Генерация учебных заданий на основе текста с использованием порождающих грамматик над многомерными данными
|
ВВЕДЕНИЕ 4
1 Обзор аналогичных разработок 6
1.1 Сравнение функционала аналогичных разработок 6
1.2 Онлайн программа Textivate 6
1.3 Программа QuickWorksSheets 9
1.3 Программа WorksSheet Generator 12
1.4 Программа LearnClick 16
2 Методы и средства разработки 19
2.1 Порождающая грамматика над многомерными базами данных 19
2.2 OLAP технологии и применение многомерных баз данных при генерации
осмысленной речи 23
2.3 Использование метрики Хэмминга для оценки близости генерируемых
заданий к тексту 25
2.4 Семантический шум 27
2.5 Математическая модель 29
3 Описание используемых программ в среде mouse auto clicker 3 3
3.1 Описание программы «Electronic Dictionary» 33
3.2 Описание программы «Асареіа» 38
3.3 О системе электронного обучения Сибирского федерального
университета 40
3.4 Описание работы программы «Mouse auto clicker» 43
4 Программное обеспечение естественно-языковых интерфейсов 46
4.1 Разработка системы «Генератор учебных заданий» и «Генератор
порождаемых шаблонов» 46
4.2 Назначение системы «Генератор учебных заданий» 47
4.3 Функции системы «Генератор учебных заданий» 48
4.4 Состав и структура системы «Генератор учебных заданий» 49
4.5 Входные и выходные данные 5 1
4.6 Функционирование системы «Генератор учебных заданий» 52
4.7 Программная система «Генератор порождаемых шаблонов» 53
4.7.1 Назначение программы «Генератор порождаемых шаблонов» 54
4.7.2 Функции программы «Генератор порождаемых шаблонов» 54
4.7.3 Структура программы «Генератор порождаемых шаблонов» 55
4.7.4 Входные и выходные данные программы «Генератор порождаемых шаблонов» 56
4.7.5 Описание работы программы «Генератор порождаемых шаблонов» 56
5 Описание разработанных программ 58
5.1 Визуальное отображение программы «Генератор порождаемых шаблонов» 58
5.2 Визуальное отображение программы «Генератор учебных заданий». 59
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 64
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 65
ПРИЛОЖЕНИЕ
1 Обзор аналогичных разработок 6
1.1 Сравнение функционала аналогичных разработок 6
1.2 Онлайн программа Textivate 6
1.3 Программа QuickWorksSheets 9
1.3 Программа WorksSheet Generator 12
1.4 Программа LearnClick 16
2 Методы и средства разработки 19
2.1 Порождающая грамматика над многомерными базами данных 19
2.2 OLAP технологии и применение многомерных баз данных при генерации
осмысленной речи 23
2.3 Использование метрики Хэмминга для оценки близости генерируемых
заданий к тексту 25
2.4 Семантический шум 27
2.5 Математическая модель 29
3 Описание используемых программ в среде mouse auto clicker 3 3
3.1 Описание программы «Electronic Dictionary» 33
3.2 Описание программы «Асареіа» 38
3.3 О системе электронного обучения Сибирского федерального
университета 40
3.4 Описание работы программы «Mouse auto clicker» 43
4 Программное обеспечение естественно-языковых интерфейсов 46
4.1 Разработка системы «Генератор учебных заданий» и «Генератор
порождаемых шаблонов» 46
4.2 Назначение системы «Генератор учебных заданий» 47
4.3 Функции системы «Генератор учебных заданий» 48
4.4 Состав и структура системы «Генератор учебных заданий» 49
4.5 Входные и выходные данные 5 1
4.6 Функционирование системы «Генератор учебных заданий» 52
4.7 Программная система «Генератор порождаемых шаблонов» 53
4.7.1 Назначение программы «Генератор порождаемых шаблонов» 54
4.7.2 Функции программы «Генератор порождаемых шаблонов» 54
4.7.3 Структура программы «Генератор порождаемых шаблонов» 55
4.7.4 Входные и выходные данные программы «Генератор порождаемых шаблонов» 56
4.7.5 Описание работы программы «Генератор порождаемых шаблонов» 56
5 Описание разработанных программ 58
5.1 Визуальное отображение программы «Генератор порождаемых шаблонов» 58
5.2 Визуальное отображение программы «Генератор учебных заданий». 59
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 64
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 65
ПРИЛОЖЕНИЕ
Задачей данного проекта является решение проблемы повышения эффективности языковой подготовки в техническом вузе, разработка средств генерации большего по мощности и более осмысленного множества учебных материалов в целях индивидуализации траекторий обучения.
