受限域下動(dòng)態(tài)幾何自然語(yǔ)言作圖方法研究.pdf

1、伴隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，新型的教育需求對(duì)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(lái)越不能滿(mǎn)足時(shí)代賦予教育的需求，為了保證教育的與時(shí)俱進(jìn)，迫切需要把不斷發(fā)展的信息技術(shù)與比較穩(wěn)定的教育方式結(jié)合起來(lái)，在信息技術(shù)與課程整合的大潮流下，數(shù)學(xué)教育領(lǐng)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(xué)逐漸過(guò)渡到使用powerpoint到使用動(dòng)態(tài)幾何甚至超級(jí)畫(huà)板來(lái)教學(xué)。這種新型的教學(xué)方式不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高課堂教學(xué)效率，而且為課外自主

2、學(xué)習(xí)提供了一個(gè)非常自由的平臺(tái)。
　　 然而，在利用幾何軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)教育教學(xué)的過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到一些人機(jī)交互問(wèn)題。幾何教學(xué)采用的典型教學(xué)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(dòng)作出幾何圖形，通過(guò)對(duì)幾何圖形的度量、變換來(lái)證明幾何結(jié)論，動(dòng)態(tài)幾何軟件在幾何圖形的動(dòng)態(tài)變化方面起到了至關(guān)重要的作用，但是，動(dòng)態(tài)幾何軟件不能準(zhǔn)確理解自然語(yǔ)言描述的幾何命題，為了提高作圖效率，減少人為工作量，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)作圖系統(tǒng)的自動(dòng)化和智能化，需要采取相關(guān)手

3、段來(lái)讓計(jì)算機(jī)自動(dòng)理解自然語(yǔ)言描述的幾何命題并將其轉(zhuǎn)變?yōu)閹缀诬浖梢宰R(shí)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(méi)有得到比較好的解決，這為幾何軟件的自動(dòng)化與智能化帶來(lái)了局限。
　　 本文在分析了現(xiàn)有動(dòng)態(tài)幾何系統(tǒng)存在的問(wèn)題并介紹了已有動(dòng)態(tài)幾何作圖方法的基礎(chǔ)上，提出了一種與現(xiàn)有動(dòng)態(tài)幾何作圖方法不同的作圖方法，即受限域下動(dòng)態(tài)幾何自然語(yǔ)言作圖方法，按照該方法設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于受限域動(dòng)態(tài)幾何自然語(yǔ)言作圖系統(tǒng)，主要研究工作有：

4、>　　 (1)幾何詞典與幾何知識(shí)庫(kù)的構(gòu)建。本文構(gòu)建的系統(tǒng)主要是針對(duì)初等數(shù)學(xué)教學(xué)，幾何詞典和幾何知識(shí)庫(kù)主要來(lái)源于中學(xué)幾何知識(shí)，通過(guò)對(duì)中學(xué)幾何教材、教學(xué)大綱以及豐富的教學(xué)資源進(jìn)行分析，獲取幾何詞典和幾何知識(shí)庫(kù)的內(nèi)容，利用Ontology建模技術(shù)來(lái)構(gòu)建一個(gè)幾何學(xué)本體；
　　 (2)幾何元素識(shí)別及幾何關(guān)系抽取。以幾何詞典和幾何學(xué)本體為基礎(chǔ)，找出用自然語(yǔ)言描述的幾何命題中的幾何元素和幾何關(guān)系；
　　 (3)模式匹配算法及幾何命令

5、映射機(jī)制。把已經(jīng)提取的幾何元素和幾何關(guān)系進(jìn)行語(yǔ)模匹配，經(jīng)過(guò)語(yǔ)模匹配的幾何元素和幾何關(guān)系可以用幾何語(yǔ)義來(lái)表示，利用相應(yīng)的映射機(jī)制實(shí)現(xiàn)幾何語(yǔ)義向作圖語(yǔ)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(xué)國(guó)家數(shù)字化學(xué)習(xí)工程技術(shù)研究中心開(kāi)發(fā)的動(dòng)態(tài)幾何教學(xué)軟件的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)幾何軟件對(duì)自然語(yǔ)言幾何命題的理解；
　　 (2)構(gòu)建幾何詞典和幾何知識(shí)庫(kù)，生成形式化本體；
　　 (3)構(gòu)建關(guān)系模