Block-based visual programming environments are increasingly used to introduce computing concepts to beginners. Given that programming tasks are open-ended and conceptual, novice students often struggle when learning in these environments. AI-driven programming tutors hold great promise in automatically assisting struggling students, and need several components to realize this potential. We investigate the crucial component of student modeling, in particular, the ability to automatically infer students' misconceptions for predicting (synthesizing) their behavior. We introduce a novel benchmark, StudentSyn, centered around the following challenge: For a given student, synthesize the student's attempt on a new target task after observing the student's attempt on a fixed reference task. This challenge is akin to that of program synthesis; however, instead of synthesizing a {solution} (i.e., program an expert would write), the goal here is to synthesize a {student attempt} (i.e., program that a given student would write). We first show that human experts (TutorSS) can achieve high performance on the benchmark, whereas simple baselines perform poorly. Then, we develop two neuro/symbolic techniques (NeurSS and SymSS) in a quest to close this gap with TutorSS.


翻译:以街区为基础的视觉编程环境正越来越多地被用来向初学者引入计算机概念。 鉴于编程任务是开放式和概念性的, 新学生常常在这些环境中学习时挣扎。 AI驱动的编程导师在自动帮助挣扎的学生方面有很大的希望, 并且需要几个组成部分来实现这一潜力。 我们调查学生建模的关键组成部分, 特别是自动推断学生对预测( 综合) 其行为的错误认识的能力。 我们引入了一个新的基准, 学生合成, 围绕以下挑战: 对于一个特定的学生, 在观察学生尝试固定的参考任务后, 综合学生尝试新的目标任务。 这个挑战与程序合成相似; 然而, 而不是将{ 溶液} (即, 一位专家将撰写的程序) 合成, 这里的目标是将学生的行为预测( 综合) ( 某个学生将撰写的程序 ) 。 我们首先显示, 人类专家( TuorSS) 可以在基准上取得高的成绩, 而在观察学生尝试固定的参考任务之后, 简单的基准运行不力。 然后, 我们开发两个神经/ SS 接近 Symal 技术( SS) 。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
44+阅读 · 2020年10月31日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
78+阅读 · 2020年7月26日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Meta-Learning to Cluster
Arxiv
17+阅读 · 2019年10月30日
VIP会员
相关VIP内容
专知会员服务
44+阅读 · 2020年10月31日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
78+阅读 · 2020年7月26日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员