利用知識結構實作網路診斷評量系統

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國立台中教育大學測驗統計研究所理學碩士論文

指導教授：鄭富森博士

利用知識結構實作網路診斷評量系統

研究生：陳泓良撰

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謝

辭

不知不覺念了四年研究所，一般研究生只要念兩年就可以完成，但我花了四年的時間來完成，比其他研究生多花了兩年時間，只有一個原因，那就是學無止盡。來到研究所，才知道自己其所缺失，也幸好有我的指導教授鄭富森博士，他總是不厭其煩的指導我，帶領著我們這個團隊，大步往前邁進並開拓我們的視野。鄭老師總是將最新的資訊分享給我們，讓我們在求學期間獲益良多。老師剛正的處世態度及嚴謹治學精神真是我們以後做人處事最佳的榜樣。再者，要感謝口試委員賴志宏教授與我以前母校的廖士寬教授，感謝教授們以其豐富的學養與經驗，在論文的研究內容上給予諸多的指正與建議，使論文更加充實，在此致上由衷的謝意。感謝本團隊的學弟妹侑儒、采行、育德、嬿安、漢洲，感謝他們不斷的試用系統，可以瞭解系統中哪些需要修改的地方，也謝謝他們在投稿及論文發表時互相加油打氣。最後感謝文雄同學在論文口試期間的幫忙，也提供了許多試用系統後的心得。能順利的完成學業，要感謝的人實在太多了，僅將這份喜悅，獻給曾經給予我協助、關心我的人，致上我最衷心的敬意，感謝您們！陳泓良謹誌九十八年一月

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摘要

教師若有一套簡單且精確的測驗評量工具，可以利用此評量工具來得知個別學生不懂的地方，再依該學生在學習缺失進行加強補救，使其每位學生有好的評量表現，提升學生的成就，進而引起學生的學習動機，達到教學相長之效。因此本研究者興起結合目前國內研發之線上測驗診斷評量平台，嘗試模擬如國外的評量系統在考試後立即分析學生的學習弱點，並提供老師相關的教學指引。本研究所試用之線上診斷評量系統，是以新式題型與選擇題型作為測驗形式。將傳統紙筆測驗改以電腦線上測驗，教師批改試卷改以電腦自動計分，系統自動計算每一解題概念的答對率，針對能力指標、評量目標、解題所需概念的瞭解程度提出診斷報告。在本研究者模擬線上診斷評量系統自動分析的過程中發現：利用線上診斷評量系統提供給教師、學生個人的診斷報告，可以快速得知哪一個概念是學生的學習弱點，提供實施補救教學參考的方向，而這些診斷數據也可以提供監控教學進展與評估學習成效的訊息。本系統可達到以下幾點功用：1.即時的診斷報告，幫助教師進行補救教學與教學模式的改進，也能幫助學生找出學習盲點加以改善；2.分擔教師在試卷出題、印製、批改和登記成績的繁雜工作，節省許多人力和物力；3.線上即時作業，教師不必再到主機前排隊使用，免去以往封閉式題庫系統的諸多不便；4.讓教師互相交流自編評量檔案，以多元評量方式應用在教學上；5.使用上非常容易，不會造成使用者的困擾。關鍵詞：診斷評量、知識結構、麥格羅希爾。

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Abstract

If teachers have a diagnostic tool, they can know students what they do not

understand. This study is to present a web-based testing system for Diagnosis based on

the knowledge structure. We established the system to improve the children’s interest

to learn by a new test type with colorful figures and texts. The new test type

emphasizes the comprehension of daily-life concepts and tests some core concepts at

the same time. The structure of the items is composed with several sets of multiple

choices for matching to express the information that it can reduce the students’

conjecture on them in order to improve the effectiveness of the test.

Besides the function to test, this system also has other functions. We get much

function such as compiling and correcting the question, immediate analysis of test

results, diagnosis about the personal and class results, many persons doing a test at the

same time, supplying the channel to discuss and share the opinion. The analysis of a

test paper would let teachers know the benefits of every test paper and take them as

reference. The system has section for discussion, e-mail function, correction for

personal information, etc... It would give teachers more time doing teaching research

or other affairs. The function to analysis students learning condition makes teachers

understand how students learn and do something to help them.

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第一章緒論

第一節研究動機………1 第二節研究目的………4 第三節研究問題………4 第四節研究限制………5 第五節名詞釋義………5

第二章文獻探討

第一節 McGraw-Hill ………9 第二節知識結構………17 第三節單選題型與新式題型 ………21

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第三章研究設計

第一節研究流程………25 第二節系統設計………27 第三節系統建置………33 第四節系統試用………36

第四章研究結果與討論

第一節系統功能流程………39 第二節系統功能………40 第三節系統建置 ………77 第四節試用結果分析………84

第五章結論與建議

第一節研究結論 ………90 第二節未來發展的建議 ………91

參考文獻

中文部分 ...93 英文部分 ...96

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表次

表 4-1 師生資料表………79 表 4-2 新式題型試題資料表………79 表 4-3 傳統試題資料表………80 表 4-4 試卷資料表………81 表 4-5 試卷內試題資料表………81 表 4-6 評量檔案資料表………82 表 4-7學生成績資料表………82 表 4-8 討論區資料表………83 表 4-9 能力指標資料表………83 表 4-10 能力指標資料表 ………84

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圖次

圖 1-1 診斷報告………3 圖 2-1 麥格羅希爾教育部門網頁………10 圖 2-2 CTB/McGraw-Hill 網頁………11 圖 3-1 研究步驟圖 ………26 圖 3-2 麥格羅希爾 CTB 平台登入畫面………27 圖 3-3 麥格羅希爾 CTB 平台 1………28 圖 3-4 麥格羅希爾 CTB 平台 2………29 圖 3-5 ETS 診斷報告 1 ………29 圖 3-6 ETS 診斷報告 2 ………30 圖 4-1 系統功能流程圖 ………40 圖 4-2 登入畫面………41 圖 4-3 註冊畫面………41 圖 4-4 登入失敗畫面………42 圖 4-5 試題功能選單畫面 ………43 圖 4-6 選擇領域與年級………44 圖 4-7 選擇九年一貫能力指標………44 圖 4-8 輸入「題型 A」試題畫面 ………45 圖 4-9 教師進入編輯或檢視試題畫面………46 圖 4-10 修改試題畫面 ………46 圖 4-11 選擇試卷所屬的領域與年級………47 圖 4-12 選擇能力指標………48 圖 4-13 符合條件試題畫面………48 圖 4-14 輸入試卷資料畫面………49

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圖 4-15 教師曾組過的試卷列表………50 圖 4-16 編輯試卷密碼與測驗時間………50 圖 4-17 學生答錯試題畫面………51 圖 4-18 全班學生試卷成績………52 圖 4-19 查詢某一學生試卷成績………53 圖 4-20 能力指標診斷………53 圖 4-21 單元名稱診斷………54 圖 4-22 單元目標診斷………54 圖 4-23 教學活動診斷………55 圖 4-24 小概念診斷………55 圖 4-25 輸入測驗試卷與密碼………56 圖 4-26 試卷作答………56 圖 4-27 教學資源………57 圖 4-28 上傳評量檔案………57 圖 4-29 依能力指標搜尋結果………58 圖 4-30 全文檢索結果………58 圖 4-31 修改個人資料………59 圖 4-32 收新信件………60 圖 4-33 寄信畫面………60 圖 4-34 寄信給站長………61 圖 4-35 管理討論區………62 圖 4-36 新增學生帳號………62 圖 4-37 刪除學生帳號………63 圖 4-38 修改學生帳號………63 圖 4-39 討論區………64

