优化学生能力评估：面向教育情境的层次约束感知认知诊断框架

认知诊断（CD）旨在揭示学生在特定知识概念上的熟练程度。随着智能教育应用的广泛采用，准确评估学生的知识掌握程度已成为一项紧迫挑战。尽管现有的认知诊断框架通过分析学生的显式响应记录来提升诊断准确性，但它们主要关注个体知识状态，未能充分反映学生在层次结构中的相对能力表现。为解决这一问题，我们提出了层次约束感知认知诊断框架（HCD），旨在更准确地表示真实教育情境中的学生能力表现。具体而言，该框架引入了一个层次映射层来识别学生层次。然后采用层次卷积增强注意力层对同一层次学生之间的知识概念表现进行深入分析，揭示细微差异。一个层次间采样注意力层捕捉跨层次的表现差异，提供对学生知识状态关系的全面理解。最后，通过个性化诊断增强，该框架将层次约束感知特征与现有模型整合，改善了个体和群体特征的表示。该方法使得对学生知识状态的精确推断成为可能。研究表明，该框架不仅合理约束了学生知识状态的变化以符合真实教育情境，还支持教育评估的科学性和严谨性，从而推动了认知诊断领域的发展。