數位學習領域文獻計量與主題分析 - 政大學術集成

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(1)國立政治大學圖書資訊學數位碩士在職專班碩士論文 Master’s Thesis E-learning Master Program of Library and Information Studies National Chengchi University. 數位學習領域文獻計量與主題分析治. 立. 政. 大. 學 y. Nat. 指導教授：陳志銘博士. ‧. ‧ 國. Bibliometric and Subject Analysis for the E-Learning Research Field. er. io. sit. Advisor: Chih-Ming Chen, Ph. D.. n. al v 共同指導教授：曾元顯 i博士 n. C h Yuen-Hsien Tseng, Co-advisor: i U Ph. D. e ngch. 研究生：李清福撰 Graduate Student：Ching-Fu Lee. 中華民國 101 年 3 月 Mar, 2012.

(2) 學位論文通過同意書. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. 2. i n U. v.

(3) 謝辭兩年來藉由資訊科技透過線上數位學習，縮短了台北與恆春間的距離，在數位專班，平常上課老師們的付出與用心是超乎同學能想像的。在圖資學領域，所上老師們認真的態度明月所長對同學的作業、報告的指導，能每一篇評語、批閱後並Scan上傳至平台，讓同學們更加認識圖書館資訊資源與檢索技巧；志銘老師只要同學在平台上的議題討論，老師竟都能逐一回覆，甚至在半夜都還在回應同學平台上的討論。在專業能力的養成，特別是論文撰寫能力，美華老師的研究方法、梅玲老師在資訊檢索與取用認真的指導下，奠定良好基礎。還有檔案學領域. 政治大. 的理桂老師的幽默風趣、巧敏老師認真教學帶領我們探索檔案的另一片天。除此. 立. 師長與小組同學皆能適時予以關懷與鼓勵。. 學. ‧ 國. 之外，不但在課業給予專業的指導，當同學們面對工作壓力、家庭問題的同時，. ‧. 而在學位論文的預備上，個人在志銘老師的指導下，對數位圖書館、數位學習相關議題極感興趣。特別在每週固定時間，老師允許在職專班同學在遠端線上. y. Nat. er. io. sit. 與台師大、政大的研究團隊進行線上meeting，從志銘老師每次所分享的論文撰寫要領和技巧、研討會和投稿心得以及領域中發展的主流議題剖析，細心引導聚. al. n. v i n Ch 焦在可以研究的主題上；然而整個研究過程中，要蒐集分析大量的文獻資料是重 engchi U 要關鍵，幸蒙共同指導元顯老師提供自動化資料探勘工具與協助資料分析和解讀，感謝論文計畫書口試委員蔡明月所長和黃國禎教授的指導；領域學者專家陳教授、侯教授、劉所長及黃教授的訪談與協助；學位論文最後口試委員林信成主任、羅思嘉教授的提醒與建議，論文才得以順利完成。最後要感謝我的家人支持與體諒!以及兩年來在線上陪伴我們共同學習與成長的同學。我們深信數位學習、無牆的數位圖書館是未來的趨勢，它將改變我們的未來，讓我們一同努力與期待。 I believe the library without wall will change the future of the next generation. 3.

(4) And I am more than willing to offer myself for that. 李清福謹誌 2012 于恆春. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. 4. i n U. v.

(5) 中文摘要近年來各國因應數位化的發展，加上資訊技術應用於教與學已經是全球的趨勢，各國紛紛將數位學習的推動列為國家重要政策，對數位學習領域主題研究之發展極為重視。為了幫助研究人員更精確掌握數位學習領域的研究脈動，有必要針對數位學習領域發表之期刊文獻進行全面性的計量以及主題內容分析。本研究採廣義數位學習定義之檢索策略，蒐集 2000 年至 2009 年間合計 2,125 篇數位學習領域 SSCI 期刊文獻，針對這些文獻以自動化內容探勘工具 CATAR 進行全面性計量分析，再分別以共現字及書目對進行研究主題分析，以藉此歸納. 政治大得之主題架構，與 Computers 立 & Education (C&E)專家分類之主題架構進行相互的數位學習領域的研究主題架構。此外，本研究亦將經由共現字與書目對歸類所獲. ‧ 國. 學. 參照與比對，以歸納出更為完備的數位學習領域研究主題架構。本研究歸納獲得之數位學習領域研究主題架構，可幫助研究人員檢視自己的. ‧. 領域專長、掌握數位學習各研究主題面向發展狀況以及作為學者專家選定研究主. Nat. sit. y. 題之參考；此外，透過文獻計量分析所得之國際間數位學習領域最具生產力作者、. n. al. er. io. 最具競爭力機構、最具影響力國家、高被引用期刊文獻、較具代表性研究主題發. i n U. v. 展趨勢以及數位學習跨領域整體學術研究發展概況等，有助於研究人員瞭解目前. Ch. engchi. 整個國際間數位學習領域的研究發展現況。. i.

(6) Abstract With the digital development and the global trend of information technology applying teaching and learning in recent years, every country around the world regards the promotion of e-learning as a very important policy of the country.. They. lay special emphasis on the development of the subjects of study in e-learning.. In. order to help the researchers to predominate more precisely about the study of e-learning field, it is necessary for us to carry out the comprehensive calculation and subject context analysis toward the published periodical literature in connection with. 政治大 study adopts the search strategy of generalized definition 立. the e-learning field. The present. of. from the years of 2000 till 2009.. 學. ‧ 國. e-learning and collects 2,125 SSCI periodical literature in total on e-learning field They are analyzed with automatic context. ‧. exploration tool CATAR to proceed to the general bibliometric analysis.. Then. they. y Thus it can generalize the frames of study subjects of. io. e-learning field.. sit. study subject analysis.. er. Nat. are analyzed with co-occurrence words and bibliography coupling to proceed to the. In addition, the present study will carry on the interactive reference. al. n. v i n and contrast through the subjectCframes by the co-occurrence h e n g c h i U words and bibliography. coupling with the subject frames classified by Computers & Education (C & E) experts to figure out more complete frames of study subject in e-learning field. The present study can help researchers examine their own field specialty, master the dimensions of the development of study subjects and make reference to the scholars and experts to determine their study subjects.. Furthermore, it can help the. researchers understand the development status of international e-learning field at present with the most productive author, the most competitive organization, the most influential country, the most adoptive periodical document, the more representative trend of development of study subject and the study development status of e-learning ii.

(7) interdisciplinary field overall academic research through literature bibliometric analysis.. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. iii. i n U. v.

(8) 目次中文摘要.......................................................................................................... I ABSTRACT ....................................................................................................II 目. 次 ............................................................................................................ IV. 表. 次 ............................................................................................................ VI. 圖. 次 ......................................................................................................... VIII. 第一章緒論 ..................................................................................................... 1 第一節研究背景與動機 ................................................................................. 1 第二節研究目的與問題 ................................................................................. 4. 治政大第四節名詞解釋 ............................................................................................. 6 立第二章文獻分析 ............................................................................................. 9 第三節研究範圍與限制 ................................................................................. 4. ‧ 國. 學. 第一節主題分析之意涵 ................................................................................. 9 第二節自動化文獻內容探勘在主題分析之應用 ....................................... 13. ‧. 第三節數位學習相關研究探討 ................................................................... 21. sit. y. Nat. 第三章研究方法 ........................................................................................... 40. io. er. 第一節研究架構 ........................................................................................... 40. al. 第二節研究方法 ........................................................................................... 41. n. v i n Ch 第三節研究工具 ........................................................................................... 44 engchi U 第四節資料蒐集 ........................................................................................... 46 第五節研究步驟 ........................................................................................... 48 第四章研究結果與分析 ............................................................................... 51 第一節槪觀分析 ........................................................................................... 51 第二節共現字主題歸類結果 ....................................................................... 63 第三節書目對主題歸類結果 ....................................................................... 80 第四節 C&E專家知識主題分類架構........................................................... 92 第五節學者專家訪談結果 ........................................................................... 97 第六節綜合討論 ......................................................................................... 102 第五章結論與建議 ..................................................................................... 108 iv.

(9) 第一節結論 ................................................................................................. 108 第二節建議與未來研究方向 ..................................................................... 113 參考文獻 ....................................................................................................... 115. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. v. i n U. v.

