融合状态关系的知识追踪模型

State relationships incorporated knowledge tracing model
张凯1
纪涛1
况莹2
1. 长江大学 计算机科学学院, 湖北 荆州 434000
2. 长江大学文理学院 外国语学院, 湖北 荆州 434020

摘要

知识追踪模型建模学习者对每个知识点的状态推断其知识总状态,预测其未来的学习表现。但现有研究在建模知识总状态时,没有融合知识点状态之间的关系,影响了最终的预测效果。针对这一问题,提出一种融合知识点状态关系的知识追踪模型。首先向量化表示数据集中的知识点,构建知识点表示图;其次将知识点表示图扩散至潜式空间以反映其内在结构和本质信息;融合当前时刻的习题与知识点作为引导向量,从知识点表示图的潜式表示中提取知识点状态图;以知识点状态图为基础,推导知识总状态,预测当前习题的表现。通过在三个数据集上对比四个相关模型的实验证明,提出的模型在AUC、ACC和表示质量方面均取得了一定的优势。其中,在 ASSISTments2009数据集上表现最佳,与对比模型中的最优值和最低值比较,AUC分别提升了1.17%、10.57%,ACC分别提升了3.23%、12.17%,表示质量分别提升了1.95%、10.40%。进一步地,可视化地展示了知识点状态及其关系的内部推导过程,以及它们与真实答题结果之间的对应关系,说明模型具备一定的可解释性。同时,将该模型应用于三门课程以预测学生的表现,与相关模型对比取得了更好的结果,说明模型具备一定的实用性。

基金项目

国家自然科学基金资助项目(62077018)
国家科技部高端外国人才引进计划资助项目(G2022027006L)
湖北省自然科学基金资助项目(2022CFB132)
湖北省教育厅科学研究计划资助项目(B2022038)

出版信息

DOI: 10.19734/j.issn.1001-3695.2023.04.0155
出版期卷: 《计算机应用研究》 印刷出版, 2023年第40卷 第12期
所属栏目: 算法研究探讨
出版页码: 3621-3627,3635
文章编号: 1001-3695(2023)12-015-3621-07

发布历史

[2023-06-28] 优先出版
[2023-12-05] 印刷出版

引用本文

张凯, 纪涛, 况莹. 融合状态关系的知识追踪模型 [J]. 计算机应用研究, 2023, 40 (12): 3621-3627,3635. (Zhang Kai, Ji Tao, Kuang Ying. State relationships incorporated knowledge tracing model [J]. Application Research of Computers, 2023, 40 (12): 3621-3627,3635. )

关于期刊

  • 计算机应用研究 月刊
  • Application Research of Computers
  • 刊号 ISSN 1001-3695
    CN  51-1196/TP

《计算机应用研究》创刊于1984年,是由四川省科技厅所属四川省计算机研究院主办的计算技术类学术刊物。

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