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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:應鳴雄
研究生(外文):Ying, Ming-Hsiung
論文名稱:以語意分析及Bloom理論為基礎之線上測驗輔助及智慧型評分系統
論文名稱(外文):A Study on Computer Aided Testing and Intelligent Scoring: Based on Semantic Analysis and Bloom's Taxonomy
指導教授:楊亨利楊亨利引用關係
指導教授(外文):Yang, Heng-Li
學位類別:博士
校院名稱:國立政治大學
系所名稱:資訊管理研究所
學門:電算機學門
學類:電算機一般學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:157
中文關鍵詞:Bloom教育目標分類線上測驗系統本體論電子化學習填充題
外文關鍵詞:Bloom’s TaxonomyOn-Line TestingOntologyE-LearningFill-in-Blank Items
相關次數:
  • 被引用被引用:2
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隨著電子化學習(E-Learning)環境技術的普及,線上學習與線上測驗已成為資訊教育的重要議題。但是因為填充題及問答題等測驗類型在線上測驗系統上實施有許多問題需克服,當線上測驗系統提供填充題及問答題等題型測驗時,將會產生嚴重的測驗評分等化(Equation)問題。目前線上測驗系統大多仍以是非題、單選題及複選題等題型為主,雖有少數線上測驗系統提供填充題及其他開放式填答的測驗類型,但仍未針對受測者填答之答案進行的語意自動評分。
Since the rapid E-learning development, the online learning and testing have been important topics of information education. Currently teachers still need to spend much time on creating and maintaining on-line testing item banks. Some researches have applied the new Bloom's taxonomy to design meaningful learning assessments. This research has applied ontology, Bloom's taxonomy, Chinese semantic database, artificial intelligence, semantic web, to design an on-line course learning system to assist teachers in creating test items.
中文摘要 I
英文摘要 II
目錄 Ⅲ
圖目錄 Ⅵ
表目錄 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 2
第三節 研究程序 3
第四節 基本假設 4
第五節 研究範圍 4
第六節 研究限制 5
第七節 論文結構 5
第二章 文獻探討 7
第一節 網路教學 7
第二節 建構主義 9
第三節 本體論 9
第四節 中文自動斷詞與中文結構 11
第五節 語意網與超文字文件結構 13
第六節 詞彙網路 14
第七節 測驗形式之演化 15
一、傳統測驗 15
二、電腦輔助測驗 15
三、網路測驗 16
四、人工智慧與模糊理論在測驗系統的應用 17
五、線上測驗系統及智慧型測驗系統發展 18
六、國內知名線上測驗系統功能與本研究系統預期功能之比較 18
第八節 BLOOM認知分類理論 20
第九節 測驗題型與試題發展原則 24
第十節 測驗回饋 28
第三章 雛型系統設計 30
第一節 評分效力問題來源先導研究階段 30
一、研究設計 30
二、先導實驗結果簡述 30
第二節 教師發展測驗題庫的能力及問題先導研究階段 31
一、研究設計 31
二、先導實驗分析結果 32
第三節 線上教材與試題結構知識本體概念設計階段 39
一、講義教材結構知識本體 40
二、教材知識本體與BLOOM知識向度對應 43
三、試題結構知識本體及所涵蓋的認知歷程向度 44
第四節 線上課程知識學習系統架構 46
第五節 輔助教師產製測驗題庫子系統之系統架構 49
第六節 線上測驗與智慧評分子系統之系統架構 49
第七節 本研究之知識種類 51
第八節 知識內容解析、詞義關係與文法結構規則之對應 52
第九節 電腦產製試題方法 58
第十節 智慧型線上評分機制設計 68
一、智慧型線上評分機制模組 68
二、智慧型評分機制運作流程 69
三、系統內建評分環境參數及相似語意詞庫模糊相似值之建構方法與步驟 72
第四章 雛形系統建置 76