(10) 表次表 2- 1 主題分析(SUBJECT ANALYSIS)之相關研究............................................... 12 表 2- 2 相似性衡量方式 ................................................................................................ 18 表 2- 3 詞彙T與類別C之關係 ....................................................................................... 21 表 2- 4 2001~2007 數位學習論文主題分類分析表 ................................................... 26 表 2- 5 2008 國際期刊中台灣數位學習論文在認知領域之比較 ............................ 27 表 2- 6 台灣數位學領域主題分析相關研究 ............................................................... 29 表 2- 7 過去三十年來教育科技的演進 ...................................................................... 32 表 2- 8 E-LEARNING演進比較表 ............................................................................... 34. 治政大表 2- 10 數位學習領域論文發表作者之世界排名 .................................................... 37 立表 2- 11 數位學習之主題聚類分析 .............................................................................. 38. 表 2- 9 主題槪念分類架構表 ........................................................................................ 35. ‧ 國. 學. 表 3- 1 數位學習領域主題分析參照C & E專家知識分析架構 ............................... 45 表 3- 2 數位學習領域精確檢索結果紀錄 ................................................................... 47. ‧. 表 4- 1 數位學習領域期刊文獻年代分佈 ................................................................... 52. sit. y. Nat. 表 4- 2 數位學習領域期刊發表篇數前十名作者歷年發表篇數分析 ..................... 52. io. er. 表 4- 3 數位學習領域SSCI期刊文獻發表篇數之國家生產力 ................................. 54. al. 表 4- 4 數位學習領域期刊文獻機構生產力排名....................................................... 55. n. v i n Ch 表 4- 5 數位學習領域期刊文獻作者與機構生產力排名 .......................................... 55 engchi U 表 4- 6 數位學習領域高被引文章國家之生產力排名 .............................................. 56 表 4- 7 數位學習領域高被引國家生產力之成長趨勢 .............................................. 56 表 4- 8 數位學習領域高被引文章之作者生產力排名 .............................................. 57. 表 4- 9 數位學習領域SSCI期刊收錄排名統計 .......................................................... 58 表 4- 10 數位學習領域SSCI期刊文獻依據年代被引用次數統計分析 .................. 60 表 4- 11 數位學習領域SSCI期刊高被引用文獻 ........................................................ 60 表 4- 12 數位學習領域期刊論文發表篇數所屬研究領域別、年代分析表...........61 表 4- 13 數位學習領域期刊論文所屬各領域文章之被引用統計 ........................... 62 表 4- 14 數位學習領域SSCI期刊論文所屬各領域文章之發表與被引用分析 ......63 表 4- 15 數位學習領域SSCI期刊文獻共現字主題歸類............................................ 65 vi.

(11) 表 4- 16 數位學習領域期刊文獻共現字主題歸類 .................................................... 66 表 4- 17 數位學習領域SSCI期刊文獻共現字主題歸類年代分佈 ........................... 69 表 4- 18 數位學習領域SSCI期刊文獻共現字歸類國家排序 ................................... 70 表 4- 19 數位學習領域期刊文獻共現字歸類作者生產力排序................................ 71 表 4- 20 數位學習領域期刊文獻共現字主題歸類分析結果 .................................... 72 表 4- 21 數位學習領域期刊文獻書目對主題歸類結果 ............................................ 81 表 4- 22 數位學習領域SSCI期刊文獻書目對主題歸類分析架構 ........................... 81 表 4- 23 數位學習領域SSCI期刊文獻書目對歸類年代分佈 ................................... 84 表 4- 24 數位學習領域SSCI期刊文獻書目對歸類國家排序 ................................... 84. 政治大. 表 4- 25 數位學習領域SSCI期刊文獻書目對歸類作者排序 ................................... 85 表 4- 26 數位學習領域期刊文獻書目對主題歸類分析結果 .................................... 87. 立. 表 4- 27 數位學習領域期刊文獻經專家訪談微調後所歸納之主題分析架構 ......93. ‧ 國. 學. 表 4- 28 CATAR分析歸類結果與C&E對應統計........................................................ 95 表 4- 29 CATAR未剖析出歸類之對應類別 ................................................................ 95. ‧. 表 4- 30 CATAR剖析歸類與C&E主題比對之新增類別 .......................................... 97. sit. y. Nat. 表 4- 31 數位學習領域專家學者名錄及其研究專長資料 ........................................ 98. io. n. al. er. 表 4- 32 國際間數位學習領域資訊計量之相關研究比較 ......................................104. Ch. engchi. vii. i n U. v.

(12) 圖次圖 2- 1 群集分析主要的循序工作項目 ...................................................................... 14 圖 2- 2 凝聚式與分裂式的階層群聚演算法 ............................................................... 16 圖 2- 3 階層式群聚演算距離量測方法 ....................................................................... 16 圖 2- 4 數位學習科技應用擴展圖 ................................................................................ 24 圖 2- 5 數位學習的演進歷程 ....................................................................................... 31 圖 2- 6 數位學習歷史軌跡 ............................................................................................ 33 圖 3- 1 研究架構 ............................................................................................................. 41 圖 3- 2 書目對關係示意圖 ............................................................................................ 42. 治政大圖 4- 1 數位學習領域期刊文獻年代、篇數分佈圖 .................................................. 52 立圖 4- 2 數位學習領域SSCI期刊文獻依據年代作者發表篇數折線分佈圖 ............53. 圖 3- 3 共現字關係示意圖 ............................................................................................ 43. ‧ 國. 學. 圖 4- 3 數位學習領域SSCI期刊文獻依據年代之國家發表篇數折線分佈圖 ........54 圖 4- 4 數位學習領域期刊文獻依據年代之國家發表文章被引用次數分佈圖 ....57. ‧. 圖 4- 5 數位學習領域期刊收錄統計............................................................................ 59. sit. y. Nat. 圖 4- 6 數位學習期刊文獻所屬領域別發表篇數統計 .............................................. 62. io. er. 圖 4- 7 數位學習領域期刊文獻共現字主題樹歸類結果 .......................................... 64. al. 圖 4- 8 數位學習領域SSCI期刊文獻共現字歸類主題概念圖 ................................. 68. n. v i n Ch 圖 4- 9 共現字歸類代表性研究主題與年代之發展趨勢 .......................................... 80 engchi U 圖 4- 10 數位學習領域期刊文獻書目對主題樹歸類結果 ........................................ 81 圖 4- 11 數位學習領域期刊文獻書目對歸類主題概念圖 ........................................ 83 圖 4- 12 書目對歸類代表性研究主題與年代之發展趨勢圖 .................................... 92 圖 4- 13 人工解讀與系統自動產生之類別標題詞 .................................................... 92. 圖 4- 14 本研究剖析歸類結果之各主題類別比例 ..................................................105. viii.

(13) 第一章緒論本章分為四個部分：第一節說明本研究之背景與動機；第二節說明本研究目的與問題；第三節說明本研究範圍與限制；第四節為名詞解釋。分述如下：. 第一節研究背景與動機過去十年間，資訊科技的蓬勃發展，數位學習改變了人類獲得訊息的方式與管道。數位學習一詞首度出現於美國教育訓練發展協會（American Society of Training and Development, ASTD）研討會，其中定義數位學習是藉由電子化科技. 政治大媒介的學習方式，特點在於能讓學習者在任何時間、任何地點進行學習(Rosenberg, 立. 來傳達教學內容或學習經驗 (Alden, 1998)。數位學習是一種以網路為資訊傳遞. ‧ 國. 學. 2001)。. 從各國對數位學習的重視，美國是數位學習最早發跡者自 1994 年 NLII. ‧. (National Learning Infrastructure Initiative)計畫，目的在改善教與學之品質、降低. sit. y. Nat. 學習成本和提供更多晉升高等教育的方式；美國國防部 1997 年 ADL (Advanced. al. er. io. Distributed Learning Initiative)計畫，希望縮短教材開發時間與成本並使教材能在. v. n. 各種不同學習平台流通自如；2001 年 AUAO (Army University Access Online)計畫，. Ch. engchi. i n U. 提供學員擁有隨時隨地的學習環境；2002 年 ACES (Army Continuing Education System) 計畫彙整相關數位學習資源及推廣終身學習 ( 數位學習白皮書， 2004) 。台灣自 1996 年起推動高等教育之遠距教學，開啟數位學習的發展，至今，數位學習巳成為重要的國家型科技計畫之ㄧ(楊正宏、林燕珍、張俊陽、曾憲雄， 2008)。行政院自 2002 年起開始為期六年的「挑戰 2008 國家發展重點計畫」，其首要發展重點為教育部所負責的「e 世代人才培育計畫」；該計畫結合各部會提出多項與數位學習有關的施政子計畫，例如「建構數位化學習環境」、「強化公教人員終身學習資源」等，揭示了數位學習的重要性(經建會，2008；劉君毅，2007)。 1.

