融合学习情绪的学习者知识状态建模及在中学生在线学习中的应用
发布时间：2021-10-11 22:42
学习者建模是指建立真实学习者的抽象表示模型,是自适应学习系统的核心技术之一。自适应学习系统通过学习者模型模拟的学生特征,对学习者的学习状态进行预测,自动化地进行学习策略调整、学习资源推荐和学习预警,真正实现以学习者为中心。本研究提出融合学习情绪的学习者知识状态模型;基于实证研究验证所提模型应用于中学生在线学习的有效性。本研究首先使用文献分析法,基于学习情绪相关理论对困惑情绪与学习结果的关系进行论述。进而,利用数学建模法,在给定学习者情绪的前提下,提出将学习困惑情绪与可加因子模型相结合的融合学习情绪的知识状态预测模型。最后,设计和实施实证研究方案,首先应用于某中学数学在线学习平台中产生的数据,进而通过自行开发实验平台采集数据集进行对比研究,并与传统模型在预测性质上进行对比讨论,验证新模型在中学生在线学习应用中的有效性。研究发现:（1）困惑情绪是预测学习结果的良好特征因子;（2）困惑情绪对学习结果预测有情境限制,只有在学习者进行有效学习的条件下,困惑情绪的产生与学习结果正相关;（3）融合学习情绪的学习者知识状态模型比只考虑行为特征的现有模型表现更好,可以在中学生在线学习过程中取得更加准确的...
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１研宄路线图??Ｆｉｇｕｒｅ?１－１?Ｔｈｅ?ｒｏｕｔｅ?ｏｆ?ｒｅｓｅａｒｃｈ??首先通过文献研究法对已有的学习者模型、学习者知识状态建模技术、学习情??
?浙江工业大学硕士学位论文???Ｎｏｔ?ｋｎｏｗｎ?Ｋｎｏｗｎ??ｌｐｇ?ＩＰｓ??Ｉｎｃｏｒｒｅｃｔ?ｃｃａｒｅｃｔ??图２－１贝叶斯知识追踪??Ｆｉｇｕｒｅ?２－１?Ｂａｙｅｓｉｎ?ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ?ｔｒａｃｉｎｇ??贝叶斯知识追踪ＢＫＴ表示为：??Ｐ（Ｌｎ）?＝?Ｐ（Ｌｎ｜ｉ４ｃｔｉｏｎｎ）?＋?Ｐ（Ｔ）?＊?（１?－?Ｐ（Ｌｎ＼Ａｃｔｉｏｎｎ））??Ｐ（Ｌｎ＼Ｃｏｒｒｅｃｔｎ）?＝??Ｐ（Ｌｎ）＊（ｌ?Ｐ（５））—???Ｐ（Ｌｎ）?＊?（１?－?Ｐ（５））?＋?（１?－?Ｐ（Ｌｎ））?＊?Ｐ（Ｇ）??Ｐ（Ｌｎ）?＊?ＰＣＳ）??Ｐ（Ｌｎ｜／ｎｃｏｒｒｅｃｔｎ）?＝??ｒ???Ｐ（Ｌｎ）?＊?Ｐ（Ｓ）?＋?（１?－?Ｐ（ＬＪ）?＊?（１?－?Ｐ（Ｇ））??？?概率Ｐ（Ｌ）表示掌握某知识点的概率??？?概率Ｐ（Ｔ）表示学生阅读资料和运用知识点等学习行为成功习得，可以完??成学习状态转换这部分的概率??？概率Ｐ（Ｓ）表示学生掌握了知识点但是失误做错的概率??？概率Ｐ（Ｇ）表示学生没有拿握知识点但是猜对的概率??贝叶斯知识追踪（ＢＫＴ）在１９９５年Ｃｏｒｂｅｔｔ和Ａｎｄｅｒｓｏｎ提出，通过隐马尔可??夫链中的潜变量对学生的知识进行建模，并通过观察学习者应用知识和技能回答??间题的每次尝试的正确性来更新知识状态［７］．贝叶斯知识追踪不考虑学习者个体的??能力差异。从学习动力学的角度来看，贝叶斯知识追踪模型的关键假设是从未知状??态到已知状态的离散过渡。后期的研究包括Ｋｈａｊａｈ等人在、２０１６年加入遗忘参数??［２０］、Ｐａｒｄｏｓ和Ｈｅｆｆｅｒｎａｎ?：在：２０１１年加入的
