[发明专利]一种基于答案蕴涵与依存关系的主观题自适应阅卷方法

权利要求书

1.一种基于答案蕴涵与依存关系的主观题自适应阅卷方法，其特征在于包括如下阅卷步骤和评卷方法：

步骤1）进行题目分析，使用主观题题目的分类与处理方法，确定疑问词在题目中的句子成分；

步骤2）进行标准答案分析，使用适用于主观题自适应阅卷的标准答案的结构定义及其语义提取方法，确定标准答案的核心语义与非核心语义；

步骤3）进行学生答案分析，在学生答案输入后，使用适用于主观题自适应阅卷的学生答案分析方法，对学生答案进行分析；

步骤4）判断学生答案的中心词是否为动词；

步骤5）如果学生答案中心词为非动词，则使用中心词为非动词的学生答案自动评卷方法进行评卷，得出学生答案得分，然后转步骤3等待学生答案输入；

步骤6）如果学生答案中心词为动词，则使用中心词为动词的学生答案自动评卷方法进行评卷，得出学生答案得分，然后转步骤3等待学生答案输入；

所述学生答案的中心词是指其依存句法分析中，与根结点root构成核心依存关系的词，

所述依存关系是指以谓词为中心词构成的词与词之间的有关句法结构的语义关系，

所述依存句法分析是指将一个句子进行依存关系分析后生成的一棵有向语法树；

所述步骤5）中心词为非动词的学生答案的评卷方法为：根据学生答案对标准答案的核心语义中的实词集合的蕴涵程度及其分值权重，给出相应的分值，其计算过程为：

（1）使用如下的公式（1），计算中心词为非动词的学生答案Answer对标准答案Key的核心语义Core(Key)的蕴涵度，

(1)

其中，RWS代表标准答案Key的核心语义Core(Key)中的实词的集合,|RWS|代表集合RWS中的元素个数，ANS代表学生答案Answer中的实词的集合，代表RWS集合中的任意元素i在集合ANS中的匹配度；

（2）使用如下的公式（2），计算RWS集合中的任意元素i在集合ANS中的匹配度，

(2)

其中， 表示词语i和j基于领域本体或通用本体的语义相似度，且有，TH为二个词语判定为同一个词的相似度阈值，本发明将该阈值设为0.9；

（3) 使用如下的公式（3）和（4），计算词语i和j基于领域本体或通用本体的语义相似度，

(3)

(4)

其中，Concept(i)表示词语i在领域本体或通用本体中的概念集合，表示概念集合之间的所有二元组，LCP(a,b)表示概念a和b在领域本体或通用本体中的最近公共父结点，表示最近公共父结点LCP(a,b)在领域本体或通用本体中的深度，表示概念a和b在领域本体或通用本体中的最短路径，在本体选用方面，如果词语i和j都同时存在属于领域本体中的概念，则选取领域本体的层次结构作为计算相似度的知识库，否则选取通用本体的层次结构作为计算相似度的知识库；

（4）使用如下的公式（5）计算出该主观题的中心词为动词的学生答案得分Sc，

(5)

其中，W表示该主观题的分值权重， 表示按步骤（1）计算得到的学生答案Answer对标准答案Key的核心语义Core(Key)的蕴涵度；

所述实词是指名词、动词、形容词、数量词和代词；

所述答案蕴涵是指学生答案核心语义对标准答案核心语义的包含程度，或标准答案非核心语义对学生答案非核心语义的包含程度；

所述领域本体是指主观题评卷系统所评阅的试卷的学科领域本体，包括该领域的所有概念集合、概念的同义词集合及概念的分类层次结构；

所述通用本体是指跨领域学科的常识本体；

所述步骤6）中心词为动词的学生答案的评卷方法为综合考虑以下四方面的因素：

一、学生答案的核心语义对标准答案的核心语义中的实词集合的蕴涵度；

二、学生答案的非核心语义被标准答案的对应非核心语义所蕴涵的程度；

三、学生答案与标准答案之间的否定语气相似度；

四、学生答案与标准答案之间的中心词的相似度，

其计算过程为：

（1）使用如下的公式（6），计算中心词为动词的学生答案Answer的核心语义Core(Answer)对标准答案Key的核心语义Core(Key)的蕴涵度，

(6)

其中，RWS代表标准答案Key的核心语义Core(Key)中的实词的集合，|RWS|代表集合RWS中的元素个数，ANSC代表学生答案Answer的核心语义Core(Answer)中的实词的集合，代表RWS集合中的任意元素i在集合ANSC中的匹配度，并采用所述公式（2）、（3）、（4）对其进行计算，其中使用ANSC替换公式（2）中的ANS；

（2）使用如下的公式（7），计算学生答案的非核心语义被标准答案的对应非核心语义所蕴涵的程度，

(7)

其中，表示学生答卷Answer中与中心词构成非核心语义的依存关系的集合，表示该集合中依存关系的个数，K(d)表示在标准答案Key的依存句法树中，与中心词之间构成依存关系d的子树所形成的短语，A(d)表示在学生答案Answer的依存句法树中，与中心词之间构成依存关系d的子树所形成的短语；

（3）使用如下的公式（8），计算标准答案的非核心语义K(d)对学生答案的非核心语义A(d)的蕴涵度，

(8)

其中，ANSD代表学生答案的非核心语义A(d)中的实词的集合,| ANSD|代表集合ANSD中的元素个数，KEYD代表标准答案的非核心语义K(d)中的实词的集合，代表ANSD集合中的任意元素i在集合KEYD中的匹配度,并采用所述公式（2）、（3）、（4）对其进行计算，其中使用KEYD替换公式（2）中的ANS；

（4）使用如下的公式（9），计算学生答案Answer与标准答案Key之间的否定语气相似度，

(9)

其中，函数Neg()用于判定指定句子中的中心谓词是否与某一否定词存在否定依存关系Neg或mNeg，如果存在则返回1否则返回0；

（5）使用所述公式（3）和（4），计算学生答案Answer与标准答案Key之间的中心词相似度Sim(Ha,Hk)，其中，Ha,Hk分别代表学生答案Answer与标准答案Key的中心词；

（6）使用公式（10）、（11）分别计算出该主观题的中心词为动词学生答案的初始得分Sc1和最终得分Sc，

(10)

(11)

其中，设该主观题的分值权重为W，α、β、λ分别是蕴含函数Emt()、Ems()及相似度函数Sim(Ha,Hk)在公式（10）中的权重参数，且有α≥β、α≥λ、β≥0、λ≥0，α+β+λ=1。