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《西南交通大学》 2006年
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作业系统中计算类主观题处理技术研究

杨宁学  
【摘要】:作业和批改作业是一个重要的教学环节。大量研究表明,学生认真做作业和教师认真改作业对学生的学习质量和学习成绩具有至关重要的影响。利用计算机对学生作业进行识别和批改,较教师手工批改作业能大大提高作业批改的速度,减轻教师的工作量。目前已有较多作业批改软件,但它们大多是对选择题、判断题等客观题进行识别和批改,较少能对计算类主观题进行自动识别和批改。本文提出了利用计算机自动识别和批改计算类主观题的方法,并以“材料力学”课程为主要研究对象,运用符号运算、专家系统等技术,研究了部分初等数学表达式的比较识别方法,并在此基础上建立了材料力学课程部分计算类主观题的自动识别和批改技术。 计算类主观题的自动批改是一个基于知识的智能识别技术,本文研究了适合材料力学计算类主观题识别的知识表示方法。文中将知识分为学科理论知识和学科专家知识。为了进行计算机自动批改和识别,就必须有效的组织和表达学科理论知识。本文提出了将学科理论知识中的解答步骤用SUM、TERM、FIELD等算子进行嵌套表示,对一些较复杂的FIELD还采用O变量进行化简,从而保证了识别的效率和正确性。为了对学生在作业中暴露出来的错误和问题进行描述,必须合理有效地根据教师丰富的教学经验来设计学科专家知识。本文提出了通过定义关键步骤、错误步骤等学科专家知识来诊断学生作业中的错误和问题,形成学生的学习情况记录,从而指导学生进一步的学习。 数学表达式的比较识别是学生作业自动识别技术的核心,本文运用最大公因式提取和因式分解等符号运算技术,实现了部分初等数学表达式的比较识别,为计算类主观题的自动批改打下了一定的技术基础。 本文提出了适合计算类主观题自动识别和批改的控制模型。计算类主观题的识别是一个相当复杂的过程。为此建立了一套高效的控制模型对识别和批改工作的整个过程进行控制,本文将识别过程分为前处理、正确解答的识别、错误解答的识别以及相似错误的识别四个阶段,而在识别策略上则提出了采用了“解法识别”、“解答识别”和“步骤识别”三层结构的识别控制策略,从而使学生作业的自动识别和批改更加准确可靠。 本文运用专家系统实现了作业错误的自动跟踪与动态诊断。已有的大部分教学软件除了缺乏对主观题进行自动识别的功能之外,还缺乏对学生作业中错误和问题的定义、描述、自动跟踪和动态诊断等功能,而这些功能是作
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TP319

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 王建;力学课程网上作业系统相关技术的研究与开发[D];西南交通大学;2011年
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3 燕永军;作业图形拓扑关系识别技术的研究与开发[D];西南交通大学;2008年
4 薛文飞;基于多元表征理论的高中物理解题辅导系统MR-PPSTS的设计与开发[D];华东师范大学;2010年
5 苟永利;基于网络的中学无纸化作业系统的功能设计与优化[D];西南交通大学;2013年
6 王静;原函数的识别与图形识别条件的控制[D];西南交通大学;2013年
【参考文献】
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【共引文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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3 朱谦成;基于CLIPS的注塑模具方案智能设计研究及程序实现[D];湘潭大学;2010年
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8 李晓峰;基于WEB的网络考试系统设计与实现[D];华东师范大学;2010年
9 张启鹏;思想政治理论课辅助教学系统设计[D];华东师范大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 聂爱丽;杨丽飞;龚晖;;网上作业技术的应用研究[J];安阳工学院学报;2008年04期
2 丛波滋;圆与抛物线的位置关系[J];吉林师范学院学报;1995年05期
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 杜世宏;空间关系模糊描述及组合推理的理论和方法研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2004年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张琳;基于电子学档的在线作业系统的设计与实现[D];上海外国语大学;2010年
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3 吕剑;知识型企业隐性知识管理绩效的评价指标与方法研究[D];南京航空航天大学;2010年
4 张彦华;国内数字出版所处困境及发展途径研究[D];重庆大学;2011年
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6 王佑镁;电子学档的理论与应用研究[D];江西师范大学;2002年
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8 杨继宏;人工智能技术在远程作业系统中的应用研究[D];西南交通大学;2003年
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 周小平;郭开仲;;基于矩阵逻辑方程的识别对象状态转化研究[J];数学的实践与认识;2012年09期
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 王建;力学课程网上作业系统相关技术的研究与开发[D];西南交通大学;2011年
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4 王静;原函数的识别与图形识别条件的控制[D];西南交通大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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中国重要报纸全文数据库 前10条
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6 庄中强 作者通联 汉川市第三中学;作业批改多用“好”[N];孝感日报;2005年
7 孙霞;让作业批改“活”起来[N];伊犁日报(汉);2008年
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9 郑金武;中科院与香港科大共建智能识别实验室[N];江苏科技报;2009年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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6 李伟;基于约束的产品配置方法和产品优化配置研究[D];合肥工业大学;2005年
7 俞时;异构资源中基于本体的信息互操作性研究[D];东华大学;2003年
8 倪益华;基于本体的制造企业知识集成技术的研究[D];浙江大学;2005年
9 王岚;适应性学习系统中学习模型迁移方法的研究[D];天津大学;2004年
10 曹菡;空间关系推理的知识表示与推理机制研究[D];武汉大学;2002年
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1 陈勇;导弹总体设计多专家系统协作的研究[D];南京理工大学;2004年
2 唐志杰;基于混合知识的多属性知识库知识表示和知识推理研究[D];东华大学;2005年
3 胡迎九;棉纺工艺专家系统知识建模及实现[D];武汉理工大学;2005年
4 李志宏;软件工程项目质量决策支持系统[D];西安电子科技大学;2005年
5 汪嫣;卷绕真空镀膜设备智能CAD系统的研究[D];四川大学;2005年
6 朱剑峰;8K电力机车中央柜故障诊断系统的研究与应用[D];中南大学;2005年
7 张福男;打印机领域本体的构建及应用研究[D];大连理工大学;2009年
8 刘素姣;一阶谓词逻辑在人工智能中的应用[D];河南大学;2004年
9 郭鹏;基于网络的构件化专家系统的研究[D];重庆大学;2004年
10 马晓峰;基于语义网络的病理诊断案例表示及不确定性研究[D];合肥工业大学;2006年
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