【摘 要】
:
知识追踪是教育数据挖掘领域中一个重要的任务,其主要内容是根据学生的历史做题序列对学生的知识点掌握情况进行建模,从而预测学生的学习表现。在智能辅导系统中,一个非常重要的任务是了解学生的知识点掌握情况,只有了解每个学生的具体情况后才使得针对性、个性化的辅导成为可能。智能辅导系统通过知识追踪可以获取学生的当前表现,随后可通过个性化习题推荐等功能来提高学生的学习表现,因此研究知识追踪任务具有重要的意义。知
论文部分内容阅读
知识追踪是教育数据挖掘领域中一个重要的任务,其主要内容是根据学生的历史做题序列对学生的知识点掌握情况进行建模,从而预测学生的学习表现。在智能辅导系统中,一个非常重要的任务是了解学生的知识点掌握情况,只有了解每个学生的具体情况后才使得针对性、个性化的辅导成为可能。智能辅导系统通过知识追踪可以获取学生的当前表现,随后可通过个性化习题推荐等功能来提高学生的学习表现,因此研究知识追踪任务具有重要的意义。知识追踪任务自从被提出以来即受到了学术界和工业界的广泛关注,许多研究方法都先后被提出,包括经典的贝叶斯方法以及基于深度学习的方法。基于深度学习的知识追踪方法一经提出即大幅超越贝叶斯方法,成为现有研究的热点。然而,大多数现有的基于深度学习的知识追踪方法依然存在着建模能力较为薄弱的问题,例如基于卷积神经网络的知识追踪方法可以对局部特征进行良好的建模,然而长期依赖的建模能力则仍然需要提高;而基于循环神经网络的知识追踪方法有着优秀的对习题序列进行长期依赖关系建模能力,但是局部特征建模能力较弱的问题则需要解决。针对上述模型存在的问题,本文进行了细致的研究,提出了两种基于深度学习的知识追踪方法:(1)针对卷积神经网络和递归神经网络两个模型的建模能力存在薄弱点,考虑到卷积神经网络的局部建模能力和循环神经网络长期建模能力,提出一种基于卷积神经网络和循环神经网络的知识追踪方法。该方法结合了卷积神经网络对局部特征建模的优势以及循环神经网络的优秀长期序列建模的性能。模型以学生历史做题序列为原始数据,对序列数据进行预处理,作为模型的输入。首先卷积神经网络对预处理数据进行建模,将卷积神经网络的输出作为接下来循环神经网络的输入,进行长序列的建模,最后经过线性降维操作输出预测结果。模型在两个公开数据集上进行了大量实验,结果表明,本文提出的这一模型在三个经典指标上均优于先前提出的最佳知识追踪模型,从而证明了本方法的有效性;(2)针对卷积神经网络的长期建模能力较为薄弱的问题,考虑到由于注意力机制同样具有良好的长序列建模能力,本文提出了基于注意力机制增强的卷积神经网络知识追踪方法,该方法将注意力机制添加在卷积神经网络的输出之后,对卷积神经网络的输出结果进行有效选择,最后经过线性降维操作输出模型预测结果。在注意力机制算法的选择上,本文使用了加性模型作为最终的实现。在公开数据集上的大量实验表明,注意力机制增强了模型的预测能力,提升了模型性能,并且训练时间较先前方法有所缩短。这一方法与其他先前提出的基于深度学习的知识追踪方法相比均有较好的提升,因而验证了本文方法的可行性。
其他文献
近年来,由于超大规模集成电路(VLSI)制造技术的飞速进步,集成电路的规模与日俱增,使得集成芯片的性能大幅度提升。由于VLSI阵列具备规则的结构以及便捷的实现方式等优势,在微型计算机、雷达、控制等重要领域得到了广泛运用。然而,随着集成电路日趋于复杂,使得集成系统出现问题的可能性也随之增加,从而无法有效的保障集成系统的稳定性。因此,在确保VLSI满足高性能、高速度要求的前提下,为了提高多处理器阵列的
本文通过电弧熔炼与甩带的方法制备出了具有密排六方结构的稀土高熵合金Gd Tb Ho Er、GdTbHoErY、Gd Tb Ho Er La、Gd Tb Ho Er Pr和Gd Tb Ho Er La Y。主要对这些高熵合金做了三个方面的工作:一、通过XRD、SEM和TEM证明了稀土高熵合金GdTbHoErY具有单相的密排六方结构,并且绘制了其磁性相图,研究了其相变类型和磁热效应。二、在稀土高熵合金
