In computer-aided education and intelligent tutoring systems, knowledge tracing (KT) raises attention due to the development of data-driven learning methods, which aims to predict students' future performance given their past question response sequences to trace their knowledge states. However, current deep learning approaches only focus on enhancing prediction accuracy, but neglecting the discrimination imbalance of responses. That is, a considerable proportion of question responses are weak to discriminate students' knowledge states, but equally considered compared to other discriminative responses, thus hurting the ability of tracing students' personalized knowledge states. To tackle this issue, we propose DR4KT for Knowledge Tracing, which reweights the contribution of different responses according to their discrimination in training. For retaining high prediction accuracy on low discriminative responses after reweighting, DR4KT also introduces a discrimination-aware score fusion technique to make a proper combination between student knowledge mastery and the questions themselves. Comprehensive experimental results show that our DR4KT applied on four mainstream KT methods significantly improves their performance on three widely-used datasets.


翻译:在计算机辅助教育和智能辅导系统中,知识追踪(KT)引起人们的注意,因为开发了数据驱动的学习方法,其目的是预测学生未来的表现,因为过去他们为追踪知识状况而提出的回答问题序列,然而,目前的深层次学习方法只侧重于提高预测准确性,而忽视了答复中的歧视不平衡现象,也就是说,相当比例的回答问题办法在歧视学生的知识状态方面软弱无力,但与其他歧视性的回答相比,被同等地认为是,从而损害了跟踪学生个人化知识状态的能力。为了解决这一问题,我们建议DR4KT用于知识追踪,根据培训中的歧视情况对不同答复的贡献进行重新加权。为了在重新加权后对低歧视性反应保持高预测准确性,DR4KT还引入了一种注意到歧视的混合技术,以便在学生知识掌握者与问题本身之间实现适当的结合。全面实验结果表明,我们的D4KT应用在四种主流KT方法上,大大改进了他们在三种广泛使用的数据集上的性能。

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