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FKA-DKT:融合知识与能力的深度知识追踪模型

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知识追踪(KT)是智能教育中的一个重要研究问题,其通过分析学生的历史交互来预测其未来的答题情况。现有的主流KT模型仅根据学生的知识掌握情况对学生进行建模,忽视了学生的个人能力在答题中的作用。因此,本文提出了一种融合知识和能力的深度知识追踪模型(FKA-DKT)。首先利用DKT模型构建基于知识的答题预测网络(KAPN),从知识层面预测学生答案的正确性。然后提出基于能力的答案预测(AAPN)网络对学生的能力进行建模,从能力层面预测学生答案的正确性。最后,将 KAPN 和 AAPN 的预测结果进行线性组合,使模型能够融合知识和能力两个方面的信息来预测学生的作答结果。在 4 个公开的数据集上的实验结果表明,相较于现有的主流方法,FKA-DKT在AUC指标上取得了显著的性能提升。
FKA-DKT:Deep Knowledge Tracing Model Based on the Fusion of Knowledge and Ability
Knowledge tracing(KT)is an important research problem in intelligent education,which predicts students'future answering behaviors by analyzing their historical interactions.Existing mainstream KT models only model students based on their knowledge mastery,neglecting the role of students'personal abilities in answering questions.Therefore,this paper proposes a deep knowledge tracing model(FKA-DKT)that integrates both knowledge and ability.First,we use the DKT model to construct a Knowledge-based Answer Prediction Network(KAPN),which predicts student answer correctness at the knowledge level.Then,we propose an Ability-based Answer Prediction Network(AAPN)to model students'abilities and predict answer correctness at the ability level.Finally,we linearly combine the predictions from KAPN and AAPN to integrate both knowledge and ability information for answer prediction.Experimental results on four publicly available datasets show that compared to existing mainstream methods,FKA-DKT achieves significant performance improvements in terms of the AUC metric.

knowledge tracingdeep knowledge tracingpersonal ability modeling

陈成、董永权、贾瑞、刘源

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江苏师范大学计算机科学与技术学院,江苏 徐州 221116

江苏省教育信息化工程技术研究中心,江苏 徐州 221116

徐州市云计算工程技术研究中心,江苏 徐州 221116

知识追踪 深度知识追踪 个人能力建模

国家自然科学基金面上项目江苏省教育科学规划课题(十四五)江苏师范大学研究生科研与实践创新计划

61872168d/2021/01/1122022XKT1527

2024

南京师大学报(自然科学版)
南京师范大学

南京师大学报(自然科学版)

CSTPCD北大核心
影响因子:0.427
ISSN:1001-4616
年,卷(期):2024.47(2)
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