學位論文
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Item 自我解釋對程式語言IF敘述學習的影響(2002) 林育聖; Yu-Sheng Lin本研究旨在探討自我解釋以及先備知識對程式語言IF敘述學習成效的影響，研究樣本為普通高中二年級117位學生。在教學實驗中，依據不同的自我解釋學習活動分為自我解釋問題引導、自我解釋原則提示、與不實施自我解釋等三組；先備知識則依先備知識測驗分為高先備知識與低先備知識二組。 研究結果發現：(1)在事實性問題上，自我解釋學習活動和先備知識對學習成效沒有顯著影響；(2)在程式評估問題上，自我解釋學習活動對學習成效沒有顯著影響，高先備知識組顯著優於低先備知識組；(3)在程式填充問題上，自我解釋問題引導組及控制組顯著優於自我解釋原則提示組，先備知識對學習成效沒有顯著影響；(4)在程式設計問題上，自我解釋問題引導組顯著優於自我解釋原則提示組及控制組，高先備知識組顯著優於低先備知識組；(5)在自我解釋數量上，自我解釋問題引導組顯著優於自我解釋原則提示組，先備知識對自我解釋數量沒有顯著影響；(6)在學習態度方面，自我解釋問題引導組對自我解釋學習活動的接納程度以及對自我解釋學習活動學習成效的看法上，皆顯著高於自我解釋原則提示組；兩組對自我解釋學習活動難度的看法無顯著差異。Item 刺激褪除導向詞彙辨識學習系統對中度智能障礙學童學習成效之研究(2002) 林雲龍; Yun-Lung Lin本研究旨在運用刺激褪除導向之電腦輔助學習系統來增進中度智能障礙學童詞彙辨識的學習，研究方法採用跨受試兼跨行為之多試探設計，研究對象是三位中度智能障礙學童，受試者分別接受四個目標詞彙的電腦輔助教學實驗，共進行十二週每週五次的教學活動，自變項是詞彙辨識學習系統，依變項為受試者的立即學習成效、學習保留及學習類化效果。實驗教學設計分三個階段，第一階段是基線期：評估受試者的起點行為，第二階段為介入期：進行電腦教學活動，並評量受試者的立即學習成效，第三階段為保留期：實施方式與基線期相同，瞭解受試者的學習保留與類化情形，所得的資料以視覺分析法加以分析。 本研究發現受試者在立即學習成效能達精熟水準時，其學習保留與類化則有良好的效果，根據教學實驗可獲得以下的結果： 一、刺激褪除策略有助於中度智能障礙學童的詞彙辨識學習。 二、電腦輔助學習系統的教學代理人機制，可提昇智能障礙學生的學習動機。 三、不同的刺激褪除策略對智能障礙學童學習成效之差異，有待進一步探討。 基於研究的結果與發現，本研究對電腦輔助智能障礙學童的詞彙學習，分別就教學應用、學習系統設計及未來研究提出數點建議，以供教學與後續研究之參考。Item 概念模型之呈現對程式語言控制結構學習之影響(2002) 吳文鴻本研究旨在探討以不同類型概念模型呈現方式對程式語言學習成效之影響。研究樣本為高職二年級135位學生。在教學實驗中，概念模型呈現的類型分為：以紙本呈現概念模型(傳統教學組)、教師以多媒體演示概念模型(教師演示組)及學習者自行操作多媒體概念模式之呈現(自行操作組)等三種不同之呈現方式；先備知識則依程式語言先備知識區分為高先備知識與低先備知識兩組。 研究結果發現：(1)在「程式碼評估」的學習成效上，概念模型與先備知識的交互作用的影響達顯著水準。在低先備知識學習者中，傳統教學組與教師演示組顯著優於學習者自行操作組，傳統教學組與教師演示組間則無顯著差異；在高先備知識學習者中，三組間無顯著差異。(2)在「程式碼產生」的學習成效上，教師演示組顯著優於傳統教學組，但教師演示組與學習者自行操作組間無顯著差異。(3)在學習態度方面，學習者對概念模型的接納程度及對概念模型能幫助學習都傾向正面的看法，其中學習者自行操作組對概念模型的接納程度顯著高於教師演示組。