臺灣博碩士論文加值系統

在此網際網路普及的時代中，如何有效地應用數位資源成為教學及學習資源、增進學習的效果，以加速對重要新興領域第一手資料的普遍傳播與廣泛吸收，實為一門新興學問在教學與學習上的重要課題。

本研究運用主題地圖技術，結合數位圖書館館藏資源與教師教學內容設計需求，首創「張氏教育資源數位圖書館教學主題地圖建置模式」，完成具有資源連結的本體論呈現方式之知識學習架構，增進資源的組織、分享、再利用與促進有意義的學習。實作上以新興奈米科技的學習為例，結合教育資源數位圖書館內容的主題化、教學課程內容及主題的組織化、本體論的關聯化呈現方式，以及TM4L開放軟體，建置「K-12奈米教案主題地圖系統」雛形，使奈米教學者能夠透過教學內容中的主題選定及組織安排，完成符合教學目標之教案內容設計，提供奈米學習者參考。本研究成果除了提供圖書館界另一嶄新加值服務型態外，更可提供新興科學之教育單位另一種教學與學習型態之模式。

With the ever-increasing reach of World Wide Web, how to turn digital resources into educational resources effectively in order to enhance the quality and efficiency of learning and expedite the broad understanding and acceptance of first-hand materials have become important issues for the teaching and learning of emerging fields of knowledge.

This research combines resources of digital libraries and instructional design needs of teachers based on Topic Maps technology to create the Chang’s Educational Topic Maps Construction Model for Digital Libraries in Education. The result is the completion of a knowledge learning framework with resource-linked ontology presentation to enhance resource organization, sharing and reuse and promote meaningful learning. Using K-12 Nanotechnology education as an example for demonstration, the framework combines topic extraction and organization of the resources of digital libraries in education, topic-based content organization of the lesson plan, ontology-based inter-topic relationship presentation, and public-domain TM4L editor and viewer to build a prototype of Topic Maps-based K-12 Nanotechnology Lesson Plan System. Through topic selection, organization, and arrangement, the System enables Nanotechnology instructors to design the content of lesson plans for their pedagogical purposes and thus provide valuable references for Nanotechnology learners. Besides accomplishing a brand-new value-added service model for digital libraries, the research further achieves in providing institutions responsible for emerging science education an alternative in modeling the types of teaching and learning.

目 錄
中文摘要 …………………………………………………………………………… I
英文摘要 …………………………………………………………………………… II
誌謝 …………………………………………………………………………… III
目錄 …………………………………………………………………………… IV
圖表目錄 …………………………………………………………………………… VI
第一章 緒論……………………………………………………………………… 1
1.1 研究動機與目的………………………………………………………… 1
1.2 研究內容………………………………………………………………… 5
1.3 研究方法與進行步驟………………………………………… 5
1.3.1 研究方法………………………………………………………… 5
1.3.2 進行步驟………………………………………………………… 7
1.4 研究範圍與限制………………………………………………………… 9
1.5 論文架構………………………………………………………………… 9
第二章 文獻探討………………………………………………………………… 10
2.1 教育資源數位圖書館…………………………………………………… 11
2.1.1 定義與功能……………………………………………………… 12
2.1.2 國內外現況……………………………………………………… 12
2.1.3 教育資源數位圖書館與數位學習之發展……………………… 16
2.2 建構主義與主題探索式之學習理論…………………………………… 18
2.3 主題地圖………………………………………………………………… 21
2.3.1 源起與定義……………………………………………………… 21
2.3.2 架構分析（TAO）………………………………………………… 22
2.3.3 功能……………………………………………………………… 28
2.4 教育資源數位圖書館主題地圖對新興知識學習之協助……………… 29
第三章 教育資源數位圖書館教學主題地圖之建置…………………………… 31
3.1 教師扮演之角色………………………………………………………… 31
3.1.1 新興知識之學習………………………………………………… 31
3.1.2 教學內容之設計與安排………………………………………… 32
3.1.3 學生學習之指引與協助………………………………………… 33
3.1.4 教學者之伙伴關係……………………………………………… 34
3.2 教育資源數位圖書館主題地圖之教學應用-以協助教案設計為例…… 34
3.3 教學主題地圖之建置模式……………………………………………… 38
3.3.1 T.A.O.之關係…………………………………………………… 39
3.3.2 本體論之實現方式……………………………………………… 41
3.3.3 教學主題之類型………………………………………………… 44
3.3.4 教學主題地圖之組織法………………………………………… 48
第四章 K-12奈米教案主題地圖系統實作……………………………………… 51
4.1 系統概要………………………………………………………………… 51
4.2 主題地圖相關工具……………………………………………………… 51
4.3 實作工具之選用………………………………………………………… 56
4.4 教材內容資料分析……………………………………………………… 71
4.5 教案TAO之訂定與主題地圖之實現…………………………………… 71
第五章 實作評估………………………………………………………………… 81
5.1 數位圖書館之觀點……………………………………………………… 81
5.2 學習理論之觀點………………………………………………………… 83
5.3 使用者之觀點…………………………………………………………… 84
第六章 結論及未來發展方向…………………………………………………… 87
6.1 結論……………………………………………………………………… 87
6.2 未來發展方向…………………………………………………………… 88
參考文獻 …………………………………………………………………………… 90

