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研究生:詹惠如
論文名稱:應用模糊理論與建構主義來開發程式語言線上學習與測驗系統
論文名稱(外文):A Programming Language Online Learning and Testing System Based on Fuzzy Theory and Constructivism
指導教授:賴聯福賴聯福引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立彰化師範大學
系所名稱:資訊工程學系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2010
畢業學年度:99
語文別:中文
論文頁數:84
中文關鍵詞:數位學習線上編譯線上測驗模糊理論
外文關鍵詞:E-LearningOnline compilerOnline testingFuzzy Theory
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教學上應用數位教材以及線上測驗來輔助教師進行多元教學與評量已是目前趨勢。然而,大多數位學習教材對課程安排與測驗缺乏考慮不同課程應有不同的評量方式,利用單一模式套用在所有學科而忽略各學科的獨特性會使學習成效大打折扣;此外,對學習者的學習成效評估及後續學習建議是非常重要的。因此,如何利用數位學習平台因應不同學科的需求與特性,來設計更多元的教學與評量方式、適當地評量出學習者之學習成效、和透過學習者對於學習成效的回饋來自適應調整評估的權重(重要程度),以提昇後續學習建議與引導的準確性,是本論文之研究重點。
本論文基於模糊理論與建構主義為理論基礎,提出一個免安裝軟體即可線上進行學習與編譯程式的程式語言線上測驗系統,強調符合資訊學科學習目標並提供更客觀評量學習者之學習成效與自適應調整評估權重(重要程度)之學習環境,以激發學習興趣與提昇學習成效。

To assist teachers in carrying out multi-dimensional instruction and assessment, it has become a tendency to apply e-learning as well as on-line assessment into classrooms. However, most of the e-learning systems use the same mode of assessment to all subjects. The absence of taking the uniqueness of each subject into accounts may reduce the learning efficiency. Moreover, the evaluation of learning achievement and the following suggestions are essential. In this thesis, we aim to figure out two points: (1) how to design more modes of assessment by considering the needs and features of different subjects on an e-learning platform, and (2) how to adjust the weights for assessment through learners’ feedback to improve the accuracy of the assessment and the following suggestions gradually. Based on the fuzzy theory and the constructivism, this thesis proposes a portable assessment system for online-learning and program compilation. The proposed system provides a learning environment which is suitable for courses in programming languages and is able to improve the assessment through self-adaptation.
目錄
中文摘要 I
Abstract II
誌謝 III
目錄 IV
表目錄 VI
表2.1 建構主義的評量規準表 13
表2.2 傳統集合與Fuzzy集合基本定義之比較 17
表2.3 模糊理論應用在教學評量之相關文獻 24
表3.1 學習者選擇題測驗成績高之重要程度 44
表3.2 學習者編譯次數少之重要程度 44
表3.3 專家給予系統準則設定重要程度之模糊數 45
表3.4 程式編譯次數隸屬值範圍表 46
表3.5 回覆問題一之選項 48
表3.6 回覆問題二之選項 49
表3.7 程式編譯次數歸屬調整上下限值範圍表 51
表4.1 課程單元資料表 53
表4.2 Cronbach’s alpha值的評量標準 68
表4.3 線上學習測驗工具問卷調查之信度統計量表 68
表4.4 因素負荷量的判斷標準 69
表4.5 本論文採用樣本群信效度分析結果 69
表4.6 學習者學習後對系統整體性之滿意情形 71


圖目錄 VII
圖 1.1 本論文的研究步驟 4
圖2.1 Glaser一般教學模式流程 11
圖2.2 月薪資高的圖 16
圖2.3 三角模糊數 19
圖2.4 梯形模糊數 19
圖2.5 鐘型模糊數 20
圖2.6 高斯鐘型模糊數 20
圖3.1 本系統使用案例圖 29
圖3.2 系統活動圖 31
圖3.3 系統架構圖 32
圖3.4 學習者完整的學習程序 33
圖3.5 課程學習活動圖 34
圖3.6 課程學習循序圖 35
圖3.7 單元測驗活動圖 36
圖3.8 選擇題測驗循序圖 36
圖3.9 線上程式測驗循序圖 37
圖3.10 建議機制的運作程序 38
圖3.11 調整機制循序圖 39
圖3.12 線上程式測驗運作程序 40
圖3.13 選擇題測驗成績高的隸屬函數圖形 41
圖3.14 程式編譯次數少隸屬函數圖形 42
圖3.15 計算學習者理解度運作程序 43
圖3.16 選擇題測驗成績高與編譯次數少之重要程度等級 44
圖3.17 調整機制的運作程序 47
圖3.18 學習者回覆問題的區間值 49
圖4.1 系統實作架構圖 54
圖4.2 系統登入畫面 55
圖4.3 系統首頁 55
圖4.4 課程單元瀏覽畫面 56
圖4.5 選擇題測驗畫面 56
圖4.6 選擇題測驗評分畫面 57
圖4.7 程式題測驗畫面 58
圖4.8 線上程式測驗編譯成功之畫面 58
圖4.9 程式碼條件設計有誤 59
圖4.10 程式碼條件設定有誤之訊息 59
圖4.11 未依規定使用If-Then語法 60
圖4.12 未依規定使用If-Then語法之錯誤訊息 60
圖4.13 建議機制建議課程畫面 61
圖4.14 學習者針對此課程單元之難易度與理解程度問題回答畫面 62
圖4.15 學習者完成所有程序後系統最後總結與建議學習單元畫面 62
圖4.16 資料表關係圖 63
圖4.17 調整機制中重要程度與隸屬值八種調整變化情形 65
圖4.18 程式編譯次數少之隸屬函數左值變化折線圖 65
圖4.19 程式編譯次數少之隸屬函數右值變化折線圖 66
圖4.20 選擇題測驗成績高之重要程度變化折線圖 66
圖4.21 程式編譯次數少之重要程度變化折線圖 67

第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 1
1.3 研究方法 2
1.4 研究步驟 3
1.5 研究範圍與限制 5
1.5.1研究範圍 5
1.5.2 研究限制 5
第二章 文獻探討 6
2.1 數位學習 6
2.2 線上測驗 8
2.3 建構主義 9
2.4 模糊理論 14
2.5 適性化學習 22
2.6 模糊理論應用在教學評量 24
第三章 線上學習與測驗系統的分析與設計 28
3.1 需求分析 28
3.2 系統設計 29
3.2.1 系統架構 31
3.2.2 系統元件 34
3.2.2.1系統介面 34
3.2.2.2 學習機制 34
3.2.2.3 單元測驗 35
3.2.2.4 建議機制 37
3.2.2.5 調整機制 39
3.3 線上程式測驗 40
3.4 建議機制 41
3.4.1計算學習者理解度 43
3.4.2課程單元建議 46
3.5 調整機制 47
第四章 系統開發與實作 52
4.1 實作課程單元 52
4.2 實作環境 53
4.3 實作功能 54
4.3.1 系統介面 55
4.3.2 學習機制 56
4.3.3選擇題測驗 56
4.3.4線上程式測驗 57
4.3.5建議機制 61
4.3.6調整機制 62
4.3.7資料庫建置 63
4.4實驗結果與分析 64
4.5滿意度分析 67
第五章 結論與未來研究方向 72
參考文獻 74
附錄A 78
附錄B 79
附錄C 80


參考文獻
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