本研究主題在於建置網路測驗系統，應用次序理論(ordering theory)，分析國 小五、六年級學童在解決「柳橙汁濃度測驗」(orange juice test, OJT)問題時，所 使用解題規則(rules of problem-solving)之階層結構。研究者以網路測驗系統圖繪 受試學童在解決柳橙汁濃度測驗問題的解題規則結構圖，並探討解題規則結構圖 之異同。本章旨在闡述本研究之動機、目的及對本研究所提及之相關名詞作釋義。
第一節 研究動機
學習是一個連續的過程，受到許多因素的影響與干擾，為確保學生學習的成 效，因此教育情境中常於階段性的學習之後安排測驗的進行，藉以瞭解學生的學 習結果。在傳統的教學情境中，常見的作法是以測驗的分數來代表一個學生的能 力，分數較高者代表其在該階段的學習成效較佳，意即代表經過該階段的學習 後，該名學生具有之能力也較高。然而若只是從測驗總分的高低來衡量學生能力 之多寡，則會因為忽略學生解題時所使用的策略，僅觀察得到其解題之結果而失 去許多更深入的訊息，因此無從了解受試者的解題思維，也無從得知學生精熟哪 些概念、技能或解題規則(涂金堂，2003)。
根據心理學的觀點，問題解決規則是受試者解決問題的方法或策略(林原宏，
2006)。在面對問題時，解題者會依照自己的知識、概念與經驗，決定採何種方法 或策略來解題。當受試者在面對問題時，會依照自己以往的知識與經驗，發展出 適當的方法和策略來解決問題；受試者會運用各種辦法以達到目標或求得解答，
而且同一個問題，每個人所採用的解題策略並不一定相同，甚至一個人處理不同 類型的問題可能使用的方法也不同(林香，2003)。就評量而言，答對情形代表受
結構圖，可以進一步了解學生不同的能力特徵。由於每個人的知識與邏輯架構不 同，其解題時所使用的規則並不相同，而且同一個人也不會只使用單獨一種規則 來解題。相關研究指出，在面對問題時，每個人所使用的解題規則之間存有次序 性的階層關係。
比例理解(proportional reasoning)概念在解題策略中佔有相當重要的地位，
Noelting (1980)所提出的「柳橙汁濃度測驗」之相關研究，主要係分析受試者的 比例理解概念。其研究發現解題者有五個解題規則，但其研究主要是分析不同背 景受試者的規則使用差異性之描述，甚少探討解題規則次序性。
林原宏、游森期(2006)的研究中，探討應用次序理論分析解題規則階層結構，
以「柳橙汁濃度測驗」為實證研究分析資料，分析受試者在解決此種比例理解問 題時，其五種解題規則的階層結構。林瑋詩(2007)亦使用比例問題來探討解題規 則使用之次序性，該研究指出，比例問題若僅探討全體受試者解題時所使用規則 類型和使用次數，將無法從學生的作答反應顯示其內在認知結構，因此，還需要 分析個別受試者在解比例問題時，使用解題規則的次序性，從解題規則次序結構 圖得知其既有之經驗與內在思維架構。
相關的研究顯示，性別的因素，會影響解題規則的使用(Jansen & Van der Maas, 1997)，且不同能力值的學生，所傾向使用的規則並不一致(樊雪春，1999)，而林 福來、郭汾派、林光賢(1985)的研究結果顯示，年級越高則比例推理能力也隨之 成長；Karplus, Pulos, and Stage (1983)的研究結果也顯示，在數值型態為整數之比 例問題上，男、女生之比例推理能力無差異，在數值型態為分數之問題上，則男 生表現較優。Goldsmith, Johnson, and Action (1991)指出徑路搜尋分析法(pathfinder) 中的相似係數 C 值(closeness index)，可用來表示不同的知識結構圖之相似度 (similarity)，林原宏、游森期(2006)將徑路搜尋法應用在解題規則結構圖上的比 較，以了解生手和專家在解題規則結構上的差異程度。因此本研究的實證分析