第一節 雛形系統環境 76
第二節 使用者觀點之系統整體功能說明 76
第三節 系統功能說明 77
一、教師與管理者情境 77
二、學生情境 99
第五章 雛形系統成效初步評估 103
第一節 輔助教師產製測驗題庫子系統之系統成效評估 103
一、系統產製試題成效實證研究之研究設計 103
二、系統產製試題成效實證研究之資料分析 105
三、輔助教師產製測驗題庫子系統與教師出題及現有系統之功能比較 110
第二節 線上測驗與智慧評分子系統之系統成效評估 113
一、智慧評分機制評分效力實證研究之研究設計 113
二、智慧評分機制評分效力實證研究之資料分析 116
三、線上測驗與智慧評分子系統與現有測驗系統之功能比較 120
第六章 結論與建議 122
第一節 結論 122
第二節 本研究對於教育領域的影響語意涵 123
第三節 適用於線上測驗環境的試題品質及評分等化能力評估概念模式 126
第四節 未來研究方向與建議 130
第五節 研究貢獻 131
參考文獻 133
附錄一 教師發展測驗題庫的能力及問題先導研究第一階段問卷及資料 140
附錄二 教師發展測驗題庫的能力及問題先導研究第二階段問卷及資料 146
附錄三 電腦產製試題之試題合適性及採用意願問卷 153
附錄四 電腦產製試題子系統的系統成效問卷 156
附錄五 本研究已發表之研究成果 158

圖目錄

圖1  BLOOM教育目標分類系統新舊版本對照圖 20
圖2  線上講義教材結構的知識本體 40
圖3  線上試題結構的知識本體 44
圖4  本研究之線上課程知識學習系統架構 48
圖5  輔助教師產製測驗題庫子系統之系統架構圖 48
圖6  線上測驗與智慧評分子系統之系統架構圖 50
圖7  各工作處理階段所需之知識類型內容 52
圖8  試題產製流程圖 59
圖9  原型試題產製方法說明 60
圖10  反義試題產製方法說明 60
圖11  倒裝試題產製方法說明 61
圖12  相同知識主題內容的同型知識相關整併試題產製原理範例說明1 62
圖13  相同知識主題內容的同型知識相關整併試題產製原理範例說明2 63
圖14  相同知識主題內容的非同型知識相關整併試題產製原理範例說明1 63
圖15  相同知識主題內容的非同型知識相關整併試題產製原理範例說明2 63
圖16  相同知識主題內容的非同型知識相關整併試題產製原理範例說明 64
圖17  不同知識主題內容的非同型知識相關整併試題產製原理範例說明 65
圖18  對照詞彙型是非題試題產製原理範例說明 66
圖19  產製完成之各類試題範例歸納簡表 66
圖20  智慧型評分機制運作流程 70
圖21  集合比對SCM()副程式演算法 71
圖22  詞彙間語意相似程度之輸入歸屬函數 73
圖23  兩詞彙間語意相似程度之輸出歸屬函數 74
圖24  智慧型的線上課程知識學習系統平台環境架構圖 76
圖25  學員之系統註冊畫面 78
圖26  開啟來源文章檔案及直接輸入處理畫面 78
圖27  領域詞彙主題管理畫面 79
圖28  CKIP系統斷詞處理畫面 80
圖29  線上斷詞功能畫面 81
圖30  線上斷詞功能內容輸入畫面 81
圖31  線上斷詞功能之結果回傳畫面 81
圖32  通用斷詞準知識庫現有文章表列管理畫面 82
圖33  通用斷詞準知識庫之文章內容畫面 82
圖34  專用斷詞準知識庫現有文章表列管理畫面 83
圖35  專用斷詞準知識庫之文章內容畫面 83
圖36  規則類別管理畫面 84
圖37  現有知識樣式管理畫面 84
圖38  詞性意涵管理畫面 85
圖39  維護儲存於知識結構中的知識內容畫面 85
圖40  維護儲存於知識結構中的知識內容畫面1 86
圖41  維護儲存於知識結構中的知識內容畫面2 86
圖42  進行題庫產製的選擇畫面 87
圖43  電腦產製題庫的完成畫面 87
圖44  電腦輔助編製試卷以「題型」單一概念自動選題設定畫面 88
圖45  電腦輔助編製試卷以「題型」單一概念自動選題結果畫面 88
圖46  電腦輔助編製試卷以「知識類型」單一概念自動選題設定畫面 89
圖47  電腦輔助編製試卷以「認知層次」單一概念自動選題設定畫面 90
圖48  整合三種概念進行電腦輔助交叉選題的設定畫面 90
圖49  整合三種概念進行電腦輔助交叉選題的結果畫面 91
圖50  教師設定試卷需求過於嚴苛的範例設定畫面 91
圖51  教師設定試卷需求過於嚴苛的範例結果畫面 92
圖52  主功能選單及試題編輯管理-是非題畫面 92
圖53  試題編輯管理-填充題畫面 94
圖54  填充題語意專用設定畫面1 94
圖55  填充題語意專用設定畫面2 94
圖56  修改試題及考試時間畫面 96
圖57  專業領域相似語意詞彙建立畫面 96
圖58  智慧評分機制參數管理畫面 97
圖59  相似語意詞彙管理畫面 97
圖60  同音異字資料管理 97
圖61  學生測驗成績管理畫面 98
圖62  申訴案件警示與申訴管理畫面 98
圖63  線上測驗進行中之測驗部分畫面 100
圖64  調閱成績、答案及回饋之部分畫面 101
圖65  試卷批改申訴畫面 101
圖66  學習成效能力指標圖 105
