知識結構分析

何謂知識結構？幾乎所有的認知心理學家都強調在人類大腦的知識是有組 織、具結構性的，而非雜亂無章的方式來表徵儲存外界訊息。所謂「知識表徵」

是指個體將各種知識轉換成可處理的訊息，此種轉換過程，即是知識表徵的歷 程，它涉及了以概念代替實物的歷程，以及心理活動過程中產生的各種內在心像

（余民寧，1997）。知識是由許多零碎、片段的「小概念」所組合而成。學習的 認知分析（cognitive analysis）所涉及的是學習者所獲得的知識之各項描述。知識 雖然是由許多片段零碎的「小概念」所組合而成，但是每個人在運用知識解決問 題時，並不是只有運用到這些單一、獨立的「小概念」而已，還需要運用到這些

「小概念」之間的關係、組織或系統。為了貼切的形容這個現象，我們採用「知 識結構」一詞來代替「知識」，藉以強調許多「知識」之間的關係、組織或系統 性（鄭富森，1995）。關於知識結構的理論，Morton & Bekerian（1986）主張將其 分成『語意網路理論』與『基模理論』兩種，其中語意網路理論較強調知識在大 腦記憶中的組織方式，而基模理論則較重視知識在大腦記憶中的運作歷程。語意 網路理論主張人類的知識是由概念節點與概念節點的連結關係所形成的結構化 網路，因此，節點間的連結關係，以及概念節點如何促使網路的活化，是語意網 路理論探討的重心；基模理論主張人類以抽象的知識結構來表徵過去的行動或經 驗，因此，訊息的儲存與提取、行動程序的組織、目標的設定等方面，才是基模 理論關注的焦點。進行教學評量時，我們是以教材所呈現的知識結構為分析的主 體，雖然這種做法會忽略上述各種人物知識結構之間的差異，但是教材的知識結 構卻是上述各種人物知識結構之間的唯一交集。再則，教材是靜態的，沒有時間 的限制，適合對其進行長期、深入、詳細的研究，因此我們是以教材所呈現的知 識結構為分析的主體（鄭富森，1995）。任何人、教材或書籍的知識結構都是內 隱的，無法直接觀察或測量，因此只好透過間接的方法來測量知識結構。所謂間 接的測量方法就是利用外在的問題誘使受試者根據其內在的知識結構來作答，然

後分析其答案，以略窺知其內在知識結構的一小部分。透過對教材進行知識結構 分析的結果來瞭解學生的知識結構，並且對學生在所有試題上的正確反應有合理 的期待。

第三章 研究方法

本章主要說明研究步驟、知識結構分析、系統規劃、系統試用、試用問卷、

統計分析、研究工具，共分六節，說明如下：

第一節 研究步驟

本研究是以黃偉政（2004）、洪世聰（2004）、陳泓良所建立之線上診斷評量 系統為核心，進行系統試用，並利用線上測驗的結果探討學生需要補救教學的概 念及學生的迷思概念。為了達成此一目標，本研究之步驟如圖3-1所示：

圖 3-1 研究步驟圖 線上診斷評量系統試用

文獻探討

編製線上診斷測驗

學生進行線上診斷測驗

分析教材

建立解題概念表 編製試題及試卷

撰寫研究報告 資料分析

第二節 知識結構分析

（N-2-11-1-1）能解決角量的合成問題。

（N-2-11-1-2）能解決角量的分解問題。

（N-2-11-1-3）能由已知角的度數，算出未知角 並依序編碼為：S-2-1-1 認識多邊形。解題所需概念編碼（中概念）「a-b-c-d-e」

的編號中，前四碼延續評量目標編碼，「e」代表更進一步的觀念，以 1、2、3、4

本次線上診斷評量試卷包含 20 題選擇題，用來評量學生的學習成就和診斷學生 有關本單元的迷思概念，題目盡量以一題考一個概念為主，並把題目分散，使每 個概念可以測驗到，才能依測驗結果診斷學生迷思概念。

第二節 系統介紹

本系統之部分功能設計係參考洪世聰（2005）之九年一貫能力指標網路題庫 評量系統改編而成，並配合研究者之研究目的進行開發設計。本節先說明本研究 所設計之診斷學童學習迷思概念網路評量系統的系統架構流程圖，再針對系統功 能與系統規格加以介紹說明。

壹、 系統架構

一、 使用者功能選單：

（一） 教師功能選單 1. 試題管理

主要有新增試題和修改試題兩項功能，可以管理試題。

2. 試卷管理

主要有新增試卷和修改試卷試題兩項功能，可以管理試卷。

3. 成績查詢

分為依試卷查詢和依個人查詢兩項功能，可查詢學生成績。

4. 測驗評量

提供教師自我施測和檢查試卷用。

5. 資源共享區

分為上傳評量檔案、依能力指標搜尋和全文檢索三項功能。

6. 個人工具

修改個人基本資料 7. 收發信件

收發訊息，提供使用者互動 8. 系統管理

新增使用者帳戶 9. 討論區

可提供使用者討論題目 10.留言版

可留言給提供互動。

（二）學生功能選單 1.成績查詢

提供學生查詢成績 2.測驗評量

學生可選擇要測驗的考卷 3.收發信件

收發訊息 4.個人工具

修改學生資本資料 5.討論區

可提供學生討論題目 6.留言版。

可留言給提供互動。

第四節 系統試用

壹、預試步驟與結果

本預試的目的在求系統設計能更趨完善，以利正式施測時，本系統能穩定運 作。也藉此了解參與預試的學生在測試過程中所遭遇的問題，以便修正系統。預 試以台中縣某國小五年級33位學生為樣本，預試時間約30分鐘，參與預試的學生 已經具備基本的電腦操作能力。

