Informing Expert Feature Engineering through Automated Approaches: Implications for Coding Qualitative Classroom Video Data
Informing Expert Feature Engineering through Automated Approaches: Implications for Coding Qualitative Classroom Video Data
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通过自动化方法为专家特征工程提供信息：对定性课堂视频数据编码的影响
DOI：
10.1145/3576050.3576090
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发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Bosch, Nigel
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Hur, Paul;Machaka, Nessrine;Krist, Christina;Bosch, Nigel
虽然课堂视频数据是挖掘学生学习见解的详细来源，但它们的复杂性和非结构化性质使研究人员无法直接分析它们。在本文中，我们比较了专家指导下的手动特征工程和使用位置数据的自动特征工程在四个初中和高中数学课堂视频中预测学生群体互动过程中的差异。我们的结果突出了显著的差异，包括与仅使用手动特征的模型（平均AUC = .778 vs. 778）相比，组合（手动特征+自动特征）模型的模型精度得到了提高。706)以特征可解释性为代价，增加了自动化特征工程的特征数量（1523 vs. 178），以及工程方法（自动化中的领域不可知vs.手动中的领域知识告知）。我们进行了特征重要性分析，并讨论了结果的影响，通过确认和扩展关于哪些身体区域和特征可能与目标交互行为相关的观点，潜在地增强了人类对定性编码课堂视频数据的看法。最后，我们讨论了本研究的局限性和未来的工作。
While classroom video data are detailed sources for mining student learning insights, their complex and unstructured nature makes them less than straightforward for researchers to analyze. In this paper, we compared the differences between the processes of expert-informed manual feature engineering and automated feature engineering using positional data for predicting student group interaction in four middle school and high school mathematics classroom videos. Our results highlighted notable differences, including improved model accuracy for the combined (manual features + automated features) models compared to the only-manual-features models (mean AUC = .778 vs. .706) at the cost of feature interpretability, increased number of features for automated feature engineering (1523 vs. 178), and engineering approach (domain-agnostic in automated vs. domain-knowledge-informed in manual). We carried out feature importance analyses and discuss the implications of the results for potentially augmenting human perspectives about qualitatively coding classroom video data by confirming and expanding views on which body areas and characteristics may be relevant to the target interaction behavior. Lastly, we discuss our study’s limitations and future work.
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