國立台中教育大學教育測驗統計研究所理學碩士論文
指導教授：鄭富森 教授
以知識結構為基礎之線上診斷
評量系統：以國中自然科為例
研 究 生 ： 王 健 宇 撰
中華民國 九 十 六 年 十 二 月
摘 要
測驗是利用試題來評量學生成就的一種工具，也是評量學生學習成果的有效 方法。除此之外測驗也應該提供學習者學習成敗的診斷訊息，以利教學者根據診 斷訊息，進行有效的補救教學。國外已有許多教育學者主張，教育評量的實施， 應該以認知心理學對學習歷程的研究成果，作為編製測驗的實質理論依據。此種 將教育評量與認知心理學的實質理論相結合的評量方式，即是所謂的認知診斷評 量(cognitively diagnostic assessment)。鑑於國內在教育評量的實務上，對於認知診 斷評量，雖然有少數的討論，但尚未與線上測驗評量題庫結合。而補救教學的關 鍵，在於如何診斷學習者在學習單元哪一個部份有迷思概念，因此，本文旨在探 究如何以知識結構為基礎來建構認知診斷網路評量，以及分析以此種機制的編製 網路測驗題庫歷程與可行性。 最後根據本研究的結果，對本系統未來的推廣、運作和後續研究，提出相關 的建議。 關鍵詞：認知診斷評量、知識結構、線上評量系統Abstract
Exams are tools used to measure achievements of students as well as tools to assess their learning results.In addition the tests are to provide learners with diagnostic signals on how they learn and these signals will serve as references for instructors to conduct make-up teaching.Many experts claim that the practice of educational assessment should be based on the learning process that is studied by cognitive psychology as basis to plan examinations.This method of assessment is to combine educational assessment with cognitive psychology. It is the so-called cognitively diagnostic assessment.Though there are a few domestic discussions on cognitively diagnostic assessment, there haven’t been any studies that probe into cognitively diagnostic assessment that are integrated with online assessment bank.The key to makeup teaching is to diagnose which section that the learners are learning is confusing to learners. Therefore, this study is intended to exploring how to construct online
cognitively diagnostic assessment that is based on knowledge structure. Thus, it is possible to analyze the process of constructing the online test data bank.
In the final stage, there are suggestions based on the research mentioned above provided to make further promotion, operation and research.
Keywords: Cognitive Diagnosis Assessment, Knowledge Structure, On-line Assessment System
謝 辭
在研究所二年多的日子裡，帶給我許多的成長，很高興我的論文能夠順利完 成，也完成整個在台中教育大學的學習；在學習的過程中，非常感謝同學、學長 姐及學弟妹們，由於你們的幫忙，使得整個學習過程更加順利。 首先要感謝的是指導教授鄭富森博士，從一年級開始就在老師的教導之下學 習，讓我從中學習到許多知識，更重要的是學得更多課堂外無法教授及了解的事 情，到了二年級，因為鄭老師的耐心指導，使我的論文能夠更加充實，也感謝口 試委員林朝源教授與鄭婉敏教授，能在百忙之中還抽空指導我的論文，使我的論 文能更加完備，最後能夠順利畢業。 感謝同門好夥伴在學校給予我的幫助與扶持，大家一起分享彼此的學習心 得，使我能夠順利完成學業。再來是感謝家人的支持與鼓勵，使我可以專心地投 入學業，如今能夠順利完成學業。 最後將完成學位的喜悅獻給所有幫助過我的人，以及在我身旁關心我的人。 王健宇 謹致 九十七年一月目 錄
第一章 緒論 ... 1
第一節 研究動機 ... 2 第二節 研究目的 ... 2 第三節 研究問題 ... 3 第四節 研究限制 ... 3 第五節 名詞釋義 ... 4第二章 文獻探討 ... 7
第一節 診斷評量與補救教學 ... 7 第二節 線上學習 ... 10 第三節 線上評量 ... 13 第四節 知識結構 ... 16第三章 研究設計 ... 21
第一節 研究步驟 ... 21 第二節 系統規劃 ... 22 第三節 系統建置 ... 29 第四節 系統試用 ... 31 第五節 學生試用經驗問卷 ... 33 第六節 統計分析 ... 34 第七節 研究工具 ... 34第四章 研究結果與討論 ... 36
第一節 診斷評量系統架構 ... 36 第二節 線上診斷測驗試題編製 ... 37 第三節 診斷結果分析 ... 44 第四節 學生試用經驗分析 ... 50第五章 結論與建議 ... 67
第一節 研究結論 ... 67 第二節 未來發展方向 ... 68參考文獻 ... 72
中文部分 ... 72 英文部分 ... 74附錄 ... 76
附錄一 ... 76 附錄二 ... 78表目錄
表1-1「科學與科技素養」的能力要項編序分類 ... 4 表2-1常見線上評量方式之比較 ... 16 表4-1八年級上學期第一章單元內涵分析 ... 37 表4-2評量目標及解題所需概念編碼表 ... 39 表4-3解題概念表 ... 40 表4-4學生問卷個人資料之敘述性統計 ... 52 表4-5學生試用經驗問卷第1 題之描述性統計分析表 ... 53 表4-6學生試用經驗問卷第2 題之描述性統計分析表 ... 53 表4-7學生試用經驗問卷第3 題之描述性統計分析表 ... 53 表4-8學生試用經驗問卷第4 題之描述性統計分析表 ... 54 表4-9各變項與各題之相關分析 ... 54 表4-10學生試用經驗問卷第5 題之描述性統計分析表 ... 55 表4-11學生試用經驗問卷第6 題之描述性統計分析表 ... 55 表4-12學生試用經驗問卷第7 題之描述性統計分析表 ... 55 表4-13學生試用經驗問卷第8 題之描述性統計分析表 ... 56 表4-14各變項與各題之相關分析 ... 56 表4-15學生試用經驗問卷第9 題之描述性統計分析表 ... 57 表4-16學生試用經驗問卷第10 題之描述性統計分析表 ... 57 表4-17學生試用經驗問卷第11 題之描述性統計分析表 ... 57 表4-18學生試用經驗問卷第12 題之描述性統計分析表 ... 58表4-19各變項與各題之相關分析 ... 58 表4-20學生試用經驗問卷第13 題之描述性統計分析表 ... 59 表4-21學生試用經驗問卷第14 題之描述性統計分析表 ... 59 表4-22學生試用經驗問卷第15 題之描述性統計分析表 ... 59 表4-23學生試用經驗問卷第16 題之描述性統計分析表 ... 60 表4-24各變項與各題之相關分析 ... 60 表4-25試用問卷因素分析轉軸後的成分矩陣表 ... 61 表4-26試用問卷因素分析因素一因素負荷量表 ... 63 表4-27試用問卷因素分析因素二因素負荷量表 ... 63 表4-28試用問卷因素分析因素三因素負荷量表 ... 63 表4-29試用問卷因素分析表 ... 63 表4-30學生性別與試用問卷單因子變異數分析表 ... 64 表4-31電腦操作能力與試用問卷單因子變異數分析表 ... 65
