Cornell CIS-onderzoekers werken aan computersoftware die wiskundeleraren in het basisonderwijs kan helpen bij het beoordelen van wiskundeopdrachten. Onderzoekers zullen hun onderzoek presenteren op de Conference on Human Factors in Computing Systems, 21-26 april in Montréal.

"Ik ben geïnteresseerd geweest in het werken aan technieken voor automatisch onderwijs en in het proberen het leven van leraren gemakkelijker te maken, " zei Erik Andersen, assistent-professor informatica. "Een van de dingen waar docenten veel tijd aan besteden, is beoordelen. Maar beoordelen is ingewikkelder dan het antwoord goed of fout is. Waar de docenten veel tijd aan besteden, is het toekennen van gedeeltelijke punten en individueel werken om erachter te komen wat studenten We stellen ons een toekomst voor waarin docenten minder tijd besteden aan het reconstrueren van wat hun leerlingen denken en meer tijd besteden aan rechtstreekse samenwerking met hun leerlingen."

Andersen heeft met Sumit Gulwani van Microsoft Research gewerkt aan "coole dingen doen" met bijvoorbeeld programmeren. "Het werk probeert je denkproces te reverse-engineeren. We bouwen een algoritme dat afleidt en reconstrueert hoe de student zijn huiswerk maakt - we vertalen de intentie, ' zei Andersen.

De onderzoekers werkten met een dataset van Metametrics van ongeveer 300 studenten die optel- en aftrekproblemen oplosten en gebruikten die voorbeelden om te reconstrueren wat de studenten goed of fout deden.

"Dit was technisch uitdagend, en de oplossing interessant, " zei Andersen. "We hebben gewerkt aan het bedenken van een efficiënte datastructuur en algoritme dat het systeem zou helpen een enorme hoeveelheid mogelijke dingen te doorzoeken die studenten zouden kunnen denken. We ontdekten dat 13 procent van deze studenten duidelijke systematische procedurefouten maakte, en het algoritme van de onderzoekers leerde 53 procent van deze fouten te repliceren op een manier die nauwkeurig leek. De sleutel is dat we de computer niet het juiste antwoord geven - we vragen de computer om af te leiden wat de leerling misschien verkeerd doet. Deze tool kan een leraar echt laten zien wat de student niet begrijpt, en het kan procedurele misvattingen aantonen aan een opvoeder net zo succesvol als een menselijke expert."

Het uiteindelijke doel van de software is om leraren een beoordelingsoplossing te bieden die ook rapporten zal genereren over de algemene leerresultaten voor het klaslokaal en oplossingsgebieden waar leraren meer energie moeten steken. De software werkt alleen met eenvoudige wiskunde zoals aftrekken en optellen, maar zal in de toekomst verder gaan met algebra en meer geavanceerde vergelijkingen.