[发明专利]用于分析数学问题和生成数学问题的系统

说明书

技术领域

本发明涉及数学问题处理领域，具体涉及一种用于分析数学问题和生成数 学问题的系统。

背景技术

目前已经提供的大多数教育内容也采取了单向填鸭式教学方法。也就是 说，如果教师基于学习者的等级给出课程，则课程参加者在通过单独的离线学 习处理之后，能够通过评估处理检查个人学习表现。

现有的数学问题处理和生成系统，大多仅仅通过改变数学问题的给定陈述 中的数字提供问题生成导致了肤浅的问题变型。结果，收到的这种数学问题变 型在学习者看起来将仅仅是重复。

另外，成功求解给定问题的情况可能是熟悉主考者希望的精确评估因素 的学习者的成就。否则，这可能就是简单地记忆数学问题及其解的结果或者简 单地应用公式而不思考的效果。考虑到这些情形，需要开发一种数学教育服务 系统，能够专业的分析每一个问题，且其能够提供变换的数学问题，而不是简 单地将数学问题的陈述部分中的数字改变为其它变型，以增强学习者的理解并 且使得学习者能够精确地熟悉主考者希望的精确评估因素。

同时，现有的数学问题分析系统都只能通过文字的形式进行问题的输入， 在数学问题中往往会存在一系列特殊字符，这必然会造成输入障碍，大大限制 了系统的适用范围。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种用于分析数学问题和生成数学问题的 系统，利用通过改变单个问题中的数字、操纵方程、改述问题陈述部分或者操 纵命题来变换问题的方法，可以向学习者提供各种问题类型，提高了学习效率， 且整个数学问题转换的过程均可追溯、可选择，进一步方便了使用。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

用于分析数学问题和生成数学问题的系统，包括

问题输入模块，包括图片输入模块、语音输入模块和文字输入模块，用于 输入需要分析的数据问题，并将数据发送到问题挖掘模块；

问题挖掘模块，用于接收输入的图片数据、文字数据和语音数据，去除图 像中的斑点噪声，提取图片中的特征值，并将特征值转换成文本数据发送到问 题读取模块；提取文字数据中的关键字发送到问题读取模块；将语音数据转换 成文本数据，并提取关键字发送到问题读取模块；

问题读取模块，读取所接收到的数据中的数学问题，并将读取的数据问题 发送到问题划分模块；

问题划分模块，用于将接收到的数学问题的陈述划分为条件部分和目标部 分；

问题分离模块，用于收集在所述数学问题中使用的方程，通过解析收集的 方程分离一个或多个项，并且从分离的每一项分离常数和变量；

专家分析模块，用于储存各种数学问题处理的经典案例，并用于根据问题 分离模块分离后结果在所储存的经典案例中进行相似度查询，并将查询结果按 相似度从高到低排列后发送到显示屏进行显示；

预转换模块，用于通过多种问题转换方法对所述问题进行预转换演示，并 将每个模拟转换的结果发送到显示屏进行显示；

人工专家评估模块，用于通过人工专家对预转换的结果进行评估，并将评 估结果发送到显示屏进行显示；

人机操作模块，用于输入转换方法的选择命令以及信息的调用命令；

转换方法执行模块，用于执行多种问题转换方法，包括通过数字和方程操 纵的问题转换方法、通过改述的问题转换方法和通过命题操纵的问题转换方法 中的至少一种；

问题生成模块，通过将所述问题转换方法中的至少一种应用到收集的数学 问题以及分离的每一项的常数和变量来生成数学问题的新应用的问题；

数据库，用于储存所输入的数学问题数据，及其对应的分析过程、转换过 程中所产生的所有数据；

中央处理器，用于协调上述模块进行工作，根据信息调用命令，从数据库 中调用人们所需的数据信息，并用于添加用户、删除用户、密码修改、权限管 理。

优选地，还包括数据共享模块，用于下载数据库内的数据，内设身份验证 模块，用于验证使用者的身份。

优选地，所述语音输入模块采用麦克风，文字输入模块采用手写板和键盘。

优选地，所述图片输入模块采用扫描仪和摄像头。

优选地，所述问题划分模块内预设并且存储一组条件蕴含词语，并且基于 预设的条件蕴含词语来划分所述条件部分和所述目标部分。