Актуальность работы состоит в повышении эффективности работы преподавателей, снижении временных затрат, увеличении объемов генерируемых материалов, что обеспечит возможность построения множества индивидуальных траекторий обучения с целью повышения качества обучения. Разработка электронных обучающих ресурсов требует от преподавателя увеличения затрат временных ресурсов на создание учебного материала, что затрудняет реализацию индивидуальной траектории обучения студентов. В процессе создания современных систем электронного обучения требуется интеграция знаний из разнородных источников и решение задач тиражирования знаний.
Поэтому актуальна задача разработки ресурса, который может помочь преподавателям иностранного языка, генерировать тестовые материалы, для проверки знаний в целях повышения эффективности процесса составления учебных материалов.
Цель работы: Разработка программы повышения вариативности генерируемых фраз естественного языка, на основе гибридизации порождающих грамматик и многомерных баз данных. Обеспечение интеграции этой программы с сопутствующим комплексом программных продуктов на основе сценариев автоматической работы управляющих агентов.
Научная новизна: достижение определенного высокого уровня на основе использования модели гибридизации многомерных баз данных и порождающих грамматик.
Задачи диссертационной работы состоят в:
• разработке правил порождающей грамматики;
• разработке многомерных баз данных на основе бесплатного программного обеспечения;
• разработке модулей, позволяющих осуществить гибридизацию многомерных баз данных и порождающих грамматик;
• создании программного продукта позволяющего вариативно
использовать данный унифицированный алгоритм;
• апробации данного программного продукта для разработки электронного курса «английский язык для академических целей» курса магистратуры.
Назначение программы - помочь преподавателям автоматизировать работу по разработке электронных образовательных курсов, а так же ускорить процесс разработки тестов на основе печатных материалов.
Объектом исследования являются автоматизированные обучающие системы иностранным языкам (на примере английского языка).
Предмет исследований - виды и методы автоматического анализа и автоматической компрессии текстов.
Значение для теории. Разработаны алгоритмы гибридизации порождающих грамматик и многомерных баз данных, применительно к генерации естественного языка и модели многомерного лексико-грамматического пространства.
Практическая ценность. Разработанная в диссертации программа генерации учебных заданий позволяет экономить временные и человеческие ресурсы при разработке учебных тестов.
Область потенциального применения. Разработанная программа может быть использована в Сибирском федеральном университете на кафедре «Разговорного иностранного языка» и в Сибирском государственном аэрокосмическом университете на кафедре «Прикладной математики» для автоматизации работы преподавателей при составлении учебных заданий к тексту.
Актуальность работы состоит в повышении эффективности работы преподавателей, снижении временных затрат, увеличении объемов генерируемых материалов, что обеспечит возможность построения множества индивидуальных траекторий обучения с целью повышения качества обучения. Разработка электронных обучающих ресурсов требует от преподавателя увеличения затрат временных ресурсов на создание учебного материала, что затрудняет реализацию индивидуальной траектории обучения студентов. В процессе создания современных систем электронного обучения требуется интеграция знаний из разнородных источников и решение задач тиражирования знаний.
Поэтому актуальна задача разработки ресурса, который может помочь преподавателям иностранного языка, генерировать тестовые материалы, для проверки знаний в целях повышения эффективности процесса составления учебных материалов.
