Supporting students in developing diagnostic reasoning is a key challenge across educational domains. Novices often face cognitive biases such as premature closure and over-reliance on heuristics, and they struggle to transfer diagnostic strategies to new cases. Scenario-based learning (SBL) enhanced by Learning Analytics (LA) and large language models (LLM) offers a promising approach by combining realistic case experiences with personalized scaffolding. Yet, how different scaffolding approaches shape reasoning processes remains insufficiently explored. This study introduces PharmaSim Switch, an SBL environment for pharmacy technician training, extended with an LA- and LLM-powered pharmacist agent that implements pedagogical conversations rooted in two theory-driven scaffolding approaches: \emph{structuring} and \emph{problematizing}, as well as a student learning trajectory. In a between-groups experiment, 63 vocational students completed a learning scenario, a near-transfer scenario, and a far-transfer scenario under one of the two scaffolding conditions. Results indicate that both scaffolding approaches were effective in supporting the use of diagnostic strategies. Performance outcomes were primarily influenced by scenario complexity rather than students' prior knowledge or the scaffolding approach used. The structuring approach was associated with more accurate Active and Interactive participation, whereas problematizing elicited more Constructive engagement. These findings underscore the value of combining scaffolding approaches when designing LA- and LLM-based systems to effectively foster diagnostic reasoning.


翻译:支持学生发展诊断推理能力是教育领域的一项关键挑战。新手常面临认知偏差(如过早闭合、过度依赖启发式策略),且难以将诊断策略迁移至新病例。通过融合学习分析(LA)和大语言模型(LLM)的场景化学习(SBL),有望结合真实案例经验与个性化支架构建,但不同支架方法对推理过程的塑造作用仍未被充分探究。本研究引入PharmaSim Switch——面向药学技术人员培训的SBL环境,并集成基于LA与LLM的药剂师智能体,该智能体实施两种理论驱动的支架构建方法:\emph{结构化}与\emph{问题化},同时追踪学生学习轨迹。在组间实验中,63名职业学生在两种支架条件下分别完成学习场景、近迁移场景与远迁移场景。结果表明:两种支架方法均能有效支持诊断策略运用;任务表现主要受场景复杂性影响,而非学生先前知识或所用支架方法。结构化方法与更准确的主动式与互动式参与相关,而问题化方法则激发更多建构性投入。这些发现强调了在设计基于LA与LLM的支架系统时,融合多种支架方法的价值,以有效促进诊断推理能力的发展。

0
下载
关闭预览

相关内容

大语言模型的智能体化推理
专知会员服务
35+阅读 · 1月21日
大型语言模型(LLM)赋能的知识图谱构建:综述
专知会员服务
56+阅读 · 2025年10月24日
「知识增强预训练语言模型」最新研究综述
专知
18+阅读 · 2022年11月18日
「基于通信的多智能体强化学习」 进展综述
【综述】多智能体强化学习算法理论研究
深度强化学习实验室
16+阅读 · 2020年9月9日
多智能体强化学习(MARL)近年研究概览
PaperWeekly
38+阅读 · 2020年3月15日
关系推理:基于表示学习和语义要素
计算机研究与发展
19+阅读 · 2017年8月22日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
23+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
12+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 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2012年12月31日
VIP会员
相关主题
最新内容
综述 | 世界动作模型:少做梦,多行动
专知会员服务
4+阅读 · 6月23日
美以伊冲突:无人机与人工智能的运用
专知会员服务
7+阅读 · 6月23日
《特种部队在透明战场中的生存力》最新报告
专知会员服务
4+阅读 · 6月23日
综述 | 3D场景图:开放挑战与未来方向
专知会员服务
8+阅读 · 6月22日
21世纪的无人机战争
专知会员服务
4+阅读 · 6月22日
《量子技术的军事任务技术适配与利用》
专知会员服务
5+阅读 · 6月22日
相关基金
国家自然科学基金
6+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
23+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
12+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 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2012年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员