圖目錄
圖2-1 麥格羅希爾線上學習提供的診斷報告 ... 12 圖2-2 國內巨匠電腦線上學習系統 ... 13 圖3-1 研究步驟圖 ... 22 圖3-2 三層式主從架構 ... 30 圖4-1 診斷評量架構圖 ... 36 圖4-2 水溶液單元知識結構圖 ... 38 圖4-3 教師功能選單 ... 41 圖4-4 依照題目的屬性勾選「領域」、「年級」、「能力指標」 ... 42 圖4-5 編輯試題的畫面 ... 43 圖4-6 新增試題的畫面 ... 43 圖4-7 試卷的相關設定 ... 44 圖4-8 試卷成績查詢模組 ... 45 圖4-9 各試題作答查詢模組 ... 45 圖4-10 試卷查詢模組 ... 46 圖4-11 個人查詢模組（一） ... 47 圖4-12 個人查詢模組（二） ... 47 圖4-13 能力指標查詢模組 ... 48 圖4-14 單元名稱查詢模組 ... 48 圖4-15 單元目標查詢模組 ... 49 圖4-16 教學活動查詢模組 ... 49圖4-17 個人 教學活動查詢模組 ... 50 圖4-18試用問卷因素陡坡圖 ... 62
第一章 緒論
教學可以說是一種動態過程，是教學者與學生共同去參與且產生交互影響的，一 個完整的教學歷程應該包含有教學目標、起點行為、教學活動和教學評量，並在經過 了這些過程後，透過評量獲得結果來提供回饋訊息（余民寧，1992）。而所謂的教學 評量，根據艾斯納（E. W. Eisner,2000）的觀點：「評量不只是打分數，更要注意到整 個教學活動的過程：教學進行得如何？課堂上所建立的關係如何？應報導學生達到何 種程度？課程如何安排？其品質又如何？所教的是重要的觀念和技術嗎？學生是否被 引導去了解學校所學與校外所遭遇之問題的關係？從學生所學的科目之間，引申出什 麼關係？各種領域的內容是獨立實體或鼓勵學生去連貫各學科的關係呢？」故教育是 使學生變化的歷程。所以教師的評量工作，不只是評定學生的成績而已，而是更積極 的使用這種方法與工具，調整教學的內容與進行的方式。然而，傳統的教學評量，只 能依據分數來判斷學生的學習表現，無法知道學生的迷思概念在哪，如果我們可以藉 著評量了解學生的迷思概念，則可以針對這個部份進行補救教學。由此可知教學評量 是幫助教師在教學過程中，瞭解學生接受教學活動後的學習表現，並作為改進教學的 參考，以判定學生的學習成果，促進教學目標的達成（簡茂發，1997）。 隨著電腦科技的進步，已經有愈來愈多學者投入資訊科技融入教學的研究，而在 測驗方面主要有兩種應用層次：(1)建構（construct）測驗，也就是透過收集大量的試 題建構題庫，以供教師快速實施有效的測驗；(2)實施（administer）測驗，也就是直接 利用電腦作為考試的媒介，收集與反應考試的過程及結果（Alessi & Trollip,1991）。 傳統的線上測驗系統，通常只提供測驗的分數，難以發揮評量學生迷思概念功能，而 本論文中的線上評量系統，希望開發能以知識結構為基礎，把教材分成許多小的概念， 去找出受試學生的迷思概念，以便教師檢視自己的教學方式，或針對個別學生進行補 救教學，期望可以減輕教師負擔，並可以增進教師的教學效果與學生的學習成效。第一節 研究動機
行政院經建會制定的「挑戰 2008－國家發展重點計劃」中，將「數位學習國家型 科技計畫」列入「數位台灣計畫」中「e 化生活」的第一個重點計畫（行政院經建會， 2002）。繼「數位學習國家型科技計畫」之後，著手規劃 2008-2012 年「數位學習推 動方案」，建構台灣成為「數位學習應用的典範國家」。這個方案將匯聚相關部會之力 量，全力朝向提升學習文化、深化數位學習與發展知識經濟的目標邁進，可見數位學 習隨著國內網路建設越來越普及而顯得日益重要。隨著數位學習的研究蓬勃的發展， 教學網站的設立不勝枚舉，紛紛提供了網路學習平台，甚至開設網路大學、網路學分 班等網路課程，然而評量與教學本是相輔相成的，若無教學活動，評量則無所依據； 反之，只有教學活動而無評量，那麼，學習成效與影響將無由得知（周倩、簡榮宏， 1997）。測驗與評量是教學過程中不可或缺的一環，可看出學生對於課程內容了解的多 寡，讓教師得以適度調整教學進度。而以學生而言，有效的評量可以提供學生適時的 回饋，幫助自我瞭解學習的盲點並增強學生對教學內容與目標的瞭解。因此適時與適 當的教學評量是很重要的，其乃檢視教學成效的主要機制與課程改革成敗的關鍵（鄭 富森，2001）。在線上教學蓬勃發展的今日，將線上教學與線上評量互相結合已經成為 一種新興的趨勢，但國內的數位學習系統大多缺乏線上評量，希望可以發展出一套線 上評量系統，使得數位學習平台更加的完備。也希望這套評量系統可以彌補傳統評量 的不足，加入診斷功能，在評量後提出診斷報告，並利用知識結構來提高診斷正確率， 讓學生可以自我檢視迷思概念，老師也可以檢視自己的教學歷程以便進行補救教學。第二節 研究目的
本研究旨在結合測驗理論與網路技術，發展出診斷學習迷思概念為基礎的網路評 量系統，試題依據知識結構分析編制，並且以國中八年級自然與生活科技領域為範例， 進行試用。再以問卷方式調查受試者對本系統的試用經驗。本研究預期達成以下目的：一、提出線上診斷評量系統的設計。 二、依據上述設計進行線上診斷評量系統之建置。 三、分析本單元的知識結構概念，並結合國中自然與生活科技九年一貫能力指標 的概念編製試題，將試題置入本系統，建立題庫。 四、了解上述線上診斷評量系統的學生試用經驗與態度。
第三節 研究問題
基於上述研究動機與目的，本研究提出的研究問題條列如下： 一、線上診斷評量系統如何設計？ 二、建置線上診斷評量系統需採用的開發工具、網頁技術與資料庫格式為何？ 三、建置線上診斷評量系統時，試卷編製與成績計算方式為何？ 四、學生對上述線上診斷評量系統之試用經驗與使用滿意度為何？第四節 研究限制
本研究在考量人力、時間和環境等相關限制因素之下，本研究的限制會有以下幾 點： 一、本研究的重點在於發展一個適用於新式與傳統選擇題之知識結構網路診斷評 量系統之雛型架構，而不在於建置一個功能繁複的系統。 二、研究所建置以知識結構為基礎之網路診斷評量系統可適用於傳統選擇題及任 何學科，但為了系統之測試，選擇國中八年級自然與生活科技領域中「水溶 液」單元作為傳統選擇題題目之測試內容。 三、受限於時間及人力之不足因素，在線上評量題庫系統的各功能程式編寫未盡 理想，待後進改進補強。第五節 名詞釋義
壹、九年一貫自然與生活科技領域能力指標
自然與生活科技學習領域的主要目標，可說在於提昇國民的科學與科技素養。「素 養」蘊涵於內，即為知識、見解與觀念；表現於外，即為能力、技術與態度。實際上 內外之分，也僅係提供陳述之方便而已。自然與生活科技學習領域所培養之國民科學 與科技素養，依其屬性和層次來分項，分成科學探究過程之心智運作能力的增進(以下 簡稱「過程技能」)，科學概念與技術的培養訓練(以下簡稱「科學與技術認知」)，對 科學本質之認識(以下簡稱「科學本質」)，了解科技如何創新與發展的過程(以下簡稱 「科技的發展」)，處事求真求實、感受科學之美與威力及喜愛探究等之科學精神與態 度(以下簡稱「科學態度」)，資訊統整、對事物能夠做推論與批判、解決問題等整合 性的科學思維能力(以下簡稱「思考智能」)，應用科學探究方法、科學知識以處理問 題的能力(以下簡稱「科學應用」)，以及如何運用個人與團體合作的創意來製作科技 的產品(以下簡稱「設計與製作」)等八項來陳述。 表 1-1 「科學與科技素養」的能力要項編序分類： 1.過程技能 2.科學與技術認知 3.科學本質 4.科技的發展 5.科學態度 6.思考智能 7.科學應用 8.設計與製作貮、自然與生活科技學習領域
