CN110264792B - 一种针对小学生作文智能辅导系统 - Google Patents

Abstract

本发明创造属于教学辅导领域，具体涉及了一种小学生作文智能辅导系统。为了解决存在小学生作文写作难的问题，本发明创造提出了一种可以高效、明了并轻松的提升小学生作文写作水平的针对小学生作文智能辅导系统。为了实现上诉目的，本发明创造所用采用的技术方案是，一种小学生作文智能辅导系统，包括外壳和电源模块，还包括：控制模块，与电源模块电连接；通信模块，与控制模块电连接；摄像头，安装在背面，与控制模块电连接；触摸屏，安装在正面，与控制模块电连接；麦克风，与控制模块电连接，安装在外壳上；USB数据连接口，与控制模块电连接，用于读取移动存储设备的内容；扬声器，安装在外壳上，与控制模块电连接。

Description

一种针对小学生作文智能辅导系统

技术领域

本发明创造属于教学辅导领域，具体涉及了一种小学生作文智能辅导系统。

背景技术

语文学习中会写作文的重要性，是众所周知的。它对语文和其他学科高效的学习，都有基础性的作用。但现实是：中国九成的中小学生都害怕写作文，不喜欢写作文，作文成绩总是让人揪心。如此，作文，成了中国亿万家长和学生心中永远的痛。

家长痛点：(1)九成的家长在学生时代就害怕作文，不会写作文，所以没有信心与能力指导孩子的写作。极少部分家长，自己写作能力还可以，但如何指导不同学习阶段的孩子，写出符合不断学习阶段要求的作文，也是一筹莫展。

(2)家长们听说：要想作文好，孩子就要多读书、多写。但不久后，他们就会绝望地发现，孩子喜欢看书、读了很多书，作文能力没有提高；写了很多，孩子的作文还是写得很不理想，测试中得分也不搞。

(3)送孩子去作文培训机构，效果也不是很明显。个别写作方法会了，但整体作文能力还是差强人意。

与之相随，学生写作文的痛点是：

(1)不想写什么内容。

(2)不熟练写作方法。

(3)没有写作的信心，所以厌恶和恐惧写作文。

那作文学习为什么会出现如此巨大的痛点呢？那还是因为我国中小学语文教学最大的难题是：整个小学阶段和中学阶段的作文训练点不成体系，没有操作性的系统。相应，每次的习作训练点也就不具有足够的操作性与实效。

发明内容

为了解决上述存在小学生作文写作难的问题，本发明创造提出了一种可以高效、明了并轻松的提升小学生作文写作水平的针对小学生作文智能辅导系统。

为了实现上诉目的，本发明创造所用采用的技术方案是，一种小学生作文智能辅导系统，包括外壳和电源模块，还包括：控制模块，与电源模块电连接；通信模块，与控制模块电连接；摄像头，安装在背面，与控制模块电连接；触摸屏，安装在正面，与控制模块电连接；麦克风，与控制模块电连接，安装在外壳上；USB数据连接口，与控制模块电连接，用于读取移动存储设备的内容；扬声器，安装在外壳上，与控制模块电连接。

作为优选，一种小学生作文智能辅导系统的工作方法，适用于上述所述的一种小学生作文智能辅导系统，包括以下步骤：S1：初始化；S2：请使用者选择年纪和类别；S3：显示该类别的写作建议，用户可以通过点击建议去查看示例；S4：当检测到用户输入时，开启多途径输入的方式，可以使用手写输入，也可以使用语音输入或者使用软键盘输入或者使用摄像头扫描转换；S5：写作完成后，系统对内容进行分析，并将分析结果显示在显示屏上。