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圖 4-40 留言版………64 圖 4-41 登入畫面………65 圖 4-42 學生註冊畫面………65 圖 4-43 學生帳號密碼輸入頁面………66 圖 4-44 學生功能選單………66 圖 4-45 成績查詢選擇方框畫面………67 圖 4-46 試卷選擇畫面………68 圖 4-47 顯示答對率畫面………68 圖 4-48 學生歷次試卷成績畫面………69 圖 4-49 學生查詢試卷瀏覽選擇畫面………70 圖 4-50 能力指標診斷………70 圖 4-51 單元名稱診斷………71 圖 4-52 單元目標診斷………71 圖 4-53 教學活動診斷………72 圖 4-54 小概念診斷………72 圖 4-55 診斷測驗試卷選擇頁面………73 圖 4-56 試卷………73 圖 4-57 收發信件方框畫面………74 圖 4-58 信件顯示頁面………74 圖 4-59 學生編寫信件頁面………75 圖 4-60 編寫給站長信件頁面………75 圖 4-61 學生修改個人資料頁面………75 圖 4-62 教學資源頁面………76 圖 4-63 討論區畫面………76 圖 4-64 留言板畫面………77

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第一章

第一章緒論

緒論

由於網際網路快速成長與電腦科技蓬勃發展，有許多研究學者、專家與專業測驗機構開始建立或是製作透過網路與電腦的線上評量題庫系統。在這些系統中，最具有權威性莫過於由美國最大出版商麥格羅希爾（Mc Graw-Hill）與美國加州政府一起發展出的診斷評量系統。商業周刊第 957 期也曾報導過麥格羅希爾藉由開發創新的智慧型線上系統，從傳統的出版業成功轉型為具有規模的網路科技公司。而且麥格羅希爾只花費不到五年的時間，就能稱霸一方，麥格羅希爾每年靠此獲利台幣五百億元，股價更是翻了一倍。麥格羅希爾利用數位內容搭配智慧型系統，所開發出的線上服務系統，更是建立前所未有的價值與典範。

第一節研究動機

在國中小校園中，教師進行一個段落教學後，會以傳統的紙筆測驗方式來評量學生在學習上的成效，再以學生不懂的部分進行補救教學，因為受限於時間與人力，教師僅只能夠就大部分的學生不會的地方稍作解說，無法完善且完整地為所有學生進行補救教學，導致學生不瞭解的概念似懂非懂，甚至於應該要學習到的重要概念，學生完全無法掌握與學習。有些教師為了解決上述狀況，只好一再反覆測驗，直到大部分學生達到教師要求的標準才結束測驗。此時，教師若有一套簡單且精確的測驗評量工具，可以利用此評量工具來得知個別學生不懂的地方，再依該學生在學習缺失進行加強補救，使其每位學生有好的評量表現，提升學生的成就，進而引起學生的學習動機，達到教學相長之效。因科技發達與網路普及化，在國內幾乎是到處可以利用電腦存取網路上各種不同的資訊。教育部更是主推「資訊融入教學」，電腦在校園中不僅僅扮演著行政資料管理的角色，更是轉變成協助教師在教學上的夥伴，教師可以結合電腦與

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多媒體，突破教室與書本的硬體限制，使其教學變得豐富與有趣，而學生也可以利用電腦來輔助學習。因此，電腦科技與學校教育的融合是刻不容緩、銳不可擋的教育新潮流（Picciano ,1994；Shick ,1996；黃國禎，2006）。國內學者何榮桂（1997）也認為，測驗電腦化與網路化是未來的趨勢，透過個別化、動態化和電腦化的方式，將使測驗的品質提昇。早期以自動閱卷及計算試題難易度、鑑別度為主之總結性評量（summative evaluation），其研究發現自動化的試卷批閱及相關統計，的確可以節省老師閱卷的時間，但對學生的學習幫助有限；也有以知識結構分析之概念構圖評量法（蔡佳燕，2000；陳嘉甄，2001；翁錦瑛，2002），其研究顯示可以適用於診斷學生的迷思概念，但其事前的準備及題庫的建置較困難，較適用於專題式的學習；也有以九年一貫能力指標為網路評量或診斷為主者（吳金銅，2001；洪世聰，2005；黃偉政，2005），九年一貫能力指標的網路題庫建立，可以打破版本的限制，方便教師命題，也可以利用統計分析診斷各能力指標的學習情況，作為教師教學的參考。商業周刊（2006）第 957 期也針對目前教育市場作了一篇報導，該報導指出麥格羅希爾(McGraw-Hill)在網路時代來臨時，把握住這新時代的契機，使得原本以傳統出版業為主的公司，一躍成為網路科技廠商。麥格羅希爾(McGraw-Hill) 至少有十五種線上教學平台，透過網路教學平台，把閱讀內容和教學評量綁在一起，每次考完試，系統還能自動分析學生的弱點。麥格羅希爾應用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」，好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 1-1），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（鄭富森，2007）。

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圖 1-1 診斷報告反觀目前國內的現狀，市面上也有許多線上的教學平台，如：KTB 數位學堂、階梯數位學院、Hinet 學習網、巨匠電腦、……等，然而這些數位化的學習平台都只提供自我學習，亦即把補習班搬到網路上，以錄影的方式來達到教學目的再配合講義，對學生與老師的幫助並不大。雖然也有提供線上測驗，但並未能達到自動分析學生的弱點的功能，因此無法針對學生的弱點進行有效的補救教學。而且常因產品無法符合市場需求、學習成果不彰、價格昂貴或資本不足，造成市場無法普及，或無法使使用者得到有效的回饋，始得市場變小進而造成此類事業的

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更替頻繁。因此本研究者興起結合目前國內由洪世聰（2004）、黃偉政（2004）、研發之線上測驗診斷評量平台，嘗試模擬如國外的評量系統在考試後立即分析學生的學習弱點，並提供老師相關的教學指引。

第二節研究目的

本研究旨在以「麥格羅希爾(McGraw-Hill)」的教學平台為準則，整合國內現有符合其標準的診斷評量系統，並期望能發展出以知識結構和九年一貫能力指標為基礎的線上診斷評量題庫系統，並且藉著本研究團隊的研究夥伴做國中小不同學科的試用。本研究預期達成以下目的：二、整合與開發以知識結構和九年一貫能力指標為基礎的線上診斷評量題庫系統。三、系統提供兩種題型並配合教師新增與修改試題，以提供教師多元的診斷評量方式，進而提升診斷評量的效率。四、利用知識結構和九年一貫能力指標建立知識庫，已達到診斷的效果。五、透過試用經驗所得之回饋與評語，提出未來系統修改之具體建議。

第三節研究問題

根據前述研究目的，本研究的待答問題條列如下：一、線上診斷評量系統所製作的診斷報告要如何作為補救教學指引？ (一) 線上診斷評量系統製作給老師的診斷報告為何？ (二) 線上診斷評量系統製作給學生個人的診斷報告為何？二、如何利用線上測驗結果診斷學生的迷思概念？

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(一) 高分組學生在每一試題的答對率為何？ (二) 低分組學生在每一試題的答對率為何？ (三) 由測驗結果瞭解學生有何迷思概念？三、利用以知識結構為基礎的網路診斷評量建置內容為何？四、利用知識結構進行新式與傳統選擇題之網路診斷評量系統的題庫建置內容為何？五、利用知識結構和九年一貫能力指標為基礎所建立線上診斷評量題庫系統，是否能成為一個可供應用的知識庫？