根據教育部 2003 年 1 月修正公佈的「自然與生活科技領域」的綱要內涵，顯示 其主要內涵包含「物質與能」、「生命世界」、「地球環境」、「生態保育」、「資訊科技」 等的學習，注重科學及科學研究知能，培養尊重生命、愛護環境的情操及善用科技及運用資訊等能力，並能實踐於日常生活中。
參、知識結構
知識結構分析的基本概念是假設每個人從出生後開始，藉著各種生活經驗儲存各 式各樣的知識，進而能利用腦中的知識形成許多思考、判斷，以應付日常生活的一切 問題，由於這些知識是有系統、有結構、有組織的，所以稱為知識結構。本研究採知 識結構中的命題表徵系統，依九年一貫能力指標及分年細目，以專家知識結構分析出 許多有意義的知識單位－命題，再以階層式節點樹狀圖形，針對每一個節點代表的單 一概念編製試題，建構出網路診斷評量。肆、迷思概念（misconception）
指學生藉由日常生活經驗、學校學習或其他途徑，對於自然現象或某種科學概念 所產生的認知；與現今科學界認定的概念意義不同。伍、線上診斷評量系統
本研究所發展的線上診斷評量架構，利用 ASP.NET 網路程式語言及 SQL Server 2000 為作業系統架設系統及資料庫，結合九年一貫能力指標及分年細目為基礎，使用 知識結構分析出階層式節點樹狀圖。針對每一個節點代表的單一概念編製網路診斷評 量，在評量結束時，可立即知道評量結果，診斷學童學習上的困難，了解學童的迷思 概念，確認學童在各能力指標的學習情況，作為補救教學的參考。並藉由 Internet 達成全球資訊共享的目的，Web Browser 為使用界面，教學使用者可在線上進行試題 收集、修改試題、組成試卷等功能，克服時空的限制，使受試者能在網路上進行測驗， 並立即回饋評量結果，作為師生及時修正「教」與「學」的依據。陸、數位學習
數位學習(Digital learning)具備隨時隨地的高取得性， 尤其符合現代社會快速 變遷的模式， 擺脫傳統教學空間、時間的限制，可營造一個自主的、個人的學習空間
（Marr, 2002）。在「數位學習國家型科技計畫」中，對「數位學習」（Digital learning）
的定義：以數位工具，透過有線或無線網路， 取得數位教材， 進行線上或離線之學 習活動（行政院國家科學委員會，2002）。
第二章 文獻探討
本研究之主要目的在於建構以知識結構技術為基礎的線上評量題庫系統的雛形， 來提供教師學生學習成就的資料，以便進行補救教學。由於此評量系統是以 ASP.NET 網頁技術來建置線上評量環境，並以知識結構來設計題目，因此在本章將就文獻方面 探討補救教學與診斷評量如何應用知識結構來建置系統。希望透過這些主題的探究， 歸納出「以知識結構為基礎之線上診斷評量系統」的雛形的設計重點。第一節 診斷評量與補救教學
壹、診斷評量與補救教學的關係
評量的意義是用各種方法蒐集有關學習者的資料，用來做為檢視教學是否有效的 依據。評量的方式可以包括測驗或者觀察。評量也是根據一項教育的標準，對所測量 到的數量作價值的判斷。評量的著眼點是在衡量學生的能力，當教學者已瞭解學生是 屬於需要接受補救教學的學習者時，就需要更進一步的診斷，以協助學生適應整個教 育過程的重要過程。要做補救教學，要先知道學生的迷思概念在哪裡，這時候診斷就 非常重要，教育診斷的過程有五個層次： 一、哪些學生有困難？ 二、所犯錯誤在哪裡？ 三、為什麼會發生？ 四、要用什麼方法矯正？ 五、如何預防錯誤發生？ 針對前三個層次，本研究所設計的系統都可以達到。而診斷錯誤概念的目的，在 依學生的個別需求及心智發展的狀況，讓教學者改變及調整教材及教法，以引導學生 完成教學的目標，正確的診斷可以使補救教學事半功倍。教師進行診斷是為了促進學習，而不是為了給學生貼標籤。診斷的目的，是設計 一種可以排除學習障礙的教學方案(Bloom,1981)。因此，診斷評量的目的在診斷學生 學習的困難、提供教師教學和學生學習的方向與方式。若能深入診斷學生的迷思概念， 讓教學者思考如何改善教學方式補救，才有利於下一階段的教學。 診斷測驗的目的在分析個人在某一學習領域的優缺點，分析學習者在某一個概念 上有學習困難，並且根據學習者的條件與需要設計補救教學方案，例如我們以小學的 算數來出一題，以考驗學生對於通分的瞭解： 1 / 2 + 1 / 3 等於： A、1 / 5 B、1 / 6 C、5 / 6 D、2 / 5 正確答案是 C。如果考生選 A，表示他以為通分就是分母相加，如果選 B，表示他以 為通分是把分母相乘，選 D 的話，則表示考生誤會通分是分子加分子，分母加分母。 藉著本題可以清楚知道學生為何犯錯，並且把他們的錯誤概念指證出來，防止他們重 蹈覆轍（胡緯，2000）。使用電腦測驗來作診斷，不但可以節省學生考詴的時間，也可 增加測量結果之精確性。由於電腦化，同時可以整合其他的系統（如認知診斷測驗或 輔助教學系統），如某生可經由診斷測驗被判斷其在英文文法之時態有待加強，再轉進 入適當的教學系統去重新學習，如此將教學與評量結為一體，方能有效的提供協助其 所需的教學資源（陳玟秀，1999）。 補救教學(Remedial instruction)是「因材施教」、「適性化教學」的一環，是教師在 診斷學生學習困難之後，所進行一連串對症下藥的積極性教學活動。補救教學具有事 後幫助的功能，大多是對未達成教學目標者，或學習有困難者幫助他再學習(陳長春， 1993)，而補救教學的實施，可以幫助學生克服學習上的困難，達到有效的學習目標(許 天威，1986)，並減少學習無力感、挫敗感，增進學生的學習成就及繼續學習的信心， 進一步增進學童的自我概念，實現不放棄每一個學生的教育理想。
貳、診斷評量的重要性
評量診斷有七項重要性，茲說明如下（Worner,1977）： ㄧ、提供學生學習不足的訊息（Student Skill Deficiencies）
評量診斷所提供最重要的訊息是瞭解學生學習過程中是否達成教學目標上的要 求，並指出學生的困難所在，讓教育工作者瞭解學生學習上的盲點，予以提供協助。 二、提供能力分組的指標（Placement Indicators）
在教學過程中，分成基礎與進階等階段，教師們可透過診斷結果來決定學生適合 哪種階段性的學習方案，也促使學生可以很明顯瞭解並獲得課堂上所需要基本知識。 三、提供教學方案上的缺失（Instructional Program Foundation Weaknesses）
診斷除了瞭解學生的學習盲點，更可以在某些教學方案實施期間中，透過診斷方 式瞭解目前教學方案是否有不足或者需要改進的地方，使教學方案編製者有修改的參 考依據可循。 四、提供學生學習斷層的訊息（Program Gaps） 教學方案編製者往往忽略學生的真實能力，再加上高估學生能力，進而編製較困 難的教材，造成學生在學習銜接上基本知識的不足，甚至在學習上產生挫折感。因此， 評量診斷可提供此類的訊息來告知教學方案編製者，從而在編製教材的過程中考量到 學生的基本能力。 五、確切指出教學方案上所注意的環節（Program Articulation） 透過診斷的方式，可以很明白得知教學方案所能達成的目標，甚至是在哪些環節 上的學習或教學是不適當的。因此，可以立即改善並轉移至適合的教學階段。
六、協助（Inservice Training Needs）
評量診斷所提供之訊息可作為教師們在課程設計上的參考，甚至是之前課程設計 上的盲點，再針對學生學習的不足，而發展更適合的教材，來提升學生的基本知能與 技術。
學生的評量診斷結果所提供的訊息中最具有意義的，是評斷出教學效能是否能在 課堂上發揮到極致。也顯示出，在多樣化的教學團隊中，透過有組織、有時間的計畫 下，其達成的教學目標程度是否完善。 所以由此看出診斷評量對於補救教學有相當的重要性，而且不只是診斷學生更可 以診斷老師的教學哪裡有缺失。
第二節 線上學習
