基于知識(shí)追蹤的智適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
發(fā)布時(shí)間:2024-06-29 00:34
智適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)通過知識(shí)追蹤建立學(xué)習(xí)者模型,并結(jié)合領(lǐng)域知識(shí)模型和測(cè)評(píng)算法,對(duì)學(xué)習(xí)者掌握知識(shí)點(diǎn)的情況進(jìn)行有效測(cè)評(píng)及能力預(yù)測(cè),以達(dá)到知識(shí)追蹤效果,從而個(gè)性化學(xué)習(xí)服務(wù)以提高學(xué)習(xí)效率,被稱為人工智能時(shí)代的教育革命。針對(duì)智適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)中,缺乏充足學(xué)習(xí)者數(shù)據(jù)所導(dǎo)致的深度知識(shí)追蹤冷啟動(dòng)問題,和教研經(jīng)驗(yàn)對(duì)知識(shí)內(nèi)容的掌握尚未充分融入到測(cè)評(píng)與推薦算法中的問題,本文利用深度學(xué)習(xí)和圖關(guān)聯(lián)規(guī)則算法設(shè)計(jì)思想,結(jié)合已有的深度知識(shí)追蹤模型,提出了圖規(guī)則-深度知識(shí)追蹤(Graph Rule-Deep Knowledge Tracing,GR-DKT)模型,對(duì)學(xué)習(xí)者進(jìn)行知識(shí)追蹤。GR-DKT針對(duì)領(lǐng)域知識(shí)的結(jié)構(gòu)特征,引入了用于冷啟動(dòng)階段的項(xiàng)目反應(yīng)理論(Item Response Theory,IRT)模型,構(gòu)建出了基于知識(shí)結(jié)構(gòu)樹和基于知識(shí)圖譜的領(lǐng)域知識(shí)模型,然后提出了基于知識(shí)圖譜的關(guān)聯(lián)規(guī)則進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)評(píng)與推薦的圖規(guī)則(Graph Rule,GR)冷啟動(dòng)算法,并且融入了基于深度學(xué)習(xí)的DKT-plus深度知識(shí)追蹤學(xué)習(xí)者模型以測(cè)評(píng)學(xué)習(xí)者的長期表現(xiàn)能力。GR-DKT根據(jù)時(shí)間維度進(jìn)行多模型融合,根據(jù)數(shù)據(jù)維度和評(píng)估效果維度進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景...
【文章頁數(shù)】:71 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要工作
1.4 本文組織結(jié)構(gòu)
2 智適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)相關(guān)理論與技術(shù)研究
2.1 智適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)簡(jiǎn)介
2.2 知識(shí)圖譜與領(lǐng)域知識(shí)模型
2.2.1 知識(shí)圖譜在領(lǐng)域知識(shí)模型中的應(yīng)用
2.2.2 領(lǐng)域知識(shí)模型構(gòu)建示例
2.3 基于知識(shí)追蹤的學(xué)習(xí)者模型
2.3.1 項(xiàng)目反應(yīng)理論及模型應(yīng)用
2.3.2 貝葉斯知識(shí)追蹤及模型應(yīng)用
2.3.3 深度知識(shí)追蹤及模型應(yīng)用
2.4 深度學(xué)習(xí)的發(fā)展與應(yīng)用
3 智適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)的需求分析與概要設(shè)計(jì)
3.1 智適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)的需求分析
3.1.1 功能需求分析
3.1.2 非功能需求分析
3.1.3 技術(shù)選型
3.2 智適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)的概要設(shè)計(jì)
3.2.1 總體架構(gòu)設(shè)計(jì)
3.2.2 總體功能模塊設(shè)計(jì)
3.2.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)
4 智適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.1 基于知識(shí)追蹤的GR-DKT模型設(shè)計(jì)
4.2 領(lǐng)域知識(shí)模型的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.2.1 領(lǐng)域知識(shí)的樹狀結(jié)構(gòu)庫的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.2.2 細(xì)粒度知識(shí)點(diǎn)層級(jí)知識(shí)圖譜的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.2.3 知識(shí)點(diǎn)與習(xí)題關(guān)聯(lián)規(guī)則庫的解析設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.3 動(dòng)態(tài)測(cè)評(píng)與推薦GR算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.4 冷啟動(dòng)階段的IRT學(xué)習(xí)者模型
4.5 基于LSTM的 DKT-plus深度知識(shí)追蹤學(xué)習(xí)者模型
4.5.1 學(xué)習(xí)者數(shù)據(jù)的預(yù)處理及編碼
