[发明专利]一种认知影响因素分析方法及装置

说明书

本发明提供了一种认知影响因素分析方法及装置，涉及认知加工过程数据挖掘技术领域。所述认知影响因素分析方法首先获取学习者的学习数据，对所述学习数据进行处理后获得标准学习数据，再基于所述标准学习数据采用特征提取器提取所述学习者的特征，基于所述特征采用分类器确定影响所述学习者的认知影响因素。所述认知影响因素分析方法从学习者的学习数据中挖掘学习者认知影响因素，同时利用特征提取器和分类器确定所述认知影响因素，参考了学习者的状态、失误等隐性影响因素，提高了认知影响因素分析的准确性。

技术领域

本发明涉及认知加工过程数据挖掘技术领域，具体而言，涉及一种认知影响因素分析方法及装置。

背景技术

随着社会和科学技术更新进步速度的迅速加快，人们对知识获取以及教育学习的需求愈发增大，而如何评测学习者的知识获取程度和认真水平则成为了迫切需要解决的问题。传统的测验/考试仅以测验总分作为评价指标，显得过于笼统和概括，现在人们不仅要求测验能在总分数层面进行评价，更希望能深入到被试内部的认知加工层面，为此心理学家们以认知心理学和心理测量学为理论基础，开发出了具有认知诊断功能的心理计量模型(简称认知诊断模型，CDM)，挖掘被试作答过程和测验分数背后的知识结构、加工技能和认知过程，做出更加准确详尽的诊断和评估，从而为采取相应的补救教学提供依据，为因材施教提供指导。

认知诊断理论建立在已有测验理论基础之上，但它更为强调测验/测量要深入考察学习者的心理加工过程。而当前的认知诊断是对学习者认知加工过程中所涉及的知识、技能、策略等显性因素进行诊断，对于认知加工过程的研究是鲜有的，然而影响学习者认知加工过程并非只有显性因素，还有学习行为、情感态度、思维方式等隐性因素的影响，这些相关因素对学习者成绩的影响是长远且显著的，然而现有的认知诊断技术无法对影响学习者认知加工过程的多元因素进行挖掘及分析。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种认知影响因素分析方法及装置，以解决上述的现有认知诊断模型无法对学习者的学习行为、情感态度、思维方式等多元因素进行分析的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种认知影响因素分析方法，所述认知影响因素分析方法包括：获取学习者的学习数据；对所述学习数据进行处理后获得标准学习数据；基于所述标准学习数据采用特征提取器提取所述学习者的特征，基于所述特征采用分类器确定影响所述学习者的认知影响因素。

综合第一方面，所述学习数据包括每个试题的考察属性、试题得分、答题时间和认知状态，所述对所述学习数据进行处理后获得标准学习数据，包括：根据所述考察属性确定每个试题的属性关联矩阵，根据所述试题得分确定每个试题的作答反应矩阵，根据所述答题时间确定每个试题的作答时间矩阵，根据所述属性关联矩阵与所述认知状态确定每个试题的错误类型；将所述属性关联矩阵、所述作答反应矩阵、所述作答时间矩阵、所述错误类型作为标准学习数据。

综合第一方面，在所述对所述学习数据进行处理后获得标准学习数据之后，以及在所述基于所述标准学习数据采用特征提取器提取所述学习者的特征，基于所述特征采用分类器确定影响所述学习者的认知影响因素之前，所述认知影响因素分析方法还包括：从所述标准学习数据中获取训练集；根据所述训练集的数据格式确定输入层；根据所述训练集进行特征提取器的无监督逐层训练；在所述特征提取器的顶层添加分类器，基于所述训练集通过所述分类器对所述特征提取器与所述分类器进行参数调节；根据认知影响因素指标体系确定输出层。

综合第一方面，在所述根据认知影响因素指标体系确定输出层之后，所述认知影响因素分析方法还包括：采用BP算法对所述特征提取器和所述分类器进行反向微调。

综合第一方面，在所述根据认知影响因素指标体系确定输出层之前，所述认知影响因素分析方法还包括：于认知属性、学习行为和情感态度构建所述认知影响因素指标体系。