本文属于类型a,即一篇单篇原创研究的学术报告。以下是详细的内容介绍:
一、主要作者及研究机构
本研究由Chaoran Cui、Yumo Yao、Chunyun Zhang、Hebo Ma(山东财经大学)、Yuling Ma(山东建筑大学)、Zhaochun Ren(莱顿大学)、Chen Zhang(香港理工大学)和James Ko(香港教育大学)共同完成,发表于2024年1月的《ACM Transactions on Information Systems》期刊。
二、学术背景
本研究属于在线教育(E-learning)领域,特别是知识追踪(Knowledge Tracing, KT)。知识追踪旨在通过预测学生在与概念相关习题上的未来表现,追踪其知识状态的演变。近年来,基于图(Graph)的模型被开发用于改进知识追踪,但这些模型通常只探索单一类型的关系信息。本研究提出了一种新颖的双图集成学习方法(Dual Graph Ensemble Learning Method for Knowledge Tracing, DGEKT),通过超图(Hypergraph)和有向图(Directed Graph)建模,分别捕捉学生学习交互的异质化习题-概念关联(Exercise-Concept Associations)和交互转换(Interaction Transitions)。为了结合双图模型,本研究引入了在线知识蒸馏(Online Knowledge Distillation)技术,以提高模型能力。
研究的主要目标是开发一种更有效的知识追踪方法,通过整合多种关系信息,提升对学生知识状态的建模能力,从而为个性化学习提供支持。
三、研究流程及方法
问题定义
研究将知识追踪问题定义为:给定学生的习题回答序列,预测其在下一个习题上回答正确的概率。学生的知识状态通过其过去的交互来间接推断。
双图结构设计
研究提出了双图结构,包括: