論文の概要: Optimizing Student Ability Assessment: A Hierarchy Constraint-Aware Cognitive Diagnosis Framework for Educational Contexts
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.04488v1
- Date: Thu, 21 Nov 2024 11:37:36 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-15 08:59:00.784361
- Title: Optimizing Student Ability Assessment: A Hierarchy Constraint-Aware Cognitive Diagnosis Framework for Educational Contexts
- Title（参考訳）: 生徒の能力評価を最適化する:教育文脈における階層的制約を考慮した認知診断フレームワーク
- Authors: Xinjie Sun, Qi Liu, Kai Zhang, Shuanghong Shen, Fei Wang, Yan Zhuang, Zheng Zhang, Weiyin Gong, Shijin Wang, Lina Yang, Xingying Huo,
- Abstract要約: 階層的制約を考慮した認知診断フレームワーク(HCD)を提案する。
HCDは、実際の教育的文脈内での生徒の能力パフォーマンスをより正確に表現することを目的としている。
階層的制約認識機能を既存のモデルと統合し、個人特性とグループ特性の両方の表現を改善する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 26.287186220848763
- License:
- Abstract: Cognitive diagnosis (CD) aims to reveal students' proficiency in specific knowledge concepts. With the increasing adoption of intelligent education applications, accurately assessing students' knowledge mastery has become an urgent challenge. Although existing cognitive diagnosis frameworks enhance diagnostic accuracy by analyzing students' explicit response records, they primarily focus on individual knowledge state, failing to adequately reflect the relative ability performance of students within hierarchies. To address this, we propose the Hierarchy Constraint-Aware Cognitive Diagnosis Framework (HCD), designed to more accurately represent student ability performance within real educational contexts. Specifically, the framework introduces a hierarchy mapping layer to identify students' levels. It then employs a hierarchy convolution-enhanced attention layer for in-depth analysis of knowledge concepts performance among students at the same level, uncovering nuanced differences. A hierarchy inter-sampling attention layer captures performance differences across hierarchies, offering a comprehensive understanding of the relationships among students' knowledge state. Finally, through personalized diagnostic enhancement, the framework integrates hierarchy constraint perception features with existing models, improving the representation of both individual and group characteristics. This approach enables precise inference of students' knowledge state. Research shows that this framework not only reasonably constrains changes in students' knowledge states to align with real educational settings, but also supports the scientific rigor and fairness of educational assessments, thereby advancing the field of cognitive diagnosis.
- Abstract（参考訳）: 認知診断(CD)は、特定の知識概念における生徒の習熟度を明らかにすることを目的としている。
知的教育応用の普及に伴い、学生の知識習得を正確に評価することが急務となっている。
既存の認知診断フレームワークは、学生の明示的な応答記録を分析することによって、診断精度を高めるが、主に個々の知識状態に焦点を当て、階層内の生徒の相対的能力性能を適切に反映しない。
そこで本研究では,実際の教育環境における生徒の能力評価をより正確に表現するために,階層制約認知診断フレームワーク(HCD)を提案する。
具体的には、生徒のレベルを識別する階層マッピング層を導入する。
次に、階層的畳み込みによる注意層を用いて、同じレベルの学生間での知識概念のパフォーマンスの詳細な分析を行い、微妙な違いを明らかにする。
階層間注目層は階層間の性能差を捉え,学生の知識状態間の関係を包括的に理解する。
最後に、パーソナライズされた診断強化により、既存のモデルと階層的制約認識機能を統合し、個人特性とグループ特性の両方の表現を改善した。
このアプローチは、学生の知識状態の正確な推測を可能にする。
この枠組みは、学生の知識状態の変化を合理的に制約するだけでなく、科学的な厳密さと教育評価の公正性をサポートし、認知診断の分野を推し進めている。
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