Adaptive Lernsysteme wurden traditionell in separate Komponenten oder ‚Modelle‘ unterteilt. Während verschiedene Modellgruppen vorgestellt wurden, enthalten die meisten Systeme einige oder alle der folgenden Modelle (gelegentlich mit unterschiedlichen Namen):
- Expertenmodell – Das Modell mit den Informationen, die vermittelt werden sollen
- Schülermodell – Das Modell, das den Schüler verfolgt und lernt
- Lehrmodell – Das Modell, das die Informationen tatsächlich vermittelt
- Unterrichtsumgebung – Die Benutzeroberfläche für die Interaktion mit dem System
Expertenmodellbearbeiten
Das Expertenmodell speichert Informationen über das Material, das gelehrt wird. Dies kann so einfach sein wie die Lösungen für den Fragensatz, aber es kann auch Lektionen und Tutorials und in komplexeren Systemen sogar Expertenmethoden enthalten, um Ansätze für die Fragen zu veranschaulichen.
Adaptive Lernsysteme, die kein Expertenmodell enthalten, integrieren diese Funktionen typischerweise in das Lehrmodell.
Student modelEdit
Das einfachste Mittel zur Bestimmung des Qualifikationsniveaus eines Schülers ist die Methode von CAT (Computerized Adaptive Testing). In CAT werden dem Thema Fragen gestellt, die basierend auf ihrem Schwierigkeitsgrad in Bezug auf das vermutete Qualifikationsniveau des Themas ausgewählt werden. Im Verlauf des Tests passt der Computer die Punktzahl des Probanden basierend auf seinen Antworten an und passt die Punktzahl kontinuierlich an, indem Fragen aus einem engeren Schwierigkeitsgrad ausgewählt werden.
Ein Algorithmus für eine Bewertung im CAT-Stil ist einfach zu implementieren. Ein großer Pool von Fragen wird angehäuft und nach Schwierigkeitsgrad bewertet, durch Expertenanalyse, Experimentieren, oder eine Kombination aus beidem. Der Computer führt dann eine im Wesentlichen binäre Suche durch, wobei er dem Probanden immer eine Frage gibt, die auf halbem Weg zwischen dem liegt, was der Computer bereits als maximal und minimal mögliche Fähigkeitsstufen des Probanden festgelegt hat. Diese Stufen werden dann an den Schwierigkeitsgrad der Frage angepasst, wobei das Minimum neu zugewiesen wird, wenn das Subjekt richtig geantwortet hat, und das Maximum, wenn das Subjekt falsch geantwortet hat. Offensichtlich muss eine gewisse Fehlerspanne eingebaut werden, um Szenarien zu ermöglichen, in denen die Antwort des Probanden nicht auf sein wahres Qualifikationsniveau hinweist, sondern einfach zufällig ist. Das Stellen mehrerer Fragen aus einem Schwierigkeitsgrad verringert die Wahrscheinlichkeit einer irreführenden Antwort erheblich, und wenn der Bereich über das angenommene Qualifikationsniveau hinauswachsen kann, können mögliche Fehlbewertungen ausgeglichen werden.
Eine weitere Erweiterung der Identifizierung von konzeptionellen Schwächen besteht darin, das Schülermodell so zu programmieren, dass falsche Antworten analysiert werden. Dies gilt insbesondere für Multiple-Choice-Fragen. Betrachten Sie das folgende Beispiel:
Q. Vereinfachen: 2 x 2 + x 3 {\displaystyle 2x^{2}+x}^{3}}
a) Kann nicht vereinfacht werden b) 3 x 5 {\displaystyle 3x^{5}}
c) … d) …
Offensichtlich fügt ein Student, der (b) antwortet, die Exponenten hinzu und versteht das Konzept ähnlicher Begriffe nicht. In diesem Fall bietet die falsche Antwort zusätzliche Einblicke, die über die einfache Tatsache hinausgehen, dass sie falsch ist.
Unterrichtsmodellbearbeiten
Das Unterrichtsmodell versucht im Allgemeinen, die besten pädagogischen Werkzeuge, die die Technologie zu bieten hat (z. B. Multimedia-Präsentationen), mit kompetenten Lehrerratschlägen für Präsentationsmethoden zu integrieren. Der Grad der Raffinesse des Lehrmodells hängt stark vom Grad der Raffinesse des Schülermodells ab. In einem Schülermodell im CAT-Stil ordnet das Lehrmodell die Lektionen einfach entsprechend den Rängen für den Fragenpool ein. Wenn das Niveau des Schülers zufriedenstellend bestimmt wurde, bietet das Unterrichtsmodell die entsprechende Lektion. Die fortgeschritteneren Schülermodelle, die auf Konzepten basieren, benötigen ein Lehrmodell, das den Unterricht auch nach Konzept organisiert. Das Lehrmodell kann so gestaltet werden, dass die Sammlung von Schwächen analysiert und ein Unterrichtsplan entsprechend angepasst werden kann.
Wenn die falschen Antworten vom Schülermodell ausgewertet werden, versuchen einige Systeme, Feedback zu den tatsächlichen Fragen in Form von ‚Hinweisen‘ zu geben. Wenn der Schüler Fehler macht, werden nützliche Vorschläge angezeigt, z. B. „Schauen Sie sich das Vorzeichen der Zahl genau an“. Auch dies kann in den Bereich des Lehrmodells fallen, wobei generische konzeptbasierte Hinweise basierend auf Konzeptschwächen angeboten werden, oder die Hinweise können fragenspezifisch sein, in welchem Fall sich die Schüler-, Lehr- und Expertenmodelle überschneiden.