本研究的主要目的在於探討國小學生數學學科的知識結構評量情形，透過比較不同學習成就組別學生的知識結構，探究出知識結構與學習表現間的關係，以及採用知識結構評量和傳統總分評量對學生數學科學習成就的預測效度之比較，來展現知識結構評量在教育上的應用效能。 本研究以隨機抽樣的方式，取得景興國小的二個六年級班級學生為研究樣本，有效樣本共74人。利用教師自編成就測驗和數學認知診斷成就測驗，蒐集受試者的成就測驗結果，透過路徑探測網路分析的KNOT統計應用軟體、曼-惠特尼U考驗法、多元迴歸分析法等量化分析的方法，探討不同學習成就組別知識結構的表現情形、以及比較傳統總分測驗與知識結構評量二者對預測學習成就的差異情形。 依據統計結果分析，本研究歸納出下列八點結論。 一.不同學生的數學知識結構具有個別差異。 二.知識結構評量結果可推論出學生在該學科領域的心理認知模式。 三.知識結構評量結果可明顯區別出數學學習成就差異。 四.整體而言，傳統總分評量對學習成就之預測效力略勝知識結構評量。 五.就高分組而言，以知識結構評量中的PFC指數最具預測力。 六.就低分組而言，以傳統總分評量最具預測力。 七.就普通組而言，以知識結構評量中的PRX指數最具預測力。 八.知識結構評量的意義與應用價值。 依據本研究發現和結論，研究者提出有關教師評量觀、教學設計、學力測驗、研究變項、研究工具、研究方法等方面的相關建議，以供教育相關人員有關教育評量實務以及未來繼續研究之參考。