(14) 歐盟也於 2000 年提出 2010 年目標－打造歐洲成為全世界最具競爭力的知識經濟體。即採取 e-Learning 為主要策略，運用多媒體技術和網際網路，有效率地使用教學資源和服務，並藉此交換相關教學訊息和合作，以提升學習品質。如 eEurope2002 及 eEurope2005 計畫皆視 e-learning 為最優先推動項目，希望藉由推動 ICT (Information & Communication Technologies)來達成改善數位學習的工具 (Brussels, 2002) 。英國政府之教育傳播科技機構 (British Educational Communications and Technology Agency, Betca) 提出「下個世代學習」（Next Generation Learning）計畫，期許使用科技所帶來的優勢，讓所有年齡層的學習. 政治大技能委員會（Learning and Skills Council, LSC）在工作力發展項目重點上，以資立. 者藉由數位學習成功的經驗激發他們學習的潛能(邱文心，2009)。計畫中學習與. 助數位學習方案提供部門發展、試驗和持續運作，如 E-Guides 和 E-leadership 等. ‧ 國. 學. 數位落差計畫。. ‧. 時值世界各國普遍將數位學習相關政策之推展納入國家型科技計畫之際，國. sit. y. Nat. 科會於 2003∼2007 年完成為期五年的第一期「數位學習國家型科技計畫」，藉由. io. er. 此計畫之執行，推動全民數位學習，縮短數位落差，以提升國家整體競爭力。2008. al. 年國科會為擴大數位學習的影響，再將「數位學習國家型科技計畫」與「數位典. n. v i n Ch 藏國家型科技計畫」整合為「數位典藏與數位學習國家型科技計畫(TELDAP)」 engchi U (蔡今中，2008；數位典藏與數位學習國家型科技計畫，2010；Tsai, Chen & Chen, 2010)。其目標均在於運用政府、大學及民間資源，拓展研究成果，並透過數位無遠弗屆的穿透力，讓台灣成為全球推動數位典藏與數位學習的重鎮。為了推動國內的數位學習風潮及數位學習產業發展，前瞻的學術、技術研發以及優質人才培育是不可或缺的。而數位學習國家型科技計畫中之「學術與技術的研發」計畫，就是期望藉由強化研發，進而透過產學合作或技術轉移方式，有效提升國內數位學習產業及公部門數位學習服務的發展。然而，當研究人員在進行學術研究與技術研發時，必須先對該領域之相關主題進行前置研究與探討；一. 2.

(15) 則可有效掌握重點主題的研究與未來的發展方向，避免與前人研究重複，造成研究成本的耗費；二則亦可探析出發展中及新興議題的研究方向。一般而言，學術研究論文所引用的文獻可視為研究活動的學術紀錄，經由此管道可以得知一個學門的學術研究主題及重心。因此透過領域主題分析、引用文獻分析法，研究者可以瞭解某種學科領域的發展現況、學科領域內文獻使用的特性、確知文獻彼此間的關聯性，以及學科領域研究的未來發展趨勢(陳光華、陳雅琦，2001)。隨著資訊科技的發展，各時期的研究典範、取向及趨勢也有所不同，因此，有必要定期地檢視國際間數位學習領域相關研究之現況。欲深入瞭解數位學習領. 政治大出該領域的研究範圍、議題，以及在不同階段研究主題的發展重點(羅思嘉、陳立. 域的研究發展現況，可針對該領域所發表的文獻進行主題分析與計量，藉此歸納. ‧ 國. 學. 光華、林純如，2001)。蔡明月(2004)指出電子化全文資料大量增加及其取用技術的改變，資訊計量學可以分析大量的文獻集，不再像以往只能分析句子，可以直. ‧. 接利用電腦統計並分析期刊文獻之全文。因此透過資訊計量方法對數位學習領域. sit. y. Nat. 文獻進行計量分析，有助於掌握數位學習領域主題研究發展的脈動。. n. al. er. io. 近年來資訊技術應用於教學已經成為教與學的主要發展趨勢，各國紛紛將數. i n U. v. 位學習列為國家以及產業發展的重要政策，數位學習研究議題也日趨多元。因此，. Ch. engchi. 分析數位學習發展現況及未來研究趨勢對產官學界而言，實屬當務之急。觀察 2001-2007 年登錄於 SSCI 的六大數位學習核心期刊之論文發表狀況，顯示出：在數位學習相關之學術研究領域上，台灣不論在論文數量及論文被引用的數量上，排名皆位於全世界第三名(數位學習國家型計畫辦公室，2008，p.2)。要如何維持台灣數位學習研究在國際間的競爭優勢，並成為全球數位學習研究重鎮，是未來需要持續不斷努力的方向。而學術文獻是分析研究發展的最主要資料來源；藉由有效的文獻計量分析，可有效掌握學術研究的脈動。因此，本研究以數位學習領域 SSCI 期刊文獻作為分析對象；先進行文獻資料樣本蒐集與處理，再以自動化文獻內容探勘方法進行 3.

(16) 共現字、書目對之主題歸類分析，同時邀請領域學者專家進行訪談，以確認主題分析之一致性、合理性，最後歸納出「數位學習領域之主題分析架構」。希望藉由本研究所擬定之數位學習領域之主題分析架構，可以作為研究人員從事數位學習領域主題研究的參考，亦可由文獻計量瞭解目前整體數位學習領域的研究發展現況。. 第二節研究目的與問題基於上述之研究背景與動機，本研究以透過檢索數位學習領域 SSCI 期刊文. 政治大 & Education (簡稱 C&E)專家分類架構與領域學者專家訪談微調分析結果，期能立. 獻，進行文獻內容探勘之共現字與書目對主題歸類分析，並參照比對 Computers. ‧ 國. 學. 歸納出整體數位學習領域主題分析架構，幫助研究人員檢視自己的領域專長、掌握數位學習各研究主題面向發展狀況以及作為學者專家選定研究主題之參考。此. ‧. 外，藉由文獻計量所得數位學習領域之主題分析結果，進一步分析出整體數位學. sit. y. Nat. 習領域之最具生產力作者、國家、機構及主題研究趨勢為目標。根據上述之研究. io. n. al. er. 目的，訂定本研究之研究問題，分述如下：. i n U. v. 一、探究整體數位學習領域之最具生產力作者、機構與國家，期刊收錄統計及所屬領域別之概觀分析。. Ch. engchi. 二、探討數位學習領域文獻內容探勘-共現字分析之研究主題歸類為何? 三、探討數位學習領域文獻內容探勘-書目對分析之研究主題歸類為何? 四、探究數位學習領域文獻內容探勘剖析之主題歸類特性，並參照比對 C&E 專家分類架構，期能分析歸納整體數位學習領域主題分析架構。. 第三節研究範圍與限制本研究透過檢索數位學習領域 SSCI 期刊文獻進行主題分析，期能歸納全面 4.

(17) 性數位學習領域主題分析之架構，藉此了解國內外數位學習領域之最具生產力作者、機構與國家，以及數位學習領域主題研究趨勢。以下針對本研究之研究範圍、研究限制進行敘述說明。一、研究範圍由於數位學習為一跨領域學科，相關之文獻資源遍及多個不同學門，本研究以美國科學資訊研究院(Institute of Scientific Information, Thomson ISI)所發展的科學網(Web of Science, WoS) 之社會科學引用索引文獻(Social Sciences Citation Index, SSCI)資料庫所收錄相關之數位學習期刊文獻為主要分析對象。此引用文. 政治reference 大 search)的功能外，亦提供. 獻索引資料庫除提供檢索被引用文獻(cited. 立. 一般書目資料查詢(general search)功能，使用者可藉以檢索其所收錄之期刊文獻. ‧ 國. 學. (蔡明月，2006)。據此，本研究之研究範圍如下：. (一)本研究之研究範圍係以社會科學引用文獻索引（Social Sciences Citation. ‧. Index , SSCI）資料庫之數位學習期刊為研究對象，其他 SCI, EI 期刊不在本. y. Nat. io. sit. 研究的探討範圍。. n. al. er. (二)本研究主要透過社會科學引用索引文獻 SSCI 資料庫檢索數位學習領域期刊. Ch. i n U. v. 文獻進行主題分析，時間範圍為 2000 年至 2009 年。. engchi. (三)期刊是學術交流最主要的傳播途徑，多數書目計量學的研究亦揭示期刊為刊載研究成果最多且最常見的資料類型(蔡明月，2006)。因此，本研究只針對期刊文獻進行分析，其他諸如研討會及技術報告等文獻不在本研究探討之範圍。二、研究限制本研究以收錄於社會科學引用文獻索引資料庫 SSCI 之數位學習領域期刊為研究對象，透過自動化文獻內容探勘工具 CATAR (Content Analysis Toolkit for Academic Research, 簡稱 CATAR)(Tseng, 2011)的輔助，期能達成主題探勘的目 5.

(18) 的，然而受限於 CATAR 功能的侷限，影響所能分析的文獻數量，以及研究樣本的選定與資料檢索策略皆可能影響分析結果。本研究的研究限制說明如下：一、文獻內容探勘工具 CATAR 進行概觀分析可同時剖析近萬筆文件的資料量；受限於電腦系統記憶體容量限制，在電腦系統記憶體容量為 2GB 的情況下， CATAR 對於書目對分析的文件數量被限制於 4000 篇以內；而共現字分析的文件數量則限制在 3000 篇以下。二、為配合自動化文獻內容探勘 CATAR 工具，僅能以 SSCI 資料庫之數位學習期刊為研究對象，而無法涵蓋 SCI, EI 之研究樣本；而資料蒐集則以廣義的. 政治大. 數位學習檢索詞彙進行精確檢索。. 第四節名詞解釋. 學. ‧ 國. 立一、數位學習(e-learning). ‧. y. Nat. 數位學習是一種以網路為資訊傳遞媒介的學習方式，特點在於能讓學習者在. er. io. sit. 任何時間、任何地點進行學習(Rosenberg, 2001)。本研究所指數位學習係採用美國教育訓練發展協會(ASTD)所提出較為廣泛的定義，主要是藉由電子化科技來. al. n. v i n Ch 傳達數位形式的教學內容或學習經驗；亦即數位學習是學習者應用各種數位科技 engchi U. 學習之過程，數位科技媒體包括網際網路、企業網路、電腦、衛星傳播、錄音帶、錄影帶、互動電視與光碟等。其應用範圍可分為網路學習、電腦輔助學習、虛擬教室、遠距學習及數位合作學習。「數位學習」一詞隨著不同科技工具的發展而有不同的詮釋和名詞，例如網路化學習(Internet-based learning)、網路為基礎的學習(web-based learning)，或稱線上學習（online learning）、網路學習（networked learning）、遠距學習（distance learning）、遠距教育(distance education)、數位化學習(digital learning)、電子化學習(electronic learning)、數位學習(e-learning)、行動學習(mobile learning)、無所不在學習(ubiquitious learning)等。. 6.

