结构性学习概念评量系统的制作方法

本发明涉及一种评量系统技术，特别是一种结构性学习概念评量系统。

背景技术：

为了有效得知学习者的学习成效及诊断其迷思概念，目前的技术有利用在线同侪学习的方式，或者使用信息装置做概念图的操作等。例如中国台湾专利第i453704号发明专利所公开的同侪在线学习系统，其使用了一供学员学习研讨的学习模块、一学员关系信息判定模块，及一反馈信息的学习模块，并将相关结果展示于在线学习模块的学习进度判定模块。

另外，中国台湾专利第i402786号发明专利与美国专利第8655260号发明专利亦公开了一种概念图学习系统，其包含无线感测操作装置、信息整合平台及数据处理装置；该系统通过操作结果组成概念图结构并转译形成概念图信息，以利学习者学习。又如中国台湾专利第m467142号实用新型专利所述的整合式学习诊断与回馈支持系统，其使用教学题库、测验评量系统与学习教材，通过测验评量系统可快速诊断学习者对于目前课程内容的理解程度，并且可针对测验等级较高或较低的学习者分别提供不同的教材单元，藉此可降低学习者概念迷失的情况。

然而，上述发明虽然在每个单元的学习上发挥功效，但学习者只是针对小范围特定的概念有所了解，而在不同的学习单元之间的关联并不清楚，更别提如何统合运用多个概念来解决所遭遇到的现实情境。

为了有效得知学习者在学习新知识的学习效果，进而诊断学习者的迷思概念，其评量方式包括有是非题、单选题、多选题与填充题等形式。此评量方式因为有其标准答案而在评分时是比较方便处理的，但是就开放式且具有结构性概念的知识来说，在评量时不易判断，也无一定的形式，所以在学习诊断上有一定的因难，因此亟需一种能帮助学习者有效学习与澄清迷思概念的方法。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是为了有效得知学习者在学习具有结构性知识的学习效果，进而诊断学习者的迷思概念，并且可指引学习者学习方向，以提高学习效率。本发明的另一目的在于协助教师评定学习者的学习状况以检验教学方法的有效性，另外，在以开放式问题检验学习者的学习概念时，能减轻教师评改的负担。

根据本发明的其中一目的，提出一种结构性学习概念评量系统，其可包含学习概念模块、概念操作模块及概念判定模块。学习概念模块可包含多个学习概念单元，该多个学习概念单元用以评量学习者的学习概念。该概念操作模块可供学习者提取该多个学习概念单元且可界定该多个学习概念单元之间的连结关系与次序关系。该概念判定模块可用以判定该多个学习概念单元之间的连结关系与次序关系。

在一较佳的实施例中，该概念操作模块可包含情境界面及概念连结界面，使用者可依据该情境界面的信息而于概念连结界面中操作该多个学习概念单元之间的连结关系与次序关系。

在一较佳的实施例中，该结构性学习概念评量系统还可包含一用以提供至少一学习情境的学习情境模块，该学习情境可供该概念操作模块的情境界面显示欲测量用户的学习概念。

在一较佳的实施例中，该概念连结界面可包含多个用以容装该多个学习概念单元的命题容器及多个界定该多个命题容器执行次序的关系操作子。

在一较佳的实施例中，该学习情境模块还可包含与该学习情境相对应的情境解决方案，该情境解决方案用以提供该概念判定模块比对用户于该概念连结界面的该多个命题容器之间的连结关系与次序关系的正确性。

在一较佳的实施例中，该多个学习概念单元包括物理量、化学式、名词定义、图形、参数、公式、问题或步骤。

在一较佳的实施例中，该多个命题容器与该多个关系操作子在该多个命题容器所容装的学习概念单元与该多个关系操作子的连结关系与次序关系在该概念判定模块判定为正确时为可视的。