Item 倉庫番遊戲之最少搬移演算法分析與研究(2002) 蔡明原; Tsai Ming-Yuan倉庫番遊戲是一種搬移策略規劃的有趣問題，問題的挑戰來自於對死結盤面的偵測及如何以有用的策略減少搜尋的空間，過去的研究者以單一代理人搜尋法，透過對死結盤面動態建立盤面資訊做比對，得到了一些成果，但並未能得到最少搬移步數的答案。 我們的研究採反向搜尋的方式來減少死結情況的發生及使死結的偵測工作容易實行。在實驗中我們也發現了跳躍式串列(Skiplist)比AVL平衡樹在資料插入及搜尋上有較好的表現。我們的演算法經過實際程式的執行結果，與前人的研究比起來最大的突破在於我們成功地找到了90個XSokoban倉庫番遊戲中63個盤面的最少搬移步數的解答。Item 重度肢障者適用之中文輸入法研發與整合(2002) 洪全慶; HUNG,CHUAN-CHING為幫助重度肢障者解決因手部功能障礙而造成操作電腦上的不便，因此有必要設計一個結合軟體與硬體的電腦輔具，使用簡易的輸入裝置進行電腦文字輸入與操控滑鼠工作，並提供重度肢障者一個使用電腦的良好顯示介面，讓重度肢障者學習電腦、使用電腦變的更容易，幫助肢障者可以和正常人一樣，享受資訊科技所帶來的便利。 本研究開發一套重度肢障者適用之中文輸入法，在輸入法中同時提供注音輸入、倉頡輸入兩個目前常用的中文輸入法，並可進行英文、數字、符號、組合鍵、及常用控制鍵之操作，在文字輸入時提供語音輔助操作。使用不同的輸入裝置如單鍵輸入開關、雙鍵輸入開關、語音開關，並結合文字掃描、摩斯碼輸入等不同的文字輸入方式，利用開關的選擇及語音命令來取代滑鼠的操作，製作一個能夠取代鍵盤與滑鼠的實用電腦輔具。Item 依使用者查詢及回饋探勘同類型喜好之網頁推薦系統(2002) 吳建良; Chien-Liang Wu本論文提出建構一個網頁查詢推薦系統之相關技術。此系統從使用者查詢關鍵字及瀏覽網頁的記錄中過濾出有用的資訊，以使用者查詢關鍵字、瀏覽網頁、以及其回饋值構成使用者查詢交易記錄單位，並記錄在使用者側寫之中。本論文提出瀏覽關聯二分圖群集演算法，以二元位元向量來加快查詢關鍵字相似度的計算，找出查詢關鍵字和瀏覽網頁的聚落（查詢喜好聚落）。具有多種不同類型喜好的使用者可分屬於多個查詢喜好聚落中，使得以合作式過濾做推薦時，具有部份喜好相同的使用者瀏覽行為也能提供重要的推薦資訊。接下來，系統根據查詢喜好聚落將使用者查詢交易記錄做分割，針對每個分割探勘出查詢關鍵字與網頁文章之間的關聯規則，並以使用者瀏覽網頁回饋值計算出關聯規則的支持度與確信度。最後根據這些探勘所得的資訊，對於會員使用者，系統以合作式過濾方式，推薦使用者側寫所包含的查詢喜好聚落中相關性高的網頁文章給使用者。對於匿名使用者，系統則提供如搜尋引擎以關鍵字搜尋的方式，依據查詢關鍵字所屬聚落中推薦相關性高的網頁，使查詢結果更精簡並切合使用者需求。Item 高中電腦科實施專題式學習之個案研究(2002) 黃菁琴; Huang Ching-chin本研究採個案研究方式，藉由實際在國內高中電腦課程實施專題式學習，評估電腦課程實施專題式學習之可行性，並了解教師之課前準備、教室管理、成績評量與專業知能成長情形，以及學生能否同時兼顧學科知識與操作技能的學習。本研究以文獻探討、師生訪談紀錄、問卷調查、教學實驗、課堂觀察等方式蒐集所需資料，經過一年的實驗研究，整理出可供國內電腦科教師參考之建議實施方案，並作出以下結論：(1)在國內電腦科實施專題式學習，主要受到授課時數的限制；(2)教師之教學準備工作較為繁重，但也促使教師在專業知識及教學技巧上有所成長；(3)透過適當的專題活動設計與學習引導，能使學生兼顧學科知識與操作技能的學習。Item 分散式容錯物件服務之研究(2002) 黎俊彥; Chun-yen Lee分散式物件技術在日益成熟之後，逐漸成為運算模式的主流。而W3C（World Wide Web Consortium）所制定的SOAP（Simple Object Access Protocol）是架構在XML（Extensible Markup Language）之上的分散式溝通協定，具有簡單、開放、標準化等特質。