[发明专利]基于行为感知的知识追踪方法及系统

权利要求书

1.一种基于行为感知的知识追踪方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1)构建知识追踪模型，所述知识追踪模型将学生的在线教育数据中的目标信息进行嵌入表示，然后根据学生的在线教育数据感知学生的做题行为状态，并根据目标信息的嵌入和学生的做题行为状态建模学生答题过程中的学习收益和遗忘影响，最后根据学习收益和遗忘影响下的学生当前知识状态预测学生在下一次练习中的表现；

S2)对所述知识追踪模型进行训练，将学生的在线教育数据输入训练好的知识追踪模型，得到学生在下一次练习中表现的预测结果。

2.根据权利要求1所述的基于行为感知的知识追踪方法，其特征在于，步骤S1中将学生的在线教育数据中的目标信息进行嵌入表示时，包括：

S101)将同一个习题单元中的习题、答题时间和答案分别转换成相应的嵌入；

S102)融合习题嵌入、答题时间嵌入和答案嵌入，得到习题基本单元嵌入；

S103)将上一时刻的知识状态嵌入矩阵H_t-1与当前习题e_t所在的Q矩阵的对应行的行向量q_et相乘，得到当前习题e_t的相关知识概念状态所述Q矩阵为表示习题和知识概念间的关系的二元矩阵，若习题q_M不包含知识概念c_K，Q矩阵中对应的元素q_MK的值设置为一个预设的正值γ。

3.根据权利要求2所述的基于行为感知的知识追踪方法，其特征在于，步骤S102具体包括：

对当前回答的习题e_t和之前回答的练习e_i进行点积运算并使用softmax激活函数来计算注意力系数w_t(i)；

计算注意力系数w_t(i)对历史回答的习题嵌入的加权，得到t时刻的习题嵌入向量；

应用多层感知器融合t时刻的习题嵌入、答题时间嵌入和答案嵌入，得到t时刻习题基本单元嵌入l_t。

4.根据权利要求1所述的基于行为感知的知识追踪方法，其特征在于，步骤S1中根据学生的在线教育数据感知学生的做题行为状态时，包括：使用阈值识别法判断学生的做题行为状态，当学生在回答习题e_i时，若其处于RGB状态，学生在第i次做题交互时的行为状态B_i为第一值；若其处于SLB状态，学生在第i次做题交互时的行为状态B_i为第二值。

5.根据权利要求1所述的基于行为感知的知识追踪方法，其特征在于，步骤S1中根据目标信息的嵌入和学生的做题行为状态建模学生答题过程中的学习收益和遗忘影响时，包括：

获取习题e_t的相关知识概念状态将间隔时间嵌入it_t连接到两个连续的习题基本单元嵌入之间，得到相关知识概念的学习收益lg_t，表达式如下：

其中为权值矩阵，为偏置项，tanh为非线性激活函数，l_t-1及l_t分别为连续两个习题基本单元嵌入；

将学生当前做题时的行为状态B_t、学习收益lg_t以及预设的学习门F^l_t相乘得到第t次学习交互中的实际学习收益LG_t，表达式如下：

其中，O(x)＝(x+1)/2是一个线性变换函数，用来将lg_t的范围映射到(0,1)，使得学习收益LG_t不为负值；

将上一时刻知识状态嵌入矩阵H_t-1、当前时刻实际学习收益LG_t、间隔时间it_t输入预设的遗忘门F^f_t，得到遗忘影响。