Knowledge Tracing (KT) aims to trace changes in students' knowledge states throughout their entire learning process by analyzing their historical learning data and predicting their future learning performance. Existing forgetting curve theory based knowledge tracing models only consider the general forgetting caused by time intervals, ignoring the individualization of students and the causal relationship of the forgetting process. To address these problems, we propose a Concept-driven Personalized Forgetting knowledge tracing model (CPF) which integrates hierarchical relationships between knowledge concepts and incorporates students' personalized cognitive abilities. First, we integrate the students' personalized capabilities into both the learning and forgetting processes to explicitly distinguish students' individual learning gains and forgetting rates according to their cognitive abilities. Second, we take into account the hierarchical relationships between knowledge points and design a precursor-successor knowledge concept matrix to simulate the causal relationship in the forgetting process, while also integrating the potential impact of forgetting prior knowledge points on subsequent ones. The proposed personalized forgetting mechanism can not only be applied to the learning of specifc knowledge concepts but also the life-long learning process. Extensive experimental results on three public datasets show that our CPF outperforms current forgetting curve theory based methods in predicting student performance, demonstrating CPF can better simulate changes in students' knowledge status through the personalized forgetting mechanism.


翻译:知识追踪旨在通过学习者的历史学习数据,追踪其在整个学习过程中的知识状态变化,并预测其未来的学习表现。现有基于遗忘曲线理论的知识追踪模型仅考虑时间间隔引起的普遍遗忘,忽略了学习者的个体差异性以及遗忘过程的因果关系。为解决这些问题,我们提出了一种基于概念驱动的个性化遗忘知识追踪模型(CPF),该模型融合了知识概念之间的层级关系,并纳入了学习者的个性化认知能力。首先,我们将学习者的个性化能力融入学习与遗忘过程,以根据其认知能力清晰区分个体的学习增益和遗忘速率。其次,我们考虑知识点间的层级关系,设计了前驱-后继知识概念矩阵以模拟遗忘过程中的因果关系,同时整合了前驱知识遗忘对后续知识点的潜在影响。所提出的个性化遗忘机制不仅适用于特定知识概念的学习,还可应用于终身学习过程。在三个公开数据集上的大量实验结果表明,我们的CPF模型在预测学习者表现方面优于当前基于遗忘曲线理论的方法,证明了CPF能够通过个性化遗忘机制更准确地模拟学习者知识状态的变化。

0
下载
关闭预览

相关内容

通过学习、实践或探索所获得的认识、判断或技能。
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
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
47+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
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
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
13+阅读 · 2017年12月5日
VIP会员
最新内容
《通过小型无人机系统将情报能力“作战化”》
专知会员服务
3+阅读 · 今天7:28
消耗优势:美军的“精确规模化”概念
专知会员服务
7+阅读 · 6月15日
《离线语言支持系统:面向空战战术决策》
专知会员服务
8+阅读 · 6月15日
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
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
47+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
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
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员