面對廣域網路的異質環境，若要實現分散式物件技術，SOAP會是一個真正跨平台、跨語言的解決方案。在這個新協定中，容錯技術的實作尚無標準，然而處於分散式環境的物件，可能因為主機故障或網路中斷等因素，無法正確運作。為了使系統能有更高的可用度（Availability），必須加入容錯技巧。 SOAP的規格定義中，並無物件註冊與找尋之相關規定，本論文乃提出具有容錯能力之Quorum-based Domain Name Service以實現此機制，並利用SOAP Message達成物件複製（Object Replication）。本系統內之物件皆以SOAP為訊息溝通協定，且已實現主體-備份（Primary-Backup）、動態投票（Dynamic Voting）、Quorum等不同的容錯策略，因此可稱為SOAP-based容錯物件服務平台。所有容錯策略均封裝在基礎類別（Base Class）中，應用物件開發人員可以利用繼承機制使其成果迅速獲得容錯能力。在電子商務領域中，容錯服務有其必要性，因此本平台可以應用於這類資訊系統的設計。最後，本論文實作了股市資訊、郵局帳號管理、聊天室等示範系統，藉以展現容錯平台之能力以及應用物件之實作方法。Item 矩形棋盤上構築騎士路徑之成本最佳化演算法(2002) 魏仲良; Chung-Liang Wei騎士路徑問題(knight's tour problem)已經被研究很長的一段時間，它的規則為在一棋盤上，要找出一條路徑讓騎士恰能走過棋盤上的每一個格子一次。1992年Takefuji與Lee聲明他們尚不能確定此一問題是否屬於NP-complete的範疇。在前人的研究中所提出的方法皆僅解決了部份的子集合。舉例來說，如Ian Parberry於1997年提出一個分而治之(divide-and-conquer)的演算法，利用單一個處理器能在O(n^2)的時間內求得n x n、n x (n+1)、n x (n+2) 的盤面上的封閉騎士路徑(Closed knight's tour)。而在本篇論文中，我們提出一個新的方法可以找出任意n x m大小的棋盤上的封閉騎士路徑與開放騎士路徑(Open knight's tour)，至此得以完全解決騎士路徑問題並回答了Takefuji與Lee的疑問。在只利用單一處理器的狀況下，我們的演算法所花用的時間也只僅要線性時間(O(nm))。Item 以語音呈現模式導讀網頁文件之研究(2002) 黃英旗; Ying Chi Huage自從網際網路發展以來，網際網路顯然已成為一個無遠弗屆的知識庫藏系統，其中又以具有多媒體型態的全球資訊網的發展最受人矚目。然而傳統的瀏覽器軟體只能以視覺型態來呈現網頁資訊，即使搭配現有的商用語音導讀軟體，還是無法以聽覺型態來呈現正確的網頁資訊，甚至還會引發資訊認知的誤導。由於近年來無線通訊、語音辨識、語音合成三者技術的發展，使得人們有機會能夠隨時隨地只需透過行動電話就可以獲得網頁的資訊。因此建立新型態的語音瀏覽服務機制，勢必能幫助人們透過語音通訊服務取得所需的網頁資訊。 基於上述的原因與動機，本論文提出一套語音呈現模式（Aural Rendering Model，ARM），並且實作出一個語音呈現模式設計家（Aural Rendering Model Designer，AURMOD）的系統以解決上述的問題。ARM的設計理念是將以視覺形式呈現的網頁資訊，自動加入適當的語意資訊，轉換成以聽覺形式呈現的語音文件，並搭配現有技術成熟的語音合成器，將網頁文件內的資訊以語音形式導讀給一般人或視覺障礙者來聽取網頁內的資訊。藉著此系統的便利性，即使是視覺障礙者，也能夠如同一般人，即時且便利地取得全球資訊網的網頁資訊。Item 多枚偽幣問題之演算法設計與分析(2002) 李立中; Li-Chung Lee偽幣問題由來已久，有許多人不斷的增加不同的條件，使得這個問題變得更具挑戰性也更加困難，也有許多人嘗試著提出各種不同的演算法去解決這些不同形式的偽幣問題。