(19) 二、主題分析(Subject Analysis) 所謂主題分析是指從文獻內容中，分析出可以代表文獻內容的主題概念，再將主題概念以內涵相同的術語表示之，而這種代表主題概念的術語，稱為主題詞（Subject Term）或關鍵詞（Keyword）(Albrechtsen, 1993)。換句話說，主題分析是確定主題類型並剖析主題結構的過程。而主題分析的目的是在適當的深度上，分析和掌握文獻的中心內容，從概念上加以詮譯、萃取，以便依據中心內容選擇恰當的主題詞，作為文獻的查詢檢索標誌(吳萬鈞，1998)。. 政治大. 三、分群技術（Clustering technology）. 立. 分群技術（clustering technology）是資料探勘（data mining）領域中相當重. ‧ 國. 學. 要的資料探勘技術之一，它可以在大量的資料中，找出資料的分佈狀況，並找到其隱藏的意義。分群技術的目的在於分析資料的內容，將性質相似的資料群聚在. ‧. 一起，且讓不同的群聚與群聚間資料相異性大。分群技術與傳統的分類技術. y. Nat. sit. （Classification technology）最大的不同是分群技術不預先設定分類所代表的意. n. al. er. io. 義，而把性質內容相近的資料聚集成一群群的群聚後，再分析定義各群聚的意義. Ch. i n U. v. (Han & Kamber, 2006)；而分類則具有預先設定類別，再依資料具有的屬性歸納至既有的類別中。. engchi. 四、書目對（bibliographic coupling）書目對是指兩篇文章若引用到共同的書目資料，則此兩篇文章產生了耦合關係（coupling）。同樣的，共同的書目資料越多，表示此兩篇文件在主題上越相似、關係越強。五、共現字（co-word）共現字是指兩篇文章內文之標題或摘要裡，使用到相同的關鍵詞彙。亦即某 7.

(20) 關鍵詞彙共同出現在此兩篇文件的情形，當共現字越多，則此兩篇文件的主題相似度也越高。. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. 8. i n U. v.

(21) 第二章文獻分析本研究主要係運用 CATAR 自動化文獻內容探勘工具，針對數位學習領域 SSCI 期刊文獻進行主題分析，期能歸納數位學習領域主題架構。為了讓本研究順利進行，使得研究結果更加完備，因此蒐集整理相關之研究文獻進行分析探討，俾利本研究之順利進行。茲將文獻探討分為三節：第一節介紹主題分析之意涵；第二節說明自動化文獻內容探勘分群技術之應用及相關演算法；第三節歸納國內外數位學習之研究現況與發展趨勢之相關研究。藉由深入的文獻探討可瞭解與本研究相關之研究概況，以借鏡前人之研究經驗與成果，作為本研究進行之參考。. 立. 政治大. 第一節主題分析之意涵. 本節針對主題分析之意涵、主題分析之類型及主題分析相關研究之文獻探討. ‧ 國. 學. 分析如下：. ‧. 一、主題分析之意涵. sit. y. Nat. 所謂文獻主題分析是先從文獻內容中，分析出可以代表文獻內容的主題概念，. io. er. 再將主題概念以內涵相同的術語、標題詞表示之，而這種代表主題概念的術語、標題詞，稱為主題詞（Subject Term）或關鍵詞（Keyword）(Albrechtsen, 1993)。. al. n. v i n Ch 主題分析是確定主題類別並剖析主題類別結構的過程。而主題分析的目的在於適 engchi U 當的深度上，分析和掌握文獻的中心內容，從概念上加以詮譯、萃取，以便依據其中心內容選擇適當的主題詞作為文獻的查詢檢索標題(吳萬鈞，1998)。. 而對於具有學術價值的期刊文獻，所進行的研究主題內容分析與探索，不同的學術領域都有其各自的研究與發展。例如羅思嘉等人(2001)在「圖書資訊學學術文獻主題分類體系之研究」中，指出現行圖書資訊學分類體系之期刊文獻研究議題的特性分析，即分類體系架構的建立主要是以各學科理論為發展的基礎，整體架構著動在宏觀原則與完整性，並考量理論上彼此間的關係。其分析主題分類架構的建立方式大多採取兩種模式：一是將專家的知識視為領域整體，由上而下. 9.

(22) 地（Top-Down）建立其分類架構；另一則是以資料驅動的模式（Data-Driven Model）探究大量文獻的內容，由下而上地（Bottom-Up）歸納主題分析架構。若單採其中一種模式進行可能發生的現象，前者雖可全面性考量學科領域中的發展，但可能與實際發展有所差距；後者則是較適用於定期檢視的狀況，所訂定出的分析架構可能僅適合呈現某一時期的分析資訊。因此，如何建立適用的文獻主題分類架構，其研究應採取兩種模式並進的方法。一方面以既定的分類架構為基礎，調整其中主題及類別，如此才能建立全面、完整的主題分類架構。總而言之，主題分析除了用於主題分類架構分析之外，同時對於文獻資訊的. 政治大數位學習之學術研究主題面向，常是研究者所關心的議題，透過文獻主題分析的立檢索也具有重要的效用。然而在數位學習的研究主題中，由已出版的文獻來分析. ‧ 國. 學. 方式來檢視已發表的數位學習領域文獻，以探究數位學習研究的趨勢，以及研究典範的變遷，期能歸納數位學習跨學科領域之動態知識、較主流熱門的研究議題，. ‧. 並分析歸納出數位學習領域學術文獻主題分析架構。. sit. y. Nat. 二、主題分析法之應用. al. er. io. 要深入了解一領域的研究發展，即是對該領域所發表的文獻進行分析與分類。. v. n. 透過對發表文獻的分析與歸類，可以歸納出該研究領域的主題研究範圍、議題以. Ch. engchi. i n U. 及在不同階段的研究發展重點。就書目計量學(Bibliometrics)相關研究中可應用於探討研究文獻之間主題關係的方法有三種：共被引分析(Co-citation analysisy)、書目對分析(Bibliographic coupling)與共現字分析(Co-word analysis)。共被引分析的基本概念乃是指一群引用文獻依據他們共同出現於期刊文獻的參考書目的數量所群聚；書目對分析的概念是指依據共同引用的參考文獻數量所群聚；共現字分析是指出現在兩篇文獻同一欄位，以相同的字或詞來測量兩篇文獻的聯結關係 (Persson, 1994)。然而欲分析一篇文獻主題，往往需要閱讀文獻的題名、摘要、前言甚至於瀏覽全文，才能準確地找出其主題概念，從中找出合適的詞語。亦即對某一文獻進 10.

(23) 行主題分析，首先須釐清此篇文章內容的主題概念和中心思想，因此要找出主要概念適當的詞彙，可由題名、摘要、層次標題或正文的重要段落中找到線索，最後抽出與主題概念一致的詞和片語作為關鍵詞(劉萍，1999)。蔡明月(2003)認為書目對與共被引分析都同樣是利用第三文獻與兩篇存在的文獻之間的引用與被引用關係，建立兩篇文獻之間的連結關係。而這兩種之間主要的差別在於書目對是以引用文獻(Citing document)為叢集的主體，共被引則是以被引用文獻為叢集的組成分子。因此，兩種方法所得的結果會有一些偏差。曾元顯認為依照書目對進行分群歸類的優點是論文 A 和 B 的關鍵詞彙可以差. 政治大考文獻時，卻有使用相同的主題詞彙，則兩者之間就可以藉由共現字分析對應起立異很大，只要兩者共同引用足夠多相同的文獻；但若兩者之間沒有足夠相同的參. ‧ 國. 學. 來。因此，書目對分析與共現字分析可以互補，也可以彼此強化對方的結果(曾元顯、林瑜一，2006)。. ‧. 整體而言，主題分析的建構層次可分為兩類來看：一是階層式的建構方式；. Nat. sit. y. 另一則是平行模式。階層式的建構方式是先建立學科領域中的主要類目，再發展. n. al. er. io. 其下所屬的各個子類，同一類別下的子目，彼此間具有某種共通的特性，而同一. i n U. v. 橫向層級的類目間存在某種程度的關聯性。平行模式則是不考慮各類目間的共通. Ch. engchi. 或者是從屬關係，主要是辨識出各個文獻所討論的主題內容，再設計適當的標籤，以助於文獻內容的分析。三、主題分析之相關研究主題分析(Subject analysis)也是「資訊分析」(Analysis of information)的一種方法，即自文章的內容中衍生出文字或符號，形成該文章要義之簡要描述。其目的主要是根據文章顯著的特性解析內容，以名詞、形容詞與名詞的組合、片語或句子，來標示文章所揭示之重要主題(Chu & O'Brien, 1993)。吳美美(1999)分析《圖書館學與資訊科學》二十五年來收錄文章的主題內容，共分為 46 項主題類目。經過人工統計，二十五年來 49 期共有 416 篇文章，其專 11.

