High-quality education is one of the keys to achieving a more sustainable world. In contrast to traditional face-to-face classroom education, online education enables us to record and research a large amount of learning data for offering intelligent educational services. Knowledge Tracing (KT), which aims to monitor students' evolving knowledge state in learning, is the fundamental task to support these intelligent services. In recent years, an increasing amount of research is focused on this emerging field and considerable progress has been made. In this survey, we categorize existing KT models from a technical perspective and investigate these models in a systematic manner. Subsequently, we review abundant variants of KT models that consider more strict learning assumptions from three phases: before, during, and after learning. To better facilitate researchers and practitioners working on this field, we open source two algorithm libraries: EduData for downloading and preprocessing KT-related datasets, and EduKTM with extensible and unified implementation of existing mainstream KT models. Moreover, the development of KT cannot be separated from its applications, therefore we further present typical KT applications in different scenarios. Finally, we discuss some potential directions for future research in this fast-growing field.


翻译:高质量的教育是实现更可持续的世界的关键之一。与传统的面对面课堂教育不同,在线教育使我们能够记录和研究大量学习数据,以提供智能教育服务。知识追踪(KT)旨在监测学生在学习过程中不断演变的知识状态,是支持这些智能服务的基本任务。近年来,越来越多的研究集中在这个新兴领域,并取得了相当大的进展。在本次调查中,我们从技术角度对现有KT模型进行了分类,并系统地调查这些模型。随后,我们审查了考虑从三个阶段(学习之前、期间和之后)进行更严格学习假设的KT模型的大量变种。为了更好地便利在这一领域工作的研究人员和从业人员,我们开设了两个算法图书馆:下载和预处理与KT有关的数据集的EduData,以及现有主流KT模型的推广和统一应用的EduKTM。此外, KT的开发不能与其应用分开,因此我们在不同情景中提出了典型的KT应用。最后,我们讨论了这个快速领域未来研究的一些潜在方向。

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