一般傳統測驗之計分，只能從測驗分數反映出受試者的總分、答對和答錯題 數，或受試者的能力在團體中的相對位置(林瑋詩，1997)；國內外比例問題的相 關研究中，大多只有探討全體受試者所使用解題規則的類型和規則使用次數多寡 的情形(何意中，1988；林福來、郭汾派、林光賢，1985；楊錦連，1999；魏金財，
1987；Hart, 1981)；卻無法從學生的作答反應中顯示出學生的認知結構。因此本 研究欲探討不同總分之受試者的解題規則結構特徵，以及相同總分但反應組型不 同之受試者的解題規則結構。
在診斷受試者解題規則策略上，以往多是以紙筆測驗來進行，其施測資料分 析工作須以人工作業處理，不但對教師教學上增加負擔，而且也無法對受試者做 立即性的回饋及分析 (何榮桂、郭再興、蘇建誠、陳麗如，1999)。電腦技術快速 的發展，帶來許多的便利，在測驗上的應用，也使得測驗方式更加多元化；網路 技術的進步，在測驗上亦有許多優點。何榮桂(1997)指出網路測驗可以提供超越 時空、隨選隨測、更彈性的施測環境。吳信義(1996)認為網路測驗系統主要功能 是在於使考試環境標準化、學生的評分更具客觀性、公正性，更容易收集到學生 答題訊息以進行教學評量。周朝宜(1999)亦指出網路測驗可省去教師印製試卷、
批改及登記成績的麻煩；老師也可以建立自己的題庫系統，減少紙張的使用量，
達成環境保護的教育功能。因此，結合電腦網路科技，應用在測驗上的作法，不 但能節省大量的人力、物力與時間，更能協助施測者獲得所需的測驗訊息。
基於上述，如能使用網路測驗收集施測資料，並且即時進行柳橙汁濃度測驗 的解題規則分析，則能達到省時、省力的優點，另一方面亦可經由系統繪出之解 題規則階層結構圖，了解受試者在柳橙汁濃度測驗的認知結構。
第二節 研究目的
一、建置柳橙汁濃度網路測驗系統，並進行實證資料分析。
二、不同年級與性別因子下之專家相似係數的描述與比較。
三、不同總分之受試者的解題規則結構特徵。
四、總分相同且反應組型不同之受試者的解題規則結構圖之特徵描述。
第三節 名詞釋義
一、解題規則
解題規則係指受試者解決問題時會依循某種方法或策略的心理歷程(Jansen
& Van der Maas, 2002)。當解題者面對問題時，會基於既有的知識架構或經驗，採 用適當的方法或策略來解題，因此解題規則可代表解題者的潛在知識狀態(林原 宏、游森期，2006)。
二、次序理論
次序理論為Bart and Krus (1973)所提出，主要應用於衡量兩試題之間的先備 關係(precondition)之次序情形。先計算出試題之間的次序性係數，並以閾值 (threshold)來決定試題之間是否有次序關係，有次序關係則以箭頭表示，若無次序 關係則沒有箭頭，林原宏(2005a)利用次序理論分析試題，呈現試題階層(item hierarchy)。在本研究中，則使用次序理論來分析解題規則。
三、比例理解
本研究提及之比例理解係指在 Noelting (1980)所設計的柳橙汁濃度測驗中，
以純果汁與純水混合調配，由受試者判斷比較其濃度，以並以此工具測量比例理 解概念。
四、柳橙汁濃度測驗
柳橙汁濃度測驗為實證分析資料，Noelting (1980)首先設計柳橙汁濃度測 驗。測驗中，以純果汁與純水混合調配，由受試者判斷比較其濃度。
五、網路測驗
利用電腦網路的傳送，使受試者可以透過瀏覽器進行測驗，再將試題及結果 儲存於資料庫中，可做進一步的資料分析。本研究中所提及的網路測驗，係指網 路解題規則測驗。而測驗的試題類型，僅限於包含三個選目的單一選擇題。