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研究生: 王富民
論文名稱: 以資料探勘技術分析學習評量資料-以國中力與運動概念為例
Data Mining Technique Analyzes the Data of Learning Performances-Taking the Concept of Force and Motion in Junior High School as an Example
指導教授: 謝建成
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 圖書資訊學研究所
Graduate Institute of Library and Information Studies
論文出版年: 2009
畢業學年度: 97
語文別: 中文
論文頁數: 106
中文關鍵詞: 資料探勘學習概念圖迷失概念補救學習適性化學習力與運動
英文關鍵詞: data minig, concept map, misconception, Remedial-Instruction, personalised learning, the concept of force and motion
論文種類: 學術論文
相關次數: 點閱:108下載:0
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  • 本研究旨在以資料探勘(datamining)技術,分析不同學習成就學生學習評量資料,利用關聯法則之演算法,建構相關學習概念圖。
    並設計學習障礙診斷測驗,從學生測驗的答題資料,診斷學習者的學習障礙與迷思,結合建構之概念圖與學生的迷失概念,進而建立「補救學習路徑」,並再利用統計方法來分析,學習者在透過「補救學習路徑」引導後,是否可以顯著提昇學習者的學習成效。
    本研究資料探勘所採用的樣本,為某教科書發行機構辦理之96學年度全國性模擬測驗資料,扣除缺考人數考生共30132位。學習障礙鑑定及「補救學習路徑」引導後學習成效評估對象為台中縣某國中三年級已完成國中「力與運動」相關概念學習兩個班級的學生,每班30人共60人。本研究探討的相關概念以選用之模擬測驗所涵蓋之「力與運動」相關概念為主。經過相關的分析後,我們可以得到幾點結論:
    一、利用資料探勘技術關聯法則之相關演算法,分析學生學習評量資料可以協助快速建構出中、低學習成就學生相關之學習概念圖。
    二、學生學習評量資料建構之概念圖與一般教科書所安排的學習順序有很大的不同,一般教科書安排的學習順序從基本概念開始再到應用概念,學生建構之概念圖發現學生適合先學應用概念再學較難理解的基本概念。
    三、中、低學習成就學生經「補救學習路徑」引導後,學習成效有顯著進步。
    四、中分群學生經「補救學習路徑」引導後,學習成效最佳。
    五、本研究之方法可提供教師及測驗機構參考,將相關評量資料分析後提供學生適性化的建議。
    六、本研究相關演算法可提供數位學習系統開法者參考,建構適性化之補救學習系統。

    By means of data mining technique, this research aims to analyze the data of individual students’ learning performances, trying to construct the concept map in terms of algorithms of association rule and designing a diagnostic assessment of students with learning disabilities. We can diagnose students with learning disabilities and myth from their answers in questions of the assessment. Remedial Instruction Decision Path is constructed by the combination of the concept map and student’s myth concept. After students are instructed by Remedial Instruction Decision Path, it is statistically analyzed whether students’ learning performances are enhanced.
    This research samples 30132 students’ answers of questions in a certain national simulated test. The objects of this research are third-grade junior high school students in Taichung county who have been taught the concept of force and motion. The concept of force and motion in the questions of the simulated test is adopted to analyze in this research. After the analysis, we are capable of having the conclusion as follows:
    1.The algorithms of association rule in the data mining technique are able to analyze the data in the assessment of individual students’ learning performances and to construct the learning concept map of middle and low school achievers.
    2.The concept map constructed by the assessment of individual students’ learning performances is quite different from the learning order arranged in textbooks. The basic concepts are taught before the applied ones in the latter while the basic concepts are taught after the applied ones in the former.
    3.After the middle and low school achievers are instructed by Remedial Instruction Decision Path, their learning performances are improved obviously.
    4.The learning effect of the middle school achievers instructed by the Remedial Instruction Decision Path is the greatest.
    5.This research approach can be used by teachers or institutes for tests for reference. The analyzed data in the assessment of individual students’ learning performances can provide students with adaptive suggestions as well.
    6.The algorithms adopted in this research can be offered to the developers of digital learning systems so as to construct an adaptive remedial instruction system.

