[发明专利]理科教学辅助系统

权利要求书

1.一种理科教学辅助系统，其特征在于，包括：

参数可变题模块，用于根据预设的题目中的已知变量的取值范围，对题目中的已知变量进行变参，并计算变参后的题目对应的答案；

主观题批改模块，用于获取理科主观题的作答信息，并根据预设的得分变量及其对应的分值，对所述作答信息进行批改和赋分；

题目分类模块，用于计算题目的题干相似度和解题方程相似度，并根据所述题干相似度和解题方程相似度，对所述题目进行知识点分类，或用于根据题目的解题方程，通过图卷积神经网络训练分类器，对所述题目进行知识点分类；

标签派题模块，用于根据题目的知识点类别，对所述题目添加对应的知识点标签，并根据预设的约束条件，选取满足所述约束条件的题目，生成试卷；

所述主观题批改模块具体用于：

获取一理科主观题的正确答案的测试数据、得分变量及其对应的分值，所述正确答案的测试数据包括变量及其正确数值；

获取所述一理科主观题的作答信息，所述作答信息包括方程列表，并将所述方程列表中的各方程标记为未处理和未求解；

建立第一变量集合、第二变量集合、第三变量集合和第四变量集合，所述第一变量集合用于存储已处理但未求解验证的方程中的变量，所述第二变量集合用于存储已处理但未求解验证的方程中的得分变量，所述第三变量集合用于存储已处理但未求解验证的方程中的待求解变量，所述第四变量集合用于存储已处理并已验证答案是否正确的变量，所述第一变量集合、第二变量集合、第三变量集合和第四变量集合的初始值为空；

遍历所述方程列表中的各方程，并依序获取标记为未处理的一方程；

对所述一方程的表达式进行词法分析，得到所述一方程中的所有变量，并将所述变量加入至第一变量集合；

根据所述得分变量、正确答案的测试数据中的变量、当前的第一变量集合和当前的第四变量集合，更新所述第二变量集合和第三变量集合；

判断当前的第三变量集合中的变量数是否小于或等于已处理但未求解的方程的个数；

若否，则标记所述一方程为已处理，并继续执行所述依序获取标记为未处理的一方程的步骤；

若是，则标记所述一方程为已处理，并对已处理但未求解的方程组成的方程组进行求解，得到求解结果；

将所述方程组中的方程标记为已求解；

将所述正确答案的测试数据分别代入各求解结果，判断是否正确；

将正确的求解结果对应的得分变量标记为正确；

若正确的求解结果中包含作答者引入的中间变量，则将所述中间变量及其数值加入至所述正确答案的测试数据中；

判断是否遍历完所述方程列表中的方程；

若未遍历完，则将当前的第三变量集合中的变量加入至所述第四变量集合；

清空所述第一变量集合、第二变量集合和第三变量集合，并继续执行所述依序获取标记为未处理的一方程的步骤；

若遍历完，则根据标记为正确的得分变量及其对应的分值，计算所述作答信息的得分。

2.根据权利要求1所述的理科教学辅助系统，其特征在于，所述参数可变题模块具体用于：

获取待变参题目的题干，并获取所述题干中的已知变量和得分变量；

获取所述待变参题目对应的解题方程列表以及预设的各已知变量的取值范围；

根据各已知变量的取值范围，通过均匀分布的概率模型，随机生成各已知变量的值；

根据所述解题方程列表，求解出各得分变量关于已知变量的表达式，得到各得分变量的解析解；

将所述各已知变量的值代入所述各得分变量的解析解中，得到各得分变量的值；

将所述题干中的已知变量替换为其对应的值。

3.根据权利要求1所述的理科教学辅助系统，其特征在于，所述根据所述得分变量、正确答案的测试数据中的变量、当前的第一变量集合和当前的第四变量集合，更新所述第二变量集合和第三变量集合具体为：

计算所述得分变量与当前的第四变量集合的差集，得到第一差集；

计算所述第一差集与第一变量集合的交集，并将所述交集加入至所述第二变量集合；

计算所述第一变量集合与所述正确答案的测试数据中的变量的差集，得到第二差集；

计算所述第二差集与所述第二变量集合的并集，并将所述并集加入至所述第三变量集合。