隨著機器學習技術的發(fā)展,智能導師系統(tǒng)更能針對學生個性進行相應指導。而智能導師系統(tǒng)的核心是學生模型,但是目前學生模型基于項目反應理論的計算機自適應技術對學生知識進行概括,得到僅是單一的能力分數(shù),這個分數(shù)無法精確應用在學生針對性學習中。認知診斷理論作為新一代的測驗理論,和項目反應理論相比,可以精確診斷出學生對各個知識點的具體掌握情況,根據(jù)學生各個知識點的能力分數(shù),可以對學生進行高效的個性化指導,促使學生德智體美勞全面發(fā)展。教育部和國家發(fā)改委提出了將人工智能、認知心理學及神經(jīng)科學等學科相結合的教育方針,以完善我國人工智能領域?qū)W科布局、促進人工智能在教育領域的應用。未來,認知診斷研究將會成為人工智能和教育結合的一個重要研究方向。DINA模型因其診斷準確度高、可解釋性強等優(yōu)點被廣泛應用在認知診斷當中。但是,DINA模型對被試的潛在知識狀態(tài)只進行0-1分類,使得在多級評分資料中該模型的精度和準確性有所下降。為此,本文基于DINA和R-DINA模型,提出了適用于多級評分資料的T-DINA和M-DINA模型,并基于EM算法對兩個模型的參數(shù)估計進行評估,本文的主要貢獻為:1)基于教學環(huán)境中學生對知識的掌...

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 智能導師系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 認知診斷研究現(xiàn)狀
        1.2.3 研究現(xiàn)狀小結
    1.3 本文主要工作
    1.4 本文組織結構
第二章 認知診斷相關知識
    2.1 標準測驗理論
        2.1.1 經(jīng)典測驗理論
        2.1.2 概化理論
        2.1.3 項目反應理論
    2.2 認知診斷理論及相關概念
        2.2.1 認知診斷
        2.2.2 認知屬性及結構
        2.2.3 Q矩陣
        2.2.4 理想屬性掌握模式
    2.3 本章小結
第三章 T-DINA模型提出及參數(shù)估計
    3.1 DINA模型介紹
        3.1.1 DINA模型簡介
        3.1.2 DINA模型優(yōu)缺點
    3.2 T-DINA模型提出及參數(shù)估計
        3.2.1 T-DINA模型開發(fā)基本思路
        3.2.2 T-DINA模型參數(shù)估計EM算法
    3.3 T-DINA模型參數(shù)估計準確性模擬檢驗
        3.3.1 檢驗方法
        3.3.2 參數(shù)估計精度評價指標
        3.3.3 模擬數(shù)據(jù)實驗結果
    3.4 本章小結
第四章 M-DINA模型提出及參數(shù)估計
    4.1 T-DINA及 R-DINA模型分析
        4.1.1 T-DINA模型分析
        4.1.2 R-DINA模型分析
    4.2 M-DINA提出及參數(shù)估計
        4.2.1 M-DINA模型開發(fā)基本思路
        4.2.2 M-DINA模型參數(shù)估計EM算法
    4.3 M-DINA參數(shù)估計準確性模擬檢驗
        4.3.1 實驗設計及評估精度指標
        4.3.2 模擬數(shù)據(jù)實驗結果
    4.4 本章小結
第五章 DINA、T-DINA和 M-DINA模型性能比較研究
    5.1 評價指標選取和實驗設計
        5.1.1 比較評價指標
        5.1.2 實驗設計
    5.2 獨立屬性診斷比較實驗
        5.2.1 Q矩陣選取
        5.2.2 項目返真性比較
        5.2.3 診斷能力比較
        5.2.4 實驗小結
    5.3 層級關系屬性診斷實驗
        5.3.1 Q矩陣選取
        5.3.2 擴展算法獲取理想掌握模式
        5.3.3 項目反真性比較
        5.3.4 診斷能力比較
        5.3.5 實驗小結
    5.4 本章小結
第六章 總結和展望
    6.1 總結
    6.2 進一步工作展望
參考文獻
在學期間發(fā)表的學術論文清單
在學期間參與科研項目清單
致謝
附錄A:T-DINA模型EM算法推導過程
附錄B:T-DINA模型EM參數(shù)估計核心代碼



本文編號：3770394