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研究生:許敬佳
研究生(外文):Hsu, Ching-Chia
論文名稱:基於xAPI之線上學習系統歷程記錄和分析模組發展與應用
論文名稱(外文):The Development and Application of Learning Behavior Recording and Analysis Modules in e-Learning System Based on xAPI Standard
指導教授:賴阿福賴阿福引用關係
指導教授(外文):Lai, Ah-Fur
口試日期:2016-03-30
學位類別:碩士
校院名稱:臺北市立大學
系所名稱:資訊科學系碩士在職專班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文出版年:2016
畢業學年度:104
語文別:中文
論文頁數:108
中文關鍵詞:xAPI線上學習學習行為歷程記錄和分析教育應用R語言科技接受模式
外文關鍵詞:xAPIdigital learninglearning behaviors recording and analysiseducational applicationR languageTAM
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資訊科技快速演進,教學與學習方式也不斷的演變,其中又以數位學習為學生學習的重要管道之一,數位學習可透過多元管道進行,不同以往受限於同一時間空間的學習方式,網路學習可依時間、地點不同隨時進行,然而透過不同平台產生的學習記錄難以整合統一,過多規格不同的數據導致運用不易,教師雖然可以透過學習歷程對於不同學生進行觀察且加以輔導,但現行學習歷程都以不一致的格式記錄於各個不同平台,無法直接進行資料分析,不能提供足夠完整的資訊予教師作為學生學習的觀察及分析。
在論文中,為了避免上述情形發生,本研究運用ADL組織於2012年提出xAPI標準,用來收集使用者在網站上所有相關的學習記錄,使這些記錄成為一致化的數據格式,作為學習記錄的主要國際標準規範;本研究主要目的在於設計及實作一個符合xAPI標準的學習平台,紀錄學生行為歷程和發展即時化分析模組,以收集使用者在線上學習系統上所有相關的學習歷程記錄,且其格式符合國際標準,將數據運用R語言加以統計及時間序列理論處理分析,做為教育用途。
本系統提供功能如下:檔案匯出、匯入包含個人帳號資料、學生成績、學習風格;統計分析包含選擇自變項、依變項運用R語言進行獨立樣本t檢定;視覺化圖表包含學生在網站上的行為產生即時化圖型,如:時間序列圖、直條圖、圓餅圖,教師可依不同單元操作不同功能,藉此了解學生學習情形,最後,系統邀請專家進行系統評估,結果顯示系統有用性、易用性及使用意願向度平均都達到3.98以上,表示專家給予正向肯定,並認為在系統管理者操作與介面是容易使用且實用的。

Grasping the learning behaviors can help the teachers to tune their teaching strategies and to offer the learners with differential and adaptive learning opportunities. In digital learning platforms, there are multiple and divergent behavior recording formats. This phenomenon brings too many difficulties for further application on education when integrating learning profiles from different platforms. Accordingly, ADL proposed xAPI standard for coping with the aforementioned dilemma. In addition, how to analyze the learning behaviors is valuable for on-line teaching and learning. Based on the previous background, the main purpose of this study is to develop an on-line learning behaviors recording and analysis modules based on xAPI.
This study adopted water-fall model to develop the system modulars. The primary system modulars consist of (1) learning behavior recording modular for all on-line learning materials, (2) profile import and behavior records export modulars for basic account data, learning styles and learners scores, (3) statitstical analysis modular for analyzing the selective variables for indepent t test by calling R language, (4) visualized diagrams for real-time showing the learners’ behaviors and performance including sequence diagrams for behaviors, bar chart, and pie chart. After developing all of these modulars and implementing in one underguaduate course, this study employed computer science education experts to evaluate the suitability of function of these system modulars by TAM (Technology acceptance model) model. The evaluation results reveal that the experts show positive appraisal toward all of these functions in all of assessment factes including easy to use, useful to use, and willing to use.

摘要 i
Abstract iii
目 次 v
表 次 vii
圖 次 x
公 式 xiii

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 研究問題 2
第四節 名詞解釋 3

第二章 文獻探討 5
第一節 電腦化教學 5
第二節 學習記錄xAPI之標準 8
第三節 學習歷程行為與視覺化分析 17
第四節 時間序列分析 23

第三章 研究方法 29
第一節 研究流程 29
第二節 系統開發 30
第三節 系統架構 33
第四節 研究工具 39
第五節 系統模組功能 43

第四章 系統成果與統計分析 53
第一節 使用者背景資料分析 53
第二節 系統成果 53
第三節 專家評估結果分析 79

第五章 結論與建議 91
第一節 結論 91
第二節 建議 92

參考文獻 95

附錄一 102
基於xAPI之線上學習系統歷程記錄和分析模組發展與應用專家評估問卷 102
附錄二 系統架構與選單對照表 108


中文部分
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英文部分
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