蒙海燕

摘 要：現(xiàn)今在世界各國的教育界，在數(shù)學(xué)問題上對學(xué)生的考量以及解決數(shù)學(xué)問題的能力培養(yǎng)，已經(jīng)受到相當?shù)闹匾?。而其中占?jù)重要地位的小學(xué)數(shù)學(xué)應(yīng)用題自動解答能力成為解決數(shù)學(xué)問題能力的重要構(gòu)成。小學(xué)生在做數(shù)學(xué)題特別是應(yīng)用題時候，有許多難題的困擾，而在為學(xué)生解決問題時不能保證一對一的輔導(dǎo)，所以在教學(xué)方法上個性化的智能輔導(dǎo)系統(tǒng)的建立十分必要。如今應(yīng)用題自動解答還是一個尚未解決的難關(guān)，那是因為我們處在自然語言的環(huán)境中，其對解題的全面理解的范圍已經(jīng)達到了一個瓶頸，還有在多方領(lǐng)域中人們都尚未弄明白“人是怎樣解題的”這一歷史性問題。因此對于小學(xué)的數(shù)學(xué)應(yīng)用題所作出的問題解決方式研究都沒能完整的進行下去。但是近幾年的深入研究，不斷追求，有專家在人工智能、語言信息處理、理論知識工程、認知心理學(xué)、數(shù)學(xué)教育學(xué)等大量的理論知識作為技術(shù)基礎(chǔ)下，通過對小學(xué)數(shù)學(xué)應(yīng)用題特點的剖析，在應(yīng)用題解答的方法中提出了尤為關(guān)鍵的技術(shù)草案，在其中重點的考慮了幾項研究方案，取得了一定的研究成果，同時也為今后對小學(xué)數(shù)學(xué)應(yīng)用題自動解答的方法進一步的研究打下了堅實而肯定的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：小學(xué)數(shù)學(xué) ；應(yīng)用題 ；自動解答；解題策略

在教育領(lǐng)域蓬勃發(fā)展的今天，對數(shù)學(xué)問題的解決能力的培養(yǎng)已然早就成為世界各國的教育界所高度重視的事情。例如，美國在89年就將“解決數(shù)學(xué)問題”作為一項明確的課程標準，正式的列在學(xué)校教學(xué)任務(wù)中要達成的五大目標之一中。日本是從94年起改變了教學(xué)大綱，在實行新大綱的同時就將“問題解決”為主導(dǎo)的數(shù)學(xué)課題式教學(xué)列入了新大綱的內(nèi)容中。為了更好的研究問題，多位研究者分別從不同的領(lǐng)域?qū)ζ溥M行研究，從心理學(xué)、教育學(xué)（數(shù)學(xué)類）、計算機學(xué)等等方面，而且研究的方向分別是學(xué)生解決問題的過程、解決問題所運用的策略、阻礙解決問題的因素還有怎樣提高學(xué)生解決問題的能力等。這樣一來，就明確的為良好的培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力的系統(tǒng)研究奠定了堅實的理論基礎(chǔ)。但是要想解決問題的根本，實現(xiàn)小學(xué)數(shù)學(xué)應(yīng)用題的自動解答并不是一件簡單的項目，一定要結(jié)合多方面各個領(lǐng)域一起進行深入研究。本文通過已掌握的研究成果，結(jié)合應(yīng)用題實例進行進一步分析，在多方領(lǐng)域?qū)W科的奠基下，為實現(xiàn)自動解答技術(shù)探索研究路線。

一、小學(xué)數(shù)學(xué)應(yīng)用題的基本特征研究

關(guān)于小學(xué)數(shù)學(xué)首先要了解的必須是它的描述方式是自然語言。而其解題過程包括四個階段，分別是全面審題、制定解題思路、執(zhí)行解題計劃、檢驗結(jié)果。重點是在整個階段里所涉及到的知識不僅只有數(shù)學(xué)方面，還包括生活和語言方面的知識。因此，深入了解并系統(tǒng)分析小學(xué)數(shù)學(xué)應(yīng)用題本身的特征，是作為解題所用知識和組織系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)方式，也是可以實現(xiàn)自動解題的必要

前提。

（一）小學(xué)數(shù)學(xué)應(yīng)用題的類型

應(yīng)用題的類型不同所運用的解題知識就不同。就算小學(xué)數(shù)學(xué)中應(yīng)用題的解答，所涉及的是同一方式，也不一定是用的相同的知識類型，所以在解題過程中，先對應(yīng)用題進行分類，歸納類型題所要用到的知識，是一個必要的方式。

