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面向问题与辅导对话的统一响应框架

A Unified Response Framework for Questions and Tutoring Dialogues

Zhangqi Duan · Simon Woodhead · Maya Miller-Vedam · Andrew Lan

中文摘要

现有教育应用中的学生模型主要关注学生对问题的回答,但随着大规模辅导的普及,分析导师与学生间的对话以揭示细粒度知识证据变得至关重要。该工作提出一种统一框架,在共享的项目反应理论(IRT)量表上同时建模学生对问题的回答及对话中导师提出的子任务。首先识别辅导对话中的数学子任务,将其改写为自包含问题,并判定学生回答的正确性。随后开发 IRT 框架,从文本估计问题/子任务难度,追踪学生在问答与对话交互中能力的演变,并采用新方法利用连续子任务间的导师行为来正则化难度值。在包含人类与 AI 辅导对话的两个真实数学教育数据集上评估,结果显示该框架在问题难度预测和回答正确性预测上均优于强基线模型。

关键要点

  1. 01现有模型多聚焦于问题回答,缺乏对大规模辅导对话中细粒度知识证据的分析。
  2. 02提出统一框架,在共享 IRT 量表上同时建模学生的问题回答与对话中的导师子任务。
  3. 03通过识别数学子任务并改写为自包含问题,结合导师行为正则化难度值以追踪学生能力演变。
  4. 04在两个包含人类与 AI 辅导的真实数学教育数据集上,框架在难度与正确性预测上优于强基线。

解读

尚无解读。

原始英文摘要

arXiv:2610.19532v1 Announce Type: new Abstract: Existing student models in educational applications largely focus on student responses to questions. However, as tutoring becomes more accessible at large scale, it is important to analyze dialogues between tutors and students, which may reveal fine-grained evidence on student knowledge. In this work, we propose a unified framework that models both student responses to questions and tutor-posed subtasks during dialogues on a shared item response theory (IRT) scale. We first identify mathematical subtasks in tutoring dialogues, rewrite them into self-contained questions, and identify the correctness of student responses to these subtasks. We then develop an IRT framework that estimates question/subtask difficulty from text, tracks students' evolving abilities across question-answering and dialogue interactions, and a novel method to leverages tutor moves between consecutive subtasks to regularize their difficulty values. We evaluate our framework on two real-world math education datasets containing both human- and AI-tutored dialogues. Results show that our framework outperforms strong baselines on both question difficulty prediction and response correctness prediction.

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