基于认知模型的数学应用题自动解答研究

　　第一章 引言
　　第一节 研究背景
　　第二节 文献综述
　　一、国外数学智能教学系统概述
　　二、国内数学智能教学系统概述
　　三、数学智能教学系统相关技术研究现状
　　第三节 研究设计
　　一、研究对象的界定
　　二、研究目标和研究内容
　　第二章 数学智能教学系统的关键技术分析
　　第一节 知识表示
　　第二节 词法分析和语义理解
　　第三节 专家系统
　　第三章 应用题的信息构成及分类研究
　　第一节 小学算术应用题特点
　　一、语言特点
　　二、结构特点
　　第二节 小学算术应用题的信息构成
　　第三节 小学算术应用题的分类
　　一、一步应用题的分类
　　二、命题集合的分类
　　三、命题集合间的关系分类
　　第四节 小结
　　第四章 多步应用题表征与自动解题过程模型研究
　　第一节 多步应用题的表征模型
　　一、金里奇的应用题表征模型
　　二、扩展的金里奇表征模型
　　第二节 计算机自动解题策略研究
　　一、数学教育中的问题解决研究
　　二、认知心理学中的问题解决策略研究
　　三、计算机的自动解题策略
　　第三节 计算机自动解题过程模型
　　数学问题解决的过程
　　二、一步应用题解题过程模型
　　三、自动解题过程模型
　　第四节 小结
　　第五章 基于句模的语义理解及框架表征生成
　　第一节 语言学中的量范畴和句模
　　一、汉语量范畴研究
　　二、汉语句模研究
　　第二节 应用题的语义句模构建
　　一、语义句模的基本构成元素
　　二、语义句模构建原则与生成方法
　　三、应用题语义句模及其分类
　　第三节 基于句模的语义分析及框架表征生成
　　一、语义句模的知识表示
　　二、所属槽和对象槽的填充
　　三、角色槽和关系框架槽的填充
　　第四节 小结
　　第六章 基于框架的应用题自动演算方法研究
　　第一节 自动演算的系统结构
　　第二节 自动演算中的知识及其表示
　　一、解题方案及知识表示
　　二、解题策略的知识表示
　　第三节 基于框架的应用题自动演算方法
　　……
　　第七章 小学算术应用题自动解题系统设计与实现
　　第八章 总结与展望
　　参考文献
　　附录A 应用题测试样本
　　附录B 语义句模规则库
　　附录C 图索引
　　附录D 表索引

　　    马玉慧，2010年毕业于北京师范大学教育学部教育技术学院，获得教育学博士学位。现任渤海大学教育与体育学院副教授，硕士生导师，教育技术研究所所长。主要研究领域为：人工智能的教育应用、信息技术教育。先后承担多项国家级、省部级课题；参编多部学术著作；发表日索引论文、CSSCI论文十余篇。

　　    计算机解答应用题面临两个难题：应用题的自然语言理解和应用题的自动演算。《渤海大学教育学学科建设丛书：基于认知模型的数学应用题自动解答研究》以数学教育学和认知心理学关于问题解答策略和过程的研究成果为理论基础，以我国小学数学第1学段的算术应用题为研究对象，以计算机实现自动解题为目标，探索了基于语义句模的语义理解方法以及基于框架的自动演算方法。具体研究内容包括以下几个方面：应用题表征模型的研究；自动解题策略和解题过程的研究；应用题自动语义理解方法的研究；基于框架的应用题自动演算方法研究。实验结果表明，提出的基于语义句模的语义理解方法能够较好地实现应用题的语义理解，基于框架的自动演算方法可以很好地实现应用题的自动求解。