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[摘要]小學數學教育是培養學生邏輯思維、敏銳洞察力、激發智力的重要手段,其中以應用題解題能力的培養最能體現這一優勢特征。因此本文從小學應用題自動解答環節入手,探討了小學應用題特征、關鍵技術以及相關研究路線,對提升小學數學應用題教學水平,營造事半功倍的教學效果有積極有效的促進作用。
[關鍵字]小學數學;應用題;自動解答
1、小學數學應用題特征及相關策略
分析小學數學應用題的構題特征有助于我們了解出題者思路,幫助學生認真審題,合理制定解題計劃,認真解題并驗證解題結果,整個解題過程不僅考驗學生所掌握的數學知識還會考察學生對一些生活常識、語言知識與隱性知識的掌握能力。因此為提升小學生解答應用題水平,豐富其相關知識的掌握及運用能力,我們必須從應用題特征入手,分析其典型類型與語言用詞特征。依據小學生年級的不同,數學應用題的考察類型也不盡相同,一般一到三年級的數學應用題多涉及一步與二步應用問題,前者又包含求和、求剩余、求倍數、平均數等問題,后者則主要涉及加乘題、加減題、減除題、加除題與乘除題等。解析一步類型應用題過程也就是先進行識別而后再進行匹配的過程,我們不需要進行復雜推理便可直接令學生求解。可引導學生將一步應用題涉及的相關知識視為不可再進行分割的小知識點,即使再復雜的多步應用題也不過是一步應用題的演變及組合,我們只需要以一步為基礎進行多步的運算即可。而在小學高年級學習的應用題中,會逐步滲透一些特定情境生活中遇到的典型問題,主要包含整數與小數應用題、分數應用題、濕度問題、時鐘問題、利息問題、百分法問題與比例問題等。小學數學應用題采用的雖為自然語言的表達,但由于所描述的為數量之間的某種關系,因而又具有比常用自然語言更為鮮明的特征,即表述簡潔、語義明確、內容清晰,很少運用主觀色彩或修飾色彩的語句,盡量給學生意會題意帶來方便,句型主要為流水句,小句之間很少應用關聯詞語,同時并非全面包含語句構成的主謂要素,而是通常采用幾類不同的動詞謂語進行同一主語的陳述,或將同一動詞謂語用于支配幾個小句或補語。現實應用題構題中往往出現支配與被支配、陳述及被陳述支配關系存在連環嵌套的現象,因此令句子的某些成分被隱含、省略或出現空語類,因而給學生們的語句審題、理解與分析帶來了一定的難度,因此廣大教師應就如何引導學生找到空語類、合理明確各小句之間的銜接關系,有效識別應用題流水句內涵的結構層次進行系統分析,進而幫助小學生真正明確的理解應用題題意。
2、小學數學應用題自動解答技術
基于小學數學應用題內涵的顯著特征,我們結合信息處理技術、工程技術與人工智能技術提出了如何有效構建自動解答小學數學應用題的技術路線,其中包含四類模塊,每一模塊包含的技術同自動解答的主題密切相關。重要的技術包括自動發現并修正分詞錯誤、對應用題語句的類別進行準確識別并分析其分布特征,對一些出現頻度較高的特征詞語或語句進行細化分析與自動處理,內核常識知識庫、解題策略庫的完善構建與解題框架的合理填充等。
3、小學數學應用題自動解答研究路線
依據自動解答小學數學應用題所涉及的關鍵技術我們從中提煉了科學的研究路線,進而從多層面、多視角促進問題的完善解決。策略庫與常識庫在自動解答小學數學應用題進程中發揮著重要基礎核心作用,我們首先應就應用題涉及的事例與場景展開細化分析,并盡快完成以上兩庫的建立。在建庫實踐中我們必須完善考慮庫的表示方法與組織形式。小學應用題雖采用自然語言進行題意描述,然而小學生在理解題意進程中難免會產生歧義,因此我們可由理解自然語言的角度在合理分析應用題文本內容、題目的基礎上科學制定應對分詞歧義的處理標準,并為他類研究輔助理想的高頻詞與分詞結果,進而構建完善的處理策略。相關技術路線為首先對詞性或分詞進行標注,而后通過人工修正、算法修正與應用題特別詞分詞算法自動發現分詞錯誤并進行修正,接著進入詞頻統計階段,該階段對應用題語意的準確理解具有極其重要的輔助作用,有利于確定應用題語言風格并合理推斷其所在篇章段落應關注的重點,接下來則利用以上詞頻統計方法有效提取高頻詞匯數字詞典,進而完善理解特征詞語,促進策略庫中相關策略的完善匹配。特征詞語反映了應用題的顯著題型種類特點,因此我們應構建準確識別語句特征詞語成分、分析特征、展開策略匹配促進框架填充的研究路線,遵循由特殊到一般的哲學思路,進而為后續的研究打下良好的基礎。另外我們還可從漢語句的語法、句型、語用關系、指代消解等層面入手,識別數量關系、動賓關系、同位關系,展開分布特征分析,比較句分析,進而良好填充解題框架,起到互相促進、相輔相成的自動解答研究效果。
4、結語
自動解答小學數學應用題的相關研究涉及到眾多學科領域的交叉融合,內涵豐富的理論知識,需要我們在研究的同時不斷總結、不斷學習,適應性融合與創新應用。因此我們只有在充分了解小學數學應用題內涵特征、實踐教學策略,應用豐富的自動解答關鍵技術,構建完善的研究路線,才能真正取得階段性進展,并為后續的自動解題系統研究打下堅實的基礎,促進其在未來的探索之路上良好的輔助小學數學教學,切實提升實踐教學水平。
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