圖67  評分效力研究之實驗流程圖 114
圖68  評分效力研究之研究架構圖 116
圖69  適用於線上測驗環境的試題品質及評分等化能力評估概念模式 128
圖70  本研究之系統對於線上測驗環境試題品質及評分等化能力的成效輔助 129


表目錄
表1  國內知名線上測驗系統功能比較表 19
表2  新版BLOOM認知領域教育目標分類表 20
表3  民國90年~93年四技二專商業類計算機概論試題分佈 24
表4  15位教師人工出題之題型分佈結果 33
表5  15位教師人工出題之原始試題BLOOM分類向度分佈結果 33
表6  15位教師人工出題且刪除重複試題後的BLOOM分類向度分佈結果 33
表7  參與實驗教師之試題發展認知結果彙整表 37
表8  參與實驗教師產製試題時運用BLOOM教育目標分類之程度結果彙整表 40
表9  本研究所使用的詞類標記符號表 53
表10  CKIP中文斷詞系統輸出之文章範例斷詞結果 53
表11  經領域斷詞修補模組處理後的斷詞結果 54
表12  解意知識結構規則內容 55
表13  特性知識結構規則內容 55
表14  因果知識結構規則內容 56
表15  次序知識結構規則內容 56
表16  詞義知識結構規則內容 56
表17  比較知識結構規則內容 57
表18  部分產製完成之是非題試題範例歸納簡表 67
表19  產製完成之各類試題範例歸納簡表 68
表20  模糊推論規則 74
表21  電腦產製試題之題型分佈結果 104
表22  電腦產製試題之BLOOM分類向度分佈結果 105
表23  參與教師對於電腦產製試題的是非題採用意願結果 108
表24  參與教師對於電腦產製試題的單選題採用意願結果 108
表25  參與教師對於電腦產製試題的複選題採用意願結果 108
表26  參與教師對於電腦產製試題的填充題採用意願結果 108
表27  參與教師對於電腦產製試題子系統具備的系統能力評估結果 109
表28  電腦產製試題與教師人工出題的效益比較表 111
表29  受測樣本之測驗結果 116
表30  評分工具假設之變異數分析表 117
表31  評分工具間之評分成績差異檢定分析表 117
表32  包含擴充詞彙語意後之智慧評分機制的變異數分析表 118
表33  評分工具間之評分成績差異檢定分析表 119
表34  線上測驗與智慧評分子系統相較於現有系統的功能特性分析表 120
中文部份:
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31. 陳李綢,民86,教育測量與評量,台北:五南。
32. 陳年興、楊子青、賴宏仁,民 86,「以網際網路為基礎之學習環境」,電腦學刊,第2期:667-674頁。
33. 陳筱菁,民93,以布魯姆認知分類修正版為基礎之計算機,國立台灣師範大學資訊教育研究所碩士論文。
34. 曾憲雄、黃國禎、江孟峰、蔡昌均、林耀聰,民91,專家系統導論:導論/工具/應用,初版,台北:松崗。
35. 翁瑞鋒、曾憲雄、鍾育茹、施南極,民94,「融入BLOOM認知理論之試題標準化研究-以數學科為例」,2005台灣數位學習發展研討會,國立師範大學,On Line Available at http://kdelab.cis.nctu.edu.tw/TWELF2005/pdf/session5/5-4.pdf。
36. 孫光天、謝凱隆、鄭海東、陳新豐,民87,「智慧型線上適性測驗系統」,第七屆電腦輔助教學研討會:81~86頁,國立高雄師範大學。
37. 黃居仁、張如瑩、蔡柏生,民92年10月,「語意網時代的網路華語教學-兼介中英雙語知識本體與領域檢索介面」,2003年第三屆全球華文網路教育研討會,台北,第24-26頁。
38. 黃居仁,民92年3月,「語意網、詞網與知識本體:淺談未來網路上的知識運籌」,佛教圖書館館訊,第33期:1-16頁。
39. 黃國禛,曾秋蓉,朱蕙君,蕭經武,民91,「智慧型線上測驗系統題型之分析與改進」,科學教育學刊,第10卷.第4期:423~439頁。
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42. 楊亨利、金士俊,民90,「一個全球資訊網資料發掘的架構─以英語教學為例」,資訊管理學報,第7卷,第2期:143-181頁。
43. 楊家興,民89,自學式教材設計手冊,心理出版社,初版,台北。
44. 張紹勳、林騰蛟(民89,4月),虛擬大學實施之介紹,技術與職業教育雙月刊,56期:29-36頁。
45. 游寶達,民87,「ICL心智模式取向之智慧型電腦輔助診斷學習系統之研究」,民國87年度國科會「電腦輔助學習」專題研究計畫。
46. 鼎茂,民89,教育與心理測驗,台北:鼎茂出版社。
47. 歐滄和,民91,教育測驗與評量,台北:心理出版社。
48. 簡茂發,民88,「多元化評量之理念與方法」,教師天地,第99期:11-17頁。
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英文部份:
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