基于本體的知識檢測與分析系統(tǒng)的研究.pdf

1、近年來ACM國際大學生程序設計競賽(ACMInternationalCollegiateProgrammingContest，簡稱ACM/ICPC)在國內(nèi)高校中漸漸普及起來，該競賽是由美國計算機協(xié)會(AssociationforComputerMachinery，簡稱ACM)主辦的主要面向大學本科生的國際性程序設計比賽。很多大學為了訓練自己學校的ACM參賽隊員，開發(fā)了自己的網(wǎng)上程序設計題庫/訓練競賽系統(tǒng)(OnlineJudge)供他們練

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

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。它可以對學生掌握的程序設計知識點進行檢測與分析，以支持在電子題庫中實現(xiàn)個性化選題的目的。 知識檢測與分析系統(tǒng)中最主要的模塊是學生模型。本文把重點放在和學生模型有關的三個方面：第一，如何構(gòu)建這個學生模型，具體來說就是如何構(gòu)建學生模型中的學生信息模型和知識點語義網(wǎng)絡；第二，如何實現(xiàn)在學生模型基礎上的知識檢測功能，即實時檢測學生的知識點掌握情況；第三，怎么實現(xiàn)在學生模型基礎上

4、的知識分析功能，即如何根據(jù)知識檢測的結(jié)果，為初學者選擇當前比較適合他們練習的題目。 針對上文提出的三個問題，本文依次給出了相應的解決方案。對于第一個問題，本文采用OWL本體語言對學生模型中的學生信息模型和知識點語義網(wǎng)絡分別進行描述，分別得到學生信息本體模型和知識點語義網(wǎng)絡本體模型。對于第二個問題，本文介紹了一種把知識點語義網(wǎng)絡轉(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觀測值并進行消息傳播來檢測單個學生掌握知識點

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