論文の概要: Towards an intelligent assessment system for evaluating the development of algorithmic thinking skills: An exploratory study in Swiss compulsory schools

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.22756v1
• Date: Thu, 27 Mar 2025 13:34:36 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-04-01 14:39:24.118385
• Title: Towards an intelligent assessment system for evaluating the development of algorithmic thinking skills: An exploratory study in Swiss compulsory schools
• Title（参考訳）: アルゴリズム思考スキルの発達評価のためのインテリジェントアセスメントシステム--スイス強制学校における探索的研究
• Authors: Giorgia Adorni,
• Abstract要約: 本研究は,大規模CT技術評価のための総合的枠組みの構築を目的とする。 我々はまずCTの位置と発達特性を捉える能力モデルを開発し、認知能力、年齢、文脈に合わせた活動の設計を指導した。 我々は,非デジタルアーティファクト(プラグ無し)と手動専門家アセスメントと,デジタルアーティファクト(仮想)と自動アセスメントの2つの変種で提供されるATスキルの大規模評価活動を開発した。
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• Abstract: The rapid digitalisation of contemporary society has profoundly impacted various facets of our lives, including healthcare, communication, business, and education. The ability to engage with new technologies and solve problems has become crucial, making CT skills, such as pattern recognition, decomposition, and algorithm design, essential competencies. In response, Switzerland is conducting research and initiatives to integrate CT into its educational system. This study aims to develop a comprehensive framework for large-scale assessment of CT skills, particularly focusing on AT, the ability to design algorithms. To achieve this, we first developed a competence model capturing the situated and developmental nature of CT, guiding the design of activities tailored to cognitive abilities, age, and context. This framework clarifies how activity characteristics influence CT development and how to assess these competencies. Additionally, we developed an activity for large-scale assessment of AT skills, offered in two variants: one based on non-digital artefacts (unplugged) and manual expert assessment, and the other based on digital artefacts (virtual) and automatic assessment. To provide a more comprehensive evaluation of students' competencies, we developed an IAS based on BNs with noisy gates, which offers real-time probabilistic assessment for each skill rather than a single overall score. The results indicate that the proposed instrument can measure AT competencies across different age groups and educational contexts in Switzerland, demonstrating its applicability for large-scale use. AT competencies exhibit a progressive development, with no overall gender differences, though variations are observed at the school level, significantly influenced by the artefact-based environment and its context, underscoring the importance of creating accessible and adaptable assessment tools.
• Abstract（参考訳）: 現代社会の急速なデジタル化は、医療、コミュニケーション、ビジネス、教育など、私たちの生活の様々な側面に大きな影響を与えています。 パターン認識や分解,アルゴリズム設計といったCTスキル,本質的な能力を実現するため,新しい技術に携わる能力や問題解決能力が重要になっている。 これに応えて、スイスはCTを教育システムに統合する研究とイニシアチブを実施している。 本研究は,大規模CT技術評価のための総合的枠組みの構築を目的とする。 そこで我々はまずCTの位置と発達特性を捉える能力モデルを開発し,認知能力,年齢,文脈に合わせた活動の設計を指導した。 この枠組みは, 活動特性がCTの発達にどのように影響するか, およびこれらの能力を評価する方法を明らかにする。 さらに,非デジタルアーティファクト(プラグ無し)と手動専門家アセスメントと,デジタルアーティファクト(仮想)と自動アセスメントの2つのバリエーションで提供されるATスキルの大規模評価活動を開発した。 学生の能力を総合的に評価するために,ノイズゲート付きBNをベースとしたIASを開発した。 提案手法は, スイスの異なる年齢層および教育環境におけるAT能力を測定し, 大規模使用に適用可能であることを示す。 AT能力は、全体的な性別差がないが、学校レベルでは変化が見られ、アーティファクトベースの環境とその文脈に大きく影響され、アクセシブルで適応可能なアセスメントツールを作成することの重要性が強調されている。

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