当人们检测到新信息或差异信息时，会发生输入和??知识信息的不匹配，注意力会转向差异性信息，此时自主神经系统会加强个人的唤??醒状态，情绪状态就会发生变化。而这种伴随学习的情感唤醒，这种学习者经历的??各种情绪可能，则取决于当前情境中差异信息变化的数量以及重要目标是否被阻??止。??建构学习??失堃?着迷??疑惑??好竒??困惑?感兴趣??厂Ｈ?Ｉ、??消极情绪＾???？积极情绪??＼?ＩＩＩ?ＩＶ?／??挫折感??消除误会????九友??无学习??图２－２学习过程中的情绪状态??Ｆｉｇｕｒｅ?２－２?Ａｆｆｅｃｔｉｖｅ?ｓｔａｔｅｓ?ｄｕｒｉｎｇ?ｔｈｅ?ｌｅａｒｎｉｎｇ??Ｋｏｒｔ．Ｒｅｉｌｙ和Ｐｉｃａｒｄ的理论框架（如图２－２）也有类似的结论，这个理论以效??价为横轴，以学习程度为纵轴，将学业情绪划分为四种类型。他们认为，典型的学??习体验包括一系列的情绪体验，即伴随着学习程度的加深，情绪应该随之波动。［３６］??＿此，从他们的研宄中可以发现，学习者在学习过程中会体验到很多不同类型的情??绪，这些情绪有效价和学习程度方面的差异，情绪状态也不是固定不变的，会随着??学习过程发生变化。??除此之外，学习情感及其在学习中的影响也受到广泛关注６?Ｐｅｋｒｕｎ，Ｇｏｅｔｚ，??Ｔｉｔｚ＆Ｐｅｒｒｙ以及Ｒｏｗｅ等人都做了一些实证研宄证实了短期内学：，习情绪爱异与学??习者取得的学习成果差异有关［３５］［３７］。Ｈｕ等的研宄中也提到生物学中发现了情绪影??响学习的分子机制，认为学习者的情绪变化能够调节人体细胞的兴奋性突触传递，??１６??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于面部表情的学习者情绪自动识别研究——适切性、现状、现存问题和提升路径[J]. 陈子健,朱晓亮. 远程教育杂志. 2019(04)
[2]基于面部表情的学习困惑自动识别法[J]. 江波,李万健,李芷璇,叶韵. 开放教育研究. 2018(04)
[3]教育数据挖掘中的学习者建模研究[J]. 徐鹏飞,郑勤华,陈耀华,陈丽. 中国远程教育. 2018(06)
[4]网络教育中个性化学习者模型的设计与分析[J]. 孙力,张婷. 远程教育杂志. 2017(03)
[5]学业困惑:概念、研究范式及其与学习的关系[J]. 马惠霞,杨莹莹. 心理与行为研究. 2015(06)
[6]大数据视角分析学习变革——美国《通过教育数据挖掘和学习分析促进教与学》报告解读及启示[J]. 徐鹏,王以宁,刘艳华,张海. 远程教育杂志. 2013(06)
[7]青少年学业情绪的发展性研究综述[J]. 周红柳,方明. 池州学院学报. 2012(03)
[8]网络智能教学系统中双层学生模型的设计[J]. 郝耀军,王建国,赵青杉. 中国远程教育. 2011(12)
[9]智能教学系统中动态学生模型的研究与设计[J]. 郭富强. 中国电化教育. 2011(01)
[10]国家中长期教育改革和发展规划纲要[J]. 西藏教育. 2010(10)
本文编号：3431378
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１研宄路线图??Ｆｉｇｕｒｅ?１－１?Ｔｈｅ?ｒｏｕｔｅ?ｏｆ?ｒｅｓｅａｒｃｈ??首先通过文献研究法对已有的学习者模型、学习者知识状态建模技术、学习情??