作为优选，所述的S5中具体的分析方法为，先对文章进行段落划分，再进行要素点提取。

作为优选，所述的段落划分包括以下步骤：A1：基于输入文本的自然标点信息进行初步分割，根据文本中的回车换行符、句号以及表示句子结束的叹号问号等，将文本分割成一组句子级别的单元，简称句单元；A2：对每个句单元文本，进行各自的语义分析，包括语法分析和词法分析，提取出关键成分比如主语，命名实体，谓词等；A3：运用文本主题模型和文本自动摘要技术，为每个句单元提取标注一些关键词；A4：将句单元聚类，形成段落，聚类的依据，一是直接计算各个句单元对直接的文本相似度，二是根据上一步骤每个句单元提取处理的关键成分以及关键词摘要来计算，同时也结合每个句单元的字数长度等基础信息。

作为优选，所述的S3中的要素点分为：浅层语义类：直观的关键词能描述的要素，比如“比喻”要素点，通常会使用“像”，“似的”，“仿佛”……；再比如“三者互动”，通常会出现“我”“他”“它”等多个人称代词；深层语义类：无法简单以关键词来描述的要素，比如“拟人”要素点，需要满足两个条件，一个是句子主题/主语是动物；再一个是写了人类特有的行为，比如说话哭笑思考等等；隐含语义类：具有非显式的语义特征，比如“真实心里感受”……。作为优选，所述的浅层语义类的分析方法使用同义词检测补全的方法并以小学语文教学大纲涵盖的范围的词语以及自然语言处理学术领域上经典的语料数据，配合互联网上海量文本数据和社交网络丰富的资源，建立了一个针对小学生作文领域的词汇本体库。

作为优选，所述的词汇本题库用于解决浅层语义类和部分深层语义类里要素提取的问题。

作为优选，所述的深层语义类以及隐含语义类要素点的提取采用建立专家系统并同时建立神经网络来解决。

本发明创造的有益效果：(1)结构分段处理。深度结合小学作文教学大纲要求，将作文按命题进行层次化分类，为每类作文都精心设计结构组成部分。再根据大量的范文标注和数据分析，建立文本分段和标注的数据模型。(2)采用机器学习的算法，将学生习作作文进行自动的分段结构分析。(3)分段之后，为下一步基于段落的要素点分析和评价建立了基础。基于段落的作文分析，比基于整篇的分析方法，更加具体直观，小学生和家长都更易于理解。(4)写作要素点提取和分析：在已知年级范围，作文主题类别后，再判定当前段落结构，就可以分段进行要素点提取。(5)通过基于关键词规则模板库和文本大数据的专家系统，分析出一段文字中含有的要素点，比如从“眼睛圆圆的像个灯泡”中检查出“比喻”这个要素点。(6)此要素点为“状物-动物”类命题作文中“外形特点”段落的基础要素，这句话采用“比喻”要素点的力度为“中等”。(7)根据这个算法的输出结果，在作文辅导的交互界面上，用户点选“比喻”这个要素点，能够将原文中含有此要素的句子，和相应的关键模式，进行高亮显示；清晰的像学生和家长指明，这段话写的是否好，好在哪里；如果缺失某个基础要素，也会给出提示，给下一步的写作改进指明方向。(8)基于这两步关键算法，配合作文辅导交互系统的用户界面，可以高效的完成对整篇作文的辅导和点评。

附图说明

图1：系统的算法原理图

具体实施方式

一种小学生作文智能辅导系统，包括外壳和电源模块，还包括：控制模块，与电源模块电连接；通信模块，与控制模块电连接；摄像头，安装在背面，与控制模块电连接；触摸屏，安装在正面，与控制模块电连接；麦克风，与控制模块电连接，安装在外壳上；USB数据连接口，与控制模块电连接，用于读取移动存储设备的内容；扬声器，安装在外壳上，与控制模块电连接。

一种小学生作文智能辅导系统的工作方法，适用于上述所述的一种小学生作文智能辅导系统，包括以下步骤：S1：初始化；S2：请使用者选择年纪和类别；S3：显示该类别的写作建议，用户可以通过点击建议去查看示例；S4：当检测到用户输入时，开启多途径输入的方式，可以使用手写输入，也可以使用语音输入或者使用软键盘输入或者使用摄像头扫描转换；S5：写作完成后，系统对内容进行分析，并将分析结果显示在显示屏上。

