基于抽象語法樹的編程題自動評分系統(tǒng)的研究與應(yīng)用的開題報告

基于抽象語法樹的編程題自動評分系統(tǒng)的研究與應(yīng)用的開題報告一、研究背景及意義隨著計算機(jī)科學(xué)的發(fā)展，學(xué)習(xí)編程已經(jīng)成為一項越來越重要的技能。然而，編程教育的普及并不容易。其中一個主要原因是編程教學(xué)的評估和反饋成本較高。傳統(tǒng)的編程作業(yè)評估通常需要由教師手動檢查每個學(xué)生的程序，并針對每個錯誤提供反饋。這些反饋通常需要花費大量的時間和精力，這會限制教師在單個學(xué)期中能夠評估的作業(yè)數(shù)量。因此，開發(fā)自動評分系統(tǒng)已成為當(dāng)前研究的熱點。自動評分系統(tǒng)能夠在較短的時間內(nèi)有效地評估大量學(xué)生的編程作業(yè)，并為學(xué)生提供及時的反饋。同時，自動評分系統(tǒng)也被廣泛用于編程競賽。編程競賽的評分需要快速而準(zhǔn)確的判斷程序的正確性和性能，因此，自動評分系統(tǒng)的研究和發(fā)展對于提高編程教育和編程競賽的效率和準(zhǔn)確性具有重要意義。二、研究內(nèi)容和方法本課題的研究內(nèi)容是基于抽象語法樹的編程題自動評分系統(tǒng)的研究與應(yīng)用。抽象語法樹是表示程序語言語法結(jié)構(gòu)的一種樹形結(jié)構(gòu)。本研究將使用抽象語法樹作為編程題的評分依據(jù)，通過判斷學(xué)生提交的代碼的抽象語法樹是否符合規(guī)定的評分標(biāo)準(zhǔn)，評估其編程作業(yè)的正確性。同時，本系統(tǒng)將支持編程作業(yè)的自動檢查，包括語法檢查、語義檢查和代碼風(fēng)格檢查。該系統(tǒng)的具體實現(xiàn)方法包括以下幾個步驟：1.提取學(xué)生提交的代碼，并生成對應(yīng)的抽象語法樹。2.利用已定義的評分標(biāo)準(zhǔn)，比較學(xué)生提交的抽象語法樹和預(yù)期的抽象語法樹，判斷程序的正確性。3.對學(xué)生提交的代碼進(jìn)行自動檢查，包括語法檢查、語義檢查和代碼風(fēng)格檢查等。4.根據(jù)上述結(jié)果，生成詳細(xì)的評估報告。三、預(yù)期研究成果本課題的預(yù)期研究成果包括：1.基于抽象語法樹的編程題自動評分系統(tǒng)原型。2.各種編程題的評分標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。3.評估報告的生成系統(tǒng)。四、研究難點本課題的主要研究難點在于如何設(shè)計和實現(xiàn)正確的評分標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，并能夠產(chǎn)生準(zhǔn)確的評估報告。針對這些難點，本研究將深入探究編程語言的語法和語義，設(shè)計符合實際需求的評估規(guī)范，并通過大量的實驗來驗證其正確性和可行性。五、研究工作計劃本課題的研究工作計劃如下：1.界定研究范圍，熟悉相關(guān)技術(shù)和背景知識（2周）。2.設(shè)計并實現(xiàn)基于抽象語法樹的編程題自動評分系統(tǒng)原型（8周）。3.設(shè)計各種編程題的評分標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，并生成詳盡的文檔（6周）。4.設(shè)計并實現(xiàn)評估報告的生成系統(tǒng)（4周）。5.完成實驗和數(shù)據(jù)分析，驗證系統(tǒng)的正確性和可行性（6周）。6.完成論文撰寫和答辯準(zhǔn)備（4周）。六、參考文獻(xiàn)[1]Jo?oF.Ferreira,Jo?oB.Oliveira,ManuelS.Vieira.“Combiningabstractsyntaxtreesandstringsimilarityforplagiarismdetection.”Software:PracticeandExperience,46(4):471-486,2016.[2]CraigS.Kaplan,AnasaziValair.“Automatedevaluationofstudentprogramminganditsroleinenhancingstudentlearning.”ACMTransactionsonComputingEducation,11(1):1-28,2011.[3]CristóbalRomero,SebastiánVentura.“Educationaldatamining:Asurve