結合自然語言技術的線上合作論證系統之開發與初步評估

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姓名

楊加豪(Chia-Hao Yang) 查詢紙本館藏

畢業系所

網路學習科技研究所

論文名稱

結合自然語言技術的線上合作論證系統之開發與初步評估
(Development and Preliminary Evaluation of Natural Language Processing Theory-based Online Collaborative Argumentation Platform)

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摘要(中)

論證（Argumentation）於科學教育中是相當重要的一環，透過不斷的與人溝通，培養學生的表達能力，學會站在不同的立場思考，藉以提升學生思考的能力。但隨著時間的不斷變遷，我們面對的問題越來越複雜，教師藉著一己之力引導全班學生變得相當困難，因此本篇論文使用自然語言處理（Natural Language Processing, NLP）技術引入線上合作論證系統，致力於開發友善的論證空間以及學習歷程分析的功能，期望能促進論證小組間溝通的意願以進行良性的討論，提升學生思考上的進步，培養解決問題的能力。CoArgu線上合作論證平台的設計主要涵蓋了論證輔助鷹架、論點分析、情緒分析等，協助學生進行線上合作論證活動，目的在於讓學生提出自己的看法，引導學生以合作、友善的方式進行想法上的交流。待系統建置完成後，本研究針對68位高中生，採用問卷調查法，進行學生對於CoArgu線上論證平台的整體知覺有用性、整體知覺易用性、整體使用意願以及鷹架功能及輔助工具知覺有用性之初步評估。研究結果發現，多數受測高中生對於CoArgu線上論證平台的整體知覺有用性、整體知覺易用性、整體使用意願以及鷹架功能及輔助工具知覺有用性皆給予正向的回饋。並期望未來研究者能夠透過本研究之系統評估及學生給予的使用建議與回饋，作為未來改善系統的參考。

摘要(英)

Argumentation is a very important part of science education. Through continuous communication with others, students′ expressive skills are cultivated, and students learn to think from different perspectives, so as to enhance students′ thinking ability. However, as time goes on, the problems we face become more and more complex. It is quite difficult for teachers to guide the whole class by their own efforts. Therefore, this researcher uses natural language processing (NLP) technology to introduce an online collaborative system. The participants were 68 students from high schools. The results of the study showed that most of the student expressed positive feedbacks on perceived usefulness, perceived ease of use, intention to use the system. Moreover, they expressed positive perception towards the scaffolds and tools within this platform . Suggestions for the improvement of the system and future study were also discussed.

關鍵字(中)

★ 自然語言處理
★ 合作論證
★ 即時反饋系統

關鍵字(英)

★ Natural Language Processing (NLP)
★ Collaborative Argumentation
★ Interactive Response System (IRS)

論文目次

摘要 i
Abstract ii
致謝辭 iii
目錄 iv
表目錄 ix
圖目錄 x
第一章緒論 1
第一節研究背景與動機 1
第二節研究目的 3
一、開發具有自然語言處理的「線上合作論證平台」 3
二、對已開發完成之「線上合作論證平台」進行初步評估 3
第三節研究問題 4
一、學生對於「線上合作論證學習平台」之科技接受度為何？ 4
二、學生對於「線上合作論證學習平台」之鷹架功能與互動工具知覺有用性為何？ 4
四、學生對於「線上合作論證學習平台」之系統建議與回饋為何？ 4
第四節名詞解釋 5
一、合作論證學習（Collaborative Argumentation Learning） 5
二、自然語言處理（Natural Language Processing, NLP） 5
三、即時反饋系統（Interactive Response System, IRS） 5
第五節研究範圍與限制 6
第二章文獻探討 7
第一節自然語言處理 7
一、繁體中文處理 7
二、Jieba斷詞系統與TF-IDF關鍵詞提取 7
三、應用深度學習於自然語言處理 9
四、文字轉向量（Word2Vec） 12
第二節學習回饋 13
一、即時反饋的起源 13
二、學習回饋 13
三、即時反饋的運用 14
四、小結 17
第四節相關系統分析與比較 18
一、相關系統介紹 19
二、相關系統分析與比較 21
第五節總結 22
第三章系統設計與實作 23
第一節系統開發方式 23
一、系統開發人員架構圖 23
二、系統開發流程 24
第二節系統設計與規劃 27
一、系統設計之特色 27
二、系統使用案例 28
三、系統架構規劃 36
三、系統流程設計 37
五、系統鷹架與互動工具設計 40
第三節系統功能模組與架構 43
一、系統架構 43
二、系統功能模組 43
第四節系統配置 47
一、硬體設備 47
二、軟體建置 47
三、使用環境建議 47
第五節系統介面與角色功能畫面 49
一、登入註冊介面設計 50
二、論證活動管理介面設計 51
三、建立論證活動介面 54
四、細部修改論證活動介面 55
五、管理論證活動房間 62
第四章研究方法 68
第一節研究對象 68
一、學生使用線上討論或論證之經驗 68
第二節研究流程 70
一、研究準備 71
二、研究設計與開發 71
三、研究系統評估 71
四、研究結果分析 71
第三節系統評估流程 72
一、系統平台介紹 72
二、系統平台操作 72
三、系統問卷評估與回饋 73
第四節研究工具 74
一、學生對於「CoArgu合作論證學習平台」之科技接受度評估量表 74
二、學生對於「CoArgu合作論證學習平台」之鷹架功能與論證互動工具知覺有用性量表 75
三、學生對於「CoArgu合作論證學習平台」之系統回饋開放性問題 76
第五節資料收集與分析 77
一、資料收集 77
二、資料分析 77
第五章研究結果與討論 78
第一節學生對於「CoArgu合作論證學習平台」之科技接受度 78
一、學生對於「CoArgu合作論證學習平台」之整體知覺有用性 78
二、學生對於「CoArgu合作論證學習平台」之整體易用性 80
三、學生對於「CoArgu合作論證學習平台」之整體使用意願 81
四、小結 81
第二節學生對於「CoArgu合作論證學習平台」鷹架功能及輔助工具之知覺有用性 82
一、學生對於「CoArgu合作論證學習平台」中合作論證鷹架之知覺有用性 82
二、學生對於「CoArgu合作論證學習平台」中反思鷹架之知覺有用性 83
三、學生對於「CoArgu合作論證學習平台」中論證工具之知覺有用性 84
四、學生對於「CoArgu合作論證學習平台」中論證內容警示鷹架之知覺有用性 85
六、小結 86
第三節學生對於「CoArgu合作論證學習平台」之系統建議與回饋 87
一、功能建議 87
二、介面建議 87
三、其他意見 87
第六章結論與建議 89
第一節研究結論 89
一、「CoArgu合作論證學習平台」對於受測高中生是有用的 89
二、「CoArgu合作論證學習平台」對於受測高中生是容易使用的 89
三、大多數受測高中生有意願使用「CoArgu合作論證學習平台」進行線上論證活動 89
四、「CoArgu合作論證學習平台」之鷹架功能及輔助工具對於受測高中生是有用的 89
第二節研究建議 90
一、對於系統改善方面的建議 90
二、未來研究建議 90
參考文獻 91
附錄 93
附錄一學生背景調查 93
附錄二學生對於「CoArgu合作論證學習平台」之科技接受度 94
附錄三鷹架功能與互動工具知覺有用性問卷 96
附錄四其他回饋問卷 100

參考文獻

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指導教授

吳穎沺(Ying-Tien Wu)

審核日期

2021-7-26

推文