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研究生: 黃孟文
論文名稱: 輔助教師分析國小學生小數學習迷思概念及教學策略支援系統
指導教授: 區國良
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 南大校區系所調整院務中心 - 應用數學系所
應用數學系所(English)
論文出版年: 2007
畢業學年度: 95
語文別: 中文
論文頁數: 141
中文關鍵詞: 小數迷思概念題庫產生器電腦輔助測驗
外文關鍵詞: decimal fractions, misconception, item base generator, computer assisted test
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  • 對於國民小學生來說,小數概念抽象且複雜,在學習的過程中常有迷思概念的產生,而且每位學生迷思分布及結構不盡相同,使用測驗的方式診斷學生迷思概念及配合診斷結果對學生做適性化課後輔導是許多教師所關切的。
    本論文建構具有小數迷思概念之題庫系統,支援29個小數迷思概念及53個題型樣板,題庫中不同題型有不同參數,經由亂數出題,能快速完成多份平行試卷,即使題目內容不相同仍能正確整診斷學生迷思概念,並能提供教師日後依特定迷思等條件設定適性考卷,讓學生進行線上測驗,以縮短教師批改考卷、診斷迷思及分析時間。
    本論文並利用專家建構之迷思概念圖將學生迷思概念加以結構化呈現,配合各項測驗結果及學生個人背景等因素,將學生做適性化課後輔導教學不同策略之分類。本論文使用決策樹將學生分為四類教學策略:(1)自學輔導(2)同儕交互指導(3)家庭協助(4)課後輔導,以機器學習工具將教師分類過程及結果做出專家決策樹,幫助教師快速將學生分類,讓教師在時間有限下,仍能為每位學生判斷出最適合之課後輔導教學策略。


    The conceptions of decimal fraction are complicated for elementary school students. The misconceptions may be occurred because of the difficulties of understanding the knowledge of decimal fraction. Thus, teachers need to detect students’ misconceptions before the adaptive teaching process applying on students’ learning.
    Parallel testing is widely used in assessing teachers to detect students’ learning performance; however, traditional testing sheets are time-consuming for teachers to construct the parallel tests in a short time. Furthermore, it do not support teachers to detect students’ misconceptions. This paper proposed an online parallel test generator for teachers to construct parallel testing sheets in a short time and detect elementary school students’ misconceptions about decimal fraction. The parallel test generator is performed under 53 item templates predefined with restrictions and reduces teachers’ efforts in constructing the parallel tests.
    After students’ misconceptions are detected. Each student’s misconception structres could be illustrated graphically in a tree structure by the concept map technique, which is helpful for teachers to analyze student’s learning performance and make a decision to classify each student into adaptive teaching strategies. The adaptive teaching strategies are categoried into four classes: (1) supervised study (2) reciprocal peer tutoring (3) abidance of family, and (4) guidances of teachers. The machine learning techniques are used to assist teachers classifying each student into adaptive teaching strategy with a high accuracy in time.

    第一章 緒論 1 第一節 研究動機 2 第二節 研究目的 4 一、 建構具有小數迷思概念之題庫 4 二、 結構化呈現小數學習迷思概念 5 三、 協助教師抉擇適性化課後輔導教學策略 6 第二章 文獻探討 7 第一節 診斷教學 7 第二節 電腦輔助測驗 9 第三節 小數迷思概念 16 第四節 概念構圖 25 第五節 機器學習與決策樹技術 26 第六節 適性化課後輔導教學 28 第三章 研究方法及研究工具 31 第一節 研究流程 31 第二節 研究對象及限制 32 第三節 建構具小數迷思概念飲題庫產生器 33 第四節 依答題結果建構迷思概念的概念圖 38 第五節 依教師經驗以決策樹支援教學策略 40 第六節 資料蒐集與分析 41 第四章 系統實作 42 第一節 系統功能說明 42 第二節 教師功能模組 43 第三節 學生功能模組 58 第四節 題型樣板 63 第五章 實驗結果 84 第一節 成績群組分布 84 第二節 迷思結構分佈 85 第三節 適性化課後輔導決策支援 95 第六章 結論 109 參考文獻 111 附錄一 118 附錄二 126 附錄三 136

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