在一较佳的实施例中，该多个命题容器与关系操作子依用户的操作进度而依序可视的，用以提示用户下一进度的概念学习。

在一较佳的实施例中，该概念连结界面为概念图。

在一较佳的实施例中，该结构性学习概念评量系统还可包含显示该概念判定模块比对结果的学习反馈模块。

附图说明

图1为本发明提供的结构性学习概念评量系统的第一实施例的方块图；

图2为本发明第一实施例的结构性学习概念评量系统的概念操作模块的方块图；

图3为本发明提供的结构性学习概念评量系统的第二实施例的示意图。

附图标记说明：11-学习情境模块；111-学习情境；112-情境解决方案；12-学习概念模块；121-学习概念单元；13-概念操作模块；131-情境界面；132-概念连结界面；1321、1321a～1321d-命题容器；1322-关系操作子；14-概念判定模块；15-学习反馈模块。

具体实施方式

以下将参照相关图式，说明依本发明提供的结构性学习概念评量系统的实施例，为使便于理解，下述实施例中的相同组件系以相同的符号标示来说明。

如图1及图2所示；图1为本发明提供的结构性学习概念评量系统的第一实施例的方块图，图2为本实施例的结构性学习概念评量系统的概念操作模块的方块图。

如图所示，本发明提供一种结构性学习概念评量系统，适用于一可执行多媒体程序的电子装置或一网络环境，该结构性学习概念评量系统包含一学习情境模块11、一学习概念模块12、一概念操作模块13、一概念判定模块14及一学习反馈模块15。

该学习情境模块11包含至少一学习情境111及一与该学习情境相对应的情境解决方案112。该学习情境111是用以测量使用者的学习概念而提出的情境，该情境解决方案112是依学习概念而解决该学习情境111的解决方案。

该学习概念模块12具有多个用以评量学习者的学习概念的学习概念单元121，该多个学习概念单元121选自于一物理量、一化学式、一名词定义、一图形、一参数、一公式、一问题和一步骤的至少一形式。

该概念操作模块13包含一情境界面131及一概念连结界面132。该情境界面131的信息提取自该学习情境模块11的学习情境111，以测量使用者的学习概念。该概念连结界面132包含多个用以容装该多个学习概念单元的命题容器(proposition)1321及多个界定该多个命题容器执行次序的关系操作子(operator)1322。

在一较佳实施例中，由用户决定何种学习概念单元121填装至命题容器1321，且使用者亦通过该多个关系操作子1322决定学习概念单元121之间的连结关系与次序关系。在一较佳实施例中，该概念连结界面132的该多个学习概念单元121与该多个关系操作子1322的连结关系与次序关系在该概念判定模块14判定为正确时为可视的，藉此提示使用者所选定的该多个学习概念单元121与所决定的操作流程，让用户可依提示依序进行概念的深度学习。

在另一较佳实施例中，该多个命题容器1321与关系操作子1322依用户的操作进度而依序可视的，用以提示用户下一进度的概念学习。

该概念判定模块14提取该学习情境模块11的情境解决方案112，藉此比对使用者于该概念连结界面132的该多个学习概念单元121之间的连结关系与次序关系的正确性，并将用户的学习进度、概念迷思等结果显示于学习反馈模块15供用户改善缺失并增进学习效果。

请参阅图3，其为本发明的第二实施例的示意图，并请同时参阅图1及图2。如图所示，本发明提供的结构性学习概念评量系统包含一学习情境模块11、一学习概念模块12、一概念操作模块13、一概念判定模块14及一学习反馈模块15。该概念操作模块13是在一例如触控屏幕的电子显示设备上显示有一情境界面131及一概念连结界面132。

该学习情境模块11包含至少一学习情境111及一与该学习情境111相对应的情境解决方案112，该概念操作模块13的情境界面131是提取该学习情境111的信息而显示于该情境界面131，让使用者得知目前所欲解决的情境，例如为一土木工程学中计算钢筋混凝土的矩形单筋梁的名义抗矩(nominalresistingmoment)问题。而且，该情境解决方案112包含多个位置单元与多个关系单元，该多个位置单元与关系单元对于前述待解决的问题提供解决的方法与步骤，例如在求抗矩时，该多个位置单元为一“求得中性轴(neutralaxis)的深度”、一“求得总压缩力(compressivestress)”、一“求得等效应力区(equivalentstressblock)的深度”及一“求得抗矩”等；该多个关系单元则包括有一连结“求得中性轴的深度”与“求得总压缩力”且方向由“求得中性轴的深度”指向“求得总压缩力”的关系单元、一连结“求得中性轴的深度”与“求得等效应力区的深度”且方向由“求得中性轴的深度”指向“求得等效应力区的深度”的关系单元、一连结“求得总压缩力”与“求得名义抗矩”且方向由“求得总压缩力”指向“求得名义抗矩”的关系单元及一连结“求得等效应力区的深度”与“求得名义抗矩”且方向由“求得等效应力区的深度”指向“求得名义抗矩”的关系单元。

