基于异构图与会话图的知识追踪
Knowledge tracing based on heterogeneous graph and session graph
兰州交通大学 电子与信息工程学院, 兰州 730070
摘要
针对知识追踪任务中习题间语义关联性与知识拓扑结构建模不足,及个体学习过程动态认知演化缺乏细粒度表征的问题,提出了一种基于异构图与会话图的联合建模框架 HSKT (Heterogeneous graph and Session graph-based Knowledge Tracing)。该方法首先构建异构图HRG (Heterogeneous graph),融合学生-习题-知识点间的多语义关系,并引入答题结果、答题时长和尝试次数等细粒度行为特征,通过边属性感知的图注意力机制增强高阶语义提取与邻域信息聚合; 其次,构建时序会话图SG (Session graph) 建模答题序列的时空依赖关系,使用时序图卷积网络 (T-GCN) 结合门控循环单元 (GRU) 捕捉知识状态的局部依赖与长期演化动态,其中会话图的边权根据答题时间间隔按艾宾浩斯遗忘曲线动态设定;最后,通过注意力机制动态融合 HRG 的静态语义表达与 SG 的动态知识表达进行预测。在ASSIST2009、ASSIST2015、ASSIST2017、EdNet和NeurIPS五个公开数据集上的实验结果表明,此方法在AUC指标上分别平均提升了2.1、1.8、4.1、2.6和1.4个百分点,为在线个性化的教学提供了更有力的支持。
基金项目
甘肃省高校科研创新平台重大培育项目(2024CXPT-17)
国家自然科学基金项目"轨道交通AR虚拟仿真实验多模虚实融合交互及可用性研究"(62367005)
兰州交通大学科研反哺教学典型案例教学改革研究项目(JGY202518)
出版信息
DOI: 10.19734/j.issn.1001-3695.2025.07.0247
出版期卷: 《计算机应用研究》 优先出版, 2026年第43卷 第2期
发布历史
[2025-10-28] 优先出版
引用本文
张子豪, 王松, 苏欣怡, 等. 基于异构图与会话图的知识追踪 [J]. 计算机应用研究, 2026, 43 (2). (2025-11-04). https://doi.org/10.19734/j.issn.1001-3695.2025.07.0247. (Zhang Zihao, Wang Song, Su Xinyi, et al. Knowledge tracing based on heterogeneous graph and session graph [J]. Application Research of Computers, 2026, 43 (2). (2025-11-04). https://doi.org/10.19734/j.issn.1001-3695.2025.07.0247. )
关于期刊
- 计算机应用研究 月刊
- Application Research of Computers
-
刊号
ISSN 1001-3695
CN 51-1196/TP
《计算机应用研究》创刊于1984年,是由四川省科技厅所属四川省计算机研究院主办的计算技术类学术刊物。
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