以概念圖為基礎的紙本教科書數位學習支援系統

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姓名

范銘傑(Ming-chieh Fan) 查詢紙本館藏

畢業系所

資訊工程學系

論文名稱

以概念圖為基礎的紙本教科書數位學習支援系統
(A CONCEPT MAP BASED DIGITAL STUDY SUPPORTING SYSTEM FOR PAPER TEXTBOOKS)

相關論文

★ 學習馬賽克-以教科書內容置入平板之合作式情境學習遊樂場	★ 為使用知識而設計的電子書- 以參考手冊為模式的電子書設計
★ 為使用知識而設計的電子書- 將紙本書籍以及電子書提供社群共建的機制	★ 高互動低資源損耗之課堂學習系統設計與實際教學環境導入接受度探討
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摘要(中)

在學習資源充斥的環境下，學生需要在大量的資訊中進行選擇與瀏覽，因此，勢必要有個方法去引導與支援學生進行學習，並能針對知識進行組織與理解，而概念圖就是一個能構築學生知識架構的方法，尤其在目前概念圖建構工具，可以讓學生針對資源所屬的概念進行分類與組織，在學習上是一大幫助，不過大部分學生仍習慣閱讀紙本教科書，再者，電腦上所建構的概念圖與紙本的知識內容是相輔相成，所以在學習過程中，會經常於電腦和紙本之間移換，造成某種程度的干擾。
因此，本研究提出了一個以概念圖為基礎的學習支援系統，透過簡單的筆勢操作，學生可以在閱讀的過程中建構概念圖，並引導學生在概念圖上的學習路徑，使學生在接觸到知識背景不深的教材時，可以有架構的進行學習，並且透過自行逐步建立概念圖，能夠更加深學生對概念間的理解與記憶，使得學習能更加有成效，而單一概念能藉由深入學習，能有更進一步的了解。
為了評估系統在操作以及學習上的效果，本研究找來兩組學生進行比較性的評估實驗，結果發現，有系統支援的學生在概念圖的命題記憶上有顯著的成效，而且針對系統的問卷調查，學生對於系統提供的機制覺得是有效且滿意的。

摘要(英)

Because of the inundation of various learning resources, students need to choose and browse in a large amount of information. Thus, there has to be a mechanism to guide and support students in knowledge construction and comprehension. Concept map is one of such mechanisms in widespread use. Concept map based tools allow students to classify and organize the concepts scattered in their learning resource, which help a lot in learning. However, most students are used to read on paper textbooks, yet the supporting digital information lives in computing devices. In such way, students need to switch their focus between computer and textbooks during learning process, which causes some degree of disturbance.
In perceiving this, we propose a concept map based learning supporting system with pen-gesture operations. Using this system, students can read and construct the concept map simultaneously; moreover, the system will provide scaffolding for novice students, so that they can have a well-structured view when they go through unfamiliar topics. By gradually constructing concept maps on their own, students consolidate their comprehension and improve their recall, making studies more effective. In addition, students learn further in every single concept with the supplementary readings collected in each concept unit.
We held a comparative experiment to evaluate the user-friendliness and learning effect of this system. The result tells us that there is a significant improvement in the recall of conceptual propositions, and students feel satisfied with the operating mechanism of our system according to the satisfaction questionnaire.

關鍵字(中)

★ 概念圖
★ 電子筆與紙本互動
★ 數位學習

關鍵字(英)

★ concept map
★ pen gesture
★ pen-computing
★ study supporting system

論文目次

目錄
頁次
中文摘要 ………………………………………………………………… iv
英文摘要 …………………………………………………………………… v
誌謝 ……………………………………………………… vii
目錄 ……………………………………………………………… viii
圖目錄 …………………………………………………………… xi
表目錄 ………………………………………………………………… xiii
一、緒論………………………………………………………… 1
1-1、研究背景……………………………………………………… 1
1-2、研究動機………………………………………………………… 3
1-3、研究目標………………………………………………………… 3
1-4、問題與對策……………………………………………………… 4
1-5、論文架構………………………………………………………… 4
二、相關研究理論…………………………………………………… 6
2-1、概念圖特徵與應用……………………………………………… 6
2-2、建構概念圖相關工具…………………………………………… 9
2-3、紙筆整合研究…………………………………………………… 11
2-4、電子筆於學習的應用…………………………………………… 12
三、互動流程設計…………………………………………… 14
3-1、使用者在系統上的閱讀與理解的流程………………………… 14
3-2、流程一:預覽章節的知識架構…………………………………… 16
3-3、流程二:建立相關概念…………………………………………… 16
3-4、流程三:修改相關概念…………………………………… 17
3-5、流程四:刪除當前概念:……………………………… 17
3-6、流程五:切換相關概念…………………………………… 18
3-7、流程六:瀏覽相關概念…………………………………… 18
3-8、流程七:進入概念學習…………………………………… 19
四、系統設計…………………………………………………………… 20
4-1、系統架構………………………………………………… 20
4-2、教科書，電子筆與電腦結合的環境…………………………… 21
4-3、紙本教科書設計…………………………………………… 21
4-4、系統畫面關係圖…………………………………… 23
4-5、使用者介面模組………………………………………………… 24
4-5-1、電子筆有限狀態機…………………………………………… 25
4-6、頁碼偵測模組………………………………………… 26
4-7、紙筆數位整合模組……………………………………… 27
4-8、功能模組…………………………………………………… 28
4-8-1、概念圖建構模組…………………………………… 28
4-8-2、概念圖綜觀模組…………………………………… 35
4-8-3、概念圖瀏覽模組…………………………………… 37
4-8-4、概念學習模組……………………………………………… 39
五、評估實驗………………………………………………………… 43
5-1、評估背景…………………………………………………… 43
5-2、評估目的………………………………………………… 43
5-3、評估假設……………………………………………… 44
5-4、評估流程……………………………………………… 44
5-5、評估結果……………………………………………… 45
5-5-1、評估問卷與訪談………………………………………… 45
5-5-2、理解性測驗結果………………………………………… 50
5-6、評估討論…………………………………………………… 53
六、結論……………………………………………………………… 55
參考文獻 …………………………………………………………………… 57
附錄一、實驗前測………………………………………… 60
附錄二、實驗後測………………………………………………61
附錄三、實驗問卷……………………………………………62

參考文獻

參考文獻
中文部分
莊家豪，「利用電子筆整合紙本教科書與電腦來輔助學生註記與參考」，國立中央大學，碩士論文，民國95年。
賴威竹，「設計一個具學習策略的互動是程式與研教科書並透過電子筆附註來促進學生承是概念理解」，國立中央大學，碩士論文，民國96年。
呂孟耿，「利用電子筆整合網路資源之紙本教科書閱讀環境」，國立中央大學，碩士論文，民國97年。
邱聖霖，「以支持閱讀策略為基礎整合網路資源社群的紙本教科書閱讀系統」，國立中央大學，碩士論文，民國97年。
陳宗禧，黃悅民，邱柏升，張承憲，「情境感知行動學習環境學習者行為意向之研究」，NCS會議，民國97年。
英文部分
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指導教授

陳國棟(Gwo-dong Chen)

審核日期

2009-8-13

推文