基于BP神经网络的教学认知诊断方法及应用

发布时间：2024-06-08 05:17

　　在以人为本、以创新人才培养为目标的现代教育教学理念下,教育者致力于使每位学习者获得个性化学习体验并得到充分发展。在我国的学校教育中,生师比较高,教师难以关注每位学生,并为其提供个性化学习指导。基于计算机的认知诊断测试可以通过诊断学生的认知结构,为其提供个性化的补救学习服务。认知诊断是个性化学习的基础,规则空间模型是认知诊断的有效方法之一。但规则空间模型通常需要大量样本进行参数估计才能获取较为准确的诊断结果,适用于学生多、知识结构复杂、题量大、周期长的大型考试。然而,在实际教学中,往往需要在较短周期内开展小样本诊断测试,及时补救学生知识漏洞,从而避免问题积攒,促进学生的个性化学习。通过分析大量国内外相关文献,本研究发现BP神经网络的模式识别方式不受样本数量限制,故本研究将规则空间模型的Q矩阵理论与BP神经网络的模式识别相结合,提出基于BP神经网络的认知诊断方法,以降低规则空间模型对样本数量的要求,实现小样本认知诊断。该方法的基本思想是:保留规则空间模型的Q矩阵理论,将其大样本模式识别阶段替换为小样本的BP神经网络自组织、自学习、自适应的模式识别方法。首先确定认知诊断属性及测试项目,生成理...

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【部分图文】：

图1-1高频关键词社会网络关系图谱

6更适合在课堂教学评估中使用[24]。2017年刘妍等人研究发现国内尚缺乏CD-CAT的实验研究与实践应用，理论概况和现状综述占CD-CAT研究的89%[25]。图1-1高频关键词社会网络关系图谱随着理论研究的不断实践，认知诊断的价值不断凸显，其在应用研究方面取得了一定的成效。2....

图3-6实际反应模式0111111的模式识别

28式识别，需要进行特征提取转化为实际反应模式，才能用训练好的网络对转化后的测试集进行分类。实际反应模式的表示形式与期望反应模式一样，都用0和1表示是否正确解答7个测试项目，但实际反应模式包括学生猜测和失误的所有可能的答题结果，共有27=128种模式，期望反应模式只包含理想状态下....

图3-8知识点已掌握人数分布图

30图3-7认识结构人数分布图图3-8知识点已掌握人数分布图3.4.2推荐学习资源与路径认知诊断结果能够帮助学生分析学情，明确学生学习目标。学生明确补救学习的目标后，需要有效的学习服务帮助他们及时补救学习。BPNNCD的学习服务包括学习资源推荐和学习路径推荐，学习资源推荐可以避免....

本文编号：3991515