圖 表 目 錄
圖1-1 教學資訊搜尋示意圖………………………………………………………… 3
圖1-2 教育資源數位圖書館提供新興知識資源平台之概念圖…………………… 4
表1-1 本研究主題地圖應用之項目………………………………………………… 6
圖1-3 主題地圖應用於教育資源數位圖書館之研究進行步驟…………………… 8
圖2-1 與本研究相關之文獻領域分佈圖…………………………………………… 10
圖2-2 教育資源數位圖書館與教師之關係………………………………………… 11
表2-1 傳統數位圖書館知識服務模式…………………………………………… 17
表2-2 結合數位學習後之教育資源數位圖書館知識服務模式………………… 17
表2-3 XTM標籤集………………………………………………………………… 26
圖2-3 XTM結構圖………………………………………………………………… 27
圖3-1 張氏教育資源數位圖書館教學主題地圖建置模式………………………… 35
表3-1 IEEE LOM學習物件關係屬性對映表…………………………………… 43
圖3-2 Hierarchy and Structure for ILT（Instructor-Led Training）……………… 44
表3-2 五種學習主題類型內容表………………………………………………… 47
圖3-3 課程類例關係映射圖……………………………………………………… 48
圖3-4 課程安排與學習路徑示意圖……………………………………………… 49
表4-1 主題地圖相關工具一覽表…………………………………………………… 55
圖4-1 TM4L編輯器的Topic Map構面…………………………………………… 57
圖4-2 TM4L編輯器的Topics構面……………………………………………… 58
圖4-3 TM4L編輯器的Relationships構面………………………………………… 59
圖4-4 TM4L編輯器的Themes構面……………………………………………… 60
圖4-5 TM4L編輯器的File功能選單…………………………………………… 61
圖4-6 TM4L編輯器的Tools功能選單…………………………………………… 62
圖4-7 TM4L編輯器的View功能選單…………………………………………… 63
圖4-8 TM4L編輯器的Storage功能選單………………………………………… 64
圖4-9 TM4L編輯器的Help功能選單…………………………………………… 65
圖4-10 TM4L檢視器的圖形化介面……………………………………………… 67
圖4-11 在TM4L檢視器中透過資源索引顯示資源內容的情形………………… 69
圖4-12 TM4L檢視器File按鍵的功能選單……………………………………… 70
圖4-13 教學主題地圖建置模式實例……………………………………………… 73
圖4-14 Domain Knowledge實例…………………………………………………… 74
圖4-15 Lesson Plan實例…………………………………………………………… 75
圖4-16 由TM4L編輯器關係構面所看到的主題間關聯的情況…………………… 76
圖4-17 Expanding Topic Maps in TM4L Editor實例……………………………… 77
圖4-18 TM4L Viewer in Course and Lesson Plan實例…………………………… 78
圖4-19 Occurrences實例…………………………………………………………… 79
圖4-20 Resources through Topic Maps Occurrence實例…………………………… 80

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