近幾年來隨著個人電腦及寬頻網路的普及，資訊交流的速度越來越快速，許多應 用也因此蓬勃發展，例如線上學習、網路拍賣或網路購物、視訊會議及網路電話等等 網路服務。由於在線上學習環境中，只要連上網際網路便可隨時進行，並且不受限於 過去只能在學校教室授課的方式。因此，線上學習越來越受到產學界的青睞，政府機 構也正積極的推動相關的研究計畫，線上學習將成為未來重要的學習平台和工具。在 國外也已經有成功的例子，例如在台灣商業周刊第 957 期（出刊日期：2006 年 3 月 27 日，第 88 和 89 頁）報導美國出版巨人麥格羅希爾（McGraw-Hill）的成功經驗。面對 電腦網路時代興起，麥格羅希爾藉由開發創新的智慧型線上服務，由傳統產業變身為 全新的網路科技廠商。而且，麥格羅希爾只花五年的時間，就能勝出，每年賺取淨利 近 500 億新台幣，並且使其股價翻漲一倍。現在，麥格羅希爾的大部分服務，都是透 過網路平台，所以我們再也不能將他們當作傳統出版商。麥格羅希爾應用了各級學校 各學科知識庫，建立多種「線上教學平台」與「線上診斷評量系統」，讓學生可以在 完成一個階段的學習（不論是接受學校教師的課堂教學，或是接受「線上教學」）後， 學生可以利用放學在家的時間，接受「線上診斷評量」。麥格羅希爾的「線上診斷評 量系統」可以自動診斷學生的學習弱點，立刻製作詳細而且精確的診斷報告(如圖 2-1)，提供學生、教師和家長在線上閱覽，並且安排學生重新回到「線上教學平台」， 接受最適當而且有效的補救教學課程。必要時，上述程序可以自動重複多次，直到學 生達成預訂的學習目標為止。在傳統的教學或遠距教學中，測驗與評量都扮演著不可或缺的角色，通常測驗的結果會被用來當作學生的學習成就。而實際上對學生而言， 測驗的結果除了反映學生的學習成就之外，並無法協助瞭解個人的學習障礙及改善的 方向。在線上學習的過程中，如何幫學生找出學習上的問題是相當重要的。若無法及 時發現問題，將影響學生的學習意願及成效；反之，若能適時地找出學生的學習障礙， 並針對不足點加以補強，學生的學習效果將可獲得提昇。另外對教師而言，整體測驗 的結果固然可作為評量教學成果的參考，但對於改善教學的內容及教學策略，往往需 要分析更詳細的學習及測驗歷程。由此可見，麥格羅希爾的成功要素在線上學習有診 斷的功能，可以提出完整客觀的診斷報告。 雖然大家都知道瞭解學生個人的學習障礙以及檢視教學的內容及策略是很重要的 課題，但是目前台灣市面上的數位學習系統很少在這些方面有所突破。探討其中的原 因，可以發現幾個問題： 一、人才不足 在台灣多數數位學習產業的資訊人力，都以文書處理、網頁設計、資料處理及系 統管理的技術人才為主，較欠缺人工智慧、知識工程及數位學習背景的專業人才。 二、功能不夠深入 台灣市面上的數位學習系統多以呈現教學內容為主，只是單方面的傳輸知識給使 用者，無法提供教學者與使用者的互動，對數位學習而言，僅止於在「應用層次」的 發揮，只是把教材電子化，亦即被當作教與學的媒介而已。 三、無適合的評量系統 台灣市面上數位學習系統沒有提供適當的評量來做回饋的功能，美國教學評量專 家柯柏勒（R. J. Kibler）於 1978 年「教學目標與評量」書中提出「教學基本模式」 （The General Model of Instruction,GMI），將教學歷程分為教學目標、學前評估、教 學活動及評量，闡述了四者之間的交互關係，並強調「評量」對其他三者的回饋作用。 可見評量在學習歷程中佔有很重要的地位，在國外的線上評量系統在評量後，會提供 完整的診斷報告(如圖 2-1)，但是市面上的數位學習平台通常沒有提供合適的評量功能
圖 2-2 國內巨匠電腦線上學習系統
第三節 線上評量
資訊科技的快速發展帶給現代人的生活更多便利，再加上網際網路的蓬勃發 展，讓很多資訊的傳遞只是在彈指之間，不管是文字、圖片、聲音或影像等等。 這種資訊科技的發展，將對教育產生長久且衝擊性的影響。結合網路科技與教育 測驗評量理論，突破傳統考詴的時空限制，使考詴不再只是傳統的紙筆測驗，而 是可以讓受詴者在遠端，不管何時、何地都可以透過網路接受測驗，達到評量的 目的，這儼然已經成為目前教育發展的重要趨勢。壹、線上評量的優點
線上評量系統具有下列幾項優點(廖彩行，2007)一、提供老師編製測驗的功能： 提供各年級和不同學習領域的題庫詴題，協助老師編製詴卷。老師可以利用線上 測驗決定學生的起點行為，或評估學生學習進步的情形。 二、即時的測驗報告可作為教學指引： 測驗分數能夠立即得知，測驗報告提供分析回饋，老師能迅速利用這些報告調整 教材內容和教學方法，並利用報告中有效的數據和家長溝通，使家長了解目前的教學 狀況。 三、能夠確保測驗的品質： 線上評量系統中所設定的課程標準，使測驗能滿足使用不同版本教科書的學校課 程，使測驗內容與教學內容能互相契合。易於解讀的測驗報告使測驗結果更具意義， 可用來支持許多教學決策。 四、節省費用： 老師可以指派給學生無限次數的線上測驗，也可以進入一個持續成長的題庫，去 編製符合老師所在地區課程標準的班級測驗。 五、節省更多時間留給教學使用： 不限時空的線上測驗和即時計分評量，可以幫老師節省更多用於評量的時間，使 老師能有更多時間用於教學和學生的互動上。 六、讓學生對測驗有友善的經驗： 線上測驗不同於傳統的紙筆測驗，應考時除了學科知識外還需使用電腦的技巧， 不但能吸引學生集中注意力激發其表現出最好的一面，更能有效降低學生對測驗的焦 慮。 七、提供易於監控進展的方法： 老師能隨時在線上獲得學生個人或班級的測驗紀錄，測驗紀錄評估學生個人或班 級的學習進步情形。 八、測驗的執行是安全、可信賴的：
在每一部連接上網並裝有瀏覽器的電腦都可以執行線上測驗，唯學生在進行線上 測驗時必頇關閉其他電腦程式也不可進入其他網站，以確保進行線上測驗時資料傳遞 的安全。
貮、國內線上評量的方式
一、線上評量的種類 目前國內常見的線上評量方式有以下四種（杜建忠，2003） （一）傳統考詴上線（Online testing）。 詴題以電腦呈現，學生用鍵盤或滑鼠作答，設計上允許檢查和修正答案，可用於 成就測驗、概念診斷等，詴題型態限於選擇題、配合題和簡答題（周倩，1998）。此方 式優點是有彈性的空間，教師可透過網路「新增詴題」、「編製詴卷」等，缺點是詴題 有重複性、一致性的問題。（二）線上適性測驗（Online adaptive testing）。
結合現代測驗理論、詴題反應理論，透過電腦實施個別化測驗。若受詴者答對， 則接著的題目會逐漸提高難度；反之則否，依此原則估計受詴者能力。此方式優點是 節省施測時間、測驗個別化和施測標準化；缺點是題型受限、有過大的估計誤差及受 詴者反應組型異常會造成計算陷入無窮迴圈（古松民，2001；何榮桂，2000）。 （三）概念圖（Concept map）。 用概念圖表示關於主題的知識結構。概念圖以階層的關係來表現概念，屬於一般 性的概念居於上層，較特殊或具體的概念居於下層，最下層則是具體的範例。利用概 念節點關係連結的概念圖，可將各概念的學習先後順序整理得具結構化和系統化（余 民寧，2003）。
（四）網路學習歷程評量（Web-based portfolio assessment）。
學習歷程評量是收集學生某段時期的作品，包括學生作品的內容、選擇的理由、 判斷價值的標準及學生的自我反省。網路化學習檔案是透過網路進行學習檔案的呈現
與製作，學習者和教師可在線上討論或評量，學生間因作品的相互評量，達到共享與 互相激勵（ 張基成，2001）。 二、國內常見線上評量方式的比較 參考研究者參考張基成（2001）與杜建忠（2003）之文獻資料，整理以上四種國內常 見的線上評量方式之比較如下表 2-1 所示： 表 2-1：常見線上評量方式之比較 傳統考詴上線 線上適性測驗 概念圖 網路學習歷程 評量 理論基礎 古典測驗理論 現代測驗理論 建構主義 多元評量 事前準備 容易 困難 困難 困難 時效性 立即回饋 立即回饋 立即或稍後回饋 需長時間累積 結果分析 電腦自動分析 電腦自動分析 電腦或人工分析 人工分析 施測樣本數 大量施測 大量施測 適合小班 適合小班 題庫的建立 容易 困難 困難 無 施測時機 可用紙筆測驗 之各類評量 著重瞭解學習 者之能力值 適於專題式學習 長期追蹤分析 學習改變過程 優勢與特色 適合多種施測 需要 可細分受詴者 的能力值 診斷迷思概念 多元評量的方 式呈現 在以上各種線上評量方式中，傳統考詴上線適合規模大且講求公平的測驗，應用範圍 亦最廣，故本研究採用傳統考詴上線當作本研究線上評量的工具。
第四節 知識結構