空天地海一体化是未来通信发展的重要战略,水下通信作为其中重要的一环,引起了各个国家的极大兴趣。水下无线通信技术主要分为三种:微波通信、水声通信和水下光通信。水下无线光通信具有大带宽、抗干扰能力强、保密性好、体积小等特点,在军事和宽带接入网等领域具有很大的应用潜力。实际的水下无线光通信链路中,海水对光具有吸收、散射等衰减特性,且对于光的影响随波长改变,例如海水中存在蓝绿光谱透射窗(450~550nm
MOSFET功率器件具有驱动方式简单、易集成、易并联、输入阻抗高以及开关响应快等优点,广泛应用在交通运输、生活娱乐以及军事航空等各个领域。但是由于其比导通电阻(Ron,sp)与击穿电压(BV)存在着2.5次方的矛盾关系,于是随着击穿电压的升高,导通电阻显著增加,这严重的限制了MOSFET在高压大功率领域的应用。本文围绕如何改善横向MOSFET功率器件中Ron,sp与BV的矛盾关系,以及如何降低曲率
在建筑密集的城市、深林沟壑的野外和室内等环境复杂的区域,全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)信号容易受到遮蔽,导致定位精度下降严重,甚至无法提供正确的位置服务。为此,在特定区域建立伪卫星定位系统来提供导航信号能够有效弥补卫星导航系统的信号盲区,成为克服此类问题的途径之一。在分布式伪卫星独立组网定位系统中,伪卫星的时钟各自独立,因其工作起
大数据时代对传统存储系统的各项性能提出了全新的挑战,传统存储系统在大规模数据存储方面存在诸多缺陷,所以分布式存储系统凭借其优秀的性能和低廉的构造成本成为了当前大规模数据存储领域的主流存储系统。但由于分布式存储系统的底层设备普遍采用廉价商用硬件,故障率较高,因此,如何在节点失效成为一种常见问题的场景下保证存储数据的完整性与可靠性成为了首要问题。为了防止由节点故障导致的数据失效所引起的业务损失,分布式
随着网上信息量的急剧增加,信息过载问题成为了制约网络发展的一个重要因素。个性化推荐系统作为解决信息过载问题的有效手段,得到了工业界和学术界越来越多地关注和研究。图作为一种重要的数据结构,可以表示一组对象及其之间的复杂关系。随着人工智能的发展,可以有效提取图中特征表示的图神经网络被提出,并在生物化学、经济金融等领域取得了显著的研究成果。推荐系统中的大部分数据本质上具有图结构,将图神经网络应用于推荐系
针对在噪声、混响等环境下语音识别系统识别率严重下降的问题,本文以深度学习和麦克风阵列信号处理作为主要技术方法,讨论并研究了若干鲁棒语音识别中的关键技术。论文的主要工作与贡献如下:(1)搭建了一个基于混合声学模型的语音识别系统,通过实验,研究了三音素上下文建模、深度神经网络、特征变换技术对识别率所带来的影响,并且评估了这些技术在混响噪声环境下的鲁棒性;(2)在流式语音识别的实际应用中,通常要求系统的
随着互联网技术的应用,在线教育领域得到迅速的发展,人们获取知识的途径也变得更加便利。网上用户可以灵活地通过在线学习平台上获取学习资源,并进行在线课程学习。在大数据时代,随着在线学习用户人数不断地增多,学习者在面对海量学习资源的数据时,需要花费较多时间和精力去筛选课程的相关内容。而推荐系统是能够处理这些“信息过载”问题的有用方法之一,能够为学习者提供个性化在线学习资源课程推荐服务。尽管推荐算法在其他
随着我国锚杆支护理论和设计方法的不断完善,新的支护材料和支护器材不断研制成功并投入使用,在基础设施建设如边坡、堤坝等方面发挥着重要作用,应用也越来越广泛。但在锚杆使用过程中,由于实际工程难免受到各种复杂环境的影响,对工程的质量把控比较困难,从而可能导致工程质量问题的发生。在大量使用锚杆的情况下,锚杆锚固的施工是否起到了加固作用不仅影响着设施工程的整体质量,也影响着人民的生命和财产安全,因此对于锚杆