P(B|A)表示在給予A的條件下,B會發生的機率,而P(A)為A的先驗 機率和P(B)為B的先驗機率,以上三者是在研究中,先用訓練的資料求得,
貝氏定理可以結合先驗機率(經驗值)與樣本機率(經由訓練樣本得知),並 能有效的利用樣本資訊,引入經驗值來得到理想的統計數值。比起傳統統計方 法只由樣本數統計,貝氏方法可以得到更多資訊。
貝氏網路是一種機率性專家系統(廖嘉雄,2000),利用圖形來表現的模 式,圖形包含節點(node)與有方向性的連結(link),而每個節點都包含相 關連的變數機率值,並且由父點來決定下一個子點的相關機率值。貝氏網路具 有學習的能力,因此網路內各變數的事前機率可以主觀的設定,藉由使用者提 供之證據逐步修正各變數的相關機率值,直到各變數之機率值達一穩定狀態
(潘俊帆,2001)。完整的貝氏網路包含二個部分,分別是節點(node)及連 結(link)。在貝氏網路中,節點代表欲研究的變項;連結代表的是變項之間 的相互關係。連結的有無即代表其節點之間的關係是否為條件相依或條件獨立 的情形,其影響程度則是以條件機率來表徵。所以它可以預測可能的結果並做 出適當的決策。因為教育測驗不確定的因素多,變項也多,極適合利用貝氏網 路的預測力和診斷功能進行推論,近年來也已逐漸被教育測驗範疇所採納,並 且對於診斷或預測推論達顯著的成果。它能幫助教師診斷出學生擁有的迷思概 念,以及子技能和單元目標的學習情形,進而讓教學者依據診斷後的訊息進行 回饋與補救教學。茲將運用貝氏網路於教育測驗上的相關資料,整理如表2-2-1。
表2-2-1用貝氏網路於教育測驗之研究整理表 範範
範範 圍圍圍圍 研研研研 究究究 主究 主主主 題題題題 研究者及年代研究者及年代研究者及年代研究者及年代
教材單元
應用貝氏網路診斷國小四年級學童「小數 加減」錯誤類型之研究
施淑娟,許雅菱,
李俊儀,郭伯臣,
劉湘川,(2005)
應用貝氏網路認知診斷模式進行國小五
年級小數單元學習診斷之研究 施淑娟,(2006)
以順序理論提升貝氏網路診斷測驗之成
效—以國小數學五年級領域「數列與圖形 王尉讚(2007)
表2-2-1用貝氏網路於教育測驗之研究整理表(續)
建立貝氏網路的模型過程分成三部分(楊智為,2007):
一、根據研究資料,設立貝氏網路節點及連結
根據研究的範疇資料,進行專業知識探討與分析,建立節點與節點之間的 連線關係,其連結需符合該領域資料群體特性及專業知識,組成完整的貝氏網 路結構。
二、設定模型中節點的機率分布
計算所有可觀測節點和未觀測節點的先驗機率及條件機率分布。以觀測的 資料當證據,透過貝氏網路推論,獲得未觀測節點之後驗機率分布。
三、驗證貝氏網路
評估模型填入這些資料是否適合,以及後驗機率對建立模型中所要知道的 節點推論是否正確,用以驗證貝氏網路的正確性。
利用以上步驟所建立的貝氏網路模型,依據相關研究結果,採二元資料輸 入及動態決斷值選取法(許雅菱,2005;郭伯臣、李俊儀、許雅菱、林文質,
2005)以獲得較佳之辨識率,用以辨識學生在學習本單元後,依據所施測的試 題做答反應,推論出學生的子技能及錯誤類型的有無。而學生在作答時,可能 會有猜測答案或是錯誤類型不穩定的情形發生,此時貝氏網路會根據該生在作 答相關題目的情況,以訓練樣本時推論的機率去判斷,降低答題時猜測的影響。