所述的S5中具体的分析方法为，先对文章进行段落划分，再进行要素点提取。

所述的段落划分包括以下步骤：A1：基于输入文本的自然标点信息进行初步分割，根据文本中的回车换行符、句号以及表示句子结束的叹号问号等，将文本分割成一组句子级别的单元，简称句单元；A2：对每个句单元文本，进行各自的语义分析，包括语法分析和词法分析，提取出关键成分比如主语，命名实体，谓词等；A3：运用文本主题模型和文本自动摘要技术，为每个句单元提取标注一些关键词；A4：将句单元聚类，形成段落，聚类的依据，一是直接计算各个句单元对直接的文本相似度，二是根据上一步骤每个句单元提取处理的关键成分以及关键词摘要来计算，同时也结合每个句单元的字数长度等基础信息。

所述的S3中的要素点分为：浅层语义类：直观的关键词能描述的要素，比如“比喻”要素点，通常会使用“像”，“似的”，“仿佛”……；再比如“三者互动”，通常会出现“我”“他”“它”等多个人称代词；深层语义类：无法简单以关键词来描述的要素，比如“拟人”要素点，需要满足两个条件，一个是句子主题/主语是动物；再一个是写了人类特有的行为，比如说话哭笑思考等等；隐含语义类：具有非显式的语义特征，比如“真实心里感受”……。

所述的浅层语义类的分析方法使用同义词检测补全的方法并以小学语文教学大纲涵盖的范围的词语以及自然语言处理学术领域上经典的语料数据，配合互联网上海量文本数据和社交网络丰富的资源，建立了一个针对小学生作文领域的词汇本体库。

所述的词汇本题库用于解决浅层语义类和部分深层语义类里要素提取的问题。

所述的深层语义类以及隐含语义类要素点的提取采用建立专家系统并同时建立神经网络来解决。

结构分段处理。深度结合小学作文教学大纲要求，将作文按命题进行层次化分类，为每类作文都精心设计结构组成部分。再根据大量的范文标注和数据分析，建立文本分段和标注的数据模型。采用机器学习的算法，将学生习作作文进行自动的分段结构分析。分段之后，为下一步基于段落的要素点分析和评价建立了基础。基于段落的作文分析，比基于整篇的分析方法，更加具体直观，小学生和家长都更易于理解。写作要素点提取和分析：在已知年级范围，作文主题类别后，再判定当前段落结构，就可以分段进行要素点提取。通过基于关键词规则模板库和文本大数据的专家系统，分析出一段文字中含有的要素点，比如从“眼睛圆圆的像个灯泡”中检查出“比喻”这个要素点。此要素点为“状物-动物”类命题作文中“外形特点”段落的基础要素，这句话采用“比喻”要素点的力度为“中等”。根据这个算法的输出结果，在作文辅导的交互界面上，用户点选“比喻”这个要素点，能够将原文中含有此要素的句子，和相应的关键模式，进行高亮显示；清晰的像学生和家长指明，这段话写的是否好，好在哪里；如果缺失某个基础要素，也会给出提示，给下一步的写作改进指明方向。基于这两步关键算法，配合作文辅导交互系统的用户界面，可以高效的完成对整篇作文的辅导和点评。

