基于本體的知識檢測與分析系統(tǒng)的研究.pdf

1、近年來ACM國際大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競賽(ACMInternationalCollegiateProgrammingContest，簡稱ACM/ICPC)在國內(nèi)高校中漸漸普及起來，該競賽是由美國計(jì)算機(jī)協(xié)會(AssociationforComputerMachinery，簡稱ACM)主辦的主要面向大學(xué)本科生的國際性程序設(shè)計(jì)比賽。很多大學(xué)為了訓(xùn)練自己學(xué)校的ACM參賽隊(duì)員，開發(fā)了自己的網(wǎng)上程序設(shè)計(jì)題庫/訓(xùn)練競賽系統(tǒng)(OnlineJudge)供他們練

2、習(xí)使用。但是，我們發(fā)現(xiàn)大部分題目對于程序設(shè)計(jì)初學(xué)者來說難度太大，他們希望有一種個(gè)性化的OnlineJudge能夠根據(jù)他們當(dāng)前掌握的知識點(diǎn)情況提供合適的題目。 針對傳統(tǒng)OnlineJudge因缺乏這種個(gè)性化功能而導(dǎo)致其不適合初學(xué)者練習(xí)的缺陷，論文作者所在課題組提出了一種個(gè)性化OnlineJudge的設(shè)想。該設(shè)想中的系統(tǒng)類似于智能計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)，它在傳統(tǒng)OnlineJudge基礎(chǔ)上添加了一些支持個(gè)性化的功能模塊，其中的一個(gè)模塊我

3、們稱之為知識檢測與分析系統(tǒng)，這就是本課題所要研究的主要對象。它可以對學(xué)生掌握的程序設(shè)計(jì)知識點(diǎn)進(jìn)行檢測與分析，以支持在電子題庫中實(shí)現(xiàn)個(gè)性化選題的目的。 知識檢測與分析系統(tǒng)中最主要的模塊是學(xué)生模型。本文把重點(diǎn)放在和學(xué)生模型有關(guān)的三個(gè)方面：第一，如何構(gòu)建這個(gè)學(xué)生模型，具體來說就是如何構(gòu)建學(xué)生模型中的學(xué)生信息模型和知識點(diǎn)語義網(wǎng)絡(luò)；第二，如何實(shí)現(xiàn)在學(xué)生模型基礎(chǔ)上的知識檢測功能，即實(shí)時(shí)檢測學(xué)生的知識點(diǎn)掌握情況；第三，怎么實(shí)現(xiàn)在學(xué)生模型基礎(chǔ)上

4、的知識分析功能，即如何根據(jù)知識檢測的結(jié)果，為初學(xué)者選擇當(dāng)前比較適合他們練習(xí)的題目。 針對上文提出的三個(gè)問題，本文依次給出了相應(yīng)的解決方案。對于第一個(gè)問題，本文采用OWL本體語言對學(xué)生模型中的學(xué)生信息模型和知識點(diǎn)語義網(wǎng)絡(luò)分別進(jìn)行描述，分別得到學(xué)生信息本體模型和知識點(diǎn)語義網(wǎng)絡(luò)本體模型。對于第二個(gè)問題，本文介紹了一種把知識點(diǎn)語義網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換為聯(lián)合樹的方法，并在聯(lián)合樹上加入程序源代碼中提取的知識點(diǎn)觀測值并進(jìn)行消息傳播來檢測單個(gè)學(xué)生掌握知識點(diǎn)

5、的情況。對于第三個(gè)問題，我們根據(jù)知識檢測的結(jié)果，利用本體映射技術(shù)使機(jī)器能夠根據(jù)單個(gè)學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握情況，為學(xué)生選擇個(gè)性化的學(xué)習(xí)資源。 最后，論文設(shè)計(jì)了一個(gè)知識檢測與分析系統(tǒng)的原型，并根據(jù)其運(yùn)行結(jié)果來著重闡述知識檢測與分析系統(tǒng)如何根據(jù)單個(gè)學(xué)生的學(xué)生模型實(shí)例選擇個(gè)性化的學(xué)習(xí)資源。同時(shí)，把有知識檢測與分析系統(tǒng)的個(gè)性化OnlineJudge與傳統(tǒng)OnlineJudge做比較，說明了前者在個(gè)性化選題方面的優(yōu)越性，從而驗(yàn)證了論文提出的解決