzazioni dettagliate in VisTA li hanno aiutati ad adattare le loro risposte in base alle prestazioni individuali degli studenti. Ad esempio, quando notavano uno schema di risposte sbagliate da parte di uno studente, potevano seguire quello studente per offrire supporto o chiarire fraintendimenti. La possibilità di vedere quali passaggi gli studenti trovavano difficili ha permesso agli insegnanti di offrire indicazioni appropriate.

Questa visione sfumata delle prestazioni degli studenti ha aiutato gli educatori a rendersi conto che un singolo errore potrebbe non indicare una mancanza di comprensione, ma potrebbe semplicemente essere un momento di distrazione. In altre occasioni, una serie di errori potrebbe segnalare un problema più profondo che richiedeva un'attenzione più immediata. Capendo queste differenze, gli insegnanti si sentivano meglio attrezzati per rispondere ai loro studenti in modo efficace.

Identificare Aree per l'Istruzione

Gli insegnanti hanno anche sottolineato come VisTA li abbia aiutati a identificare aree comuni in cui gli studenti hanno avuto difficoltà. Analizzando la visualizzazione Tipo di Problema, potevano vedere quali competenze o componenti di conoscenza gli studenti tendevano a trovare difficili. Questa intuizione ha permesso agli insegnanti di modificare i loro piani di lezione per rivedere argomenti impegnativi, garantendo che tutti gli studenti ricevano un'istruzione adeguata.

Il focus su specifici tipi di problemi ha reso più facile per gli insegnanti analizzare le tendenze, massimizzando l'impatto dei loro sforzi di insegnamento.

Migliorare l'Apprendimento degli Studenti

Il feedback degli insegnanti suggeriva che VisTA potesse migliorare l'apprendimento degli studenti. Fornendo agli studenti intuizioni più chiare sui loro errori, il sistema incoraggia l'auto-riflessione. Gli insegnanti sentivano che se gli studenti potessero vedere dove avevano sbagliato, potrebbero essere più motivati a rivedere quelle aree, portando a una migliore comprensione e prestazione.

Oltre all'auto-riflessione, gli insegnanti hanno espresso interesse a utilizzare VisTA come strumento per promuovere l'apprendimento autonomo. Consentendo agli studenti di avere accesso ai loro dati di performance, potrebbero fissare obiettivi personali e monitorare i loro progressi nel tempo.

Opportunità Future

Sebbene lo studio abbia fornito feedback positivi su VisTA, gli insegnanti hanno anche suggerito aree per miglioramenti e sviluppi futuri. Questo feedback sarà utile man mano che VisTA verrà ulteriormente perfezionato ed espanso per soddisfare le esigenze degli utenti.

Query e Rilevamento della Sequenza Temporale

Un'area per lo sviluppo futuro è la creazione di una funzionalità che consenta agli insegnanti di inserire query per specifici schemi nelle interazioni degli studenti. Consentendo agli insegnanti di cercare sequenze specifiche di azioni, possono identificare gli studenti che potrebbero aver bisogno di ulteriore supporto o quelli che mostrano comportamenti di apprendimento interessanti. Ad esempio, gli insegnanti potrebbero cercare studenti che richiedono costantemente suggerimenti o quelli che hanno difficoltà con determinati problemi. Questa capacità aumenterebbe l'efficacia dello strumento.

Sostenere l'Apprendimento Autodiretto

Gli insegnanti hanno riconosciuto che le visualizzazioni potrebbero anche beneficiare direttamente gli studenti. Fornendo agli studenti accesso ai loro dati di performance, potrebbero promuovere l'apprendimento autodiretto. Vedere i propri punti di forza e debolezza consente agli studenti di concentrarsi su aree che necessitano di miglioramento, promuovendo la responsabilità per il proprio apprendimento.

La possibilità che gli studenti utilizzino VisTA per riflettere sul loro apprendimento potrebbe portare a un maggiore senso di proprietà e successo. Man mano che gli insegnanti continueranno a esplorare l'applicazione di VisTA, saranno in grado di progettare funzionalità che supportano meglio i discenti.

Conclusione

In conclusione, VisTA offre un approccio promettente per utilizzare i dati dai sistemi di tutoring intelligenti in classe. Fornendo agli insegnanti visualizzazioni chiare delle prestazioni degli studenti, lo strumento consente agli educatori di adattare il loro insegnamento in base alle esigenze individuali e collettive degli studenti. Il feedback positivo degli insegnanti nello studio evidenzia il potenziale di questo strumento per migliorare le pratiche didattiche e gli esiti di apprendimento degli studenti.

Man mano che VisTA continua a evolversi, ci sono opportunità per espandere ulteriormente le sue funzionalità. L'obiettivo è creare una risorsa ancora più potente per educatori e studenti, promuovendo un ambiente che supporti l'apprendimento attraverso intuizioni basate sui dati. Con lo sviluppo continuo, VisTA potrebbe svolgere un ruolo importante nel futuro dell'istruzione, aiutando sia gli insegnanti che gli studenti a raggiungere i loro obiettivi.

Fonte originale

Titolo: Visualizing Intelligent Tutor Interactions for Responsive Pedagogy

Estratto: 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.

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

Ultimo aggiornamento: 2024-04-19 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://arxiv.org/abs/2404.12944

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2404.12944

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

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia arxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

Altro dagli autori

Articoli simili