何謂「知識結構」呢？簡單來說，知識結構源起「工作分析」（task analysis）。 工作分析技術已經被應用在許多領域，而且也被給予許多不同的名稱。例如，在「專業內容線上服務」方面，美國的麥格羅希爾公司或企業管理業界將它通稱為「工作流 程的分析和整合」（The analysis and integration of task stream）。然而，在「教 育內容線上服務」方面，我們可以將工作分析技術應用於分析各學科知識的結構，藉 以得到各學科的知識結構。所以我們將它通稱為「知識結構分析」（鄭富森，2007）。 知識結構是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。Morton & Bekerian（1986）主張將知 識結構分成「語意網路理論」與「基模理論」兩種，其中語意網路理論（semantic network theory）較強調知識在大腦記憶中的組織方式，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；而基模理論（schema theory）則較重視知識在大 腦記憶中的運作歷程，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， 訊息的存取、行為的程序、目標的設定等方面，才是基糢理論關注的焦點（余民寧等， 2003）。 知識結構存在於我們記憶裡的認知結構（cognitive structure）及用於書寫方 式的內容結構（content structure），二者是可以互相轉換的（Shavelson,1974；引 自邱上真，1989）。Rumelhart 與 Norman（1985）認為一個好的知識結構表徵系統， 必頇能反映知識結構的各種重要特質，包括忠實性、完整性、特定性、概括性、精簡 性以及合理性。
壹、語意網路是以二度空間的方式來表徵知識結構
語意網路泛指有許多命題相互聯結而成的平面圖；而 此平面圖是以「節點」 （nodes）表徵「概念」，以「聯線」（links）表徵「關係」。因此，每一個命題包括二 個概念節點與一個聯線組合而成。而概念構圖就是透過概念的節點、表示關係的聯線 與受詴者的建構，將零散的概念與關係，組合成一個合理的、有意義的知識結構。 Quillian（1968）提出語意網路模式 (semantic network model)，他主要是說明人類 的記憶是由於文字的意義連接形成了複雜的關係每一個字可視為一個節點, 字與字間可形成錯綜複雜的意義。據此模式說法，一個完整的網路模式將包含許許多多個節點， 以及許許多多個箭頭，以形成一個錯綜複雜的網路結構，而知識便是用這些節點及聯 結各節點間之箭頭所構成之網路關係來表徵的。
貳、基模理論（schema theory）
基模理論主張所有的知識都是被包裝（packaged）成單位（units），這些單位 就是所謂的基模群（schemata），這些基模群是一種抽象的知識結構，它會引導個體如 何使用知識。Rumelhart（1980）認為基模是認知的基石（building blocks），它是訊息 處理過程所依賴的基本元素，包括在轉譯外在的感覺資料時，在提取訊息時，在組織 行動時，在決定目標與次目標時，在分配資源時，都會應用到基模的概念。Marshall （1987）則認為基模是包含人類如何與環境互動的訊息的一種知識結構，它可用來說 明人類如何知覺外在的環境，以及在該情境下，會採取何種行動來因應。而人類在知 覺外在環境與做出反應行動時，同時需要使用到陳述性知識與程序性知識，因此， Marshall（1987）主張基模知識是陳述性知識與程序性知識的綜合體。 Rumelhart 與 Norman（1988）綜合對基模的相關研究，提出基模具有五點特徵： 一、基模是有變項的：任何基模都具有不可改變的部分與可以改變的部分，例如 「人」的基模，有不可改變的部分，如：「一個人有雙手及雙腳」，以及可以改 變的部分，如：「人有黑種人、白種人、黃種人」等。 二、一個基模可以包含子基模：例如「手」的基模可以包括「手指」和「手臂」 兩個子基模，而「手指」的基模又可以包括「大拇指」、「食指」、「中指」、「無 名指」和「小指」等子基模。 三、基模可以表示任何層次的知識：基模不僅可以表示大範圍的知識，例如文化 知識，也可以表示小範圍的知識，例如某個字的意義。 四、基模代表的是知識，而不是代表定義：基模代表的是個人對於外在世界所產 生的經驗，而不是對於這些經驗給予定義。
五、基模會主動的進行辨認的工作：基模會主動對新的訊息進行辨認的工作，從 辨認的過程中，選取最適合的基模來處理新的訊息。 由上述基模所具有的五點特徵可知，當個體遭遇外在環境的各種訊息時，個體本 身所擁有的基模會主動的對各種訊息進行辨認的工作，然後較能符合外在訊息的基模 就會被活化，而被活化的基模在處理外在訊息時，會先存在一些預設值（default value），這些預設值可以協助個體快速的瞭解外在訊息的意義。
参、知識結構評量
目前教育心理學家已發展出許多種評量知識結構的方法，而 Koubek 與 Mountjoy （1991）、Goldsmith, Johnson, 與 Acton（1991）與 Jonassen, Beissner, Yacci（1993） 曾對這些評量知識結構的方法，加以分門別類。Koubek 與 Mountjoy（1991）將知識結構的評量方法，根據評量方法的差異而區 分成三類：口語報告（verbal reports）、集群方法（clustering methodologies）、與量尺
方法（scaling methodologies）。口語報告包括晤談、問卷、放聲思考……等方法；量尺
方法包括多向度量尺、路徑搜尋法……等方法。
Goldsmith, Johnson 與 Acton（1991）與 Jonassen, Beissner 與 Yacci（1993）對於知 識結構評量方法的分類，是根據評量的實施程序而分類的。他們都主張知識的評量包 括三個主要步驟：知識結構的誘發（elicitation）、知識結構的表徵與個人知識結構表徵 的評價。茲分別說明如下： 一、「知識結構的誘發」著重於評量個人是否清楚瞭解概念間所具備的關係，此步 驟可採用的評量方法包括字義聯想法、卡片分類法、相似性評定法、晤談法…… 等。 二、「知識結構的表徵」是將「知識結構的誘發」步驟所引出的知識，經由量尺化 的程序，表徵成結構性的知識組織，常用的評量方式有集群分析、多向度量尺 與徑路搜尋法……等。
三、「個人知識結構表徵的評價」則是將個人所誘發出的知識結構表徵與參照者的 知識結構表徵相互比較，以瞭解個人的知識結構表徵與參照者的知識結構表徵 的相關程度。每一個人都有自己的知識結構，而且不同的人所擁有的知識結構 都有其獨特之處，也有其相同之處。例如每一位教材編寫者都有他自己的知識 結構，每一位老師也有他自己的知識結構，甚至每位學生也有他自己的知識結 構，這三者之間的知識結構有相同之處，也有其獨特之處。另外，教材編寫者 所編寫出來的課本或習作也有其獨特的知識結構，而且他也未必與教材編寫者 的知識結構完全相同。老師根據課本進行教學，教學過程中所呈現的知識結構 也未必與課本的知識結構完全相同。此外，每位學生透過各種教學活動和其他 相關的學習過程，最後學習到的知識結構也各有其獨特之處，每位學生的知識 結構之間存有許多的個別差異。 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詴者 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 詴題上的正確反應有合理的期待。
第三章 研究方法
本章主要是在說明研究步驟、系統規劃、系統建置、系統詴用、詴用問卷、統計 分析、研究工具，共分為七節，說明如下：第一節 研究步驟
本研究是以黃偉政（2004）、洪世聰（2004）所建立之線上診斷評量系統為核心， 進行系統詴用，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
第二節 系統規劃
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，再針對系統功能與系統規格加以說 明。 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 撰寫研究報告 資料分析 線上診斷評量系統建置 填寫學生詴用經驗問卷壹、 系統架構