（二）小學(xué)數(shù)學(xué)應(yīng)用題的語言

雖然小學(xué)數(shù)學(xué)應(yīng)用題用自然語言來表達，但是在數(shù)學(xué)這一范圍內(nèi)，要想表明數(shù)量之間的聯(lián)系問題，其語言的使用還是有一定的特點的。

1.語言簡單、容易理解。由于小學(xué)數(shù)學(xué)應(yīng)用題所要用語言表達的是數(shù)量間的關(guān)系問題，因此普通語言所具有的歧義性在應(yīng)用題的語言使用中很少出現(xiàn)，并且?guī)缀醪挥脦в兄饔^色彩的修飾語言來表述，只用簡潔的方式，這樣不僅能清晰的表明意思，還能方便快捷的理解題意。

2.流水式的句型結(jié)構(gòu)

流水句子在應(yīng)用題中的形成是因為應(yīng)用題里的多個小短句子之間幾乎沒有關(guān)聯(lián)詞的搭配使用。而且還會有小短句包含小短句的情況，疊加進行表述，將陳述與被陳述、支配與被支配等關(guān)系紛紛鑲?cè)腩}中，因而句子成分的省略問題、句子間隱藏的含義問題等語言學(xué)復(fù)句類型會出現(xiàn)在小學(xué)應(yīng)用題中，還為應(yīng)用題的分析與理解造成一定的困難。所以對于找出小短句間的銜接聯(lián)系問題的確定，是理解小學(xué)應(yīng)用題的必要因素。

二、小學(xué)數(shù)學(xué)應(yīng)用題自動解答技術(shù)的概況

（一）自動找出分詞的錯誤并且實施修改

舉例說明：小紅有5個紅蘋果，3個青蘋果，問：a.一共有多少蘋果？B.紅蘋果比青蘋果多多少？對于問題a計算機系統(tǒng)應(yīng)該分析問題為“紅+蘋果” 和 “青+蘋果” ，通過常識性的概念，它們都是蘋果，結(jié)合數(shù)學(xué)公式進行解答。對于問題b計算機在分析問題時，只要將紅和青兩種蘋果分別想象成兩個整體即可，便能進行解題。此過程中對于分詞的應(yīng)用可算是多此一舉，其軟件的不實用性對于任何的類似問題都不能給予解決，所以應(yīng)用題自動解答系統(tǒng)首要處理問題就是計算機分詞軟件。

（二）語句類型的識別和分布特點分析

小學(xué)應(yīng)用題的主要語句分類為問句式、關(guān)系式、賦值式、事實信息式，在分析小學(xué)應(yīng)用題的特點基礎(chǔ)上，又采用中文信息處理技術(shù)中的分類研究法、漢語言舉行研究法、人工智能分析法，這三中國方法結(jié)合的情況下，對小學(xué)應(yīng)用題能自動辨別語句的類型，并對不同類別匹配相應(yīng)的語句，最終實現(xiàn)計算機自動分解語句的目的。

（三）對“有”等高頻詞的特點分析和計算機自動處理

深入的進行了解應(yīng)用題的時候會發(fā)現(xiàn)存在一些使用高頻詞，例如“有”、“比”等，此類詞中所蘊含的信息與解題都有密切的關(guān)系。基于對語句類型的辨別和對詞匯使用率的統(tǒng)計，研究不同種類的語句，特別是帶有高頻詞的語句，經(jīng)過深入的分解、總結(jié)，可實現(xiàn)文本形式的計算機自動解題。

（四）解題與常識知識庫的填充與框架建立

目前來看，解題庫的知識含量可以提取198條策略，而且針對不同類別的問題也相對應(yīng)的分清了層次進行解答，為了避免知識沖突。而常識知識庫毋庸置疑是解題的重要環(huán)節(jié)，常識問題、邏輯理論問題的解答也就是計算機自動解答的關(guān)鍵研究方向。

三、總結(jié)

本文通過對小學(xué)數(shù)學(xué)應(yīng)用題所擁有特點的分析，研究了自動解答的關(guān)鍵技術(shù)，它是多方向多領(lǐng)域的問題，還需要進一步的研究，在學(xué)習(xí)中總結(jié)經(jīng)驗，將研究成果不斷融合，將此項探索更加完善。

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