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自适应学习系统中几何试题相似度计算方法研究

周政  
【摘要】:在教育领域,自适应学习系统是计算机辅助教学系统中一个重要组成部分。它可以根据学习者的特点推送有针对性的习题,如果学习者在学习时发现某一类知识点的试题总是出错,那么自适应学习系统可以寻找到与之相似的试题进行推送。系统题库的题量大,人为判断相似试题的工作量会很巨大,难以完成,且每个人对试题相似度的判断依据各不相同,给出的结果太主观,缺乏统一性,因此不能采用人工的方法找出相似试题。由此看来,构建一个标准化的试题相似度判断方法对自适应学习系统尤为重要。本论文选择平面几何试题进行相似度计算方法研究。平面几何知识在学习者的数学学习过程中培养了逻辑思维和几何思维能力,为之后的学习奠定了基础,它是数学知识中的重要一环。平面几何试题命题语言是一种受限语言,命题语言所用到的词汇较少,有简洁明了、逻辑性强和较为固定的表达方式,利于总结相似度判断依据。目前对语义相似度的计算方法很多,但针对试题相似度计算方法的研究较少。计算方法大致分为两种,一种是采用《知网》的试题相似度计算方法,这种方法的缺点在于仅从字面来判断试题相似度,并没有真正理解试题,没有考虑到试题中所用知识点的相似性,所以试题相似度判断效果并不理想。另一种是对试题中的几何实体进行相似度计算,依此得出试题的相似度,这种方法虽然考虑到了试题中几何实体的相似度,但仍不能包含人在判断相似度时的考虑因素。所以本研究从人的思考方式出发来研究几何试题相似度计算方法。本论文以初中平面几何题为例,首先总结人在判断相似度时的考虑因素,选择出适合计算的判断依据。然后将几何命题语言进行分词、句模匹配处理,得到相似度计算因素。由于本研究以初中学习的平面几何试题为例,在计算试题之间的相似度时,还应考虑学生的学习顺序,即主要应用的知识点在学习顺序上越接近相似度就越大。所以通过对课程标准及实际教学过程的研究总结学习顺序。最后建立数学公式完成对几何试题相似度计算方法的研究。应用建立本研究内容的相似度计算公式,并加以验证。最终找出自适应学习系统中几何试题相似度计算方法。


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