Цель работы: Разработка программы повышения вариативности генерируемых фраз естественного языка, на основе гибридизации порождающих грамматик и многомерных баз данных. Обеспечение интеграции этой программы с сопутствующим комплексом программных продуктов на основе сценариев автоматической работы управляющих агентов.
Научная новизна: достижение определенного высокого уровня на основе использования модели гибридизации многомерных баз данных и порождающих грамматик.
Задачи диссертационной работы состоят в:
• разработке правил порождающей грамматики;
• разработке многомерных баз данных на основе бесплатного программного обеспечения;
• разработке модулей, позволяющих осуществить гибридизацию многомерных баз данных и порождающих грамматик;
• создании программного продукта позволяющего вариативно
использовать данный унифицированный алгоритм;
• апробации данного программного продукта для разработки электронного курса «английский язык для академических целей» курса магистратуры.
Назначение программы - помочь преподавателям автоматизировать работу по разработке электронных образовательных курсов, а так же ускорить процесс разработки тестов на основе печатных материалов.
Объектом исследования являются автоматизированные обучающие системы иностранным языкам (на примере английского языка).
Предмет исследований - виды и методы автоматического анализа и автоматической компрессии текстов.
Значение для теории. Разработаны алгоритмы гибридизации порождающих грамматик и многомерных баз данных, применительно к генерации естественного языка и модели многомерного лексико-грамматического пространства.
Практическая ценность. Разработанная в диссертации программа генерации учебных заданий позволяет экономить временные и человеческие ресурсы при разработке учебных тестов.
Область потенциального применения. Разработанная программа может быть использована в Сибирском федеральном университете на кафедре «Разговорного иностранного языка» и в Сибирском государственном аэрокосмическом университете на кафедре «Прикладной математики» для автоматизации работы преподавателей при составлении учебных заданий к тексту.
Была разработана программа «Генератор учебных заданий», а так же модуль, который позволяет осуществить гибридизацию многомерных баз данных и порождающих грамматик. «Генератор учебных заданий», позволит автоматизировать работу преподавателей, а так же ускорить процесс разработки тестов.
Так же была разработана программа «Генератор порождаемых шаблонов», которая позволяет создавать различные шаблоны для генерации заданий.
Получены следующие результаты: были разработаны правила порождающей грамматики, многомерные базы данных на основе бесплатных источников, разработаны модули, которые позволяют осуществить гибридизацию многомерных баз данных и порождающих грамматик, а так же программа генерации шаблонов, позволяющая порождать учебные задания по английскому языку на основе входного текста.
Была предложена модель гибридизации многомерных баз данных и порождаемых шаблонов. Данная модель помогает сделать задания уникальными, а так же разнообразить их содержание.
На основе предложенной модели был разработан генератор заданий, который позволяет автоматически генерировать учебные материалы, при этом данная программа помогает экономить время преподавателя, а благодаря множеству различных вариантов заданий, предотвратить списывание и повысить качество обучения.
Данные продукты могут быть внедрены в будущем в высших учебных заведениях, школах и других организациях.
Так же была разработана программа «Генератор порождаемых шаблонов», которая позволяет создавать различные шаблоны для генерации заданий.
Получены следующие результаты: были разработаны правила порождающей грамматики, многомерные базы данных на основе бесплатных источников, разработаны модули, которые позволяют осуществить гибридизацию многомерных баз данных и порождающих грамматик, а так же программа генерации шаблонов, позволяющая порождать учебные задания по английскому языку на основе входного текста.
Была предложена модель гибридизации многомерных баз данных и порождаемых шаблонов. Данная модель помогает сделать задания уникальными, а так же разнообразить их содержание.
На основе предложенной модели был разработан генератор заданий, который позволяет автоматически генерировать учебные материалы, при этом данная программа помогает экономить время преподавателя, а благодаря множеству различных вариантов заданий, предотвратить списывание и повысить качество обучения.
Данные продукты могут быть внедрены в будущем в высших учебных заведениях, школах и других организациях.