    表目錄………………………………………………………………………………Ⅲ 圖目錄………………………………………………………………………………Ⅳ 第一章 緒論………………………………………………………………………1 第一節 研究動機……………………………………………………………………1 第二節 研究目的……………………………………………………………………4 第三節 待答問題……………………………………………………………………5 第四節 研究限制……………………………………………………………………5 第五節 解釋名詞……………………………………………………………………6 第二章 文獻探討……………………………………………………………………8 第一節 國中相關力學概念…………………………………………………………8 第二節 學習概念圖…………………………………………………………………9 第二節 資料探勘…………………………………………………………………21 第三章 研究方法…………………………………………………………………44 第一節 研究對象及樣本…………………………………………………………44 第二節 研究設計及流程…………………………………………………………45 第三節 研究工具及方法…………………………………………………………48 第四章 研究結果與討論…………………………………………………………53 第一節 試題分析…………………………………………………………………53 第二節 試題關聯法則建構概念圖………………………………………………57 第三節 學生迷失概念鑑定………………………………………………………69 第四節 學生學習成效評估………………………………………………………71 第五章 結論與未來研究…………………………………………………………79 第一節 結論………………………………………………………………………79 第二節 未來研究建議……………………………………………………………82 參考文獻……………………………………………………………………………83 中文文獻……………………………………………………………………………83 英文文獻……………………………………………………………………………87 附錄…………………………………………………………………………………91 附錄一 資料探勘相關試題…………………………………………………… 91 附錄二 學習成效分析試題…………………………………………………… 92 附錄三 試題概念分析表……………………………………………………… 94 附錄四 關聯法則探勘SQLSERVER2005匯入資料表範例…………………… 95 附錄五 迷失概念鑑定學生答題資料………………………………………… 96 附錄六 迷失概念分析表……………………………………………………… 98 附錄七 學習成效分析學生答題資料………………………………………… 100 附錄八 成效分析學生成績…………………………………………………… 102 附錄九 單因子共變數分析spss相關報表報表…………………………… 104

    林進材(2004)。教學理論與方法。臺北市:五南。
    陳嫻壎(2005)。學習概念相關性之認知結構評量研究-以資料聚類
    與形式概念為分析工具。中原大學資訊工程學系碩士學位論文,未出
    版,桃園。
    李永吟(1995)教學原理。台北:遠流出版公司。
    呂秋文(2002)新數學科教材教法。台北:五南出版。
    郭伯臣、楊晉民、柯立偉、白家豪(2003)。國小數學科電腦化適性診斷測驗(I),行政院國家科學委員會補助專題研究計畫成果報告,計畫編號:NSC91-2520-S-142-001
    教育部(2008)。國民中小學九年一貫課程暫行綱要-自然與生活科技領域。http://www.edu.tw/files/site_content/b0056/science.doc
    康軒文教(2008)。自然科學領域課程計畫。http://www.945enet.com.tw/main/JSC_Display.asp?CC=03
    南一書局(2008)。自然科學領域課程計畫。http://www.nani.com.tw/nani/jteacher/jtnatu/jtnatu_teachservice_1.jsp?color=FF859E&check_id=1
    翰林文教(2008)。自然科學領域課程計畫。http://ww2.worldone.com.tw/etest.do?ecId=62&etId=76
    余民寧(1999)。有意義的學習—概念構圖之研究。台北市:商鼎文化出版社。
    余民寧、陳嘉成(1996)。概念構圖:另一種評量方法。政大學報,73,161-200。
    余民寧、陳嘉成、潘雅芳(1996)。概念構圖教學法在測驗教學上的應用。測驗年刊,43,195-212。
    王薌茹(1994)。概念圖教學策略在國中生物學習上之成效。國立高雄師範大學科學教育研究所碩士論文。
    謝真華(1999)。概念構圖教學對國小四年級學童在自然科學習成效之研究。國立台南師範學院國民教育研究所碩士論文。
    邱上真(1989)。知識結構的評量:概念構圖技巧的發展與試用。特殊教育學報,4,215-254。
    黃萬居(1993)。國小學生的概念構圖和自然科學習成就之研究。台北市立師範學院學報,24,47-66。
    林純年(1997)。概念圖對國小學童自我學習科學說明資料之影響。國立台南師範學院國民教育研究所碩士論文。
    許松樑(1989)。國中生物科概念構圖技巧評量研究。國立台灣教育學院科學研究所碩士論文。
    高慧蓮、許茂聰、蘇明洲(1993)。一個六年級學童呼吸作用概念之個案研究。屏東師院學報,18,533-570。
    蔡昆諭(94)。國中學生力與運動的迷思概念。國立臺灣師範大學物理學系在職進修碩士論文。
    黃福坤(2003)。國立台灣師範大學物理系 物理教學示範實驗教室網站。http://www.phy.ntnu.edu.tw/demolab/phpBB/viewtopic.php?topic=7306
    朱瑀馨(2007)。淺談運用資料探勘技術於財產保險業顧客關係管理之效益。淡江大學保險經營碩士班碩士論文。
    彭文正(2001)。資料採礦:顧客關係管理暨電子行銷之應用。台北:數博網資訊。
    曾憲雄、蔡秀滿、蘇東興、曾秋蓉與王慶堯(2004)。資料探勘。台
    北:旗標。
    曾龍(2003)。資料探礦-概念與技術。台北:維科。
    張云濤、龔玲(2007)。資料探勘原理與技術。台北:五南。
    曾新穆、李建億(2006)。資料探勘。台北:東華。
    林瑞雪、陳佑誠、胡豐榮、許天維(2004)。LFT 計分理論在教學
    上之應用。測驗統計簡訊,59,1-8。
    陳佑誠、楊世仁、林瑞雪、胡豐榮與許天維(2005)。SS 分析法與
    LFT 計分理論在國小數學科上的應用。測驗統計年刊,13 上,75-94。
    廖寶貴、曾智鈿、胡豐榮、許天維(2004)。LFT 之計分理論分析。
    測驗統計簡訊,58,14-21。
    卓樹樣、胡豐榮、許天維(2004)。在LFT 計分下之評量理論。測
    驗統計簡訊,60,1-20。
    卓樹樣、胡豐榮、許天維(2004)。邏輯流量測驗計分合理性之探
    討-從重要度、到達度及差異度的觀點。測驗統計簡訊,62,17-27。
    陳佑誠、楊世仁、林瑞雪、胡豐榮與許天維(2005)。SS 分析法與
    LFT 計分理論在國小數學科上的應用。測驗統計年刊,13 上,75-94。
    郭生玉(1998)。心裡與教育測驗。台北:精華。
    微軟(2009 年 1 月)。SQL Server 2008 線上叢書 。
    http://technet.microsoft.com/zh-tw/library/cc280428.aspx
    鍾斌賢、林聰武、吳育龍(2001)。「網際網路上應用概念圖輔助學習之研究」。第五屆全球華人學習科技研討會暨第十屆國際電腦輔助教學研討會。
    Ausubel, D. P. (1963). The psychology of meaningful verbal learning. New York: Gruneand stratton.
