类神经网路整合概念图於网路教材之建置

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1、類神經網路整合概念圖於網路教材之建置ApplyingneuralnetworkintegrateconceptmaptobuildWeb-basedcourseware李孟柔*劉遠楨***台北師範學院數理教育研究所E-mail:mero@seed.net.tw**台北師範學院教育傳播與科技研究所E-mail:liu@tea.ntptc.edu.twTel：886-2-27321104-3452Fax：886-2-27361037網際網路與遠距教學的關係，從以往單純的將傳統教學法設計成電腦軟體讓個人使用、設計超媒體（HyperText）教材放在全球資訊

2、網（WorldWideWeb）上讓學生觀看、透過網路傳送教學及交談資訊以增加互動，一路發展到現在，遠距教學已經逐漸發展出專屬於網際網路的教學理論與互動模式。但在教材的編排上，是否符合學生的需求及達到教學的目的，值得研究。本研究將利用類神經整合概念圖當作網路教材設計過程中的藍圖。利用概念圖層次上的特性，使所要教授的教材能夠以有系統，有次序的方式呈現在學習者面前，以減少學習者在網路學習時的迷失，提高學習的效果。關鍵词：類神經網路概念圖1引言我們在進行學習活動時，每個階段都有一個學習重心，我們稱之為“概念”（Concept），學習這些概念應該有一定順序的，

3、我們將這樣的學習順序稱為“認知順序”，藉由一連串認知順序的組合，我們可以得到一個拓樸（topological）圖形，這個圖形稱為“概念圖”（余民寧，1999）。概念圖（ConceptMap）最早乃由Novak在1971年左右在Cornel大學研究兒童科學概念改變歷程時所提出。當時Novak等人鑑於對兒童訪談時所收集到的資料十分龐雜而難以整理，於是構想出概念構圖的技術，一方面可以記錄兒童知識現況，一方面可以看出其變化情況。雖然概念圖提出至今已有二十多年的歷史，但其在科學教育的教學、學習與評量上的應用，一直深受研究者的肯定，近幾年來的研究有Herl,Ba

4、ker,&Niemi（1996）;Markham,Mintzes,&Jones（1994）等。（林水成，1998）概念圖是用來表示隱藏在命題架構中的一組概念間意義的圖示方法，透過概念圖的呈現，教師可以了解到學生腦海中的認知結構，並且也可以指出學生的學習路徑（M.GailJones&ElizabethVesilind,1995）。另外，概念圖的命題是對概念間之關係做語意上的描述，這種描述方式符合了所謂的語意網路（semantic-networking）理論，即人類的記憶是以語意的方式來加以組織，所以利用概念圖層次上的特性，使所要教授的教材能夠以有系統，

5、有次序的方式呈現在學習者面前（趙銘等，1999），以減少學習者在網路學習時的迷失，提高學習的效果（ShengCheeTan，2000）。類似於概念構圖由節點與連結所形成的架構，網際網路上之網頁呈現方式，也是由各節點之連結拓展而形成。只要加以做特別之約束或條件限制，所涵蓋的資訊便形成一個有組織的陳述或命題。教學內容若能經由分析與設計而嵌入良好設計的網頁架構中，可使學習者在規劃好的路徑中進行有效的學習（劉明洲等，1999）。因此，本研究想以概念圖為編寫線上教材的依據。2研究目的顯然地，一個標準概念圖在此扮演著重要的角色，若其可信度高，則編寫線上教材才具學

6、習效果。只是專家在建構標準概念圖常以主觀的方式進行，不同專家可能對同一學科知識建構出不同的概念圖。我們認為合理的標準概念圖應由數位專家的概念圖整合而成，本研究將以類神經網路（artificialneuralnetwork;ANN）的模式來建立多位專家概念圖的學習機制，整合概念圖，編寫教材，然後由學生進行學習及測驗，獲得學生學習後的概念成就，進一步與整合概念圖相比，求得學生的補救救材。3理論架構3.1概念圖的意義以下是概念圖的定義（鍾斌賢等，2001）<定義一>概念圖G（C,R）為有向性（direct）、有限（finite）的連結圖形（Connecte

7、dGraph），C為概念，也是學習者的學習活動，R為關係連結，連接兩個概念，代表概念的學習先後次序，其中rijÎR且<定義二>對每個CiÎC，存在一個概念權重值Vi，Vi=Weight（Ci）。rij={cicj

8、"ci,cjÎC,i≠j}。3.2概念圖在網頁結構分析與設計劉明洲、林鴻龍（1999）將網頁的概念學習路徑分為C、E、X、J型，C、E、X、J型路徑是走向分類（routingclassification），皆是由某一概念構圖之某一節點指向某一概念構圖之另一節點。其中C走向有兩類，包括：（1）同一構圖之停留點移動以及（2）下一個構圖之導入。E

9、、X形走向則分別導入“解釋型”構圖，及“擴張型”構圖。J走向則導向任一構圖，所謂任意進入表示可挑選任一節點進