Knowledge tracing: modeling learning dynamics in higher education

Cover Page

Cite item

Abstract

the process of knowledge tracing is a crucial pedagogical tool aimed at identifying the dynamics of students’ knowledge development and predicting their future learning outcomes. In the context of higher education, this task becomes particularly relevant, since the effectiveness of the teaching process largely depends on the instructor’s ability to assess how well students have mastered the material. Knowledge tracing makes it possible not only to monitor the current state of knowledge acquisition but also to reveal areas of difficulty, thereby enabling timely pedagogical intervention and adaptation of teaching methods. Recent advances in intelligent tutoring systems and computer-based modeling have introduced new approaches to analyzing learning data. However, in most cases, the focus remains on the technical side of information processing, while the pedagogical dimension – such as the development of value orientations, integrative skills, and cross-disciplinary competences – receives insufficient attention. This study addresses this gap by providing a comprehensive analysis of modern knowledge tracing models, emphasizing their application within the pedagogical practice of universities. The findings demonstrate that a combination of theoretical approaches and data-driven methods offers significant opportunities for designing flexible and adaptive learning trajectories. This, in turn, contributes to the individualization of educational experiences, allowing instructors to plan lessons more effectively, provide targeted support to students, and enhance the overall quality of the teaching and learning process in higher education.

About the authors

T. N Pankova

Voronezh State University

G. A Khorokhorina

Russian Biotechnology University

T. S Bochkareva

Orenburg State University

A. I Rasulov

Dagestan State Pedagogical University named after R. Gamzatov

L. P Son

National Research University MPEI

References

  1. Власова Ю.В. Проблема реализации личностного подхода в педагогике // Проблемы социальных и гуманитарных наук. 2023. № 4 (37). С. 144 – 147.
  2. Обухова Н.И. Роль интеграции в вузовские программы элементов бережливого управления и ESG-практик для развития человеческого капитала // Проблемы межрегиональных связей. 2025. № 30 (2). С. 31 – 36.
  3. Панкова Т.Н., Чухина А.А., Багаев И.З. Потенциал современных образовательных технологий: ресурсы, средства, сервисы // Современная наука: актуальные проблемы теории и практики. Серия: Гуманитарные науки. 2022. № 8. С. 70 – 74. doi: 10.37882/2223-2982.2022.08.20.
  4. Панкова Т.Н., Иванова Е.В., Гарбузова Т.Г., Расулов А.И. Образование 4.0: исследование возможностей роботов для повышения эффективности обучения // Современная наука: актуальные проблемы теории и практики. Серия: Гуманитарные науки. 2025. № 01. С. 141 – 145.
  5. Панкова Т.Н., Ялаева Н.В., Садыкова Н.В., Томин В.В., Колбасина А.Д. Соотношение искусственного интеллекта и аутентичности: опыт использования ChatGPT студентами EFL в аспекте дисциплины «Академическое письмо» // Вестник педагогических наук. 2025. № 1. С. 202 – 208.
  6. Ялаева Н.В. Возможности использования Moodle в обучении английскому языку // Языковое образование сегодня - векторы развития: материалы V международной научно-практической конференции-форума. Екатеринбург, 17–18 апреля 2014 года. Екатеринбург: Уральский государственный педагогический университет, 2014. С. 151 – 157.
  7. Ялаева Н.В., Садыкова Н.В., Кудинова Т.В. Применение технологий адаптивного компьютерного обучения при подготовке студентов-юристов // Современное педагогическое образование. 2023. № 9. С. 226 – 231.
  8. Усов С.С., Безрукова О.Г., Симановская В.А., Курнакова А.С. Эффективность применения цифровых образовательных сервисов в обучении магистров гуманитарных специальностей // Развитие науки и практики в глобально меняющемся мире в условиях рисков: сборник материалов XXIV Международной научно-практической конференции. Москва, 27 декабря 2023 года. Москва: ООО "Издательство АЛЕФ", 2023. С. 111 – 117.
  9. Abdelrahman G., Wang Q., Nunes B. Knowledge tracing: A survey // ACM Computing Surveys. 2023. Т. 55. №11. С. 1 – 37.
  10. Atkinson R.C., Shiffrin R.M. Human memory: A proposed system and its control processes // Psychology of learning and motivation. Academic press, 1968. Т. 2. С. 89 – 195.
  11. Bjork R.A. Learning and short-term retention of paired associates in relation to specific sequences of interpresentation intervals: diss. Stanford University, 1966.
  12. Huang Y. Supporting skill integration in an intelligent tutoring system for code tracing // Journal of Computer Assisted Learning. 2023. Т. 39. № 2. С. 477 – 500.
  13. Koedinger K.R. An astonishing regularity in student learning rate // Proceedings of the National Academy of Sciences. 2023. Т. 120. № 13. 2221311120 с.
  14. Levanova E.A., Berezhnaya I.F., Krivotulova E.V. Individual learning path for future specialists' development // TEM Journal: Technology, Education, Management, Informatics. 2019. Vol. 8. No 4. P. 1384 – 1391.
  15. Liu T. Knowledge tracing: A bibliometric analysis // Computers and Education: Artificial Intelligence. 2022. Т. 3. С. 100090.
  16. Pavlik JrP.I., Anderson J.R. Practice and forgetting effects on vocabulary memory: An activation?based model of the spacing effect // Cognitive science. 2005. Т. 29. № 4. С. 559 – 586.
  17. Raaijmakers J.G. W. Spacing and repetition effects in human memory: Application of the SAM model // Cognitive Science. 2003. Т. 27. № 3. С. 431 – 452.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).