(24) 論 348 篇，書評 67 篇，主編的話 1 篇，平均每期出版專論 7.1 篇。徐韻婷(2007) 研究探討台灣與中國大陸兩地 1997 年至 2006 年間圖書資訊學研究之特性與發展情形，其研究結果發現台灣圖書資訊學研究側重資訊與技術層面，中國大陸則著重於圖書資訊學理論與基礎。而在研究小類主題方面，台灣與中國大陸同樣關注的有：資訊組織、資訊儲存與檢索與網際網路等三個研究主題，其分屬於圖書資訊技術以及技術服務大類主題之研究重點。吳京玲(2009)則以國家圖書館建構之「全國博碩士論文資訊網」為樣本範圍，蒐集了 211 篇以高等教育教學為主題的學位論文，以內容分析法就論文產出的時. 政治大高低分別為：第一為「數位學習」71 篇（34%）、第二為「教師教學」64 篇（30%）、立. 間、來源、研究方法、研究議題四項進行歸類與分析。研究主議題依所佔百分比. ‧ 國. 學. 第三為「課程提升」50 篇（24%）、第四為「教學品質管理」19 篇（9%）、第五為「學生學習」7 篇（3%）。再以研究次議題的百分比來看，數位學習集中於. ‧. 探討數位學習的教學、系統設計與成效；教師教學集中於探討教學評鑑；課程提. sit. y. Nat. 升集中於探討課程設計與發展、課程與教學方法。. er. io. 表 2- 1 主題分析(Subject Analysis)之相關研究. 作者(年代). 研究主題. 吳美美(1999). 圖書館學與資訊科學二十五年來的主題分布. 二十五年來 49 期共有 416 篇文章. 統計分析、主題回顧. 建構主題年代分布表. 羅思嘉等人 (2001). 圖書資訊學學術文獻主題分類體系之研究. 台灣地區圖書資訊學研究 400 篇學術論文. 探討現有分類體系的適用性. 主題類表與複分表的型式呈現整體的架構. 徐韻婷(2007). 台灣與中國大陸圖書資訊學核心期刊之主題分析研究－以 1997-2006年為例. 10 年間台灣出版之 7 種圖書資訊學核心期刊，共 1,388 篇研究性文章，以及中國大陸出版之 11 種圖書資訊學核心期刊. 內容分析法. 比較台灣與中國大陸分析結果的異同. 吳京玲(2009). 台灣高等教育教學研究的現況與趨勢：博碩士學位論文分析. 國家圖書館建構之「全國博碩士論文資訊網」為樣本範圍，蒐集了 211 篇以高等教育教學為主題的學位論文. 內容分析法. 就論文產出的時間、來源、研究方法、研究議題四項進行歸類與分析. n. al. 對象. Ch. 方法. engchi. Un. iv. 具體貢獻. 資料來源：本研究整理. 綜觀上述研究整理如表 2-1 所示，從上述文獻的分析可觀察出多數的主題分析研究對象皆以圖書資訊學領域為對象；研究方法大部分採用文獻分析、內容分. 12.

(25) 析法之人工統計。而內容分析是一項以訊息的實質內容作為主要研究對象的研究方法，並嘗試由文獻搜尋文獻內涵的基本資訊，以符合研究宗旨與目的(王梅玲， 1996)。然而主題分析為資訊處理過程中相當重要的關鍵程序，它是瞭解文獻內容、標示文獻主題、組織相關文獻，並提供資料查詢關鍵詞的基本方法。所以利用主題分析檢視已經發表的文獻，可以探究在不同的時間與環境下，學科領域研究的趨勢以及研究典範的變遷(吳美美，1999)。因此，本研究將以自動化文獻內容探勘技術，探索整體數位學習領域期刊論文之研究主題，試圖歸納較為完整的數位學習領域研究主題分析架構。. 政治大. 第二節自動化文獻內容探勘在主題分析之應用. 立. 近年來隨著大量數據資訊的累積，引發進階統計技術的需求，資料探勘（data. ‧ 國. 學. mining）技術可以從大量資料中，探勘其隱而未顯、潛在有用的資訊或知識(Baker. ‧. & Yacef, 2009)。其中資料分群（data clustering）的相關理論與演算法應用廣泛，. sit. y. Nat. 也受到普遍的重視。本研究利用 CATAR 文獻內容探勘工具中的資料分群技術進. al. er. io. 行文獻之自動分群歸類。以期刊論文的標題、摘要、引用書目資料作為文件之屬. v. n. 性，利用 Dice、Cosine 相似測度測量文件之間的相似度，最後再採用完全鏈結. Ch. engchi. i n U. (complete-link)演算法，進行多階段群聚主題歸類分析。因此群集分析主要目的在於分析資料彼此的相似程度，藉由分析所找的群集結果，推論出有意義、隱含及有價值的資訊(曾憲雄等人，2005)。資料的分群是希望儘量把相似的資料歸在同一群，並把不相似的資料儘量分在不同群 (翁慈宗，2009)。而衡量相似度的計算方式有非常多種，採用不同的方式來計算相似度時，得到的結果很有可能大不相同，而只能在參考一些指標(門檻值)後，主觀地判定最佳的分群數目。在了解上述群集分析的概念與目的後，為了更清楚掌握文件集進行相似度計算與資料剖析的有效性，因此有必要針對分群技術作更進一步的探討。. 13.

(26) 一、自動化文獻內容探勘之分群技術群集分析(cluster analysis)主要的目地是將資料集合中的資料記錄，加以歸類成數個群集(cluster)，使得每個群集中的資料集間相似程度高於與其它群集中資料集的相似程度(曾憲雄等人，2005)。 (一)群集分析在資料探勘過程中所扮演的角色如下：1.資料精簡：將原本大量的資料加以分群成數個群集，並從每一個群集中挑選具有代表性的資料記錄來進行後續的處理；2.推斷假設的產生：推斷出所關注資料中可能存在的某些特性或現象；3.推斷假設的驗證：對推斷假設作有效性的驗證；4.歸屬預測：分群結果應用於未知分類之資料記錄，預測資料所歸屬的群集。. 政治大 (二)群集分析五個主要的循序工作項目流程立. ‧ 國. 學. 就群集分析五個主要的循序工作項目如圖 2-1 所示，說明如下：1.資料的表示：找出代表性資料維度來表示資料點；2.相似度的計算與測量：計算資料點間. ‧. 相似的程度；3.分群法的採用：挑選適當的分群演算法；4.評估分群的結果：對. sit. al. n. 資料集合. er. io. 釋。. y. Nat. 群集分析的結果進行評估；5.群集的解釋：領域專家對分群歸類結果做進一步解. 資料的表示與轉換. Ch. i n U. i e n g c h分群法. 相似度計算. v. 分群結果與評估. 分群結果群集的解釋與分析. 圖 2- 1 群集分析主要的循序工作項目二、分群技術相關演算法分群是資料探勘（Data mining）領域中一項非常重要的技術，它可以在大量的資料中，找出資料的分布狀況並找到其隱藏的意義，進行主題歸類及檢測其集合間相互的關係(Cheong & Lee, 2008；Jain, Murty & Flynn, 1999；Tseng, Lin & Lin, 2007)。目前常用的分群法中主要分成階層式與非階層式兩種，而階層式分群法還可以再細分為凝聚(agglomeravive)與分裂(divisive)兩種形式(Garai & Chaudhuri,. 14.

(27) 2004)。分群在規則分析與組織、決策制訂、機器學習、資料探勘與文件擷取等的研究領域非常實用(Boinee, De Angelis & Milotti, 2003)。分群技術的目的是在分析資料的內容，將性質相似的資料群聚在一起，而讓不同的群聚與群聚間資料相異性大。分群技術與傳統的分類（Classification）最大不同是，分群技術不預先設定分類所代表的意義，而把資料先以分群技術將性質內容相近的資料聚集成一群群的群聚後，再分析定義各群聚的意義(Han & Kamber, 2006)。目前分群技術大致上可以分為以下幾類：（1）將資料庫內的資料分為 K 群. 政治大. 的切割式分群演算法（Partition clustering algorithms）；（2）將資料庫內的資料以. 立. 樹狀架構整理的階層式群聚演算法（Hierarchical clustering algorithms）；（3）資. ‧ 國. 學. 料庫內的資料在分類時，將密度高於一個門檻值的鄰居區域（Neighborhood）聚. ‧. 集成一個分群的密度基礎分群演算法（Density-based clustering algorithms）；（4）將資料空間量化成許多格子（Grid cells）的格子基礎分群演算法（Grid-based. y. Nat. er. io. 聚的時間。. sit. clustering algorithms），其每一個格子內皆可以隱藏許多資訊，因而大量的減少群. al. n. v i n Ch 其中階層式群聚演算法可將分群結果以一種樹狀的架構呈現，可分成凝聚法 engchi U. （Agglomerative）及分裂法（Divisive），如圖 2-2 所示。凝聚法是由下而上. （Bottom-up）凝聚而成，演算法一開始先將資料庫內每筆資料表示成一個群聚，接著依資料屬性的相似度開始做合併，每次合併兩個相似度最高的群聚，直到所設定的終止群聚數目為止。而分裂法與凝聚法相反，它是為由上而下（Top-down）分裂，演算法一開始將資料庫內所有的資料視為同一個群聚，然後將資料相似度低的分裂呈不同群聚，直到群聚數目為所設定之終止數目為止(Han & Kamber, 2006)。. 15.