第四節研究限制

本研究在考量時間、人力和環境等相關限制因素之下，預期本研究的限制會有以下幾點：六、礙於線上評量時學生答案的多樣性易使電腦批閱產生誤判，且設計相關判讀程式亦非本研究主軸，因此本研究所建置之線上診斷評量題庫系統中預設的試題題型以選擇題為主。七、本系統可適用於任何學科，但礙於時間和人力之不足，以及題目建置不易，故選擇與研究團隊中的研究者林育德（2007）、周侑儒（2007）、陳漢洲（2007）、黃嬿安（2007）與廖采行（2007）等合作，以研究者的試用結果為測試內容。八、本研究原擬以能力指標、教學目標、知識結構等皆可搜尋連結，然而因研究時間有限，因此本研究暫以能力指標為主，在後續研究完善教學目標與知識結構後，在做完整連結。以其更貼近教學現況。

第五節名詞釋義

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壹、知識結構

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。本研究依知識結構分析，將不同學科學習領域知識內容用邏輯的方法編碼使之結構化，編製線上測驗試題以便利用電腦來加以分析。

貳、知識庫

顧名思義知識庫是一個存取知識的倉庫，並且在這個倉庫裡將知識作有效的分類與標示。在知識庫裡面包含各種領域的相關知識；也有某些知識庫是專為某一種行業或是某一專業領域而設計出來的，例如：證卷知識庫、商學知識庫、汽車知識庫和火災知識庫等等，都是探討相關的議題而建立的知識庫。

參、新式題型試題

專指國立台中教育大學測驗統計研究所鄭富森教授針對「高職免試登記入學方案」所研發之新型態選擇題而言（簡稱：新式題型）。其命題精神根據現代測

驗理論與參酌開書考試（open book test），以生活化為命題的最高原則（鄭富

森，2000）其試題的架構為一個呈現題目訊息的題幹，搭配多個選項組合而成。本題庫系統採用的形式是一組題幹，五個問題，搭配十組選項而成。

肆、九年一貫能力指標

基本能力指標的特性在於強調「評鑑某國家、地區或國家之間學生的學習狀況，加以客觀呈現並分辨出優劣等級」。在功能上，應具有「引導國家政育政策、修正教師教學策略、評鑑學生學習成就」的積極性作用。教育部九年一貫課程的規劃，數學領域根據學生的學習方式與思考型態兩項特徵，將九年國民教育區分為四階段：階段一（1-3 年級）、階段二（4-5 年級）、階段三（6-7 年級）、階

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第二章文獻探討

本研究為探討如何設計一個網路診斷評量系統。此系統具有高實用性且可精確分析診斷學生在學習上的錯誤概念，並提供精準診斷報告給老師，讓老師可以利用診斷報告結果，對學生進行相關的補救教學，提升學生的學習成效與學習動機。因此在文獻探討部分，研究者找出目前最有權威的網路診斷系統，找尋出此系統設計者的研究單位，整理出相關資料以供後進研究參考。以目前現狀來說，全球最有權威的測驗機構為「美國教育測驗服務社(ETS)」與「麥格羅希爾

(McGraw-Hill)」，但 ETS 為學術機構並無相關的診斷評量系統，而 McGraw-Hill

是一家全球知名商業機構，此機構自行開發具有龐大商業價值的診斷評量系統。天下雜誌第 383 期的封面報導「低調拳王奇襲全球」，其內容提到台灣目前最先進的 IC 設計業之所以能連年擠進世界大廠排名，在其專精的領域中佔有重要的地位，並不是他們每年都有不同的創新或是創意領先全世界，而是扮演快速追隨者(fastfollower)的角色。靠著將 IC 設計晶片「輕、薄、短、小，快速、低價」的創新應用技術，在全球市場中占據了重要地位。此報導指出一昧追求技術上的領先，倒不如思考如何利用目前先進的技術來創新，做出一個符合市場需求的應用。本研究者以上述的思考模式，研究 McGraw-Hill 的技術，並以此技術創新應用與設計出一套符合目前台灣所需的診斷系統。如此一來，此系統才具有真正的實用價值，才能幫助到需要幫助的學習者。此外，為了縮小研究範圍，本系統設定為國中小各學科的分析診斷，並以知識結構為主要基礎，設計出一個具有實用性且可精準診斷學生在國中小各學科錯誤概念的網路診斷評量系統。

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第一節 McGraw-Hill

台灣商業週刊曾對 McGraw-Hill 這家公司做出一篇簡短的報導（出刊日期： 2006 年 3 月 27 日，第 88 和 89 頁），該報導以客觀且深入的角度，敘述 McGraw-Hill 如何從一家擁有百年歷史的出版商，成功轉型成線上內容服務商；光 McGraw-Hill 旗下的教育部門，一年就可以提供約二百二十億的新台幣淨利。而教育部門所做工作內容，則是由三大塊平台所組成：線上教學平台、線上評量平台與診斷報告分析。然而商業週刊的報導，主要是以商業角度切入，並無詳述相關診斷評量系統技術的說明。幸賴鄭富森教授的研究與不斷指導下，本研究者開始 McGraw-Hill 的相關技術研究，並參考解析麥格羅希爾的成功要素（鄭富森 2007 年 8 月）一文，以下是該文對 McGraw-Hill 成功相關技術介紹。麥格羅希爾原本就是全球英語地區著名的教材出版商之一。數十年來，麥格羅希爾出版非常多的教科書、講義、活動簿、練習材料、作業簿、評量材料、課外補充教材、考試指導書籍、參考手冊、課外讀物、童書等等。其範圍涵蓋幼稚園、小學、國中、高中、大學和多種專業領域的所有重要學科。總之，數十年來，麥格羅希爾所出版的教材非常多，其數量早已超過萬冊。這個事實可以輕易從麥格羅希爾的一些相關網站（圖 2-1）查證得知。總之，麥格羅希爾藉由多年來出版眾多教科書，建立廣大的教育界人脈，成為其重要的核心價值。

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圖 2-1 麥格羅希爾教育部門網頁事實上，麥格羅希爾所出版的國小數學科課本就有幾個不同的版本。各版本的作者群都不相同，各作者群所依循的課程設計理論也有所不同，各版本課程內容所針對的學生的學習基礎、社區或文化背景亦有所不同。這一點就是美國教科書出版商與台灣教科書出版商的最大差異之處。亦即，台灣各教科書出版商都自認為：他的作者群是最優秀的，他的作者群所依循的課程設計理論是最正確的，而且，不論學生的學習基礎、社區或文化背景有何不同之處，其課程內容永遠適用於所有的學生。全世界教育界都知道：這種觀念明顯地違反課程設計和課程評鑑的基本原則，而且完全忽視學生的個別差異，以及社區或文化背景的不同。更令人遺憾的是，多年來，我國的教育部和教科書審查單位對這種現象亦習以為常。全世界最具權威地位的三家教育測驗或評量機構分別是 ETS，CTB，ACT。透過併購結盟，CTB/McGraw-Hill 現在已經在全美各州和全球許多英語國家廣設辦事處，而且其營收獲利已經遠遠超越 ETS 和 ACT（圖 2-2）。藉此，麥格羅希爾亦從 CTB 獲得有關教育測驗和教學評量的許多關鍵技術，進而順利開發出「線上診斷評量系統」。

