Učení z dat o řešení problémů

Bc. Juraj Nižnan

Master's thesis

Learning from problem-solving data

Anotácia:

Pre inteligentný výukový systém je dôležité rozumieť tomu, ktoré vedomostné koncepty sú precvičované jednotlivými inštanciami problémov. Toto zobrazenie problémov do konceptov môže byť vytvorené expertom, ale tento proces vyžaduje veľa času a je náchylný na chyby. Preskúmavame spôsoby ako zistiť toto zobrazenie automaticky z časov riešenia problémov. Navrhujeme dva jednoduché modely: jeden je založený na algoritme k-means a druhý je model s viacrozmernou zručnosťou (q-matrix model). Metódy vyhodnocujeme nad umelými a aj reálnymi dátami z Problem Solving Tutora (inteligentný výukový systém vyvíjaný na našej fakulte). Výsledky ukazujú, že je možné vytvoriť zobrazenie problémov do konceptov automaticky len z časov riešenia problémov a že toto zobrazenie môže priniesť zaujímavý pohľad do študovaných problémov.

Abstract:

It is important for an intelligent tutoring system to understand which knowledge concepts are practised by which problem instances. This problem-concept mapping may be created by an expert, but this is time-consuming and error-prone. We explore ways how of detecting this mapping automatically from problem-solving times. We propose two simple models: one based on the k-means algorithm and the other on a model with multidimensional skill (q-matrix model). We evaluate the methods both on synthetic and on real data from the Problem Solving Tutor (an intelligent tutoring system developed at our faculty). The results show that it is feasible to create the problem-concept mapping automatically just from the problem-solving times and that this mapping may bring interesting insight into the studied problems.

Keywords

concept detection, educational data mining, clustering, q-matrix, Problem Solving Tutor

Jazyk práce: English

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 27. 5. 2013

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 26. 6. 2013
• Vedúci: doc. Mgr. Radek Pelánek, Ph.D.
• Oponent: doc. RNDr. Tomáš Brázdil, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Informatics

Master programme / odbor:
Informatics / Parallel and Distributed Systems