(28) Step 0. a. Step 1. Step 2. Step 4. Step 3. 凝聚法 ( Agglomerative ). a b. b. abcde. c cde. d de e. 分裂法 ( Divisive ) Step 4. Step 3. Step 2. Step 1. Step 0. 圖 2- 2 凝聚式與分裂式的階層群聚演算法資料來源：Han, J., & Kamber, M. (2006).. 政治大階層式群聚演算法的距離評估方式有四種如圖 2-3 所示：第一種是 Centroid 立 Data mining: concepts and techniques: Morgan Kaufmann.. ‧ 國. 學. linkage 係以一群聚的重心點代表一個群聚，計算兩個群聚的重心點的距離作為相似程度的評量；第二種是 Average linkage，它是計算兩群聚內所有資料點的距. ‧. 離平均數來代表兩群聚的距離；第三種為 Complete linkage，它是計算兩群聚最. sit. y. Nat. 遠的兩資料點的距離來表示相似程度；最後一種為 single linkage，它是以兩群聚. io. al. n. 2009)。. er. 間最近的兩資料點的距離來代表群聚相似程度(Manning, Raghavan & Schütze,. Ch. engchi. (a) single-link : maximum similarity. ( c ) centroid : average inter-similarity. i n U. v. (b) complete-link : minimum similarity. ( d ) group-average : average of similarity. 圖 2- 3 階層式群聚演算距離量測方法資料來源：Manning, C. D., Raghavan, P., & Schütze, H. (2009). An Introduction to Information Retrieval,p381.. 16.

(29) 階層式群聚法的特色在於分群後，其結果可以用一樹狀結構表示。分群結果較為相近的兩群，其連結點亦較為低層，使用者可以依其需求，在分群數量階層上畫分出所需的群數，常見的有 Agglomerative Single-Link Clustering Algorithm 與 Agglomerative Complete-Link Clustering Algorithm，差別在於 Single-Link 是取兩分群間的所有群集距離最短來進行群聚，而 Complete-Link 則是以兩分群間兩兩群集距離最長來進行群聚 (Jain, et al., 1999; Kantardzie & Srivastava, 2005)。綜上所述，本研究對於「文件歸類」採用「階層凝聚歸類法」（Hierarchical. 政治大或類別群聚在更大的類別中，如此逐漸由下而上的將所有文件組織起來。特別是立. Agglomerative Clustering）(Jain, et al., 1999)，在聚類過程中反覆將最相似的文件. ‧ 國. 學. 其中的完全鏈結法（complete link），可將彼此相似度較高的文件歸在同一群組(曾元顯、林瑜一，2011)。以下就本研究所使用之 CATAR 文獻內容探勘工具，其相. ‧. 關演算法分述如下：. Nat. sit. y. (一)分群技術之向量相似度測度方法. n. al. er. io. 文件相似度測度一般有兩種方法：距離測度法和相似性函數法(張宇， 2009)。. Ch. engchi. i n U. v. 1.相似性函數：相似性函數是用函數的方法來表徵兩向量相似的程度，根據向量中元素的不同，相似性函數可分為二元向量的相似性函數和一般向量的相似性函數。 2.一般向量的相似性函數：一般向量的相似性函數較距離測度應用更為廣泛，如餘弦係數法、相關係數法、廣義 Dice 係數法、廣義 Jaccard 係數法等。 (1)餘弦係數法：餘弦係數用來度量兩組向量之間夾角的大小，亦稱為相和係數，運算式如下：. 17.

(30) n. ∑x ⋅ y. ( x, y ) sim( x, y ) = cos( x, y ) = = x ⋅ y. i. i =1. i. (2-1).  n 2 n 2  ∑ xi ⋅ ∑ y  i i =1  i =1 . 餘弦係數的幾何意義是在由 N 個元素組成的 N 維空間中，表徵兩個向量之間夾角的餘弦值。一般在使用前需要對向量中的各元素進行無量綱化處理，使各元素都為正，這時餘弦係數的取值範圍為(0,1)，取值越大表明兩向量夾角越小，兩者具有越高的相似度，值為 1 時，兩向量完全相同。另外，餘弦係數正規化了向量的長度，換言之在計算相似度時，不會放大資料物件重要部分的作用。 (2)廣義 Dice 係數法. n. sim( x, y ) =. 2∑ x1 ⋅ y i =1. i. ∑ x +∑ y t. 2. t. i =1. i. i =1. (2-2). 2. 學. ‧ 國. 立. 政治大. i. 廣義 Dice 係數是 Dice 係數的應用推廣，它與餘弦係數有些相似之處，兩種. ‧. 方法分子相同，區別在於廣義 Dice 係數的分母用的是兩個向量長度平方的算術. Nat. 平均： d ( x) + d ( y ) ，而夾角餘弦的分母是幾何平均：. io. (二)階層式群聚技術-書目對、共現字分析演算法. n. al. Ch. engchi. d. 2. ( x) ⋅ d ( y ) 。 2. sit. 2. y. 2. er. 2. i n U. v. 依據 Salton 相似測度公式，常用的相似性衡量方式共有四種，分別為 inner product、dice coefficient、cosine coefficient、jaccard coefficient，其值介於 0 與 1 之間(Salton, 1975)，如表 2-2 所示：表 2- 2 相似性衡量方式 Similarity Measure Sim(x,y). Evaluation for Binary Term Vectors. Evaluation for Weighted Term Vectors. Inner product. X ∩Y. ∑x ⋅ y. t. i. i =1. Dice cofficient. 2. t. 2∑ xi ⋅. X ∩Y X +Y. 18. i. i =1. y. i. ∑ x +∑ y t. i =1. 2. t. 2. i. i =1. i.

(31) Similarity Measure Sim(x,y). Evaluation for Binary Term Vectors. Evaluation for Weighted Term Vectors. X ∩Y. ∑x ⋅ y. Cosine coefficient. 1. X. Jaccard coefficient. 2. ⋅. n. 1. Y. i =1. i. i.  2  ∑ xi ⋅ ∑ i =1  i =1. 2. n. n. y. 2 i.   . t. X ∩Y. ∑x ⋅ y. X + Y − X ∩Y. ∑ x +∑ y −∑ x y t. 2. i =1. i. i =1 t. i. i =1. i. 2. t. i. i =1. i. i. 資料來源：Salton, G. (1975). A theory of indexing, volume 18 of Regional conference series in applied mathematics. Society for Industrial and Applied Mathematics.. 綜觀上述分群相關技術之應用，以下介紹本研究所採用之主題分析相關演算法：. 政治大. 1.文件關聯相似度計算：書目對（Bibliographic coupling）以及共現字 Co-word）. 立. 學. ‧ 國. (Moed, 2005)。. (1) Dice 係數(Salton, 1989) - 書目對（Bibliographic coupling） t. dice( x, y ) =. i. t. 2. t. 2. i =1. i. i =1. i. sit. Nat. y ∑ x +∑ y. er. io. Sim(X, Y) = 2x|S(X)∩S(Y)| / (|S(X)|+|S(Y)|). al. (2-3). y. ‧. 2∑i =1 xi. (2-4). n. v i n 其中 S(X)代表文件 X 的參考書目所組成的集合；∩代表兩集合的交集； Ch engchi U |S(X)|代表集合 S(X)的元素個數。. 在計算分析資料庫內每一對分析單元間的相似程度後，便可以利用群聚分析將主題相似的分析單元進行群聚，尋找領域內的重要研究主題。並且可以了解每個主題的規模和重要的研究內容，並進一步確認每個主題的主要研究者和機構、重要的資訊來源和取得管道等。若是按照論文的發表年份，逐年進行分析，還可以探勘上述資訊的變化趨勢，如以研究主題逐年的發展變化可觀察該主題的流行現象與趨勢(Persson, 1994; White & McCain, 1998)。另外，在群聚分析之後，也可以依據群聚歸類的結果，了解各研究主題之間的關係，進而全盤了解領域的知 19.