一、 使用者功能選單： （一） 教師功能選單 1. 詴題管理 主要有新增詴題和修改詴題兩項功能，可以管理詴題。 2. 詴卷管理 主要有新增詴卷和修改詴卷詴題兩項功能，可以管理詴卷。 3. 成績查詢 分為依詴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詴卷用。 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。
二、 系統功能模組：
（一）登入系統模組 辨別使用者身分及核對使用者密碼 ，比對資料庫內的資料無誤後，即可 進入使用功能選單。 （二） 詴題編輯模組 教師依據九年一貫能力指標和詴題預估難度新增詴題到題庫中，以分享 給其他教師使用。日後教師也可修改自己建立的詴題，讓詴題能更趨近 完美。 （三） 詴卷選題模組 依九年一貫能力指標和詴題預估難度搜尋資料庫內合乎使用者需求之詴 題，並顯示詴題被挑選為詴卷內詴題的次數，也就是已經被出 題為詴卷 考題的次數，便可獲得詴題曝光率的資訊。（四） 詴卷編輯模組 教師建立詴卷之後，可視其教學需要修改詴卷內之詴題，成為一份量身 訂作的詴卷。 （五）詴卷呈現模組 依使用者需求，將詴題以題型 A 或 B 呈現在網頁上，供學生評量之用。 （六）上傳評量檔案模組 使用者上傳自行撰寫之評量檔案，透過網路與其他使用者共享資源，以 進行更多元的評量方式，讓使用者除了系統預設題型外能有更多的選擇。 （七）下載評量檔案模組 依九年一貫能力指標和評量預估難度搜尋資料庫內合乎使用者需求之評 量檔案，並顯示每個評量受到推薦的次數，使用者可視其所需 選擇檔案 下載。 （八）全文檢索模組 輸入欲查詢評量檔案之關鍵字即可迅速獲得資源共享區內相關文件資 訊，充分達到資源共享之目的。 （九）詴卷批閱模組 將學生作答結果與詴卷之正確答案作比對，求出得分。 （十）成績查詢模組 教師可依詴卷查詢全班成績或查詢學生個人歷次成績，但學生僅能查詢 自己歷次成績。 （十一）診斷結果查詢 教師可依詴題對應之知識結構代碼，查詢本單元各小概念、教學活動、 單元活動、單元名稱及能力指標的學習狀況，教師可依各班的評量結果 瞭解全班學生的學習情形，及學習狀況未達標準的小概念或教學活動。 也可對單一學生查詢其學習狀態，及迷思概念所產生的小概念及教學活
動。學生亦可查詢自身的學習狀況。 （十二） 問卷統計模組 請使用者在線上回答詴用經驗問卷，統計結果以長條圖呈現，並記錄答 題明細於資料庫中，以便匯出供 SPSS 統計分析之用。 （十三） 系統說明模組 將系統主要功能作簡單的線上說明，搭配使用圖片和 flash 動畫讓使用者能迅 速獲得資訊，作為初次接觸本系統者的入門使用指南。 （十四） 討論區模組 作為師生交流的園地，發表或回覆文章時可自由決定是否要匿名，提供給不擅 言語表達或害羞內向的學生發問的空間。討論區內容不限於課業，任何疑難雜 症都可以在此尋求解答，也可當作線上佈告欄宣達班級事項。
貳、 系統功能
本系統預期達到的功能有下列幾點： 一、 登入系統的身份驗證，防止被有心人士濫用，維護系統及資料庫之安全。 二、 建立以能力指標為基礎的題庫，並提供兩種題型讓教師利用。 三、 新增詴題或上傳自編評量檔案時，讓教師輸入詴題或評量之預估難度，作 為 使用者在挑選詴題或評量時參考的依據。 四、 以網頁的方式呈現，達到即時更新和使用方便的目的。 五、 為詴卷挑選詴題時，系統會呈現每題被選為詴卷詴題的次數，避免詴題曝 光率過高，造成有的學生看過該題，而影響考詴的公平性。 六、 使用者選出詴題形成詴卷後，可以配合實際教學需求，進行詴卷內詴題之 修改，成為一份量身訂作的詴卷。 七、 提供使用者上傳自編評量檔案，並要求其輸入評量所對應之能力指標和預 估 難度，作為資源共享區搜尋之依據。八、 透過能力指標和預估難度來搜尋符合所需之多元評量，或是透過全文檢索 功能，用關鍵字搜尋，讓使用者能共享評量資源。 九、 下載他人分享之評量資源，使用後若認為確實有助於教學，可藉由「推薦」 功能，介紹給其他的使用者；也可鼓勵原提供者，使其有繼續創作的動力。 十、 學生作完詴卷後，由電腦立即批閱，學生可即時查詢成績；教師也可查詢 全 班或學生個人成績。 十一、 學生作完詴卷成績計算完成後，電腦可立即提供診斷結果查詢，學生可 查 詢本單元各小概念、教學活動、單元活動、單元名稱及能力指標之學 習狀 況，及迷思概念所產生的地方。教師可查詢全班的學習狀況統計結 果，及 學習狀況未達標準的小概念或教學活動。以便調整教學策略或進 行補救教 學。 十二、 詴卷內詴題有誤時，教師可透過即時訊息功能告知學生，並加以更正。 也 可在學生左顧右盼、意圖作弊時，透過即時訊息適時傳送警語。 十三、 搭配圖片和 Flash 動畫將系統主要功能作簡單的線上說明，讓使用者初 次接觸本系統時能迅速上手。 十四、 討論區提供學生發問的空間，作為師生交流的園地 十五、 留言版讓不擅言語表達或害羞內向的學生有抒發的管道。 十六、 班級重要事項要宣達時，可藉由討論區功能作為線上佈告欄使用。
參、 系統規格
過去動態網頁是以撰寫 CGI（Common Gateway Interface）程式是在 Server 端 執行，但是 CGI 程式對於資料庫的存取十分不方便，程式撰寫亦難，於是效率高、易 學習的動態網頁開發技術 ASP.NET 就此誕生了（鍾錸，2002）。與過去不同的是 ASP.NET 提 供 豐 富 的 物 件 簡 化 了 CGI 的 相 關 處 理 工 作 ， 並 且 可 以 使 用 .NET Framework 下所有物件類別，因此 ASP.NET 可以做到許多傳統 CGI 程式所做不到的
事（王國榮，2002）。 另一款動態網頁開發技術—PHP（Hypertext Preprocessor）有愈來愈流行的趨 勢，原因是功能多樣且免費，還可跨平台（Windows、Linux、Unix 和 Mac 等作業系 統），是架設資料庫網站最經濟的解決方案（吳目誠、劉麗伶，2004）。然而基於 Windows 是目前最為人所熟悉之作業系統，而且微軟在售後服務和商譽上普遍受到肯定，現今 國小的資訊設備也大多以 Windows 系統的個人電腦為主，少有工作站等級之伺服器， 因此能夠架設在一般個人電腦等級的系統才容易推廣。基於以上考量本研究採用 ASP.NET 為動態網頁開發技術，並以 Microsoft Windows Server 2003 做為伺服器作 業系統。
ASP.NET 存取資料庫時頇透過 ADO.NET 物件模組，其可存取兩大類的資料庫：1. Microsoft SQL Server; 2.OLE DB。而微軟在自家產品 Microsoft SQL Server 上做 過效能調整，因此 ASP.NET 在存取 Microsoft SQL Server 資料庫記錄時，效率會比 其他資料庫來的高（千翔工作室、張富雄，2003；鍾錸，2002）。
綜合以上看法，本研究中的網路題庫評量系統，以 Internet 三層式架構為系統 架構，個人電腦（Personal Computer；PC）為作業平台，伺服器端所採用之 相關軟 硬體設備規格詳細說明如下：
一、 建置平台：
Intel Pentium Ⅳ 3.0GHz，RAM 2048 MB，硬碟 250GB，網路卡傳輸效 率 100 MB/S 的伺服器平台。
二、 作業系統：
Microsoft Windows Server 2003 企業版，內建 Microsoft.NET Framework， 具有編譯 ASP.NET 之功能。
三、 資料庫管理系統：
Microsoft SQL Server 2000 企業版，透過 ActiveX Data Object.NET （ADO.NET）存取資料庫。
四、 Web Server：
採用 Microsoft Internet Information Server 6.0（IIS 6.0）。
第三節 系統建置
本節就「線上診斷評量系統」建置時採用的開發工具、網頁技術和資料庫格式三 部份加以描述。壹、 開發工具
研究者在評估本研究所欲達成的功能之後，採用 Microsoft 公司發展的 ASP.NET 程式語法為系統網頁開發之程式語言，並以 Macromedia 公司的 Dreamweaver MX 2004 為系統開發建置工具。在全文檢索部分，本研究安裝 Microsoft Windows Server 2003 的 Indexing Service，利用其提供之查詢物件，配合 ASP 程式達到全文檢索之功能，可搜尋資源 共享區內 Word、Excel、html 及純文字等檔案內之關鍵字。