4.5.2 LSTM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型
4.5.3 DKT-plus的輸出及參數(shù)設(shè)置
4.6 功能模塊及與模型的有效結(jié)合的詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.6.1 智學(xué)習(xí)模塊
4.6.2 智學(xué)情模塊
4.6.3 課程資源模塊
4.6.4 個(gè)人中心模塊
5 智適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)的功能測(cè)試與效果評(píng)估
5.1 智適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)的功能測(cè)試
5.2 GR-DKT模型的效果評(píng)估
5.2.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)集
5.2.2 GR冷啟動(dòng)算法效果驗(yàn)證
5.2.3 GR-DKT模型效果驗(yàn)證
5.3 多知識(shí)追蹤模型對(duì)比分析
5.4 討論與展望
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
本文編號(hào):3996894
【文章頁數(shù)】:71 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要工作
1.4 本文組織結(jié)構(gòu)
2 智適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)相關(guān)理論與技術(shù)研究
2.1 智適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)簡(jiǎn)介
2.2 知識(shí)圖譜與領(lǐng)域知識(shí)模型
2.2.1 知識(shí)圖譜在領(lǐng)域知識(shí)模型中的應(yīng)用
2.2.2 領(lǐng)域知識(shí)模型構(gòu)建示例
2.3 基于知識(shí)追蹤的學(xué)習(xí)者模型
2.3.1 項(xiàng)目反應(yīng)理論及模型應(yīng)用
2.3.2 貝葉斯知識(shí)追蹤及模型應(yīng)用
2.3.3 深度知識(shí)追蹤及模型應(yīng)用
2.4 深度學(xué)習(xí)的發(fā)展與應(yīng)用
3 智適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)的需求分析與概要設(shè)計(jì)
3.1 智適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)的需求分析
3.1.1 功能需求分析
3.1.2 非功能需求分析
3.1.3 技術(shù)選型
3.2 智適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)的概要設(shè)計(jì)
3.2.1 總體架構(gòu)設(shè)計(jì)
3.2.2 總體功能模塊設(shè)計(jì)
3.2.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)
4 智適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.1 基于知識(shí)追蹤的GR-DKT模型設(shè)計(jì)
4.2 領(lǐng)域知識(shí)模型的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.2.1 領(lǐng)域知識(shí)的樹狀結(jié)構(gòu)庫的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.2.2 細(xì)粒度知識(shí)點(diǎn)層級(jí)知識(shí)圖譜的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.2.3 知識(shí)點(diǎn)與習(xí)題關(guān)聯(lián)規(guī)則庫的解析設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.3 動(dòng)態(tài)測(cè)評(píng)與推薦GR算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.4 冷啟動(dòng)階段的IRT學(xué)習(xí)者模型
4.5 基于LSTM的 DKT-plus深度知識(shí)追蹤學(xué)習(xí)者模型
4.5.1 學(xué)習(xí)者數(shù)據(jù)的預(yù)處理及編碼
4.5.2 LSTM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型
4.5.3 DKT-plus的輸出及參數(shù)設(shè)置
4.6 功能模塊及與模型的有效結(jié)合的詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.6.1 智學(xué)習(xí)模塊
4.6.2 智學(xué)情模塊
4.6.3 課程資源模塊
4.6.4 個(gè)人中心模塊
5 智適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)的功能測(cè)試與效果評(píng)估
5.1 智適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)的功能測(cè)試
5.2 GR-DKT模型的效果評(píng)估
5.2.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)集
5.2.2 GR冷啟動(dòng)算法效果驗(yàn)證
5.2.3 GR-DKT模型效果驗(yàn)證
5.3 多知識(shí)追蹤模型對(duì)比分析
5.4 討論與展望
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
本文編號(hào):3996894
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