    Ausubel, D. P. (1968). A subsumption theory of meaningful verbal learning and retention. In R. G. Kuhlen (Ed.), Studies in educational psychology. Boston: Blaisdell.
    Ausubel, D. P., Novak, J. D., & Hanesian, H. (1968). Educational Psychology: A cognitive view.(2nd ed.). New York: Holt, Rinehart & Winston.
    Arnaudin, M. W., Mintzes, J. J., Dunn, C. S., & Shafer, T. H. (1984). Concept mapping in college science teaching. Journal of College Science Theaching,13,117-121
    Beyerbach, B. A. (1988). Developing a technical vocabulary on teacher planning: Preservice teacher’ concept maps. Teacher and Teacher Education,4,339-347.
    Cliburn, J. W. Jr (1990). Concept maps to promote meaningful learning. Journal of College Science Teaching,19(4),212-217.
    Stuart, H. A.(1985). Should concept maps be scored numerically? European Journal of ScienceEducation, 7(1), 73-81.
    Diekhoff, G. M., & Diekhoff, K. B. (1982). Cognitive maps as a tool in communicating structural knowledge. Educational Technology, vol. 4, Issue 4, (pp28-30).
    Goldsmith, T.E., Johnson, P.J., & Acton, W.H. (1991). Assessing
    structural knowledge. Journal of Educational Psychology, 83, 88-96.
    Heinze-Fry, J. A. & Novak, J. D. (1990). Concept mapping brings longterm movement toward meaningful learning. Science Education.74(4).461-472.
    Jegede, O. J., Alaiyemola, F. F., & Okebukola, P. A. (1990). The effect of concept mapping on students’ anxity and achievement in biology. Journal of Research in Science Teaching,27(10),951-960.
    Kelley, T. L.(1939).The selection of upper and lower groups for the validation of test item,” Educational Psychology, 30, pp. 17-24.
    Lehman, J. D., Carter C., & Kahle, J. B. (1985). Concept mapping,Vee mapping,and achievement:Research of a field study with black high school students. Journal of Research in Science Teaching,22(7),663-673.
    Novak, J. D. (1990). Concept maps and Vee diagrams: Two metacognitive tools to facilitate meaningful learning. Instructional Science, 19, 29-52.
    Novak, J. D., & Musonda, D. (1991). A tweleve-year longitudinal study of science concept learning. American Educational Research Journal, vol. 28, pp.117-153.
    Novak ,J. D., & Gowin, D. B. (1984). Learning How to Learn . Combridge University press.
    Novak, J. D. (1984). Application of Advances in Learning Theory and Educational Computing. Journal of Chemical Education ,61(7),607-612.
    Novak, J. D. (1991). Clarify with concept maps. The Science Teacher,58,45-49.
    Novak, J. D., Gowin, D. B. & Johanson, G. T. (1983). The Use of Concept Mapping and Knowledge Vee mapping with Junior High School Science Students . Science Education, 67(5),625-645。
    Reigeluth, C. M. (1979). In search of a better way to organize instruction: The elaboration theory. Journal of Instructional Delevope ,2,8-15.
    Okebukola, P. A. (1992). Can good concept mappers be good problem solvers in science? Educational Psychology ,12,113-129.
    Redish, E. F. (1994). The Implications of cognitive studies for teaching physics. American Journal of Physics, 62(6), 796-803 (1994) .
    Ruiz-Primo, M., & Shavelson, M. (1996). Problems and issues in theuse of concept maps in science assessment. Journal of Research in ScienceTeaching, 33, 569-600.
    Reigeluth, C. M. (1979). In search of a better way to organize instruction: The elaboration theory. Journal of Instructional Delevope ,2,8-15.
    Stice, C. F. & Alarez, M. C. (1986). Hierarchical concept mapping:young children learning how to learn(A viable heuristic for the primary grades.)(ERIC Document Reproduction Service NO.ED 274946.).

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