而我們在本論文中便針對2枚偽幣，但是不知道偽幣輕重的問題，以及3枚以上知道輕重的偽幣問題提出了演算法。並且分析出這些演算法保證能秤量出一堆硬幣中特定個數的偽幣，其所需要的最大稱量次數。而在最後則針對1枚偽幣知道輕重、1枚偽幣不知輕重、2枚偽幣知道輕重、2枚偽幣不知輕重、3枚以上知道輕重等問題，提出了分析，說明哪些問題所被提出的演算法已經達到理論值下限，哪些問題所被提出的演算法則還有努力的空間。Item 基於共享教材元件參考模式之網路書籍模式研究(2003) 林傳枝由於資訊科技的快速發展以及網際網路的普及，各種格式的數位化資訊得以用迅速且便利的方式透過全球資訊網傳播至世界各地，具有跨平台特性的WWW已成為人類有史以來最大的知識體。伴隨而來的網路教學及電子化學習(E-Learning)開始成為各界矚目的議題，並帶動學習科技重要的變革。為了降低開發網路化學習教材所需的成本並實現知識共享與教材重用，由美國國防部主導的「先進分散學習計畫」(ADL)在參照許多機關所制訂的規格後，並遵循W3C的XML語言規範提出「共享教材元件參考模式」(SCORM)已成為當今為數位學習最重要的共同標準。 本論文中將全球資訊網視為主要取材來源，進而提出個別化網路書籍模式理論，並實作出符合SCORM規範的系統，提供教材編寫者與使用者方便的編輯與操作環境。基於SCORM教材元件化概念，將網路書籍定義為網頁元件的組合，透過Manifest的彈性架構，映射為網路書籍的邏輯架構，並將系統實際上線供讀者瀏覽，以達隨取書籍的目標。就教材編輯者(即本論文中的書籍作者)的觀點我們將書籍編輯程序分成三部分，分別是資料收集、書本編輯以及書本上線，而為了使網路書籍符合SCORM規範，我們將書本編輯細分為教材元件編製及課件打包等兩個部分，並個別提供書頁下載與書籍編輯工具。本論文提出之網路書籍模式提供使用者即時瀏覽、避免瀏覽迷失以及整合全球資訊網的資源檔案之特性，而進一步透過SCORM規範的引入，實現了網路書籍教材重用和共享的可能。網路書籍模式改良傳統紙本書籍的概念使閱讀活動更加豐富生動，有助於幫助讀者養成良好的閱讀習慣進而提升學習意願。Item Towards General-Purpose Program Animation(2003) 簡雅羚; Ya-Ling Chien現今有許多軟體視覺化的研究，除了靜態的呈現還有動畫的表現方式。但其中絕大部分的動畫設計都只能呈現某些特定的演算法或資料結構。雖然仍有少部分的研究是朝向可以呈現所有的程式，但都需要使用者投入額外的努力才可以產生動畫。因此，我們的研究目標是可以為任何的Java程式的執行片段產生一段動畫但又不需要使用者做額外的工作。 在本篇論文中，我們設計了一個名為「YaJDB」的工具。這個工具主要有兩個目的，一個是提供DIVINE所需的除錯資訊；另一個即是提供動畫產生器（animation metaphor）必要的支援以為達成我們的目標。YaJDB是延伸JDB而來。在未來，我們會繼續往這目標前進，完成動畫產生器(animation metaphor)及映對引擎(mapping engine)。Item 以可縮放式向量圖形語言呈現碎形圖形(2003) 林芃君隨著網際網路的迅速發展以及傳遞的資料越來越豐富、實用，如何能傳送大量的資訊而速 度也維持一定的標準是很重要的課題。由於XML（Extensible Markup Language）逐漸的成 為主流，以XML為概念發展出來的SVG（Scalable Vector Graphics）可縮放式向量圖形也 漸漸的受到重視，並且逐漸成為網路上的向量圖形主流。SVG相較於Bitmap有許多的優點， 對於存取一般的圖形能降低儲存空間，並且可以節省在網際網路中傳輸的時間，有效的對 網際網路的發展做出貢獻。 本論文中提出了將Fractal與L-system轉換為SVG來呈現的轉換模型(Transformation meta model)以及細分法則（subdivision method）、線段遞迴生長法則（segment recursive grow method）的概念，再透過演算法用SVG平台來實作Fractal與L-system圖形並探討其特 性。