作業(yè)系統(tǒng)中計(jì)算類主觀題處理技術(shù)研究.pdf

1、作業(yè)和批改作業(yè)是一個(gè)重要的教學(xué)環(huán)節(jié)。大量研究表明，學(xué)生認(rèn)真做作業(yè)和教師認(rèn)真改作業(yè)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量和學(xué)習(xí)成績(jī)具有至關(guān)重要的影響。利用計(jì)算機(jī)對(duì)學(xué)生作業(yè)進(jìn)行識(shí)別和批改，較教師手工批改作業(yè)能大大提高作業(yè)批改的速度，減輕教師的工作量。目前已有較多作業(yè)批改軟件，但它們大多是對(duì)選擇題、判斷題等客觀題進(jìn)行識(shí)別和批改，較少能對(duì)計(jì)算類主觀題進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別和批改。本文提出了利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)識(shí)別和批改計(jì)算類主觀題的方法，并以“材料力學(xué)”課程為主要研究對(duì)象，運(yùn)用符號(hào)

2、運(yùn)算、專家系統(tǒng)等技術(shù)，研究了部分初等數(shù)學(xué)表達(dá)式的比較識(shí)別方法，并在此基礎(chǔ)上建立了材料力學(xué)課程部分計(jì)算類主觀題的自動(dòng)識(shí)別和批改技術(shù)。 計(jì)算類主觀題的自動(dòng)批改是一個(gè)基于知識(shí)的智能識(shí)別技術(shù)，本文研究了適合材料力學(xué)計(jì)算類主觀題識(shí)別的知識(shí)表示方法。文中將知識(shí)分為學(xué)科理論知識(shí)和學(xué)科專家知識(shí)。為了進(jìn)行計(jì)算機(jī)自動(dòng)批改和識(shí)別，就必須有效的組織和表達(dá)學(xué)科理論知識(shí)。本文提出了將學(xué)科理論知識(shí)中的解答步驟用SUM、TERM、FIELD等算子進(jìn)行嵌套表示，

3、對(duì)一些較復(fù)雜的FIELD還采用O變量進(jìn)行化簡(jiǎn)，從而保證了識(shí)別的效率和正確性。為了對(duì)學(xué)生在作業(yè)中暴露出來(lái)的錯(cuò)誤和問(wèn)題進(jìn)行描述，必須合理有效地根據(jù)教師豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)來(lái)設(shè)計(jì)學(xué)科專家知識(shí)。本文提出了通過(guò)定義關(guān)鍵步驟、錯(cuò)誤步驟等學(xué)科專家知識(shí)來(lái)診斷學(xué)生作業(yè)中的錯(cuò)誤和問(wèn)題，形成學(xué)生的學(xué)習(xí)情況記錄，從而指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步的學(xué)習(xí)。 數(shù)學(xué)表達(dá)式的比較識(shí)別是學(xué)生作業(yè)自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的核心，本文運(yùn)用最大公因式提取和因式分解等符號(hào)運(yùn)算技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了部分初等數(shù)學(xué)表達(dá)

4、式的比較識(shí)別，為計(jì)算類主觀題的自動(dòng)批改打下了一定的技術(shù)基礎(chǔ)。 本文提出了適合計(jì)算類主觀題自動(dòng)識(shí)別和批改的控制模型。計(jì)算類主觀題的識(shí)別是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過(guò)程。為此建立了一套高效的控制模型對(duì)識(shí)別和批改工作的整個(gè)過(guò)程進(jìn)行控制，本文將識(shí)別過(guò)程分為前處理、正確解答的識(shí)別、錯(cuò)誤解答的識(shí)別以及相似錯(cuò)誤的識(shí)別四個(gè)階段，而在識(shí)別策略上則提出了采用了“解法識(shí)別”、“解答識(shí)別”和“步驟識(shí)別”三層結(jié)構(gòu)的識(shí)別控制策略，從而使學(xué)生作業(yè)的自動(dòng)識(shí)別和批改更加準(zhǔn)確

5、可靠。 本文運(yùn)用專家系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了作業(yè)錯(cuò)誤的自動(dòng)跟蹤與動(dòng)態(tài)診斷。已有的大部分教學(xué)軟件除了缺乏對(duì)主觀題進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別的功能之外，還缺乏對(duì)學(xué)生作業(yè)中錯(cuò)誤和問(wèn)題的定義、描述、自動(dòng)跟蹤和動(dòng)態(tài)診斷等功能，而這些功能是作業(yè)環(huán)節(jié)在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中的一項(xiàng)十分重要的功能。本文提出通過(guò)定義錯(cuò)誤評(píng)價(jià)和與學(xué)生的錯(cuò)誤解答動(dòng)態(tài)綁定的關(guān)聯(lián)評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生作業(yè)中的錯(cuò)誤和問(wèn)題的定義、跟蹤和診斷等功能。通過(guò)學(xué)生上機(jī)做作業(yè)，計(jì)算機(jī)可以診斷出學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中和對(duì)相關(guān)知識(shí)的掌握