?浙江工业大学硕士学位论文???Ｎｏｔ?ｋｎｏｗｎ?Ｋｎｏｗｎ??ｌｐｇ?ＩＰｓ??Ｉｎｃｏｒｒｅｃｔ?ｃｃａｒｅｃｔ??图２－１贝叶斯知识追踪??Ｆｉｇｕｒｅ?２－１?Ｂａｙｅｓｉｎ?ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ?ｔｒａｃｉｎｇ??贝叶斯知识追踪ＢＫＴ表示为：??Ｐ（Ｌｎ）?＝?Ｐ（Ｌｎ｜ｉ４ｃｔｉｏｎｎ）?＋?Ｐ（Ｔ）?＊?（１?－?Ｐ（Ｌｎ＼Ａｃｔｉｏｎｎ））??Ｐ（Ｌｎ＼Ｃｏｒｒｅｃｔｎ）?＝??Ｐ（Ｌｎ）＊（ｌ?Ｐ（５））—???Ｐ（Ｌｎ）?＊?（１?－?Ｐ（５））?＋?（１?－?Ｐ（Ｌｎ））?＊?Ｐ（Ｇ）??Ｐ（Ｌｎ）?＊?ＰＣＳ）??Ｐ（Ｌｎ｜／ｎｃｏｒｒｅｃｔｎ）?＝??ｒ???Ｐ（Ｌｎ）?＊?Ｐ（Ｓ）?＋?（１?－?Ｐ（ＬＪ）?＊?（１?－?Ｐ（Ｇ））??？?概率Ｐ（Ｌ）表示掌握某知识点的概率??？?概率Ｐ（Ｔ）表示学生阅读资料和运用知识点等学习行为成功习得，可以完??成学习状态转换这部分的概率??？概率Ｐ（Ｓ）表示学生掌握了知识点但是失误做错的概率??？概率Ｐ（Ｇ）表示学生没有拿握知识点但是猜对的概率??贝叶斯知识追踪（ＢＫＴ）在１９９５年Ｃｏｒｂｅｔｔ和Ａｎｄｅｒｓｏｎ提出，通过隐马尔可??夫链中的潜变量对学生的知识进行建模，并通过观察学习者应用知识和技能回答??间题的每次尝试的正确性来更新知识状态［７］．贝叶斯知识追踪不考虑学习者个体的??能力差异。从学习动力学的角度来看，贝叶斯知识追踪模型的关键假设是从未知状??态到已知状态的离散过渡。后期的研究包括Ｋｈａｊａｈ等人在、２０１６年加入遗忘参数??［２０］、Ｐａｒｄｏｓ和Ｈｅｆｆｅｒｎａｎ?：在：２０１１年加入的
当人们检测到新信息或差异信息时，会发生输入和??知识信息的不匹配，注意力会转向差异性信息，此时自主神经系统会加强个人的唤??醒状态，情绪状态就会发生变化。而这种伴随学习的情感唤醒，这种学习者经历的??各种情绪可能，则取决于当前情境中差异信息变化的数量以及重要目标是否被阻??止。??建构学习??失堃?着迷??疑惑??好竒??困惑?感兴趣??厂Ｈ?Ｉ、??消极情绪＾???？积极情绪??＼?ＩＩＩ?ＩＶ?／??挫折感??消除误会????九友??无学习??图２－２学习过程中的情绪状态??Ｆｉｇｕｒｅ?２－２?Ａｆｆｅｃｔｉｖｅ?ｓｔａｔｅｓ?ｄｕｒｉｎｇ?ｔｈｅ?ｌｅａｒｎｉｎｇ??Ｋｏｒｔ．Ｒｅｉｌｙ和Ｐｉｃａｒｄ的理论框架（如图２－２）也有类似的结论，这个理论以效??价为横轴，以学习程度为纵轴，将学业情绪划分为四种类型。他们认为，典型的学??习体验包括一系列的情绪体验，即伴随着学习程度的加深，情绪应该随之波动。［３６］??＿此，从他们的研宄中可以发现，学习者在学习过程中会体验到很多不同类型的情??绪，这些情绪有效价和学习程度方面的差异，情绪状态也不是固定不变的，会随着??学习过程发生变化。??除此之外，学习情感及其在学习中的影响也受到广泛关注６?Ｐｅｋｒｕｎ，Ｇｏｅｔｚ，??Ｔｉｔｚ＆Ｐｅｒｒｙ以及Ｒｏｗｅ等人都做了一些实证研宄证实了短期内学：，习情绪爱异与学??习者取得的学习成果差异有关［３５］［３７］。Ｈｕ等的研宄中也提到生物学中发现了情绪影??响学习的分子机制，认为学习者的情绪变化能够调节人体细胞的兴奋性突触传递，??１６??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于面部表情的学习者情绪自动识别研究——适切性、现状、现存问题和提升路径[J]. 陈子健,朱晓亮. 远程教育杂志. 2019(04)
[2]基于面部表情的学习困惑自动识别法[J]. 江波,李万健,李芷璇,叶韵. 开放教育研究. 2018(04)
[3]教育数据挖掘中的学习者建模研究[J]. 徐鹏飞,郑勤华,陈耀华,陈丽. 中国远程教育. 2018(06)
[4]网络教育中个性化学习者模型的设计与分析[J]. 孙力,张婷. 远程教育杂志. 2017(03)
[5]学业困惑:概念、研究范式及其与学习的关系[J]. 马惠霞,杨莹莹. 心理与行为研究. 2015(06)
[6]大数据视角分析学习变革——美国《通过教育数据挖掘和学习分析促进教与学》报告解读及启示[J]. 徐鹏,王以宁,刘艳华,张海. 远程教育杂志. 2013(06)
[7]青少年学业情绪的发展性研究综述[J]. 周红柳,方明. 池州学院学报. 2012(03)
[8]网络智能教学系统中双层学生模型的设计[J]. 郝耀军,王建国,赵青杉. 中国远程教育. 2011(12)
[9]智能教学系统中动态学生模型的研究与设计[J]. 郭富强. 中国电化教育. 2011(01)
[10]国家中长期教育改革和发展规划纲要[J]. 西藏教育. 2010(10)
本文编号：3431378
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