另外一方面，由於SVG是2D的向量圖形語言，但是他的優點非常顯著，因此本論文中也 將SVG由2D推向3D的階段，繪出3D的L-system樹型範例以增加樹型的真實呈現。 SVG是以XML為基礎的標籤語言，本研究使用JavaScript來動態的在client端產生標籤，這 樣可以節省網路傳遞的時間。對於在3D環境中的物件來說，使用者可以旋轉物體來觀看並 且不需要佔用頻寬，傳輸的檔案也可以很小，這是除了SVG之外別的圖形格式無法達成的優 點。Item 以位元序列為基礎之容錯常見項目及探勘(2003) 游佩瑜; pei_wy yo本論文針對交易資料庫提出一個容錯常見項目集之有效率探勘方法，稱為FFT-Mine(Fast Fault-Tolerant Pattern Mining)演算法。本方法以出現位元序列表示法來儲存交易資料，並將此表示法擴展成容錯出現位元序列來表示一個容錯資料項集合在資料庫中出現的情形。FFT-Mine演算法以深先搜尋的方式產生候選項目集，可系統化地算出代表候選項目集出現情況的容錯出現位元序列，並由序列運算結果快速判別出一個候選項目集是否為一個容錯常見項目集。整個探勘過程僅需掃描資料庫一次，可以大量節省讀取資料所需時間。由實驗結果顯示此方法較之前已提出的容錯常見項目集探勘演算法FT-Apriori及FPT-Mine有更好的執行效率。Item 考慮密度限制之數值區間關聯規則探勘(2003) 郭瑞男本論文提出一個新的數值區間關聯規則探勘方法，稱為PQAR(Partition-based Quantitative Association Rule mining)演算法，以空間分割方式先探勘出滿足相對密度限制的常見數值區間項集合，再由其產生數值區間關聯規則。PQAR方法在探勘常見數值區間項集合時除了考慮最小支持度門檻值的限制外，亦訂定相對密度的限制，避免在相同支持度門檻值要求下，找出資料分佈不集中的區間。此外，PQAR方法採用空間分割方式探勘出符合要求的最大數值區間，不但減少需要掃描資料庫的次數，使得執行時間大為縮短，亦使探勘結果中的區間個數較少，達到找出精簡而重要的數值區間關聯規則之目的。由實驗結果顯示PQAR方法在探勘具不同支持度及相對密度的常見區間項集合，都有很高的正確率。而且在相同的正確率的條件下，本論文方法也較QAR演算法的執行更有效率。Item 互動式三度空間鏈節結構除錯資訊視覺化系統(2003) 彭怡煒; Peng Yi-wei在開發軟體的過程中，除錯通常是耗時的。但是就現有的除錯工具而言，大部分依舊停留在文字模式的階段，程式設計師必須在一堆文字當中，去尋找有意義的資訊，並把抽象的概念的具體化，來模擬程式的運作，進而發覺程式可能出錯的所在。上述的這件事情，就算對於一個有經驗程式設計師來說也不見得是一件簡單的事情，就更別說一個欠缺經驗的新手了。然而隨著程式規模日漸增加，類似在開發作業系統一類的大型複雜軟體時，除錯的問題只會越來越棘手，除錯的工具必須提供更有效的協助給程式設計師。 本研究就是在提供一個圖形化的除錯工具，讓程式設計師可以透過圖形化的呈現輕易的看出程式中變數的內容及資料結構。目前是有一些軟體嘗試著利用 2D 平面來展示除錯的資料，但是2D 的平面展示有他的侷限。當所要除錯的程式很龐大的時候，會有過多的資料充塞在 2D 平面上，並不能完全發揮視覺化的目的，所以就並不是那麼的適用。所以在本研究把除錯的環境擴增到 3D 的立體空間中。但因為可能除錯的資料結構可能會有很多種，目前將目標鎖定在鏈結結構（Linked-list data structure）上。在 3D 的環境中利用一個虛擬實境手套來與除錯工具溝通的工具，透過一些手勢操作來控制或是顯示程式設計師想要看的變數的內容及資料結構。