(32) 識結構與發展(林頌堅，2005)。 (2) Cosine coefficients - 共現字（Co-word）由餘弦係數得知，若兩文件的維度皆相同，當兩向量平行，則其夾角為 0，代表兩文件完全不同；兩向量的餘弦係數為1，代表著這兩文件完全相同，反之，當兩文件的維度比例不盡相同時，餘弦係數將降低，代表著兩文件並不相似(李翎竹、韓季廷，2008)。. ∑ xy ∑ x⋅ ∑ y t. cos ine( x, y ) =. i =1. i. (2-5). i. t. 2. t. 2. i =1. i. i =1. i. 治政 2.階層凝聚歸類 Hierarchical agglomerative clustering( 大 HAC) 立 ‧ 國. 學. 階層凝聚歸類可將所有文件歸入越來越大的類別中，直到所有的文件屬於同一類。即由下而上先將每一份文件視為一個單一群集，然後再依據相似度門檻進. ‧. 行群集合併（或凝聚），直到所有被合併、凝聚成一個包含所有文件的單一集群. sit. y. Nat. 為止。因此自下向上的層次聚類被稱為層次凝聚歸類或 HAC。階層凝聚歸類法. io. al. er. 的特色在於歸類後，其結果可以用一樹狀結構表示(Manning, et al., 2009)。. v. n. 3.完全鏈結法(Complete-link)- 相似度組成摘要的方法. Ch. engchi. i n U. 針對相似文件歸類方式，主要採 Complete-link，即每個詞彙，都單獨視為一類，兩個類別之間的相似度，若超過某個門檻值，就結合並歸成同一類，如此重複歸類，兩個類別之間的相似度，定義為跨類別元素之間相似度最低者，易產生多數個索引典類別（thesaurus class），但每類僅有少數個詞彙(Salton, 1989)。 4.CATAR 類別描述詞自動擷取 CATAR 類別描述詞擷取採用相關係數(correlation coefficient)方法，如以下公式 2-6 所示：. Co(T , C ) =. (TP × TN − FN × FP) (TP + FP)( FP + TN )(TP + FP)( FN + TN ) 20. (2-6).

(33) 其中 TP、FP、FN、TN 分別代表(參見表 2-3)：詞彙 T 出現在類別 C 中的篇數（TP）、T 在其他類別中的篇數（FP）、C 不包含 T 的篇數（FN）以及其他類別也沒出現詞彙 T 的篇數（TN）(Tseng, 2002)。表 2- 3 詞彙 T 與類別 C 之關係. Cluster C. Yes No. Term T Yes TP FP. NO FN TN. 此公式的意義在於當詞彙 T 只出現在類別 C 中的每一篇文件，而在其他類別都不出現時（亦即 FP=FN=0），則 C 與 T 具有最大正相關，有最高值+1；反. 政治大. 之（TP=TN=0），為最大負相關，有最低值-1。因此，此一係數可反映詞彙 T 在. 立. 類別 C 中的相關程度。據此，針對每個類別，可以計算每個詞彙的相關係數（或. ‧ 國. 學. 者稱為該詞彙在該類別的代表性係數），再根據此係數由高到低排序詞彙，最後. y. sit. Nat. io. 第三節數位學習相關研究探討. er. 2010)。. ‧. 選取其中的前數個詞彙，即可做為該類別的描述詞（即類別的代表性詞彙）(Tseng,. al. n. v i n 本節針對數位學習定義、台灣數位學習現況與發展及國際數位學習發展趨勢 Ch engchi U 相關研究之文獻探討分析如下：一、數位學習的意涵與特色 (一)數位學習的意涵數位學習一詞首度出現於美國教育訓練發展協會（ASTD）研討會，其中定義數位學習是藉由電子化科技來傳達教學內容或學習經驗。亦即：「數位學習是學習者應用各種數位媒體學習之過程，數位媒體包括網際網路、企業網路、電腦、衛星廣播、錄音帶、錄影帶、互動電視與光碟等。其應用範圍可分為網路學習、電腦輔助學習、虛擬教室線上學習及數位化合作學習。」(Alden, 1998)。. 21.

(34) Clark 及 Mayer (2003) 定義數位學習，是以數位的形式傳遞的一種學習模式，所提供之內容及教學方法是在促進學習者學習，透過建立和工作相關的知識及技能，以增進組織的績效。「數位學習」一詞隨著不同科技工具的發展有不同的詮釋和名詞，例如：網路化教育訓練(Internet-based training)、網路為基礎的訓練 (Web-based training)，或稱線上學習（Online learning）、網路學習（Networked learning）、遠距學習（Distance learning）等，但是基本上皆為應用電腦與網路科技媒體於學習情境中，包含同步與非同步網路學習(Naidu, 2006；Yucel, 2006)。在 Clark 與 Mayer《e-Learning and. the Science of Instruction》的書中指出：數位. 政治大顧大維，2005)；其所包含的特點如下：1.內容與學習目標相關聯；2.教學方法，立. 學習（e-Learning）是藉由網際網路或光碟所傳遞的教學模式(Clark & Mayer, 2003；. 如運用範例與練習來幫助學習；3.與學習者之學習目標相結合的新知識與技能。. ‧ 國. 學. 英國將「數位學習」定義為「利用資訊傳播科技(ICT)，協助學習活動」，將. ‧. 數位學習定位為「彈性學習」(Flexible learning)，利用資訊傳播科技學習，可與. sit. y. Nat. 傳統面授學習交互使用，使學習者的時間、地點和學習方式更有彈性. io. er. (McKavanagh, et al., 2002)。「線上學習」和「網絡學習」是指利用資訊傳播科技，. al. 特別是以網際網路傳播或資源進行學習活動，後者強調合作學習；「遠距學習」. n. v i n Ch 是專指非面對面的學習活動，透過資訊傳播科技或傳統函授、電視、廣播等教學， engchi U 尤其專指透過遠距教學的課程，可獲得專業認證或畢業證書等(吳美美，2004)。而廣義的ｅ-Learning 所涵蓋之範疇，提供自我學習的教學錄音帶、錄影帶、影音光碟(VCD、DVD)、電子書、CAI 教材，甚至於將教材數位化，放在網路伺服器的網路學習方式，都可通稱為「ｅ化學習」方式(陳年興、楊錦潭，2006)。近年來數位學習創新學習槪念隨著資訊科技的發展，特別在行動學習 (Mobile learning)及無所不在的學習(Ubiquitous learning)研究議題，正在國內外迅速地發展中。本研究為探索數位學習領域主題全貌知識結構，在進行資料蒐集時，擬採廣義的數位學習定義之檢索策略，以歸納出更為完備的主題分析架構。. 22.

(35) (二)數位學習特色網路、數位學習活動可以提供給每個人個別化的學習環境，更適合於自我導向式的學習；網路化的學習方式，不同於傳統單向的數位化教材，更方便於同儕的互動學習成長；將教學主導方式，由傳統的教師灌輸主導，進而演化為學生的自主學習(陳年興、楊錦潭，2006)。數位學習具有相當多的好處，使得學習更具彈性，並提供了終身學習的機會，茲列舉以下幾項優點(吳聲毅，2008；高瑜璟，2006；陳年興、楊錦潭，2006；陳志銘，2009)：1.不受時間、空間的限制；2.降低學習成本；3.內容更即時可靠；. 政治大. 4.教材更多樣化；5.適性學習； 6.學習社群的建構；7.提升學習的層次。 (三)數位學習的擴展. 立. ‧ 國. 學. 數位學習有許多相關名詞，如網路學習(Web-Based Learning)、網路化訓練. ‧. (Web-Based Training、WBT)、線上學習(On-Line Learning)、遠距學習(Distance Learning)、隨選學習(Learning On Demand)等都有高度相關。數位學習指透過網. y. Nat. er. io. sit. 路、在任何時空，將學習或訓練內容，運用科技媒體設備，以進行雙向互動式教學或自主學習(林聖峰，2004；徐敏珠、楊建民，2006；陳志銘，2009 ；ASTD,. al. n. v i n Ch 2010)。如圖 2-4 為數位學習資訊科技應用擴展圖，據此可將數位學習發展區分 engchi U 為三個階段說明：. Computer Based Training. Online Learning. e-learning. 主要特色. Mainframe. Network. Internet. Single PC. FTP. Personalized. Diskettes. Internet. Mentors. CD-ROM. LMS. Blended 23.

