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本研究主要在建立一套具選擇題與建構反應題之國小自然科電腦診斷測驗,開發 自動化分析建構反應模型,並比較貝氏網路診斷模式之成效。本章第一節說明研究動 機;第二節說明研究目的;第三節說明研究限制。

第一節 研究動機

人類由觀察自然中,研究各種現象的變化,因而產生科學;再進一步運用科學改 善生活、適應環境,而有了技術。學習科學,讓我們學會如何去進行探究活動,同時 我們也應該瞭解科學與技術的發展對人類生活的影響(教育部,2003),所以科學與我 們的生活關係密切。在文獻中,有學者提出「電磁」的概念本身是抽象的,學生較難 直接由生活的經驗去獲取;例如,王嘉德(2003)提到國小學童對電能轉換為磁能、磁 能轉換為動能等主要學習內容的抽象概念,在認知上具有學習的困難。彭懋琳(2003) 在教授「電磁感應」與「電動機」兩單元時,發現學童有非常多的錯誤類型。蔡宗雄 (2002)從國小到高中的學生,在電路與電磁效應方面的學習均會產生相當多的迷思概 念。綜合以上,電磁概念對學童來說是非具體的,當學生做完實驗後,仍無法做出結 論,或是做出較有形式的運思。

評量的主要目的在於瞭解學生學習實況,以做為改進教學、促進學習的參考。評 量的結果應用於幫助學生瞭解自己學習的優缺點,藉以達成引導學生自我反思與改善 學習的效果(教育部,2003)。診斷測驗施測的使用目的有:(1)診斷學生所造成的錯 誤類型。(2)使老師知道學習過程中的重要成份、困難及技能的順序。(3)提供補救教學 的程序(周文欽等人,2006)。也就是說,透過診斷測驗,可以了解學生的迷思概念,

知道學習困難的原因,有關學童迷思概念的診測,在教室中較常用紙筆或電腦測驗的 方式,但大部分的研究則是採用晤談或是概念圖的方式 (Duit,Treagust,&

Mansfield,1996)。若以晤談及概念圖的方式來診斷學生的概念,則每個學生所回答的 內容及所畫的概念不同,既耗時且難以評分(唐健文,2001)。而電腦診斷測驗可提供

即時的回饋、提昇測驗效率和不受時空的限制,對受試學生給予診斷分析,使學生、教師 能根據診斷結果,進行數學學習或補救教學(饒育宗,2008;何秀芳,2009),以電腦 運用貝氏網路模式診斷國小自然科迷思概念發生,可達到良好的診斷結果(莊峰魁,

2010;巫俊杰,2010;李烱璉,2010)。因此電腦診斷測驗,可節省時間同時記錄大量 學生的做答結果,以利快速且完整客觀的分析,並有效診斷學生的迷思概念。

Popham(1981)提出,測驗依命題的題型可分為選擇反應測驗(selected-response test) 和建構反應測驗(constructed-response tese)二大類,選擇反應測驗包含選擇題、是非題、

配合題,計分客觀,其中選擇題的誘答選項具有教學診斷的價值,但相對於建構反應 的題型,較不易評量高層次的能力(王文中、呂金燮、吳毓瑩、張郁雯、張淑慧,2004), 因此本研究將發展具選擇題與建構反應題的診斷測驗試題。

目前貝氏網路在教育測驗上之應用非常的多,比過去相關研究所採用的分析模 式,在辨識子概念與錯誤類型的有無上,能達到更正確的結果 (蘇文君、汪端正、郭 伯臣,2006)。本研究採郭伯臣、謝典佑(2007)所發展的貝氏網路工具箱做為分析工具。

綜合以上,本研究以國小高年級自然領域之電磁作用單元為主軸,依相關文獻所 整理的命題概念及迷思概念為基礎,發展一結合選擇題及建構反應題的電腦化診斷測 驗,建置建構反應題的自動分析模型,並透過貝氏網路來自動分析學生的做答結果,

診斷出學生的迷思概念,提供教師補救教學的參考。

第二節 研究目的

本研究以國民小學六年級學童為研究對象,以電腦測驗的方式,分析診斷學生錯 誤類型,提供教師能快速鑑定學生的學習情形,進行後續的教學工作。本研究目的如 下:

一、經文獻探討,綜合整理電磁作用的命題概念及迷思概念,編製具選擇題及建 構反應題題型之電腦化診斷測驗試題。

二、建置自動化分析建構反應題模型,並進行效能分析。

三、比較傳統選擇題之貝氏網路與加入建構反應題之貝氏網路之成效評估

第三節 研究限制

本研究的範圍與限制如下:

一、研究對象及普適性(Generalization)的限制

(一) 由於本研究是以電腦化測驗為研究的設計以及資料蒐集的方式,因此研究對象 必備具備基本的電腦滑鼠操作能力。

(二) 本研究係針對台中市豐原區三所及神岡區一所,共四所國民小學六年級學生進 行研究, 因此研究的結果不宜過度推論。

二、單元特性的限制

(一)本研究係探究前述樣本對小自然康軒版第七冊,有關電磁作用的單元, 因此研究 結果不宜於其他版本及電磁作用以外單元過度推論。

(二)學童在電磁方面的迷思概念很多,本研究就相關文獻來整理,因此僅適用於初步 的診斷,至於深入診斷受試者之迷思概念,則仍須配合更深入的進一步研究。

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