受限域下動態(tài)幾何自然語言作圖方法研究.pdf

1、伴隨著信息技術的不斷發(fā)展，新型的教育需求對傳統(tǒng)教育方式產(chǎn)生了巨大的沖擊。傳統(tǒng)教育方式越來越不能滿足時代賦予教育的需求，為了保證教育的與時俱進，迫切需要把不斷發(fā)展的信息技術與比較穩(wěn)定的教育方式結(jié)合起來，在信息技術與課程整合的大潮流下，數(shù)學教育領域也出現(xiàn)了翻天覆地的變化，從傳統(tǒng)的完全粉筆黑板式教學逐漸過渡到使用powerpoint到使用動態(tài)幾何甚至超級畫板來教學。這種新型的教學方式不僅能夠培養(yǎng)學生的學習興趣，提高課堂教學效率，而且為課外自主

2、學習提供了一個非常自由的平臺。
　　 然而，在利用幾何軟件實現(xiàn)數(shù)學教育教學的過程中，經(jīng)常會遇到一些人機交互問題。幾何教學采用的典型教學方式是數(shù)形結(jié)合，教師根據(jù)幾何定理、性質(zhì)和命題手動作出幾何圖形，通過對幾何圖形的度量、變換來證明幾何結(jié)論，動態(tài)幾何軟件在幾何圖形的動態(tài)變化方面起到了至關重要的作用，但是，動態(tài)幾何軟件不能準確理解自然語言描述的幾何命題，為了提高作圖效率，減少人為工作量，實現(xiàn)動態(tài)作圖系統(tǒng)的自動化和智能化，需要采取相關手

3、段來讓計算機自動理解自然語言描述的幾何命題并將其轉(zhuǎn)變?yōu)閹缀诬浖梢宰R別的形式化描述。然而，這種轉(zhuǎn)換手段在現(xiàn)有的幾何軟件中都沒有得到比較好的解決，這為幾何軟件的自動化與智能化帶來了局限。
　　 本文在分析了現(xiàn)有動態(tài)幾何系統(tǒng)存在的問題并介紹了已有動態(tài)幾何作圖方法的基礎上，提出了一種與現(xiàn)有動態(tài)幾何作圖方法不同的作圖方法，即受限域下動態(tài)幾何自然語言作圖方法，按照該方法設計并實現(xiàn)了基于受限域動態(tài)幾何自然語言作圖系統(tǒng)，主要研究工作有：

4、>　　 (1)幾何詞典與幾何知識庫的構(gòu)建。本文構(gòu)建的系統(tǒng)主要是針對初等數(shù)學教學，幾何詞典和幾何知識庫主要來源于中學幾何知識，通過對中學幾何教材、教學大綱以及豐富的教學資源進行分析，獲取幾何詞典和幾何知識庫的內(nèi)容，利用Ontology建模技術來構(gòu)建一個幾何學本體；
　　 (2)幾何元素識別及幾何關系抽取。以幾何詞典和幾何學本體為基礎，找出用自然語言描述的幾何命題中的幾何元素和幾何關系；
　　 (3)模式匹配算法及幾何命令

5、映射機制。把已經(jīng)提取的幾何元素和幾何關系進行語模匹配，經(jīng)過語模匹配的幾何元素和幾何關系可以用幾何語義來表示，利用相應的映射機制實現(xiàn)幾何語義向作圖語義的映射。
　　 論文的主要特色與創(chuàng)新之處在于：
　　 (1)在華中師范大學國家數(shù)字化學習工程技術研究中心開發(fā)的動態(tài)幾何教學軟件的基礎上，實現(xiàn)了動態(tài)幾何軟件對自然語言幾何命題的理解；
　　 (2)構(gòu)建幾何詞典和幾何知識庫，生成形式化本體；
　　 (3)構(gòu)建關系模