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圖 2-2 CTB/McGraw-Hill 網頁就教育市場的規模大小而言，就是因為麥格羅希爾非常瞭解教育市場的規模有多大，所以當初它才敢砸下重金，併購許多相關機構或公司（例如 CTB）。這完全是因為麥格羅希爾充分瞭解，它可以將這些被它併購的機構或公司統整一個更堅強的團隊，在教育市場大幅擴張版圖，並且賺取更龐大的利益。果然，現在，教育部門每年為它賺到 220 億新台幣的淨利，而且其營收獲利仍在成長中。此事充分証明麥格羅希爾非常瞭解教育市場的規模有多大。就教育市場的基本生態而言，就是因為麥格羅希爾非常瞭解教育市場的基本生態主要是由教師、學生、家長、教育行政人員等這四類人物組成。在這四類人物的互動過程中，教師與學生是居於樞紐位置。所以麥格羅希爾教育部門就將經營策略的重心優先鎖定在教師與學生身上，將公司的宗旨明訂為「協助教師教

學，以及協助學生學習」（To help teachers teach and students learn），或是「我們

必須先協助教師，以便教師更有能力去協助學生」（To help teacher help the child）。

基於這個宗旨，麥格羅希爾才會費力地將各級學校各學科許多種相關的教科

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導書籍、實驗參考手冊、課外讀物、童書等等數位化，並且將這些數位內容切割、重組、整合成各級學校的各學科知識庫。然後，麥格羅希爾又開發「教科書線上服務平台」，讓教師可以上網，方便地對各學科知識庫，進行搜尋、瀏覽和選購符合自己所需的教材。此事可以證明麥格羅希爾盡力落實「協助教師教學」的宗旨。也是基於這個宗旨，麥格羅希爾才會繼續應用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」，好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，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。此事可以證明麥格羅希爾盡力落實「協助學生學習」的宗旨。之前提及，麥格羅希爾的線上服務模式可分為「教育內容線上服務」和「專業內容線上服務」兩大部份。不論是「教育內容線上服務」和「專業內容線上服務」，都牽涉到超大型電腦資料庫的應用。例如，就「教育內容線上服務」而言，主要包含有各級學校各學科的知識庫，「教科書線上服務平台」，以及多種「線上教學平台」與「線上診斷評量系統」。再就各級學校各學科知識庫而言，主要包含有許多種相關的教科書、講義、活動材料、練習材料、作業材料、評量材料、課外補充教材、考試指導書籍、實驗參考手冊、課外讀物、童書等等的數位內容。由此可知，學科知識庫就是一個超大型電腦資料庫，其體積決不亞於大英百科全書。總之，麥格羅希爾充分應用關鍵技術，克服許多難題，並且營造大家都獲利的局面。不過，麥格羅希爾的關鍵技術不只是「知識結構分析」或「充分取得相關機構的合作」兩項而已。前述提及，教育市場的基本生態主要是由教師、學生、家長、教育行政人員

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等這四類人物組成。由此可知，教師、學生、家長、教育行政人員就是麥格羅希爾教育產品的主要消費者。麥格羅希爾經常調查這四類消費者的需求，而且在設計各種產品或擬定銷售計畫時，力求滿足這四類消費者的需求，因此它才能獲得消費者的熱烈支持，讓業績持續成長。為了滿足教師的需求，麥格羅希爾費力地將各級學校各學科許多種相關的教科書、講義、活動材料、練習材料、作業材料、評量材料、課外補充教材、考試指導書籍、實驗參考手冊、課外讀物、童書等等數位化，並且進行相關的知識結構分析。接著，麥格羅希爾將所有相關書籍的數位內容，按照相關的知識結構，進行切割分解，然後，再根據各年級各學科的共同知識結構，重新組合成各年級各學科的學科知識庫。然後，麥格羅希爾又開發「教科書線上服務平台」，讓教師可以上網，方便地對各學科知識庫，進行搜尋、瀏覽和選購符合自己所需的教材。此舉減輕老師許多有關教學、教材、練習、作業、評量、課外教材等等的準備工作。「教科書線上服務平台」是智慧型網路服務系統，它具有強大功能。例如，有一位國小五六年級數學科教師可能連線國小高年級數學科知識庫，要搜尋有關「圓柱體體積」的資料。透過智慧型網路服務系統的協助，他可以快速地找到相關的教材、講義、教具、圖表、練習單、活動單、作業單、評量試卷或相關教學指引等等。而且，他所找到的相關資料的份量也相當多，例如，教材、練習單或作業單的份量大約有五至八份。亦即，學科知識庫必須提供教師，足夠份量的資料，讓教師根據其個別情況的實際需求，在線上挑選出他所需的資料。若這位教師不知如何挑選，這個智慧型網路服務系統還可以自動替他挑選適用的資料。當然，其自動挑選程式的演算法是根據某些客觀資料和合於科學邏輯的法則，絕不是簡單的隨機挑選機制而已。另外，透過「線上教學平台」與「線上診斷評量系統」，教師可以在線上指定練習單、活動單、作業單、評量試卷等等，好讓學生在家中，上網做作業或接受評量。由於「線上教學平台」與「線上診斷評量系統」也是智慧型網路服務系統，所以它可以立刻批改作業或閱卷計分，並

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且將結果通知教師與家長。此舉減輕老師許多有關批改作業或閱卷計分的工作負擔。為了滿足學生的需求，麥格羅希爾開發多種「線上教學平台」與「線上診斷評量系統」，藉以協助學生做作業或準備考試功課。例如，當學生在家中做作業時，如有疑問，則可以上網從「線上教學平台」獲得適當的協助。如果教師所指定的是線上作業，則學生可以上網做作業。線上教學與評量系統可以自動批改作業，要求學生訂正錯誤，並且將結果通知教師與家長。總之，麥格羅希爾的線上教學與評量系統可以協助學生做作業，大幅減輕學生的作業壓力。此外，對於準備考試功課，麥格羅希爾的線上教學與評量系統也可以協助學生，整理出考試重點。好讓學生把握重點，提高讀書效率。當學生做好準備時，可以在家中，上網做「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弱點，立刻製作詳細而且精確的診斷報告，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線上補救教學課程。必要時，上述程序可以自動重複多次，直到學生達成預訂目標為止。由此可知，麥格羅希爾的線上教學與評量系統不但可以協助學生準備考試功課，也可以提高學生準備考試功課的效率，大幅減輕學生的考試壓力。俗云「天下父母心，望子成龍，望女成鳳」，亦即，全世界大多數家長對子女的期望是：希望子女在校名列前茅，或者成績至少要及格。大多數家長更希望子女高中名校，或者不要名落孫山。其實，家長對子女的教育期望、子女的潛能、子女的用功情況或子女的實際成績，三者之間未必是一致的。因此我們該如何做，才能滿足家長的需求？經過多年的探索，麥格羅希爾或大多數教育學者都認為最佳的解決方案是：盡力獲取最詳細而且精確的資訊，誠實報告家長，並且建議合理的教育期望。前述的線上教學與評量系統會自動記錄學生做作業、準備考試功課或診斷評量等的許多詳細資料，藉此綜合評定學生的潛能、用功情況或實際成績，並且自動報告家長與教師，並且建議合理的子女教育期望。前述提及，

