論文の概要: CLASS Meet SPOCK: An Education Tutoring Chatbot based on Learning
Science Principles
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.13272v1
- Date: Mon, 22 May 2023 17:35:05 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-23 13:48:17.346208
- Title: CLASS Meet SPOCK: An Education Tutoring Chatbot based on Learning
Science Principles
- Title(参考訳): CLASS Meet SPOCK: 学習科学原理に基づくチャットボットの学習指導
- Authors: Shashank Sonkar, Lucy Liu, Debshila Basu Mallick, Richard G. Baraniuk
- Abstract要約: 高性能知能学習システム(ITS)を開発するためのCLASS(Conversational Learning with Analytical Step-by-Step Strategies)という設計フレームワークを提案する。
CLASSフレームワークは、2つの重要な能力でITSを強化することを目的としている。
本稿では,CLASSフレームワークを用いて,大学レベルの入門生物学内容に着目した概念実証(SPOCK)を提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 21.045808523338486
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We present a design framework called Conversational Learning with Analytical
Step-by-Step Strategies (CLASS) for developing high-performance Intelligent
Tutoring Systems (ITS). The CLASS framework aims to empower ITS with with two
critical capabilities: imparting tutor-like step-by-step guidance and enabling
tutor-like conversations in natural language to effectively engage learners. To
empower ITS with the aforementioned capabilities, the CLASS framework employs
two carefully curated synthetic datasets. The first scaffolding dataset
encompasses a variety of elements, including problems, their corresponding
subproblems, hints, incorrect solutions, and tailored feedback. This dataset
provides ITS with essential problem-solving strategies necessary for guiding
students through each step of the conversation. The second conversational
dataset contains simulated student-tutor conversations that involve the
application of problem-solving strategies learned from the first dataset. In
the second dataset, the tutoring system adheres to a pre-defined response
template, which helps to maintain consistency and structure in ITS's responses
during its interactions. This structured methodology facilitates seamless
integration of user feedback and yields valuable insights into ITS's internal
decision-making process, allowing for continuous refinement and improvement of
the system. We also present a proof-of-concept ITS, referred to as SPOCK,
trained using the CLASS framework with a focus on college level introductory
biology content. A carefully constructed protocol was developed for SPOCK's
preliminary evaluation, examining aspects such as the factual accuracy and
relevance of its responses. Experts in the field of biology offered favorable
remarks, particularly highlighting SPOCK's capability to break down questions
into manageable subproblems and provide step-by-step guidance to students.
- Abstract(参考訳): 本稿では,CLASS(Conversational Learning with Analytical Step-by-Step Strategies)と呼ばれる設計フレームワークについて述べる。
このクラスフレームワークは、チューターのようなステップ・バイ・ステップのガイダンスを与えることと、自然言語におけるチューターのような会話を学習者と効果的に結びつけることである。
上記の能力でITSを強化するために、CLASSフレームワークは2つの慎重にキュレートされた合成データセットを使用している。
最初のスキャフォールディングデータセットは、問題、対応する部分問題、ヒント、間違った解決策、調整されたフィードバックを含む、さまざまな要素を含んでいる。
このデータセットは、会話の各ステップを通じて学生を導くために必要な基本的な問題解決戦略を提供する。
第2の会話データセットには、第1のデータセットから学んだ問題解決戦略の適用を含むシミュレーションされた学生と教師の会話が含まれている。
第2のデータセットでは、チュータシステムは事前定義されたレスポンステンプレートに準拠しており、インタラクション中の応答の一貫性と構造を維持するのに役立つ。
この構造化された手法は、ユーザフィードバックのシームレスな統合を促進し、ITSの内部決定プロセスに関する貴重な洞察を与え、システムの継続的な洗練と改善を可能にします。
また,大学レベルの導入生物学コンテンツに着目したクラスフレームワークを用いて,speckと呼ばれる概念実証法を提案する。
SPOCK の事前評価のためのプロトコルを慎重に構築し,その応答の事実的正確性や関連性について検討した。
生物学の分野の専門家は、特にSPOCKが、質問を管理可能なサブプロブレムに分解し、学生にステップバイステップのガイダンスを提供する能力を強調した。
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