(36) 圖 2- 4 數位學習科技應用擴展圖資料來源：Weggen, C. (2000).Corporate E-learning: Exploring A New Frontier. WR Hambrecht+ Co Equity Research. 1、電腦輔助學習（Computer-Assisted Learning）：從西元 1980 年代開始發展，利用個人電腦進行教學。同時，企業界運用電腦訓練員工，提昇員工的知能，稱之為電腦化訓練（Computer-Based Training）。在此時期所採用的設備有主機、個人電腦、磁碟片、光碟片等。此階段是人與電腦之間的互動其學習重點在於精熟度的學習，電腦代替老師，可以幫助學生不斷反覆練習相同的學習內容，使學生對學習內容達到精熟程度的目的。但學習者如果遇到學習問題時，必須靠現場的. 政治大. 老師解答問題。而繼電腦輔助學習（Computer-Assisted Learning）為基礎之後續. 立. 發展分述如下：. ‧ 國. 學. (1)電腦化學習(Computer-based learning)：將學習內容儲存在光碟或磁片中，透過獨立的個人電腦來學習。. ‧. (2)網頁學習(Web-based learning)：透過瀏覽器與網際網路來傳遞學習內容，. y. Nat. io. sit. 經由相連結各種學習資源，此類學習活動有學習管理者來負責課程引導、討論區、. er. 講義呈現等，運用參考資料、電子布告欄、討論群組等功能進行學習。. al. n. v i n (3)網路化學習(Internet-based C hlearning)：泛指所有利用網路科技的學習活動， engchi U. 並不是單指透過網頁之學習行為。例如運用電子郵件、檔案傳輸、新聞群組、專屬系統等功能進行學習。. 2、線上學習（On-line Learning）：從 1994 年開始發展，藉由網際網路（Internet）進行學習、教育訓練等活動，使用內部網路、網站伺服器、學習管理平臺等線上學習開始蓬勃發展。此階段的學習重點在於互動式的學習，解決學習者單獨學習的缺點，增加團隊合作式的學習，學習者可透過電腦科技與其他學習者在網路上互動，提昇學習者的學習動機，而達到學習者的學習成效。然而學習者的學習歷程檔案管理問題，以及企業本身相關的管理系統如何與線上學習結合在一起，成. 24.

(37) 為下一波學習科技所亟欲解決的問題。 3、數位學習（e-Learning）：數位學習原先被廣稱為電子化學習，但在 2002 年行政院國科會的數位化學習國家型科技計畫中，正式將數位學習正名為數位學習。數位學習一詞定義為「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﹔因而數位學習產業包括數位學習工具（載具及輔具）研發、數位學習網路環境建置、數位教材內容開發，以及數位學習活動的設計等」。在數位學習時代，網際網路蓬勃發展、強調個人化的學習輔助及混合式教學。在企業界，更強調整合企業資源管理系統、知識管理系統等，使員工藉由數位學習. 政治大步擴展其應用空間到使用學習物件、同步教學、合作式教學以及虛擬學習等。除立. 的方式，能夠熟練及運用企業本身各種資訊化管理系統。目前，數位學習又進一. ‧. ‧ 國. 習活動。. 學. 了網際網路之外，更藉由如 PDA、行動電話等不同的數位化平台與設備進行學. 數位學習提供的服務與傳統教學上有顯著不同， Cavusgil, Kiyak 及 Kiyak. Nat. sit. y. (2002) 認為其不同之處在於：(1)在任何時地都可提供學習；(2)傳遞資訊速度快；. n. al. er. io. (3)總體經濟規模成本降低；(4)學習內容範圍廣泛延伸，並大量傳遞資訊；(5)學. i n U. v. 習者可以自我調整學習速度；(6)使用多媒體內容的創新設計空間大並多元化；(7). Ch. engchi. 學習社群建立，產生無距離的討論族群；(8)鼓勵學習者參與學習活動。二、台灣數位學習現況與發展 Rosenberg (2001)認為數位學習或數位訓練的要素包含：學習端有學習的意圖、教學端有教學設計和教學策略、教學媒體和平臺、評鑑方法和認證制度、證書頒授等。換言之，數位學習的要素是學習者、教學者、學習平臺和教材、學習結果驗證機制。 (一)台灣數位學習之現況從「2008 數位學習白皮書」之台灣數位學習研究成果分析，顯示台灣於. 25.

(38) 2003∼2007 年推動了第一期的數位學習國家型計畫，此國家型計畫的學術研究是以研發數位學習產業之前瞻技術、研發優質數位學習內容的理論與模式、培育數位學習研發人才與在數位學習相關研究領域成為全球先進研發國家之一為目標；並著重於數位學習理論與內容的研發以及數位學習環境、技術與工具之開發。在數位學習國家型計畫的帶領之下，台灣的數位學習學術研究在 2003∼2007 年有著長足的進步與發展，無論是在國內外知名期刊論文的發表或是前瞻技術的研發方面均有豐碩的成果(蔡今中，2008)。在客觀分析近年來（2001∼2007）台灣的數位學習學術研究成果，首先對於. 政治大者至少有一位為台灣學者的論文共 183 篇，再針對這 183 篇論文進行內容分析，立. 2001 年 1 月∼2007 年 12 月間刊登於數位學習 6 本期刊的所有論文中選取出其作. ‧ 國. 學. 基於數位學習為教育的一環，數位學習所包含之系統、使用者／學習者、教師、及整體教育脈絡間的關係，都應該是研究的重點。因此將主題劃分為五大分類如. ‧. 表 2-4，列舉如下：1.純系統發展與評鑑，其下又分為沒有進行系統發展相關評. sit. y. Nat. 鑑研究的純系統發展介紹，以及包括系統發展相關評鑑研究兩類；2.有關學習者. io. al. er. 的研究；3.有關教師的研究；4.有關教育脈絡關係的研究；5.其它等。. v. n. 表 2- 4 2001~2007 數位學習論文主題分類分析表主題分類純系統發展與評鑑學習者的研究教師的研究教育脈絡關係的研究其它. Ch. i n U. 說明純系統發展的介紹(無相關評鑑) 系統發展及其使用評鑑學習者之學習策略、信念、態度、想法、性別的影響教師教學方法、信念、態度、想法等之影響「系統、教師、學習者、環境」之間任何兩者以上互動脈絡關係的研究，但不一定進入現場含導讀文章及電腦教科書分析. engchi. 篇數(共 183 篇) 23 90 24 10 32 4. 資料來源：蔡今中(2008)。2008數位學習白皮書-數位學習學術研究. Shih, Feng 及 Tsai(2008)針對六本 SSCI 重要數位學習國際期刊中於 2001 年至 2005 年所發表的 444 篇「認知」研究論文進行分析。研究重點在於了解台灣的數位學習論文在認知領域所關注的重點與國際趨勢有何異同，將 183 篇台灣在國際期刊發表的論文中非以系統發展為主題者進行比較分析，結果如表 2-5 所示，其表中的類別採用 Shih, Feng 及 Tsai 的分類方式，而國際趨勢部分採用的數據 26.

(39) 則為該篇論文的調查結果資料；在台灣論文部份，排除與系統技術相關的論文，得到 66 篇論文，再根據 Shih, Feng 及 Tsai 的分類表進行比較(數位學習白皮書， 2008)。表 2- 5 2008 國際期刊中台灣數位學習論文在認知領域之比較. B. 信息處理(Information processing). C. 教學方法(Instructional approaches). A.1 A.2 A.3 B.1 B.2 B.3 B.4 B.5 B.6 C.1 C.2 C.3 C.4. 立 C.5. 先備知識(Prior knowledge). F. 後設認知(Metacognition). D.2 E.1 E.2 F.1 F.2 F.3. Nat. G. ‧ 國. E. D.1. F.4. io. 認知心理特徵 G.1 (Cognitive psychology characteristics) G.2 G.3 G.4 G.5. al. 圖式(Schemata) 概念圖(Concept map) 思維模式(Mental model) 認知負荷(Cognitive load) 認知風格(Cognitive style). 31 65 28 25 19 20 19 4 11 21 92 26 16. 0. 36. 32. 110. 4 2 5 0 1. 42 15 32 14 13. ‧. 學習環境(Learning environment). 政治大. 2 5 0 4 2 2 0 0 0 3 1 0 0. 學. D. Taiwan(2002-2007) International(2001-2005). 信念(Beliefs) 態度(Attitudes) 行為改變(Behavioral change) 個體差異(Individual difference) 資訊需求(Information seeking) 資訊管理(Information management) 批判性思維(Critical thinking) 決策(Decision making) 解決問題(Problem solving) 合作學習(Cooperative learning) 協作學習(Collaborative learning) 情境學習(Contextual learning) 情境學習(Situated learning) 問題基礎的學習(Problem-based learning) 互動的學習環境 (Interactive learning environment) 學習型社區(Learning community) 科技知識(Technology knowledge) 技術經驗(Technology experience) 規劃(Planning) 可視化(Visualization) 認識和感知(Perception and awareness) 自我評價(Self-evaluation). 4. y. 動機(Motivation). 75. 1. 26. sit. Sub-categroy. A. 0. 10. 2 1 0 4. 18 7 14 23. er. Category. n. v i n Ch 註：類別及International的數據來源為：Shih e n g c h i etUal.，2008，p.959。資料來源：蔡今中(2008)。數位學習白皮書-數位學習學術研究. 又從表 2-5 的結果呈現出兩大重點：(1)不論是國際或台灣的論文，都重視有關〔D：學習環境〕中的〔D1：互動學習環境〕，其發表數量皆為最高，可見台灣及其他國家都很關注數位學習的互動學習環境，這或許是因為數位學習的學習情境與過去傳統的學習情境有非常明顯的差異，因此吸引了許多研究者的關注； (2)台灣與國際論文最大的差異是在〔B：訊息處理〕和〔C：教學取向〕兩大類，台灣學者在此兩面向中的某些次分類裡，完全沒有論文發表，似乎台灣的研究者較少關注在這兩個面向，而此兩大類與學生的學習和教師的教學關係甚深。換言. 27.