透過預設手勢操作的過程當中，本系統透過 socket 從預設的除錯器 JPDA 獲得程式資料，然後呈現在 3D 的環境當中，以期達到幫助程式設計師易於瞭解程式變數內容及資料結構的目的。Item 高中電腦課程實施現況調查(2003) 陳宏煒本研究的主要目的為瞭解高中電腦課程的實施現況，以提供未來課程修訂及實施的參考。研究以email方式邀請全國283所高中的381位電腦教師上網填寫問卷，總計有163位上網填寫，填答率為42.8﹪。調查結果發現，電腦授課教師以男性佔大多數（72﹪），近九成為登記合格的電腦教師，具有碩士學位（或相等資歷）、畢業自資訊相關科系約佔六成。課程實施方面發現，約80﹪的學校授課時數在72小時（課程標準建議）以上，39﹪學校開設有進階電腦課程。教師講授時數最多的單元是電腦應用及程式語言，較少的為演算法與資料結構。大部分教師（72﹪）使用Visual Basic於程式語言教學，但也有少部分的教師採用C/C++、Java/JavaScript、ASP/PHP等。大部分教師遭遇的問題以「課程時數不足」、「合法軟體不足」及「教師進修或研習的機會太少」較為嚴重。Item 以實驗策略進行高中影像處理原理教學之研究(2003) 花建民; Chien-Min Hua本研究的目的是希望透過準實驗研究法（quasi-experiment），探討以實驗策略進行教學對高中生學習影像處理原理的影響，並進而設計一套能幫助高中生學習影像處理原理的實驗活動與實驗軟體。本研究參考SIVA系統的實驗軟體模式來設計一套關於影像處理原理的實驗活動及實驗軟體，希望藉實驗活動的進行，提升高中生對影像處理原理之瞭解。 本研究以國立新店高中二年級的143位學生作為研究樣本，並採用實驗組、控制組後測設計，實驗研究的自變項為是否以實驗策略進行教學，依變項是影像處理原理成就測驗的結果，並對測驗結果進行單因子共變數分析。 研究結果發現：一、以實驗策略進行影像處理原理教學有助於提升高中生的學習成效；二、學生對影像處理課的刻板印象為學習影像處理軟體的操作；三、學生普遍肯定以實驗活動策略進行教學，有助於影像處理原理的了解，並且能夠提高其學習興趣；四、本研究所發展的影像處理實驗活動與實驗軟體，可幫助學生進行影像處理原理的學習，作為輔助工具；五、影像處理的遮罩（mask）概念是學生普遍認為較難的部份。Item 一個PROMELA語法分析器並且運用資料流分析以產生簡潔的狀態圖(2003) 潘珈逸; Chia-Yi Pan近幾年來，自動驗證分析（automated finite-state verification）已逐漸發展成熟，但是組態爆炸（state-space explosion）的問題仍然是自動驗證分析的致命傷。許多人對於組態爆炸提出解決之道。但是由於受限於理論上的侷限，每個方法的有效與否都具有特殊性。迄今沒有一種方法使得減緩組態爆炸的成效，能夠廣泛被業界所接受。而眾多減緩組態爆炸的方法中，運用局部性分析（compositional analysis）是被公認為較具有潛力的。 局部性分析的方法就是將原有的系統分割成許多小系統，使之成階層式的架構進行分析。但是局部性分析依賴一個系統的模組性是否良好，很不幸的，大部分複雜系統並不具備這樣的模組性。因此，針對這個問題，我們提出Refactoring的方法:透過一些等價的轉換來打破系統舊有的模組性，以創造出新的系統架構，這樣新的系統架構能夠讓局部性分析發揮divide and conquer的效益。 在本研究中，我們修改SPIN的設計語言--PROMELA，除了實作PROMELA之外，並且加入了Refactoring的語法以自動化Refactoring。這個新的語法叫做rc-Promela。我們建立了rc-Promela的語法分析器, 將輸入轉換成AST樹（abstract syntax tree）。最後運用資料流分析（Data Flow Analysis）分析PROMELA程式碼，以降低展開狀態圖之狀態空間，減少組態爆炸發生的可能性。