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教育领域的时间序列分析:方法、应用与未来方向

机器学习 2024-08-28 v2 人工智能 计算机与社会

摘要

随着 sequential educational data 收集和分析能力的近期进步,时间序列分析在教育研究中占据了关键位置,凸显其在促进数据驱动决策方面的essential作用。然而,目前缺乏对这些进展进行综合性总结的 comprehensive review。鉴于目前对教育语境下时间序列分析技术的系统性了解仍不充分,本文是首次提供针对教育情境的综合性综述。我们首先探讨教育数据分析的格局,将各种数据来源和类型归类为教育相关数据。随后,我们审视四种主要的时间序列方法——预测、分类、聚类和异常检测——阐明其在教育情境中的具体应用。接着,我们呈现一系列教育情景和应用,聚焦这些方法如何被用于解决多样化的教育任务,从而凸显多种时间序列方法在解决复杂教育问题中的实际集成。最后,我们讨论未来方向,包括个性化学习分析、多模态数据融合以及大语言模型(LLMs)在教育时间序列中的作用。本文的贡献包括详尽的教育数据分类框架、时间序列技术与具体教育应用的综合,以及对教育分析中新兴趋势和未来研究机会的前瞻性视角。相关论文和资源均可在项目页面上获取并定期更新。

关键词

引用

@article{arxiv.2408.13960,
  title  = {Time Series Analysis for Education: Methods, Applications, and Future Directions},
  author = {Shengzhong Mao and Chaoli Zhang and Yichi Song and Jindong Wang and Xiao-Jun Zeng and Zenglin Xu and Qingsong Wen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2408.13960},
  year   = {2024}
}

备注

24 pages, 3 figures, 6 tables, project page: see https://github.com/ai-for-edu/time-series-analysis-for-education