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線上教學與評量系統能夠協助學生做作業，解答相關課業問題，協助學生準備考試功課，提供診斷評量，安排線上補救教學等等。同時，它也會自動紀錄學生的實際表現，並且自動報告家長與教師。此舉可以大幅減輕家長督導子女課業的壓力。全世界各國的教育行政機構和一般政府機構或國營事業的基本需求都是：以有限的預算，創造最顯著的政績。正如教師的待遇不高一樣，全世界各國的教育預算都相當緊絀。因此，任何新政策都必須顧及教育預算緊絀的問題，否則將難以成功實施。但是，若有任何新政策可以不增加教育預算，或者，甚至是可以節省教育預算，則這些新政策必然成為教育行政機構的最優先任務。當電腦網路時代興起，在美國、加拿大、澳洲等許多英語系國家的教育行政機構已經發現，投資各學校的網路設施，再加上麥格羅希爾的優質網路教育資源，可以為他們撙節不少教育預算。所以這些國家的教育行政機構都已經熱烈擁抱網路時代所帶來的益處。此事的主要原因是：這些國家幅員遼闊，有許多散置在偏遠地區或高山地區的小型學校。這些學校一向是教育行政機構教育預算的沉重負擔。而且，由於教師編制有限，這些學校大都採混齡編班的教學方式。這種教學方式的成效相當有限。不過，即使採混齡編班，由於每班學生人數太少，造成這些學校的最大支出始終是教師的薪水。另外，也因為教育預算緊絀，這些學校的圖書和其他教學資源也相當短絀。近年來，這些地區的學校獲得聯邦政府教育部、資策會、網路通訊委員會、州政府教育廳等多個政府單位的聯合專案補助，以及相關 ISP 廠商所提供的優惠方案，建置光纖網路和相關電腦設施。再加上麥格羅希爾也以優惠方案提供優質的網路教育資源。這些地區學校的教學方式已經改採每位學生個別的線上教學與評量課程。因此，這些學校就不再需要那麼多教師員額。這些學校只留下少數的駐校教師，負責督導學生按時上網，進行線上教學與評量課程，以及擔任體育、藝能或其他課程的教學。另外，為了補強線上教學與評量課程的成效，教育行政機構還將這些學校釋出的教師員額，挑出一部分，組成各學科巡迴

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教師輔導團，定期派員至這些學校，對學生加強各學科的輔導工作。如此一來，教育行政機構可以撙節許多人事預算。還有，因為透過網路，學生很容易就可以蒐集到非常多與課程相關的資料，或是課外讀物的資料。因此，這些學校不再需要那麼多圖書或其他教學資源，所以教育行政機構又可以撙節不少相關的教育預算。從以上得知，一個好的線上診斷評量系統不僅可以解決教師在教學的問題，也讓學習者可以知道自己在學習的瓶頸，甚至也可以幫助教育行政機構在資源的困處。但一個好的線上診斷評量系統是不易開發的，目前坊間也是有相關學者或是出版商從事線上診斷評量系統開發，不過所開發出的系統充其量只不過是線上題庫系統，教師、學習者或是教育行政機構均無法獲得幫助。

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第二節知識結構

每個人都是透過學習來獲得知識，從在母親的肚子裡就開始不斷地學習，在這些學習過程中，開始在大腦裡留下記憶。這些記憶中，有些記憶會隨著時間的流逝而淡忘，有些記憶則不受時間的影響而一直深刻的留在大腦裡。不論這些記憶是從何來、何時來、包含什麼，有一部份的記憶可稱為「知識」。一般而言，被稱為「知識」的記憶是比較理性的、客觀的、清楚明確的。知識是由許多片段零碎的「小知識」集合而成。這些「小知識」之間常存在著某些關係，形成某種組織或系統。每個人在解決問題時，不僅需要運用這些「小知識」，還需要運用這些「小知識」之間的關係、組織或系統。我們用「知識結構」一詞來表達這種現象。例如：某人陸續學會加法、減法、乘法和除法，若這個人不繼續學習這四種算法的綜合應用技術，則他將難以答對四則運算的問題。也就是雖然這個人已在腦中形成四則運算的知識結構，但這個知識結構還不是完整或成熟的，因為它仍缺乏加減乘除之間的關係、組織或系統。由此可知，每個人都有自己的知識結構，不同的人所擁有的知識結構都有獨特之處，也有相同之處（鄭富森，1995）。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。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 & Norman（1985）認為一個好的知識結構表徵系統，必須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。「知識表徵」是指個體將各種知識轉換成可處理的訊息，此種轉換過程，即是知識表徵的歷程，它涉及了以概念代替實物的歷程，以及心理活動過程中產生的各種內在心像（余民寧，1997）。

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關於知識結構的理論，Morton & Bekerian（1986）主張將其分成『語意網路理論』與『基模理論』兩種，其中語意網路理論較強調知識在大腦記憶中的組織方式，而基模理論則較重視知識在大腦記憶中的運作歷程。語意網路理論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，因此，節點間的連結關係，以及概念節點如何促使網路的活化，是語意網路理論探討的重心；基模理論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，訊息的儲存與提取、行動程序的組織、目標的設定等方面，才是基模理論關注的焦點。

壹、語意網路理論（semantic network theory）

Quillain（1968）從探討長期記憶表徵方式的研究中，首先提出了語意網路的主張。自從 Quillain（1968）提出語意網路主張後，就陸續有學者提出一些語意網路的模式，邱上真（1989）綜合 Rumelhart ＆ Norman（1985）的看法，認為語意網路會受重視的原因，主要具有下列幾項特徵：一、統整性（integration）：語意網路能將凡具有密切相關的概念聚集在一起，而且關係越密切，物理距離可能就越近，或相互間的聯結線可能就越多。二、精簡性（parsimony）：同一概念盡可能只用一個節點表示。三、抽象性（abstraction）：語意網路用語意來表徵知識而非用句子中的每一個字。四、多樣性（versatility）：影像或動作可用一系列的命題來表徵。五、可加性（addibility）：新的命題可隨時加入已存在的語意網路中。六、可視性（visibility）：語意網路能以平面圖的方式表徵知識，可使人對知識結構一目了然，具有視覺效果。七、自足性（self-sufficiency）：每一個語意網路都可以充分表達某一群概念間的關係。八、直觀性（intuitivity）：語意網路儘管用命題作為知識結構的最小單位，但它仍然盡可能地配合人類使用語言的一些自然習慣。

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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 & 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

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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。本研究所提出知識結構為基礎之網路診斷評量，以語意網中的「節點」表徵「概念」，「聯線」表徵「關係」，透過概念的節點、表示關係的聯線與受試者的建構，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；藉網路診斷評量系統隨時了解學習的狀況並迅速確實診斷出學習的成果。

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第三節單選題型與新式題型

壹、單選題型

單選題型專指傳統紙筆測驗（traditional paper-and-pencil test）中的單選選擇題，本系統中為了與新式題型作區分，特別稱之為「題型 B」。其試題結構包含兩部份：一為題幹（Stern），由直接問句（Direct Question）或不完全敘述句（Imcomplete Statement）構成；二為選項（Option），由一個正確或適合的選項及三至五個誘答選項組成（張維倩，2001；洪世聰，2004）。本研究採用一個正確或適合的選項搭配三個誘答選項組成一題單選選擇題。一、選擇題的特性 (一) 選擇題的適應性大，大多數的教材均可採用此法命題。此外，凡是其他型式命題的題目，都可以改成選擇題題型。 (二) 選擇題提供選擇的選項愈多，猜對的機率愈小，可靠性也高。 (三) 設計理想的選擇題，可以測出推理、思考、統整、批判等複雜的心理能力，而非零碎知識的再認和強記。 (四) 選擇型試題，學生作答和教師評閱簡單方便，答案固定，計分快速、客觀。 (五) 選擇題錯誤選項的編擬需有邏輯的似真性（誘答力）。 (六) 選擇題是各類試題中使用最為廣泛的一種題型。二、選擇題的優點（何世欽，2001；張維倩，2001；梁琬菁，2001；洪世聰， 2004）（一）選擇題具有診斷的效果。

