目錄
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 學習者認知計算 2
1.3 學習者情感計算 3
1.4 本章小結(jié) 5
參考文獻 5
第2章 面向?qū)W習成效評價的認知與情感計算模型 7
2.1 引言 7
2.2 面向全人發(fā)展的學習者認知與情感協(xié)同進化理論模型 9
2.2.1 概述 9
2.2.2 “知情共育”的智慧教育理論模型 10
2.2.3 認知與情感協(xié)同進化的雙螺旋模型 15
2.3 面向?qū)W習成效評價的全景化認知與情感表征模型 19
2.3.1 概述 19
2.3.2 研究方法 20
2.3.3 面向智慧教育的情感計算指標體系構(gòu)建 21
2.3.4 面向智慧教育的認知測評指標體系構(gòu)建 30
2.3.5 認知與情感結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建 35
2.4 可解釋性學習者認知與情感聯(lián)合建模和動態(tài)分析方法 38
2.4.1 面向?qū)W習者認知與情感的可解釋性表征框架 39
2.4.2 基于圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學習者認知與情感分析方法 40
2.4.3 基于時序因果模型的學習者認知與情感動態(tài)分析 41
2.5 基于認知與情感計算模型的學習成效評估與預測 44
2.5.1 概述 44
2.5.2 面向在線異步討論的認知與情感聯(lián)合識別 45
2.5.3 認知、情感和行為投入配置與學習成效的關(guān)系探究 49
2.5.4 基于多層次增強對比學習的MOOC學習者學習成效預測 55
2.5.5 聯(lián)合“行為-情感-認知-社會”多特征的學習成效預測 58
2.6 本章小結(jié) 59
參考文獻 60
第3章 數(shù)據(jù)和知識驅(qū)動的表征架構(gòu)與訓練優(yōu)化 64
3.1 引言 64
3.2 典型架構(gòu) 64
3.2.1 數(shù)據(jù)驅(qū)動典型架構(gòu) 64
3.2.2 知識驅(qū)動典型架構(gòu) 68
3.2.3 數(shù)據(jù)和知識雙驅(qū)動 71
3.3 學習方法輸出結(jié)果的可解釋性 74
3.3.1 基于可視化的解釋方法 74
3.3.2 基于文本的解釋方法 75
3.3.3 基于數(shù)值的解釋方法 76
3.3.4 智慧教育中的可解釋性研究 76
3.4 數(shù)據(jù)和知識驅(qū)動的表征架構(gòu)與訓練優(yōu)化方法 77
3.4.1 數(shù)據(jù)和知識驅(qū)動的表征架構(gòu)概述 77
3.4.2 三層架構(gòu)的知識表示 79
3.4.3 訓練與優(yōu)化方法 80
3.4.4 目標計數(shù) 81
3.4.5 人物交互檢測 87
3.4.6 組合零樣本學習 93
3.4.7 學習者行為識別 96
3.4.8 在線學習者表情識別 101
3.4.9 線下課堂表情識別 105
3.4.10 雙視角注視目標估計 109
3.4.11 結(jié)合大模型與結(jié)構(gòu)約束的強化因果發(fā)現(xiàn)方法 113
3.4.12 廣義類別發(fā)現(xiàn) 116
3.4.13 學習者可解釋性 119
3.4.14 可解釋的在線學習者專注度識別 123
3.5 原型系統(tǒng) 127
3.5.1 系統(tǒng)功能介紹 127
3.5.2 系統(tǒng)主要功能 128
3.6 本章小結(jié) 132
參考文獻 133
第4章 學習者認知與情感規(guī)律挖掘方法 142
4.1 引言 142
4.2 相關(guān)技術(shù)概述 143
4.2.1 規(guī)律挖掘方法簡述 143
4.2.2 認知規(guī)律挖掘方法 144
4.2.3 情感規(guī)律挖掘方法 145
4.3 基于深度知識追蹤解釋器的認知規(guī)律挖掘 145
4.3.1 概述 146
4.3.2 方法提出 147
4.3.3 實驗與分析 153
4.4 基于深度符號回歸的認知規(guī)律挖掘 156
4.4.1 概述 156
4.4.2 方法提出 158
4.4.3 實驗與分析 163
4.5 基于心理信息網(wǎng)絡(luò)的認知規(guī)律挖掘 166
4.5.1 概述 167
4.5.2 方法提出 168
4.5.3 實驗與分析 175
4.6 基于結(jié)構(gòu)方程模型的認知-情感-成效耦合規(guī)律挖掘 176
4.6.1 概述 177
4.6.2 方法提出 178
4.6.3 實驗與分析 181
4.7 基于預剪枝方程學習器的規(guī)律方程挖掘方法 188
4.7.1 概述 189
4.7.2 方法提出 190
4.7.3 實驗與分析 192
4.8 本章小結(jié) 197
參考文獻 197
第5章 面向三元空間學習場景的認知情感演化規(guī)律與發(fā)展體系 204
5.1 引言 204
5.2 國內(nèi)外相關(guān)現(xiàn)狀 205
5.2.1 虛實相融的學習場景構(gòu)建 205
5.2.2 知識技能與情感具身演化建模 207
5.2.3 認知與情感演化規(guī)律 209
5.2.4 學習場景的認知情感歸因 211
5.2.5 認知與情感發(fā)展體系構(gòu)建 214
5.3 面向三元空間的虛實相融個性化可交互學習場景構(gòu)建 216
5.3.1 基于人-機-物深度融合的個性化具身學習交互機理 216
5.3.2 三元空間表征下虛實相融的學習場景構(gòu)建 217
5.3.3 三元空間表征下虛實相融的典型應(yīng)用場景 221
5.4 三元空間學習場景混合增強下知識技能與情感演化模型構(gòu)建 224
5.4.1 知識技能與情感要素結(jié)構(gòu)體系劃分及關(guān)聯(lián)分析 225
5.4.2 時序過程下的知識技能與情感層級具身演進過程及轉(zhuǎn)化機制 227
5.4.3 混合增強下知識技能與情感具身演化模型構(gòu)建 230
5.5 基于時序圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的認知與情感演化規(guī)律分析 236
5.5.1 面向三元空間學習場景的認知與情感數(shù)據(jù)集構(gòu)建 236
5.5.2 多模態(tài)數(shù)據(jù)支持下基于時序GNN的認知與情感演化分析 237
5.5.3 基于學習者認知與情感規(guī)律發(fā)現(xiàn)的實證研究 251
5.6 基于混合推理的三元空間學習場景認知情感歸因 253
5.6.1 三元空間學習場景下的學習者去偏認知情感表示學習研究 254
5.6.2 三元空間學習場景下的學習者認知情感異常歸因建模 255
5.6.3 基于混合推理的學習認知情感細粒度歸因診斷 258
5.6.4 面向三元空間學習場景的認知情感歸因?qū)嵶C應(yīng)用 259
5.7 三元空間學習場景下認知與情感適性具身發(fā)展體系構(gòu)建 267
5.7.1 三元空間學習場景下認知與情感適性具身發(fā)展體系調(diào)研 267
5.7.2 復雜知識-高階認知-有利情感的協(xié)同促進機理分析 268
5.7.3 三元空間學習場景下面向認知與情感的具身策略設(shè)計 269
5.8 本章小結(jié) 278
參考文獻 279
第6章 展望 286
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