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Uncertainty-aware structural trend-decoupling knowledge tracing
DOI:10.1016/j.knosys.2026.116879.png)
摘要
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知识追踪(KT)通过交互序列推断学生不断变化的知识掌握程度,并作为智能辅导系统的核心组件。尽管近期的基于Transformer和概率的KT模型取得了强大的预测性能,但它们常将长期学习趋势与短期行为波动混为一谈,同时在非规则实时间隔下未能充分建模遗忘动态。为解决这些问题,我们提出了UST-KT,一种基于不确定性的概率知识追踪框架。具体而言,UST-KT引入了一个结构化认知解耦模块,采用因果卷积将平滑认知趋势与高频波动分离,并分别将其注入高斯潜在状态的平均值和协方差中。通过这种方式,平均值捕捉稳定的长期掌握程度,而协方差则作为波动相关不确定性的代理。此外,我们开发了一种Hawkes–Wasserstein注意力机制。该机制利用Hawkes启发式的连续时间衰减核,基于Wasserstein距离调整分布相似性,从而在非规则时间间隔下实现更时间敏感的遗忘动态建模。在三个真实基准数据集上的广泛实验表明,UST-KT持续优于强基线模型,并产生更稳定的预测动态、更好校准的预测概率,以及作为波动相关不可预测性代理的更结构化的协方差表示。
Keyword:
Knowledge tracing
Educational data mining
Uncertainty modeling
Temporal dynamics
期刊
K
IF:
7.6
论文数:
1.2W
被引数:
4.5W
机构
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IF10.5