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教師可從學生選的錯誤選項中發現其錯誤觀念為何，適時予以矯正。（二）選擇題可以避免簡答題常出現的題意不清現象。由於選擇題提供了幾個選項，使得問題之情境更富有結構性，故可避免題意不清的情形。（三）選擇題的編製較配合題容易。編製配合題需要找尋一系列同性質的材料，譬如互相關聯的概念、因素等，而選擇題僅測量單一概念，故較容易編製。（四）最佳答案型式的選擇題可以避免是非題題意不清的缺點。是非題的敘述有時並非是絕對的對或錯，而是適切程度之不同，所以學生有時很難加以判斷，如果採用最佳答案型式的選擇題，則學生可從並列的答案中，尋找一個最佳的答案。（五）選擇題可以適用於各種不同層次學習結果的測量。選擇題除了可測量簡單的學習結果之知識層次外，尚可有效測量理解、應用、分析、綜合、評鑑等複雜的學習成就結果。（六）選擇題可以藉由調整選項的同質性進而控制試題的難度。三、選擇題的缺點（一）選擇題適於測量語文的學習結果，其呈現給學生的問題都是語文的假想問題而非真實的情境，故僅能測量到當學生面臨問題情境時，是否知道或瞭解怎麼做，而無法知道學生在真實問題情境中會有的表現。（二）選擇題需編製具邏輯似真性的誘答項，而誘答項的編製較困難。（三）命題技巧不精熟時，容易導致題目僅在測量知識記憶的層次。

貳、新式題型

新式題型專指國立台中教育大學教育測驗統計研究所鄭富森教授針對「高職免試登記入學方案」研發的新式選擇題題型（簡稱「新式題型」）。命題原則乃

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根據現代測驗理論與參酌先進國家採行的開書考試（open book test）精神，出題以學生真實的生活經驗為主，著重概念的理解，生活化是命題的最高原則（鄭富森，2000）。此命題原則與傳統考試的命題原則有顯著的不同，著重概念的理解，可同時測量幾個或一個核心概念，對不同階段能力值的受試者而言，可反映出與其能力相符的得分期望值，使高學習成就者有發揮的空間，低成就學習者者也有得分的機會。此種題型適合以電腦進行測驗與閱卷。以本研究為例，每題新式題型可包括五個小題，有十個答案選項，對於有準備的受試者，答對的機會為二分之一，如果受試者想要隨便猜測，則答對的機會就降低成為十分之一。本系統中為了與單選題型做區別，以「題型 A」來表示。其題型架構包含三部份，一為題幹，呈現題目的所有訊息，包括內文、相關的公式或提示；二為問題，是針對題幹所延伸設計的部份，問題的內容須和題幹有關；三為答案群，是針對問題設計的選項（鄭富森，1998）。本研究採一組題幹，五個問題，搭配十個選項。每個問題彼此獨立，沒有因果關係，答案群內的選項依問題而設計。編擬試題時，問題一定是由題幹發展出來，切忌單獨出題(張維倩，2001)。一、新式題型的優點 (張維倩，2001) （一）問題可以多種形式呈現。題組內的問題可以多種形式呈現，以語文科為例，如看圖回答問題、克漏字、閱讀選配主題、完成句子或對話、整段閱讀再回答問題…等，凡是以開書考試為命題精神的試題，均可改編為新式題型的試題。（二）符合公平原則。新式題型有開書考試的精神，但無其缺點，例如：不同的家庭提供給

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學生參考的書籍有數量及種類的差異，評量過程多了家庭因素的變項是不公平的。新式題型在題幹就將有關的訊息呈現，可說每位學生對題目的立足點是一樣的，題目的答對或答錯各憑學生的本事。（三）閱卷便利。新式題型是單選題、多重選擇題及整合式選擇題組成的新型態測驗題型，保留了以上題型的優點，適合於電腦閱卷、計分，應付大型考試。（四）問題與題幹密切結合。新式題型的問題與題幹緊密結合，所以新式題型可作更多樣的變化，可根據題幹延伸設計出局部性或整體性的問題。（五）真正符合受試者的能力。答案選項的數目可控制題目的難度與猜測率，對於不同能力值的受試者而言，可反應出與其能力較相符的得分期望值，呈現其真正能力。二、新式題型的缺點：（一）受試者的閱讀能力會影響答題表現。新式題型的題幹及問題多以文字敘述呈現，進行測驗時，命題者編擬的試題使用的詞彙若超出受試者的語文程度，將會影響其答題表現。（二）新式題型較難命題。命題者要先思考「題幹」的核心概念，再對該概念命題，依問題編排正確答案及誘答選項，選項間不可衝突，以免正確答案可能不止一個。（三）受試者容易發生技術性的失誤。「新式題型」也是選擇題的一種，所以通常也會要求受試者以電腦劃卡的方式作答，便於以電腦閱卷，「新式題型」的答題方式又比一般選擇題複雜，因此受試者在劃卡時較容易出錯。

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第三章研究設計

本研究旨在參考現有之網路評量文獻及系統，發展一套以知識結構為基礎之網路診斷評量系統，根據九年一貫能力指標，透過專家知識結構分析，編製試題並建構出網路診斷評量，診斷學生學習的情況，提供師生「敎」與「學」的參考。故以下依序說明研究流程、系統設計、系統建置和系統試用等，共分為四節，說明如下：

第一節研究流程

本研究主要參考麥格羅希爾(McGraw-Hill)線上評量平台為設計原則，再以國內的教育現況，加以修改依其可以符合國內現狀。目前國中小的教育核心以九年一貫能力指標為依據，本系統仍依此標準，並依其學科能力指標作知識結構分析，希望可以發展出適合目前國中小線上診斷評量系統。研究流程步驟如下圖3-1 所示：

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圖 3-1 研究步驟圖系統設計系統架構系統功能系統規格系統建置文獻探討開發工具網頁技術資料庫格式試卷編製系統試用試用結果分析 _{分析結果及建議} 分析教材建立解題概念表試用步驟及對象撰寫研究報告

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第二節系統設計

本節就本系統的功能規劃、規格與其要達成的目標加以說明。

壹、系統功能規劃

本系統是設計給教師與學生使用，依其使用者身份不同，又規劃設計出十二種不同功能模組給予使用。此十二種功能模組詳述如下：一、登入模組開始使用本系統，使用者必須先輸入帳號密碼，此模組會檢查使用者帳號密碼是否正確，若帳號密碼均正確，會依其使用者的身份，進入本系統中的教師功能選單畫面或是學生功能選單畫面。本登入模組畫面參考麥格羅希爾(McGraw-Hill)評量平台登入畫面（圖 3-2），以簡單明瞭方式呈現。圖 3-2 麥格羅希爾 CTB 平台登入畫面

