近年來數位學習正積極發展，政府和企業都投入相當多的心力從事該領域的研究，輔以人工智慧的技術，數位學習方式從原本單純的單向學習，逐漸轉變成互動式的數位學習模式，並且從最近的研究中發現，數位化的學習更開始重視適性化的發展模式，此發展模式主要希望能減輕教師負擔，且提高學生的學習效果；以求降低學習時間，提高學習效率。
所以本研究利用Brown & Burton (1978)的Buggy model，Lu (2005)的Ontology-based 的ITS為理論基礎，企圖檢視數學加減法診斷系統在學童使用介面上及診斷錯誤的情形。學童在經過電腦測驗後，採用問卷調查法及實地觀察法，調查系統使用情形之後，再比對系統與教師的判斷，找出系統與教師的差異性為何。最後再訪談大學中從事數理教育學系相關研究的大學教授，針對系統的分類錯誤方式及系統與教師的判斷差異性，提出意見及評估方式。最後彙整以上資料，提出此診斷系統之改善建議設計。
研究結果顯示此系統對於學童對於ITS透過遊戲方式進行能提高學童的滿意度及學習效果，但對於遊戲故事的枯燥、單調將會降低學童的學習效果，且對電腦出題的難易順序難以掌握，將影響學童的成績。在錯誤診斷上，發現將會有部分的錯誤類型不適用於台灣的學生，是因為國內數學教學法所導致的結果。將系統診斷與教師判斷比對之後，完全一致的判斷結果占總題數24.7%。針對差異性的部份，再與專家進行訪談，得到教師對於學童的錯誤會有主觀的判斷及相同錯誤類型會有不一致判斷，相較於系統診斷將可以避免此問題；但系統的診斷結果過於繁細，對於實際應用在輔助教學效果不大。因此最後將提出系統介面與錯誤診斷之改善設計建議。

摘要 II
目次 IV
圖 次 VI
表 次 VII
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究目的 1
第二章 文獻回顧 3
2.1 學習發展理論的基礎 3
2.1.1 認知取向在數學加減法上的應用發展 3
2.1.2 建構主義在數學加減法上的應用發展 6
2.2 電腦輔助教學的發展 6
2.2.1 CAI和ICAI的發展與影響 6
2.2.2 Intelligent Tutoring System的發展與影響 8
2.3 數學加減法錯誤類型 10
2.3.1 數學加減法的運算錯誤原因 10
2.3.2 數學加減法的錯誤運算類型 13
第三章 研究方法 16
3.1 研究架構 16
3.2 研究設計 16
3.3 研究對象 18
3.4 研究工具 18
3.5 分析方法 19
第四章 資料分析與討論 22
4.1 對象基本資料說明 22
4.2 因素及信度分析 23
4.2.1 因素分析 23
4.2.2 信度分析 23
4.2.3 數學題目設計與系統介面設計對使用性滿意度之影響 25
4.2.4 小結 30
4.3 系統診斷與教師判斷比對分析結果 30
4.3.1 系統診斷樣本說明 30
4.3.2 系統診斷統計結果 31
4.3.3 教師判斷比對結果 32
4.3.4 小結 34
4.4 與專家判斷結果 35
4.4.1 專家樣本介紹 35
4.4.2 專家評估結果 35
4.4.3 小結 57
第五章 結論與建議 61
5.1 研究發現與結論 61
5.1.1 驗證數學加減法診斷系統 61
5.1.2 教師與專家的分析結果 62
5.1.3 系統改善之建議 64
5.2 研究貢獻 66
5.2.1 學術上的貢獻 66
5.2.2 實務上的貢獻 67
5.3 研究方向建議 67
5.3.1 ITS中教學模組之研究 67
5.3.2 乘法與除法的應用研究 67
參考文獻 68
附件一 減法40種錯誤類型 71
附件二 加法31種錯誤類型 80
附件三 加減法錯誤類型發生次數 82
附件四 錯誤題目診斷結果 85
附件五 教師人工判斷結果 96
附件六 教師評估系統診斷結果 105
附件七 系統診斷與教師判斷交叉分析表 116
附件八 學童系統使用性問卷 121
附件九 專家訪談問卷 122

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