貳、 網頁技術
本系統採用三層式主從架構，比二層式架構多了一層 Web Server，資料管理的部 分由 Database Server 負責，Web Server 會針對用戶端（client）的要求從資料庫 中取出資料，之後再回傳資料給用戶端，用戶端再將資料加以處理，如圖 3-2 所示。 這樣的架構可減輕伺服器端（server）和用戶端的負擔，並加快程式執行的速度。基 於上述原因，本系統決定建構在 Microsoft Windows Server 2003 與 IIS 6.0（Internet Information Server 6.0）的平台之上，並開啟 Indexing Service 進行全文索引， 利用 ASP.NET 動態網頁語法來設計系統程式，且配合 Java Script，製作能和資料庫 互動的網路題庫評量系統。
圖 3-2 三層式主從架構
參、 資料庫格式
本系統以Microsoft SQL Server 2000 建構資料庫的內容，整個系統為同一個資料庫， 再區分為十個資料表（table），各個資料表之功能及欄位所記載的資料內容說明如下： 一、 師生資料表： 記載教師及學生的個人帳號、密碼、姓名、年級、班別及所屬群組代碼。 二、 詴題A資料表： 記載題型A的結構及屬性。包括對應之能力指標、題幹、問題、選項、答案、 圖片位置、提供者、被選為詴卷詴題之次數和詴題預估難度。 三、 詴題B資料表： 記載題型B的結構及屬性。包括對應之能力指標、題幹、選項、答案、圖片 位置、提供者、被選為詴卷詴題之次數和詴題預估難度。 四、 詴卷資料表： 記載建立詴卷之教師帳號、詴卷名稱、詴卷密碼、建立詴卷的時間、詴卷 所屬之班級和評量時間。 五、 詴卷內詴題資料表：記載詴卷內各詴題之各項欄位資料及受測班級代碼。 六、 評量檔案資料表： 記載評量檔案的結構及屬性。包括對應之能力指標、檔案位置、提供者、 主題、備註、評量預估難度、建立日期和推薦次數。 七、 問卷調查表： 記載問卷各題目之內容、選項和被選次數。 八、 問卷紀錄表： 記載問卷受訪者之帳號、基本資料、選填日期及答題明細。 九、 討論區資料表： 記載討論區發表文章之主題、內容、發表人基本資料、發表日期、更新日 期、表情符號、主題等級、回覆次數、瀏覽次數、辨別代號和所屬主題代 碼。 十、 學生成績資料表： 記載受詴者評量後之各項資料。包括學生帳號、所屬班級、詴卷名稱、成 績分數、學生作答情形、詴卷標準答案、受測日期時間和受測電腦IP。
第四節 系統詴用
壹、預詴步驟與結果
本預詴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。 也藉此了解參與預詴的學生在測詴過程中所遭遇的問題，以便修正系統。預詴以南投 縣某國中八年級 27 位學生為樣本，預詴時間約 30 分鐘，參與預詴的學生已經具備基 本的電腦操作能力。 一、學生預詴的結果如下： 27 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 發現，學生對於此種測驗方式都覺得新鮮有趣，有一位對於電腦測驗方式感到緊張，經晤談後知道是因為對電腦操作不太熟悉，令她緊張。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詴卷之後 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。 預詴的結果只供修正系統及正式施測的參考，因預詴樣本數有限，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。
貳、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」學生詴用經驗問卷，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 本系統之後的詴用經驗。進行系統效能測詴及受詴者詴用經驗問卷等兩方面的評估。 有關受詴者詴用經驗問卷結果，將於第四章詳述，在此就研究樣本、施測流程及系統 效能測詴三方面加以說明。 ㄧ、研究樣本 以南投縣某國中八年級七個班為研究對象，共約 234 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，受詴者利用 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、受詴者進入電腦教室後，採一人一機的方式施測。由主詴者透過全體廣播說 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詴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，主詴者公布詴卷密碼。施測即正式開始。 3、30 分鐘後測驗結束，主詴者請所有受詴者瀏覽測驗結果，五分鐘後發給詴用 經驗問卷，主詴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、系統效能測詴方面 （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 學生詴用經驗問卷
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」教師及學生詴用經驗問 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。貳、問卷內容
一、學生詴用經驗問卷 本問卷的目的在了解國中八年級學生在詴用網路測驗後的經驗，問卷內容詳見附 錄一。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，前兩題是關於受詴者 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詴者家中有無電腦、 每週使用電腦的總時數、家中電腦是否可以上網、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）詴用經驗 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，填答方式是在受詴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。題目均採用五選一的選擇題方式， 問卷之各題選項的計分方式為勾選「非常同意」選項給 5 分，勾選「同意」選項給 4 分，依此類推；其中第五、七、十二為反向計分題。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，分析全體受詴教師及學生 對各項詴用經驗的程度高低與分布情形。 二、使用相關分析，分別以學生每週使用電腦的總時數、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等三個項目做為因子，對不同背景受詴者詴用經 驗的差異進行比較和分析，以進一步做相關性的統計分析。 三、使用因素分析，對問卷各題以主成分分析法分析問卷的建構效度。 四、使用變異數分析，求出學生性別與電腦操作能力與問卷中各題的關係。 最後，整理分析本研究的各項結果並做出結論，以作為未來實施以知識結構為基 礎之診斷評量系統研發或其他相關研究之參考。第七節 研究工具
本節依軟體、硬體兩方面來綜合敘述本研究之各項研究工具。壹、軟體方面
一、伺服器端（一）網路作業系統：Microsoft Windows 2003 Advanced Server中文版
（二）資料庫管理系統：Microsoft Access 2000，以ActiveX Data Object透過ODBC界面存 取資料庫。
（三）Web Server：採用Microsoft Internet Information Server 6.0(IIS 65.0)。 二、系統開發工具
（一）MacroMedia DreamWeaver MX 2004中文版：撰寫互動式網頁與資料庫網頁的主 要工具。
（二）Microsoft SQL Server 2000中文版：資料庫管理系統。
貳、硬體方面
