概念詮釋結構模式及其相關研究

壹、概念詮釋結構模式理論簡介

Warfield(1976)提出的詮釋結構模式分析方法中，元素間的關聯指向只 適用二元關係，且概念與概念之間的指向有無並不絕對代表關聯的存在，

也就是說概念之間沒有指向關係並不代表彼此毫無關聯，有指向關係也不 表示有百分之百的關聯性。

林原宏(2005)提出模糊取向的詮釋結構模式分析法，乃是利用模糊理 論的截矩陣和察覺的模糊邏輯模式(fuzzy logic model of perception, FLMP) 以及試題反應理論(item response theory, IRT)，分析概念或解題元素的個人 化階層結構圖，計算其為上下從屬關係(subordination relation)機率計算，

進而進行模糊取向的ISM分析，且元素之間並不受限於二元關係。

Lin, Hung and Huang(2006)提出概念詮釋結構模式(concept advanced interpretive structural modeling, CAISM) ， 針 對 既 有 的 詮 釋 結 構 模 式 (interpretive structural modeling, ISM)，透過模糊理論α截矩陣和察覺的模糊 邏輯模式(fuzzy logic model of perception, FLMP)改進模糊關係矩陣，並且 用概念向量比對(concept vector matching)、精熟度數值等計算方法，針對 受試者對分屬特定概念屬性的每道試題之作答反應進行分析，將個人化概 念階層結構(individualized concept hierarchy structure)以數值和圖形呈現，

提供每位受試者個人化的概念結構訊息。

Lin, Hung, Huang and Li(2009)提出多元計分概念詮釋結構模式，乃是 為 改 進 二 元 計 分 概 念 詮 釋 結 構 模 式 (dichotomopus concept interpretive structural modeling)所發展而成，其分析資料已由二元計分擴展至多元計分 或混合計分模式，且以「概念」(concept)為分析單位，據以呈現個別化 (individualized)的概念結構圖。然而在實際的測驗中，為了統整多個概念於 同一題組，各試題的配分已多元化，於此，將概念詮釋結構模式自二元計 分擴展至多元計分，即為多元計分概念詮釋結構模式(林原宏，2010)。

概念結構圖的呈現會因為每個人的資質以及對概念理解力等因素之

不同而產生不同的概念階層結構圖，如圖2-4-1 A學童的概念階層結構及圖 2-4-2 B學童的概念階層結構(梁錫卿、葉律吟、陳怡汝，2010)。各個概念 方框下方的數字代表受試者對該概念的精熟度。A學童的概念階層結構圖 中，概念1位於第一階層，但在B學童中，第一階層除了有與A學童相同的 概念1以外，還包含了概念2。兩位學童差異較大的地方在於概念2。就A來 說，概念2位於第二階層，對B來說，概念2卻位於第一階層。換言之，三 個概念對於A、B兩學童而言，精熟度不相同，而且針對概念3的精熟，A 學童只要先精熟概念1即可，但是B學童卻要先精熟概念1及概念3。

圖 2-4-1 A 學童之概念階層結構圖

圖 2-4-2 B 學童之概念階層結構圖

概念 2 0.65 概念 3

0.54

概念 1 0.87

→ 第一階層概念

→ 第二階層概念

概念 2 0.76 概念 3

0.35

概念 1 0.66

→ 第二階層概念

→第一階層概念

貳、概念詮釋結構模式演算法則 (relative goodness rule, RGR)，配合察覺的模糊邏輯模式(fuzzy logic model of perception, FLMP)的觀點，以p_cc’ 表示對於受試者s而言，概念c為概念c’

六、計算概念間的關係矩陣

参、概念詮釋結構模式相關應用研究

戴筱玲(2009)應用概念詮釋結構模式分析法及透過相似性聚類分析演 算法(similarity-based robust clustering method, SCM)分群後，發現不同群組 受試者之速率概念階層結構圖的階層數不盡相同，每一階層內的概念數 量、概念屬性與概念間連結關係也都有所差異。教學者可有效掌握學童的 速率概念知識結構，找出學童學習困難的癥結處，以便有效實施補救教學。

呂秀茹、洪文良、林原宏(2009)應用概念詮釋結構模式及相似性聚類 分析演算法(similarity-based robust clustering method, SCM)將受試者分群，

以分析國小五年級學童時間化聚計算概念。研究指出國小學童時間化聚計 算概念，其知識結構具有階層性，概念之間有連結指向的關係，整體而言，

各群組學童以「日、時、分、秒時間單位的高低階關係」此概念最易精熟；

而以「綜合運用時間的加、減、乘、除計算解決二步驟問題」之概念最難 精熟。

吳玫栞、林原宏、易正明(2008)運用概念詮釋結構模式，針對國小六 年級學童進行四邊形概念結構之圖形化知識結構分析，比較學童的概念詮 釋結構圖發現，對於總分不同之受試者而言，其四邊形概念知識結構圖皆 有所不同，其中以低成就組受試者在概念間的關聯性最為薄弱；而受試者 在總分相同的情形下，其四邊形概念知識結構圖亦會隨著受試者的作答反 應組型不同而產生明顯的差異。整體來說，由國小學童個別化的四邊形概 念階層結構圖可知大多具有階層結構之共同特徵，進而瞭解學童於各概念 的熟悉程度與概念間的關聯指向狀況，因此此診斷訊息可供教學者及教材 設計者作為參考。

Lin, Hung and Yu(2007)應用概念詮釋結構模式，對國小學童等量公理進 行概念結構之分析。研究發現，對於作答反應組型不同或是總分不同的受 試者，其概念階層結構圖也會有所不同。

Yih and Lin(2007) 利用 概 念 詮釋結構 模 式分析大學生在學 習 使 用 MATLAB軟體後，對於該軟體的概念認知結構，結果顯示不同作答反應組

型和不同總分的受試者，在概念結構圖上各有不同的特徵及其差異存在。

其他有關在概念詮釋結構模式分析之實證資料還有診斷選修線性代 數卻學習落後之大學生的知識結構(Yih, Lin & Hung, 2007)、分析三年級學 生數字概念(Lin & Yih, 2008)等。

綜上所述，概念詮釋結構模式為應用察覺的模糊邏輯測量，將概念或 知識間的從屬關係清楚描述，藉由個人化的概念階層結構圖，瞭解不同能 力值或者是得分相同的受試者，在概念階層結構圖上所具有的不同的特徵 及意義。教學者可依此資料進行認知診斷評量的參考，並有助於教學者正 確地找出受試者學習概念或知識時的問題所在，適時實施補救教學，改善 學習效果，提升學習興趣及能力。