该学习概念模块12包括有多个学习概念单元121，例如矩形单筋梁的截面长度、矩形单筋梁的截面宽度、等效应力区系数、总压缩力、单筋梁抗矩、钢筋数量、钢筋半径等，在本实施例中，该多个学习概念单元121是以学习概念图标方式显示，且可让用户拖曳至该概念连结界面132。

该概念连结界面132包括有多个命题容器1321与多个关系操作子1322，当其中一学习概念图示移至该概念连结界面132，该学习概念图示会转换成相对应的学习概念单元121而填装于其中一命题容器1321a、1321b、1321c、1321d并显示之。例如本实施例中以“n”的学习概念图示表示“名义抗矩”的学习概念，而当使用者拖曳“n”的学习概念图示至该概念连结界面132时，会于其中一命题容器1321a、1321b、1321c、1321d显示出名义抗矩的名称与公式。依此类推，使用者可依据该情境界面131所欲测量的结构性概念决定所须的学习概念单元121。

接着，使用者以先点选起始命题容器1321a，再点选终止命题容器1321b的方式界定出关系操作子1322的连结关系与次序关系，此时，于该概念连结界面132显示出一由起始命题容器1321a指向终止命题容器1321b的箭号，用以指示在解决学习情境时，是先完成起始命题容器1321a的学习概念单元121后，再进行终止命题容器1321b所示的学习概念单元121。依此类推，使用者依序点选起始命题容器1321a，再点选终止命题容器1321c；点选起始命题容器1321b，再点选终止命题容器1321d；点选起始命题容器1321c，再点选终止命题容器1321d；最后完整的界定出全部的关系操作子1322的连结关系与次序关系。

需说明的是，决定该情境界面131所需的该多个学习概念单元121除了以拖曳方式外，仍可以先点选学习概念图示再点选该概念连结界面132等此技术领域人士所熟知的方式来达成；同样地，决定关系操作子1322的关系时亦可以拖曳方式来达成。而在另一较佳实施例中，该多个学习概念单元121亦可以是一物理量、一化学式、一名词定义、一图形、一参数、一公式、一问题或一步骤。该情境解决方案112亦可以是一概念图。

该概念判定模块14将用户在概念连结界面132所界定的该多个学习概念单元121的连结关系和次序关系，与该情境解决方案112的该多个位置单元与关系单元比对，并将比对与评分等结果传送至学习反馈模块15，让用户得知学习成效。

值得一提的是，本实施例设计有学习指引功能，当用户拖曳正确的学习概念图示时，则其中一命题容器的属性为可视的，亦即该命题容器会显示出其外框并闪烁，用以提示并鼓励使用者；反之，若用户拖曳错误的学习概念图标时，会显示错误信息或声响，以增加学习乐趣。

同样地，当使用者以该多个关系操作子1322正确地建立该多个学习概念单元121的连结与次序关系，亦会发出鼓励用户的影像或声音信息。

在本发明的另一实施例中，该学习反馈模块15会将正确的该多个命题容器与关系操作子以改变底色或外框的方式标示出正确的连结关系，如此更可协助教师清楚明白在例如概念图的结构性知识中，学习者在整体概念图中缺陷的部分，以探讨迷思概念来源。

在本发明的另一实施例中，该多个命题容器与关系操作子的连结关系是以概念图(conceptmap)的方式呈现，且可依使用者程度而于部分的该多个命题容器中给予正确的学习概念图示，以降低用户的学习负荷。

综上所述，通过多种不同情境的模拟与练习，本发明确可达成结构性知识的理解，并有助于教师教学评量与学生学习。

以上所述仅为举例性，而非为限制性。其它任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应该包含于本案权利要求的保护范围内。