Computerized Adaptive Testing (CAT) aims to select the most appropriate questions based on the examinee's ability and is widely used in online education. However, existing CAT systems often lack initial understanding of the examinee's ability, requiring random probing questions. This can lead to poorly matched questions, extending the test duration and negatively impacting the examinee's mindset, a phenomenon referred to as the Cold Start with Insufficient Prior (CSIP) task. This issue occurs because CAT systems do not effectively utilize the abundant prior information about the examinee available from other courses on online platforms. These response records, due to the commonality of cognitive states across different knowledge domains, can provide valuable prior information for the target domain. However, no prior work has explored solutions for the CSIP task. In response to this gap, we propose Diffusion Cognitive States TransfeR Framework (DCSR), a novel domain transfer framework based on Diffusion Models (DMs) to address the CSIP task. Specifically, we construct a cognitive state transition bridge between domains, guided by the common cognitive states of examinees, encouraging the model to reconstruct the initial ability state in the target domain. To enrich the expressive power of the generated data, we analyze the causal relationships in the generation process from a causal perspective. Redundant and extraneous cognitive states can lead to limited transfer and negative transfer effects. Our DCSR can seamlessly apply the generated initial ability states in the target domain to existing question selection algorithms, thus improving the cold start performance of the CAT system. Extensive experiments conducted on five real-world datasets demonstrate that DCSR significantly outperforms existing baseline methods in addressing the CSIP task.


翻译:计算机化自适应测试(CAT)旨在根据被试者的能力选择最合适的问题,广泛应用于在线教育。然而,现有的CAT系统往往缺乏对被试者能力的初始理解,需要随机探测问题。这可能导致问题匹配不当,延长测试时间并对被试者的心态产生负面影响,这种现象被称为先验不足冷启动(CSIP)任务。该问题的出现是因为CAT系统未能有效利用在线平台上其他课程中可获得的关于被试者的丰富先验信息。这些响应记录由于不同知识领域间认知状态的共通性,可以为目标领域提供有价值的先验信息。然而,先前的研究尚未探索CSIP任务的解决方案。针对这一空白,我们提出了扩散认知状态迁移框架(DCSR),一种基于扩散模型(DMs)的新型领域迁移框架,以解决CSIP任务。具体而言,我们在领域间构建了一个认知状态转移桥梁,以被试者的共同认知状态为指导,鼓励模型重建目标领域的初始能力状态。为了增强生成数据的表达能力,我们从因果角度分析了生成过程中的因果关系。冗余和无关的认知状态可能导致有限的迁移和负迁移效应。我们的DCSR可以将生成的目标领域初始能力状态无缝应用于现有的问题选择算法,从而提升CAT系统的冷启动性能。在五个真实数据集上进行的大量实验表明,DCSR在解决CSIP任务方面显著优于现有的基线方法。

0
下载
关闭预览

相关内容

Cognition:Cognition:International Journal of Cognitive Science Explanation:认知:国际认知科学杂志。 Publisher:Elsevier。 SIT: http://www.journals.elsevier.com/cognition/
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
46+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
34+阅读 · 2022年12月20日
Deep Learning in Video Multi-Object Tracking: A Survey
Arxiv
58+阅读 · 2019年7月31日
Arxiv
14+阅读 · 2018年4月6日
VIP会员
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
46+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员