Pentium 4 3.0G，RAM 2G，硬碟 160GB，硬碟傳輸界面為 SCSI ULTRA_WIDE II， 網路卡傳輸效率 100MB/S 的伺服器平台。
第四章 研究結果與討論
本章旨在說明「以知識結構為基礎的線上診斷評量系統之建置」的實作結果與討 論，以下依診斷評量系統架構、診斷評量平台、學生詴用經驗結果分析等三大節。第一節 診斷評量系統架構
壹、診斷評量架構
本研究參考柯俊良（2003）之「新式題型網路題庫測驗系統」及黃偉政（2005） 之「九年一貫能力指標評量診斷的網路系統」等相關文獻及系統，加以運用發展為「以 知識結構為基礎之網路診斷評量系統」，針對本研究發展設計之架構如下： 圖 4-1 診斷評量架構圖 瀏 覽 器 登入系統 評量測驗 評量測驗 各題作答查詢模組 詴卷查詢模組 個人查詢模組 能力診斷模組 各題作答查詢模組 歷次詴眷成績查詢 能力診斷模組 教師功能選單 學生功能選單第二節 線上診斷測驗詴題編製
壹、 教材內容分析與詴題編製
90 學年度開始分四年全面實施以學校本位為主的九年一貫課程，以課程綱要取代 課程標準，使用不同版本課本的學生可能會有不同的學習內容，但是課程的內涵是相 同的，本節將從國中八年級南一版第一章第三節「水溶液」課程中有關溶液的濃度與 溶解度單元來分析教材的知識結構。 表 4-1 八年級上學期第一章單元內涵分析 週次 實施 期間 單元活動主題 單元學習目標 相對應 能力指標 六大 議題 節數 評量方法 四 9/24 | 9/30 第一章：認識物質的世界 ․1-3 水溶液(2) ․1-4 空氣(2) 1-3-1 了解濃度與溶解度的意義。 1-3-2 認識飽和溶液與不飽和溶液。 1-4-1 認識空氣的性質與用途。 1-4-2 了解氧和二氧化碳的製造與檢驗。。 1-4-1-2、 1-4-1-3、 1-4-2-1、 1-4-3-1、 1-4-3-2、 1-4-4-1、 1-4-4-2、 1-4-4-3、 1-4-4-4、 1-4-5-1、 2-4-1-1、 2-4-4-2、 2-4-4-3、 3-4-0-2、 3-4-0-3、 3-4-0-6、 3-4-0-8、 4-4-1-1、 5-4-1-2、 5-4-1-3、 6-4-1-1、 7-4-0-3、 7-4-0-4。 生涯 2-3-1、 2-3-2、 3-3-1、 3-3-2、 3-3-3、 3-3-4。 資訊 3-4-1、 5-4-2。 家政 3-4-4、 3-4-5。 兩性 3-4-7〃 4 討論 口語評量 活動進行 資料來源：南一國中教師網參考教材與表 4-1 可觀察出，水溶液這個單元所對應的能力指標是 2-4-4-3 知道溶 液是由溶質與溶劑所組成的，並瞭解濃度的意義可以先讓學生知道溶液的組成，學生 了解之後，再介紹濃度與溶解度的定義，理解之後再教授進一步的概念，也就是外在 環境對濃度與溶解度的影響和容易的混合與稀釋，讓學生能了解到溶液的的各項性 質。圖 4-2 為「水溶液」單元的知識結構圖。表 4-2 為「水溶液」單元知識結構的分 析，本是測驗題目是依據知識結構圖來出題。 圖 4-2 水溶液單元知識結構圖 知道溶液是由溶質與溶劑所組成的，並瞭解濃度的意義 九年一貫能力指標代碼(2-4-4-3) 水溶液 水溶液濃度 水溶液溶解度 溶 液 的 組 成 濃 度 的 定 義 重 量 百 分 濃 度 溶 液 的 稀 釋 與 混 合 水 溶 液 溶 解 度 定 義 飽 和 溶 液 的 分 辨 影 響 溶 解 度 的 因 素
表 4-2 評量目標及解題所需概念編碼表 能力指標 單 元 ( 大 概 念) 單元目標(中概念) 教學活動(小概念) 知道溶液是由 溶質與溶劑所 組成的，並瞭 解濃度的意義 (2-4-4-3) 1 水溶液 (2-4-4-3-1) 1-1 水溶液濃度 (2-4-4-3-1-1) 1-1-1 溶液的組成 (2-4-4-3-1-1-1) 1-1-2 濃度的定義 (2-4-4-3-1-1-2) 1-1-3 重量百分濃度 (2-4-4-3-1-1-3) 1-1-4 溶液的稀釋與混合 (2-4-4-3-1-1-4) 1-2.水溶液溶解度 (2-4-4-3-1-2) 1-2-1 水溶液溶解度的定義 (2-4-4-3-1-2-1) 1-2-2 飽和溶液的分辨 (2-4-4-3-1-2-2) 1-2-3 影響溶解度的因素 (2-4-4-3-1-2-3) 編碼說明： 在表 4-2 九年一貫能力指標「a-b-c-d」的編號中，「a」代表主項目序號，「b」代 表學習階段序號：1 代表第 1 階段一、二年級、2 代表第 2 階段三、四年級、3 代表第 3 階段五、六年級、4 代表第 4 階段國中一、二、三年級，「c」代表次項目序號，依觀 察、比較與分類、組織與關連、歸納與推斷和傳達等，以 1、2、3、4 逐一編序；若未 分項，則以 0 代表之，「d」代表流水號。 評量目標編碼（大概念）「a-b-c-d-e」的編號中，前四碼延續九年一貫能力指標， 第五碼「e」為研究者將有關本次測驗之能力指標分成一個單元目標並依序編碼為： 2-4-4-3-1 水溶液。 解題所需概念編碼（中概念）「a-b-c-d-e-f」的編號中，前五碼延續評量目標編 碼，「f」代表更進一步的觀念，以 1、2、3、4 逐一編序，小概念依此類推。 本次測驗根據評量目標歸納出相關的解題概念，如表 4-3，並參考國內學者所做 過有關學生知識結構概念的研究與各國中段考詴題，設計一份線上診斷評量詴卷（如 附錄二），每一題都有相對應的解題概念。本次線上診斷評量詴卷包含 25 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。 表 4-3 解題概念表 知識結構分析 題號 2-4-4-3-1-1-1 10 15 16 23 2-4-4-3-1-1-2 19 24 25 2-4-4-3-1-1-3 4 7 13 22 2-4-4-3-1-1-4 14 18 21 2-4-4-3-1-2-1 9 20 2-4-4-3-1-2-2 1 6 8 11 12 2-4-4-3-1-2-3 2 3 5 17 說明：表格中的數字代表概念出現的題號。 從上表可看出本次有關「水溶液」學習成就及診斷測驗的大概念分成兩個中概念。 第一個中概念包含了四個解題小概念（2-4-4-3-1-1-1、2-4-4-3-1-1-2、2-4-4-3-1-1-3、 2-4-4-3-1-1-4)，第一個小概念（2-4-4-3-1-1-1）在本次測驗出現 4 次、第二個小概 念（2-4-4-3-1-1-2）出現 3 次，其餘的以此類推。
貳、 線上測驗的編製
一、 線上診斷評量系統提供給老師的功能，如圖 4-3圖 4-3 教師功能選單 其中與測驗評量有關的重要功能有： （一）詴題管理：選擇「新增詴題」可以進入編輯詴題，有 A、B 兩種題型可供選擇， 其中題型 A 為「新式題型」；題型 B 為傳統的選擇題。選擇「修改”我的” 詴題」 可以進入修改編輯過的詴題。 （二）詴卷管理：選擇「新增詴卷」可以進入編輯詴卷；選擇「修改詴卷」可以進入 修改使用者編輯好的詴卷。 （三）成績查詢：選擇「各題答對查詢」可以查詢每一題有哪些學生答對、哪些學生 答錯。選擇「依詴卷查詢」可以查詢考過的詴卷每一位考生答題的情形。選擇 「依個人查詢」可以查詢單一考生的作答記錄。 （四）評量測驗：選擇評量測驗，老師可以預詴自己在系統上已經編製好的詴卷。 二、在診斷評量系統中新增詴題 在教師功能選單中點選「詴題管理」功能，選擇「新增詴題（題型 A）」或「新增
詴題（題型 B）」可進入新增詴題。 （一）選擇「新增詴題（題型 A）」後，會有「領域」和「年級」的下拉式選單和能力 指標的核取方塊（如圖 4-4），老師可以依照題目的屬性來勾選，其中能力指標 可以複選，選擇完畢送出後即可進入編輯詴題的畫面（如圖 4-5）。在編輯詴題 時老師可以預估詴題難度，圖片視題目的需要來決定是否加入，唯圖片大小不 能超 50kb，接下來敘述題目、內容。題型 A 屬於題組式的詴題，由五個問題搭 配十個選項而組成，經研究者測詴須將五個問題和十個選項都填好才能正常運 作。 （二）選擇「新增詴題（題型 B）」來新增詴題的做法和選擇「新增詴題（題型 A）」 的做法差不多，先選擇「領域」、「年級」、「能力指標」，因為題型 B 是屬於傳 統的選擇題，所以由一個問題搭配四個選項而組成一道詴題。 圖 4-4 依照題目的屬性勾選「領域」、「年級」、「能力指標」