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二、帳號管理模組此功能模組是提供給教師使用，教師可以利用此模組來新增、刪除與修改屬於自己學生帳號密碼等資料。三、試題管理模組教師可以利用此模組來管理題型 A 與題型 B 的試題資料，教師可以新增新增、刪除與修改試題資料。四、成績模組本模組參照麥格羅希爾 CTB 平台與 ETS 的診斷報告方式，如圖 3-3、圖 3-4、圖 3-5、圖 3-6。教師可以利用此模組來查詢全體學生與單一學生在評量試卷的成績與診斷報告。圖 3-3 麥格羅希爾 CTB 平台 1

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圖 3-4 麥格羅希爾 CTB 平台 2

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圖 3-6 ETS 診斷報告 2 五、試卷管理模組教師可以利用此模組新增、刪除與修改自己試卷，教師可以設定試卷的包含資料狀態，如：測驗的時間、試卷是否已經考過的狀態與試卷所包含的試題。六、評量測驗模組教師在出完一份試卷後，在給學生評量前自己可以先評量測驗。而學生在利用此模組參與評量測驗時，在其畫面會顯示測驗的倒數時間，來提醒學生作答速度是否過慢。七、資源共享模組在教師教學過程，如果有好的教學資源，教師可以利用此模組來彼此分享其教學資源。八、個人工具模組

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使用者可以利用此模組來修改自己的個人資料。九、收發信件模組本模組不用透過 SMTP 方式，使用者可以利用此模組來與想要聯絡的教師或學生互相通訊。十、討論區模組此功能模組提供主題式，讓使用者可以針對該主題進入討論，達到教學相長之效。十一、系統說明模組此模組是提供使用者第一次使用時，系統給予協助使用者來使用本系統之功能。十二、留言版模組此模組主要是提供給學生使用，學生可以利用留言版來增進同學之間的情感，當然教師也可以使用該模組，增加學生之間的互動。

貳、系統規格

本研究所整合的線上診斷評量題庫系統，將以 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： Pentium 4 3G ，RAM 2G，硬碟 160GB，網路卡傳輸效率 100 MB/S 的伺服器平台。二、作業系統：

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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）。

參、達成目標

本系統預期達成下列的目標：一、本系統以目前全球普遍流行的 web browser 為操作介面，無需額外下載外掛程式或進行任何安裝，能上網的電腦就能建立試題題庫或進行測驗。二、登入系統方面除了身份驗證，防止被有心人士濫用，維護系統及資料庫安全之外，並且要簡單明遼，以方便使用者的施用。三、整合出以知識結構與能力指標為基礎的題庫，並借這個題庫達到診斷學生弱點，幫助教師該善教學品質的期許。四、新增試題或上傳自編評量檔案時，讓教師輸入試題或評量之預估難度，作為使用者在挑選試題或評量時參考的依據。五、在挑選試題形成一份試卷時，提供每一試題被選為試卷試題的次數，讓教師斟酌試題是否需要修改，避免試題曝光率過高，造成有的學生看過該題，而影響考試的公平性。六、教師選出試題形成試卷後，可以配合實際教學需求，進行試卷內試題之修改，成為一份量身訂作的試卷。七、提供教師上傳自編評量檔案，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

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檢索功能，用關鍵字搜尋，讓教師能共享評量資源。九、學生作完試卷後，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，且有診斷報告可以明確指出學習盲點。十、在測驗過程中，若試卷內試題有誤時，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，透過即時訊息傳送警語，適時嚇阻。十一、討論區與留言版提供學生發問的空間，作為師生交流的園地，也讓不擅言語表達或害羞內向的學生有抒發的管道。十二、利用本系統建立試卷時，會要求教師設定該試卷的密碼，班級在統一進行測驗時，主試者再宣佈進入測驗的密碼，可確保測驗的公平性與安全性。十三、本系統能達到便利地使用瀏覽器建置新式題型題庫與進行測驗，使符合教育改革理念的新式題型能推廣至國小階段，並使教師熟悉新式題型的優點，加以推廣使用，以評量方式的改變影響教師的教學態度及教學策略。十四、學生在作答時，系統會顯示考試倒數的時間，來提醒學生作答速度是否過於太慢。

第三節系統建置

本節就本系統在建置時，對開發工具、網頁技術與資料庫格式，作一個詳細的說明。

壹、開發工具

研究者在探討與評估本研究之後，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

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2004 為系統開發建置工具。

貳、網頁技術

本系統將採用三層式主從架構， Web Server 為此架構的特色，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（何榮桂等，

1997），這樣的架構可大幅減輕伺服器端（server）和用戶端的負擔，並加快程式執行的速度。因此基於上述原因，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線上診斷評量題庫系統。

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，預計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、試題資料表：計錄建立試題之教師帳號，及相關資料。二、試卷資料表：計錄建立試卷之教師帳號、試卷名稱、試卷密碼、建立試卷的時間、試卷所屬之班級、測驗時間和考試狀況。三、試卷內試題資料表：計錄試卷內各試題之各項欄位資料及受測班級代碼。

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四、師生資料表：計錄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。五、傳統試題資料表：計錄傳統單選題的結構及屬性。包含對應之能力指標、題幹、問題、選項、答案、圖片位置、提供者、被選為試卷試題之次數和試題預估難度。六、新式題型資料表：計錄新式題型的結構及屬性。包含對應之能力指標、題幹、問題、選項、答案、圖片位置、提供者、被選為試卷試題之次數和試題預估難度。七、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。八、留言板資料表：記載留言者帳號，及留言的時間、內容、主題、日期和留言板名稱等相關資訊。九、知識結構與九年一貫能力指標資料表：紀錄各個知識結構與能力指標的對應連結關係。十、成績資料表：計錄測驗後之各項資料。包含學生帳號、所屬班級、試卷名稱、成績分數、學生作答情形、試卷標準答案、受測時間和受測電腦 IP。

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第四節系統試用

本系統在規劃時，因礙於時間與人力的限制，只能先限定於國中小的校園使用，等到建置系統完成時，還需國中小的教師來試用，依其試用情形，再針對於試用時，所產生的問題或是狀況，來對本系統稍作修改與建議，以期能更符合國中小教師對於診斷評量的需求。所以，研究者與本研究團隊其他研究者合作，先針對部分學科與年級作試用。因本系統有提供診斷報告的功能，為了要讓診斷報告精確分析出學生在學習上的錯誤概念，必須要先作教材的知識結構分析，依其分析後的結果，作出解題概念表。為了要使本系統可以在不同學科可以使用，本團隊先挑出國語科、數學科、自然科與社會科，再針對這四個學科，各挑出一個小單元來作測試。就研究學科與單元、研究樣本與試用流程三部分說明如下：

壹、研究學科與單元

與本團隊的研究者合作；與林育德（2007），針對小學「數學科」的「體積與表面積」單元。與周侑儒（2007）研究者，針對小學「數學科」的「重量」單元。與陳漢洲（2007）研究者針對中學「數學科」的「一元一次方程式」單元。與黃嬿安（2007）研究者針對小學「國語科」的「月光下」與「油桐花開」兩課，。與廖采行（2007）研究者針對小學「自然科」的「燃燒」單元。與余建曄（2008）研究者，針對小學「數學科」的「多邊形與內角和」單元。與田文雄研究者，針對小學「社會科」的「臺灣的藝文」單元。

