Adaptive learning often diagnoses precisely yet intervenes weakly, producing help that is mistimed or misaligned. This study presents evidence supporting an instructor-governed feedback loop that converts concept-level assessment evidence into vetted microinterventions. The adaptive learning algorithm includes three safeguards: adequacy as a hard guarantee of gap closure, attention as a budgeted limit for time and redundancy, and diversity as protection against overfitting to a single resource. We formulate intervention assignment as a binary integer program with constraints for coverage, time, difficulty windows derived from ability estimates, prerequisites encoded by a concept matrix, and anti-redundancy with diversity. Greedy selection serves low-richness and tight-latency settings, gradient-based relaxation serves rich repositories, and a hybrid switches along a richness-latency frontier. In simulation and in an introductory physics deployment with 1204 students, both solvers achieved full skill coverage for nearly all learners within bounded watch time. The gradient-based method reduced redundant coverage by about 12 percentage points relative to greedy and produced more consistent difficulty alignment, while greedy delivered comparable adequacy at lower computational cost in resource-scarce environments. Slack variables localized missing content and guided targeted curation, sustaining sufficiency across student subgroups. The result is a tractable and auditable controller that closes the diagnostic pedagogical loop and enables equitable, load-aware personalization at the classroom scale.


翻译:适应性学习往往诊断精准但干预薄弱,导致提供的帮助时机不当或方向偏差。本研究提出一种由教师主导的反馈循环,将概念层面的评估证据转化为经过验证的微干预措施。该适应性学习算法包含三重保障机制:充分性作为能力差距闭合的硬性保证,注意力作为时间和冗余度的预算限制,多样性作为防止对单一资源过拟合的保护。我们将干预分配建模为带约束的二元整数规划,约束条件包括覆盖度、时间、基于能力估计推导的难度窗口、由概念矩阵编码的先决条件,以及兼顾多样性的反冗余机制。贪心算法适用于资源贫乏和低延迟场景,基于梯度的松弛方法适用于资源丰富的知识库,混合策略则沿资源-延迟前沿动态切换。在模拟实验及涵盖1204名学生的入门物理课程部署中,两种求解器均在有限观看时间内为几乎所有学习者实现了完整的技能覆盖。基于梯度的方法相较于贪心算法将冗余覆盖降低了约12个百分点,并产生更一致的难度匹配,而贪心算法在资源稀缺环境下以较低计算成本实现了相当的充分性。松弛变量定位缺失内容并指导针对性资源建设,确保各学生子群的持续充分性。最终构建出一个可追踪、可审计的控制器,它闭合了诊断教学循环,实现了课堂尺度上公平且负载感知的个性化教学。

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