本发明提出的作文辅导交互系统，首先是将小学阶段的作文教学要求进行深入的剖析理解，将作文写作主题分为以下的层次类别：

状物：描写动物、描写植物、描写静物；

写人：我的某某人、我和某某人；

叙事：自己做的事、看见他人做的事、想象发生的事等等。

作文辅导交互系统详述：

第一步：选择年级，作文类别，查看选中作文类别，在相应的难度等级下的重点讲解视频

选择作文大类；选择作文小类；选择难度等级(大致年级水平)；学习重点讲解视频；

第二步：按顺序完成每一个结构部分，展示例句，要素列表

点击开始写吧，输入标题；结构段落展示，精选范文以及需要的要素展示；

界面中列出了多段范文，右侧显示相应的写作要素，学生对某个要素有疑问，可以点击“要素点评”进一步学习该要素的知识。

第三步：写作，输入

写作输入过程：为了方便小学生等低龄段用户输入文字，本系统提供一个智能的多模态输入方式，缺省为语音输入，对于标点符号等语音输入不容易识别正确的，提供辅助的点击输入。此外，还可以打开虚拟键盘输入，直接输入文字。界面右下角提供一个智能输入小助手功能，能根据当前语境，智能的推荐候选的词语和词组。

第四步：分析，逐个要素查看点评

分段点评：针对本段，先有一个总体评分(1星～3星)，然后对每一个需要的要素逐个点评，首先是提示用户是否成功应用了此要素，在此基础上，评价应用程度是优秀，达标，还是略有不足。点击具体要素，将在文中详细展示，点击响应的高亮文本，会有进一步讲解，写得好在哪，不足在哪，如何改善。

第五步：完成作文，整体评价

完成整篇作文之后，将展示全文预览，并且可以进入整体评价详情页面；然后，进入后继功能页面，例如查看成就，查看排名，一键分享到社交网络，申请连线老师等。

以上详细描述了本发明创造的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明创造的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明创造的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种小学生作文智能辅导系统的工作方法，适用于一种针对小学生作文智能辅导系统，该系统包括外壳和电源模块，还包括：控制模块，与电源模块电连接；通信模块，与控制模块电连接；摄像头，安装在背面，与控制模块电连接；触摸屏，安装在正面，与控制模块电连接；麦克风，与控制模块电连接，安装在外壳上；其特征在于，工作方法包括以下步骤：

S1：初始化；

S2：请使用者选择年纪和类别；

S3：显示该类别的写作建议，用户可以通过点击建议去查看示例；

S4：当检测到用户输入时，开启多途径输入的方式，可以使用手写输入，也可以使用语音输入或者使用软键盘输入或者使用摄像头扫描转换；

S5：写作完成后，系统对内容进行分析，并将分析结果显示在显示屏上；所述的S5中具体的分析方法为，先对文章进行段落划分，再进行要素点提取；所述的段落划分包括以下步骤：

A1：基于输入文本的自然标点信息进行初步分割，将文本分割成一组句子级别的单元，简称句单元；

A2：对每个句单元文本，进行各自的语义分析，包括语法分析和词法分析，提取出关键成分；

A3：运用文本主题模型和文本自动摘要技术，为每个句单元提取标注一些关键词；

A4：将句单元聚类，形成段落，聚类的依据，一是直接计算各个句单元对直接的文本相似度，二是根据上一步骤每个句单元提取处理的关键成分以及关键词来计算，同时也结合每个句单元的基础信息。

2.根据权利要求1所述的一种小学生作文智能辅导系统的工作方法，其特征在于，所述的S5中的要素点分为：

浅层语义类：直观的关键词能描述的要素；

深层语义类：无法简单以关键词来描述的要素；

隐含语义类：具有非显式的语义特征。

3.根据权利要求2所述的一种小学生作文智能辅导系统的工作方法，其特征在于，所述的浅层语义类的分析方法使用同义词检测补全的方法并以小学语文教学大纲涵盖的范围的词语以及自然语言处理学术领域上经典的语料数据，配合互联网上海量文本数据和社交网络丰富的资源，建立了一个针对小学生作文领域的词汇本体库。

4.根据权利要求3所述的一种小学生作文智能辅导系统的工作方法，其特征在于，所述的词汇本体库用于解决浅层语义类和部分深层语义类里要素提取的问题。

5.根据权利要求4所述的一种小学生作文智能辅导系统的工作方法，其特征在于，所述的深层语义类以及隐含语义类要素点的提取采用建立专家系统并同时建立神经网络来解决。

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