[发明专利]一种平面几何自动出题方法及系统

说明书

本发明公开了一种平面几何自动出题方法及系统，方法包括：从预设教材考查知识库中选择需要考查的知识点，基于选择的考查知识点，进行图形组合配置；对图形组合配置中的每个几何元素进行参数采样，得到具体图形实体；基于图形实体，利用预设几何题目规则，生成多种组合的已知条件与求解目标；根据生成的已知条件与求解目标，生成最终题目。本发明从几何知识考点出发，自动构建文字描述结合图形的几何自动出题方式，更加全面化、智能化，且可读性强，可应用于中小学数学几何部分的个性化教学，为学生提供个性化练习，为老师减少很多的工作量，提高教学和作业的针对性与效率。

技术领域

本发明涉及认知智能处理领域，具体涉及一种平面几何自动出题方法及系统。

背景技术

目前，在K12数学教育中，习题练习是学习中的必要环节，通过题目来巩固所学知识，因此，题目的数量与质量是制约老师授课效果与学生学习情况的重要因素。题库平台的出现在一定程度上给老师带来了便利，提供了大量可选题目资源，然而，题库平台的练习题目多数是按类进行存储，缺少与具体知识点之间的深度关系，而且老师选择题目较为困难，需要浏览很多题目进行筛选。此外，题库的维护和存储成本较高，需要定期更新与维护。

现有的自动出题方法主要包括基于题库随机抽题与自然语言生成以及规则模板方法，前者题目多样性和完备性依赖于题库的容量，因而需要耗费大量的时间与人力，且占用很多的存储空间。现有基于规则的代数题型出题方法仅针对四则运算等计算式如“A+B＝C”，对参数个数、取值范围及运算符进行模板定义，无法覆盖初等代数所有课程知识点，如通过模板生成含未知数的代数方程。基于神经网路端到端的出题方法是需要基于已有题目主题，对其数字和主语部分等进行局部修改，其对应的数学表达式模型一般不变(即考查知识点不变)，该种方法不能自主控制题目类型和考点，依赖大量标注题目。此外，这些方法多数是针对代数问题的文字描述问题，不涉及几何问题，尤其是带图形的平面几何问题。少数几何题目的自动出题与解题也存在一些研究，其主要基于几何图形元素之间的关系与属性给出求解的目标问题与求解方法，该方法需要给定几何图形并且缺乏相关文字描述，故题目的可读性和题目的可用性较差。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中平面几何自动出题方法生成的题目的可读性和可用性较差的缺陷，从而提供一种平面几何自动出题方法及系统。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种平面几何自动出题方法，包括如下步骤：

从预设教材考查知识库中选择需要考查的知识点，基于选择的考查知识点，进行图形组合配置；

对图形组合配置中的每个几何元素进行参数采样，得到具体图形实体；

基于所述图形实体，利用预设几何题目规则，生成多种组合的已知条件与求解目标；

根据生成的已知条件与求解目标，生成最终题目。

在一实施例中，所述基于所述图形实体，利用预设几何题目规则，生成已知条件与求解目标的步骤之后，根据生成的已知条件与求解目标，生成最终题目的步骤之前，还包括：

对于每种组合的已知条件与求解目标进行可求解性验证，确定可求解的几何实体组合。

在一实施例中，所述根据生成的已知条件与求解目标，生成最终题目的步骤，包括：

将可求解的几何实体组合的已知条件与求解目标转化为结构化的题目表示；

基于所述结构化的题目表示，将不同已知条件、求解目标的组合转换为相应的语言描述，生成同种已知条件与相同求解目标的不同描述方法的多个不同题目。