一、學生預試的結果如下：

33位學生進入任何一個網頁內容都能快速出現，沒有遲滯的現象。經過晤談 之後此種測驗方式都覺得新鮮有趣。對於測驗之後能夠立即顯示自己的測驗結果 與診斷，全部學生皆深表贊同，不用像傳統測驗要等老師改完試卷之後才能得知 測驗結果，且對於評量後的診斷報告，能顯示自己學習上的缺點，提供自己學習 的參考，感到新鮮有幫助。預試的結果只供修正系統及正式施測的參考，因預試 樣本數有限，全班三、四十人同時上線的運作，有待正式施測後，方能了解系統 的最大效能。

二、正式施測步驟、樣本與評估項目

正式施測時使用之研究工具，包括參考楊振印(2000)、林裕集(2001)、陳奕任 (2005)等所編之「線上教學評量系統」學生試用經驗問卷，刪除與本研究主題較 無關之題目，保留或修改與本研究主題較相關之題目，並配合本研究之目的加以 編製而成。問卷分為兩大部分，第一部分在於了解學生的個人基本資料。第二部 分則是要了解學生使用本系統之後的試用經驗。進行系統效能測試及受試者試用 經驗問卷等兩方面的評估。有關受試者試用經驗問卷結果，將於第四章詳述，在 此就研究樣本、施測流程及系統效能測試三方面加以說明。

ㄧ、研究樣本

以台中縣某國小五年級六個班為研究對象，共約201人。

二、施測流程

施測時每次以一個班級為單位，利用電腦課共約45分鐘時間，前5分鐘為施 測說明，緊接30分鐘開始施測，施測結束後，受試者利用5分鐘瀏覽測驗結果，

剩下5分鐘為說明並實施問卷調查的時間。詳細施測過程如下：

1、受試者進入電腦教室後，採一人一機的方式施測。由主試者透過全體廣播說 明診斷評量系統的施測流程、診斷評量系統的進入方式等。

2、透過全體廣播指導每位受試者登入系統並調整視窗大小，進入主功能頁之後，

按下「評量測驗」，當所有學生準備就緒時，主試者公布試卷密碼。施測即正 式開始。

3、30分鐘後測驗結束，主試者請所有受試者瀏覽測驗結果，五分鐘後發給試用 經驗問卷，主試者說明及指導問卷之填答方式、注意事項，作為統計分析之 用。

三、系統效能測試方面

（一）觀察參加正式施測的學生在施測過程中，是否均能能順利操作且正確、

快速地顯示各個功能網頁？

（二）如果有錯誤狀況出現，是怎樣的錯誤？可否在施測時即時處置而不影響 施測的進行？

第五節 試用問卷

本節依問卷編製、問卷內容和填答方式共三方面來加以說明。

壹、問卷編製

本研究所採用之「以知識結構為基礎網路診斷評量系統」教師及學生試用經 驗問卷，係參考楊振印（2000）、林裕集（2001）和陳奕壬（2005）等所編之相 關問卷，配合本研究之目的加以編製而成。

一、學生試用經驗問卷

本問卷的目的在了解國小五年級學生在試用網路測驗後的經驗，問卷內容詳 見附錄二。

問卷包含：

（一）個人基本資料

此部份的題目在了解學生的個人基本資料，總共有七題，前兩題是關於受試 者的個人基本變項，依次為性別、班級，第三到第七題則是關於受試者家中有無 電腦、每週使用電腦的總時數、家中電腦是否可以上網、你每週使用電腦上網的 頻率、以及覺得自己的電腦操作能力如何等項目。

（二）試用經驗

此部份的題目共有十六題。目的在了解學生於測驗實施後的經驗感受。

叁、填答方式

本問卷採用Likert五點量表，填答方式是在受試者作完本研究之網路測驗 後，依自己的實際情形，勾選一個最符合自己狀況的選項。

第六節 統計分析

問卷回收後，首先剔除填寫不完整或不清楚的樣本後，再將原始資料輸入電 腦後，進行統計分析。所運用的統計方法分為兩部分：

一、以次數分配、平均數與標準差等敘述性統計方式，分析全體受試學生對各項 試用經驗的程度高低與分布情形。

二、使用單因子變異數分析 ，分別以學生性別、每週使用電腦的總時數、每週 使用電腦上網的頻率、以及覺得自己的電腦操作能力等項目做為因子，對不同背 景受試者試用經驗的差異進行比較和分析。最後，整理分析本研究的各項結果並

二、使用單因子變異數分析 ，分別以學生性別、每週使用電腦的總時數、每週 使用電腦上網的頻率、以及覺得自己的電腦操作能力等項目做為因子，對不同背 景受試者試用經驗的差異進行比較和分析。最後，整理分析本研究的各項結果並