貳、研究樣本

一、教師方面：擬以國中、小合格教師約 251 人為研究對象。二、學生方面：擬以國中、小共約 1700 人為研究樣本。

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參、試用流程

一、教師方面：擬利用教師週三進修時間，長約一個小時，前 30 分鐘進行各項功能說明及指導操作，後 20 分鐘讓教師自行練習，最後 10 分鐘實施教師經驗問卷調查。大致施測過程如下： 1. 受試教師進入電腦教室後，採一人一機的方式施測。首先由主試者說明本系統的進入方式和操作流程。 2. 由主試者示範本系統各項功能及操作，再由受試教師實際操作一次。操作功能包括：系統註冊及登入、建立新試題、試卷、修改試題、試卷、模擬評量測驗及進行成績查詢診斷及資源分享區的教學資源等功能為主。 3. 經由老師實際上線操作各項功能後，進行試用經驗問卷的調查，由主試者說明問卷之填答方式及注意事項。透過教師試用經驗問卷的填寫，了解系統各功能實際操作的優缺，並做成統計分析資料。二、學生方面：施測時每次以一個班級為單位，利用電腦課及彈性課程共約 80 分鐘時間，前 10 分鐘為施測說明，緊接 35 分鐘開始施測，施測結束後，受試者利用 5 分鐘瀏覽測驗結果，剩下 30 分鐘為說明並實施問卷調查的時間。詳細施測過程如下： 1. 受試者進入電腦教室後，採一人一機的方式施測。首先由主試者說明本系統的進入方式和測驗流程等。 2. 透過全體廣播指導每位受試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，主試者公

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布試卷密碼。施測即正式開始。 3. 35 分鐘後測驗結束，主試者請所有受試者瀏覽測驗結果，五分鐘後發給試用經驗問卷，主試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。由於測試科目不同而測試時間會有些許差異，但大致上流程為上述三個步驟。

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第四章研究結果與討論

本章主要說明如何利用知識結構來實作網路評量診斷系統，並與其他研究者合作試用，針對試用後的建議與意見加以修改，以期能符合國中小學教師的需求。本章分為系統功能流程、系統功能、系統建置與試用結果分析等四大節，敘述如下。

第一節系統功能流程

本系統功能流程如下圖所示（如圖 4-1）：

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圖 4-1 系統功能流程圖

第二節系統功能

本系統使用身份分為教師與學生兩種不同角色，茲分別敘述如下。

壹、教師功能說明

一、註冊功能：當使用者要註冊一個新帳號時，可以選擇登入畫面中的「註首頁未註冊已註冊註冊頁面比對註冊資料儲存註冊資料比對帳號密碼顯示錯誤未通過未通過通過通過功能選單試題管理成績查詢試卷管理評量測驗資源共享個人工具收發信件系統管理討論區留言板登出

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冊」按鈕（如圖 4-2），之後再依序輸入要註冊的新使用者的帳號與密碼等資料（如圖 4-3）。圖 4-2 登入畫面圖 4-3 註冊畫面二、登入功能：使用者若要使用本系統，必須要輸入帳號與密碼，系統會依據使用者所輸入的帳號與密碼來檢驗是否為有效的使用者。若輸入正確，系統會依使用者的身份來開啟不同的功能選單畫面。若輸入錯誤，則會顯示錯誤的畫面（如圖 4-4）。

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圖 4-4 登入失敗畫面

三、試題功能：本功能為提供教師可以新增與修改試題之用。但因本系統

提供兩種不同題型，所以會出現一個子功能選單，可讓教師來選擇何

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圖 4-5 試題功能選單畫面一、新增「題型 A」試題：題型 A 的試題是指由鄭富森教授所研製新式題型。要新增試題前，必須先選擇該試題的所屬領域與年級（如圖 4-6）。之後再選擇該試題所屬的九年一貫能力指標（如圖 4-7），選定後就可以輸入該試題的難度、題目、內容、問題、答案與選項等資料，該試題若有要顯示圖片，則可選擇「上傳圖片」按鈕來上傳（如圖 4-8）。

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圖 4-6 選擇領域與年級

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圖 4-8 輸入「題型 A」試題畫面二、新增「題型 B」試題：題型 B 的試題是指四選一的單選選擇題。其新增的流程如上述新增「題型 A」功能雷同，故不贅述。三、修改我的試題：此功能提供教師可以編輯與預覽屬於自己所新增的試題，其試題包含題型 A 與題型 B 兩種（如圖 4-9）。當教師按下「編輯或檢視」的超連結後，系統會顯示要編輯的試題畫面（如圖 4-10），教師就可以修改試題的資料，編輯完成後，教師必須按下「完成」的按鈕，該試題才算是編輯完成。

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圖 4-9 教師進入編輯或檢視試題畫面

圖 4-10 修改試題畫面

四、試卷管理：此功能提供教師新增試卷與修改試卷內的試題之用。

1、_{新增試卷：當教師要新增一份試卷時，必須要先選定該試卷所屬} 的領域、年級與試題難度（如圖 4-11），之後再挑選要測驗的九

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年一貫能力指標（如圖 4-12），教師就可以挑選系統中符合條件

的試題（如圖 4-13），最後教師必須輸入試卷名稱、密碼與測驗

時間（如圖 4-14），才算完成新增一份試卷。

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圖 4-12 選擇能力指標

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圖 4-14 輸入試卷資料畫面 2、_{修改試卷：教師可以使用本功能修改或刪除自己曾組的試卷內容} （如圖 4-15）。可以直接點選該試卷前的「編輯」按鈕來修改該試卷內的密碼與測驗時間（如圖 4-16），按「刪除」按鈕來刪除該試卷，如要設定試卷狀態，可按「未考」或「已考」來設定該試卷是否測驗過，試卷狀態若為「已考」，該試卷則不會顯示在學生要測驗的試卷中。

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圖 4-15 教師曾組過的試卷列表

圖 4-16 編輯試卷密碼與測驗時間

五、成績查詢：在此功能下，本系統提供四種子功能來讓教師選擇，此四

種子功能分別為「各題答對查詢」、「依試卷查詢」、「依個人查詢」與

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1、各題答對查詢：教師可以透過此功能來瞭解全班學生某一試卷所有題目的學生答錯情形與答對率，而系統會顯示出該題有哪些學生答錯與其答錯的選項，提供給教師當作補救教學參考（如圖 4-17）。圖 4-17 學生答錯試題畫面 2、_{依試卷查詢：此功能會顯示全班學生對某一試卷的成績、作答情} 形、考試時間與上網測驗的電腦 IP 位置，下方則會全班成績長條圖（如圖 4-18）。

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圖 4-18 全班學生試卷成績

3、_{依個人查詢：教師可以查詢某一學生的所有試卷成績、作答情形、} 考試時間與上網測驗的電腦 IP 位置等資料（如圖 4-19）。

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圖 4-19 查詢某一學生試卷成績 4、_{依試卷能力指標診斷：教師可以利用此功能來瞭解全班學生對某} 一試卷的診斷報告，透過診斷報告來作為其補救教學指引。其診斷報告分別為下列五種，「能力指標診斷」（如圖 4-20）、「單元名稱診斷」（如圖 4-21）、「單元目標診斷」（如圖 4-22）、「教學活動診斷」（如圖 4-23）與「小概念診斷」（如圖 4-24）。

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圖 4-20 能力指標診斷

圖 4-21 單元名稱診斷

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圖 4-23 教學活動診斷

圖 4-24 小概念診斷

六、評量測驗：當教師新增或修改試卷後，可以使用本功能來模擬學生在

測驗試卷時，試卷的試題與答案是否有錯，或者評估作答時間是否充

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圖 4-25 輸入測驗試卷與密碼

利用知識結構實作網路診斷評量系統

國立台中教育大學測驗統計研究所理學碩士論文

指 導 教 授： 鄭 富 森 博士