在教育背景下推荐学习对象的多目标方法

Ramon Rocha Leite, C. Pitangui, Alessandro Vivas Andrade, L. Assis, F. Dorça
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Nesse problema, tem-se um conjunto de conceitos a serem ensinados, de acordo com um Design Instrucional, um repositório de OAs, no qual cada OA aborda um ou mais conceitos, além de dependências pedagógicas que obrigam determinados conceitos a serem apresentados previamente para compreensão de outros. No problema proposto, não se buscam soluções que necessariamente cubram todos os conceitos estabelecidos. Na verdade, buscam-se por soluções que cumpram dois objetivos distintos, a saber: i) menor custo, dado pela soma do custo de cada OA presente na solução; ii) maior número de conceitos cobertos, respeitadas as dependências pedagógicas estabelecidas. Para resolução do problema, utilizou-se o NSGA-II, um Algoritmo Genético multiobjetivo implementado no framework MOEA. As instâncias do problema foram geradas artificialmente, simulando repositórios de 1000 OAs, cursos com 200 conceitos, com até 20 dependências. 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摘要

互联网上有大量的内容库,可以作为电子学习的资源来源。为了方便这些内容的使用,它们被组织为学习对象(OAs),除了内容本身,还有几个元数据来描述它们。由于可用材料的数量很大,很难选择最能满足每个人需求的soa。为了推荐最合适的OAs,我们使用OAs推荐系统,负责为学生寻找和推荐最有用的项目。在此背景下,本文提出了一种多目标优化方法来解决OAs推荐问题。在这个问题中,有一组概念要教授,根据教学设计,一个OAs库,其中每个OA处理一个或多个概念,以及教学依赖,要求某些概念事先提出,以理解其他概念。在提出的问题中,寻求的解决方案不一定涵盖所有已建立的概念。事实上,他们寻求的解决方案满足两个不同的目标,即:i)较低的成本,由解决方案中每个OA的成本之和给出;ii)更多的概念涵盖,尊重已建立的教学依赖。为了解决这个问题,我们使用了NSGA-II,一个多目标遗传算法实现在MOEA框架。该问题的实例是人工生成的,模拟了1000个OAs的存储库,包含200个概念的课程,多达20个依赖项。结果涵盖了不同的解决方案配置,涵盖了不同数量的概念和解决方案的成本,这为根据学生的目标、需求和现实提供内容带来了更大的可能性。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
Uma abordagem Multiobjetivo para a Recomendação de Objetos de Aprendizagem no contexto Educacional
Existem grandes repositórios de conteúdos na Internet que podem ser utilizados como fonte de recursos para o e-learning. Para facilitar a utilização desses conteúdos, eles são organizados como Objetos de Aprendizagem (OAs), que além do conteúdo propriamente dito, possuem vários metadados que os descrevem. Devido ao grande volume de materiais disponíveis, torna-se difícil escolher aqueles OAs que melhor atendam às necessidades de cada indivíduo. Para se sugerir os OAs mais adequados, utilizam-se os Sistemas de Recomendação de OAs, responsáveis por encontrar e recomendar os itens mais úteis aos estudantes. Neste contexto, o presente trabalho propõe uma abordagem de otimização multiobjetivo do problema de recomendação de OAs. Nesse problema, tem-se um conjunto de conceitos a serem ensinados, de acordo com um Design Instrucional, um repositório de OAs, no qual cada OA aborda um ou mais conceitos, além de dependências pedagógicas que obrigam determinados conceitos a serem apresentados previamente para compreensão de outros. No problema proposto, não se buscam soluções que necessariamente cubram todos os conceitos estabelecidos. Na verdade, buscam-se por soluções que cumpram dois objetivos distintos, a saber: i) menor custo, dado pela soma do custo de cada OA presente na solução; ii) maior número de conceitos cobertos, respeitadas as dependências pedagógicas estabelecidas. Para resolução do problema, utilizou-se o NSGA-II, um Algoritmo Genético multiobjetivo implementado no framework MOEA. As instâncias do problema foram geradas artificialmente, simulando repositórios de 1000 OAs, cursos com 200 conceitos, com até 20 dependências. Os resultados obtidos abrangeram conjuntos de diferentes configurações de soluções, com números distintos de conceitos cobertos e custos das soluções, o que traz maiores possibilidades para que os conteúdos entregues estejam de acordo com os objetivos, necessidades e realidade dos alunos.
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