教材分析與需求訪談

本研究中建置的教學網站，是由教學的角度考慮教師和學生的需要。所以教 學網站中的網路GIS 教學範例必須能夠在課堂中將 GIS 的功能與概念展示在網路 瀏覽器中。為了符合教師與學生的需求，本研究透過三個方法收集目前全國高中 GIS 章節教學的資訊，並以此作為設計教學範例的基礎。這三個方法是課程綱要分 析、教材分析、教師需求訪談。分別詳述如下：

1. 課程綱要分析

檢視95 暫綱與 99 課綱中「地理資訊系統」章節的條文（教育部，2006 & 2010），

可以將與GIS 相關的學習目標整理為以下表格：

表3.3 95 暫綱與 99 課綱中「地理資訊系統」之學習目標

兩個版本的課程綱要之GIS 章節的內容可以分為兩種面向的條文，分別為 GIS 技術與GIS 應用兩個層面，簡述如下：

A. GIS 技術

在95 年課綱為能區分空間資料與屬性資料、向量資料與網格資料、GIS 的功 能與應用潛力；而99 年課綱則是能區分空間資料與屬性資料、了解 GIS 的組成要 素、GIS 的功能與應用潛力。皆是從最基本的 GIS 定義出發：GIS 是用於獲取、儲 存、查詢、分析、展示地理資料的電腦系統（Chang, 2010），用於處理地理問題。

因此兩個版本的課綱都將「能區分空間與屬性資料」列為學習目標；99 年課綱進 一步將學習目標擴展為「了解GIS 的組成要素」，這些要素包括電腦系統、軟體、

資料、使用者與基礎建設（Chang, 2010），涵蓋了 GIS 各種層面的知識，因此無須 如95 年課綱將「能區分向量與網格資料」也列入學習目標。另外兩個版本的課綱 都列入「能了解GIS 的功能與應用潛力」，由於GIS 的資料格式或 GIS 的組成要素 皆是地理資訊領域的基礎知識，所以這個學習目標就著重在GIS 主要是以那些功 能來分析處理前述的資料，以及這些功能能夠處理那些地理問題。

B. GIS 應用

兩個版本對於這個層次的學習目標都是了解GIS 在現代社會的重要性、能用 GIS 查詢或展示生活周遭的地理議題兩項。這兩個學習目標並不局限於 GIS 知識，

95 暫綱 99 課綱 2-2 能區分空間資料與屬性資料

2-3 能區分向量資料與網格資料 2-4 能了解 GIS 的功能與應用潛力 3-1 了解 GIS 在現代社會的重要性 3-3 能用 GIS 查詢或展示生活周遭的 地理議題

1-3 能區分空間資料和屬性資料 2-1 了解 GIS 在現代社會的重要性 3-1 能了解 GIS 的組成要素

3-2 能了解 GIS 的功能與應用潛力 3-3 能用 GIS 查詢或展示生活周遭的地 理議題

而是要求教師以上述的知識為基礎進一步延伸，將GIS 在應用層面上的各種可能 性向學生展示，並激發討論與思考。根據美國勞工局於2006 年 2 月提出的報告，

地理空間資訊和奈米科技與生物科技並列為三大新興產業

（http://www.carrervoyages.gov）。而 GIS 可以應用在市場研究分析、環境工程、都 市或區域規劃等方面（Chang, 2010），因此教師和課程應該充實這些實務範例，方 可向學生舉例說明，本網站的教學範例亦應該提供這些範例，讓師生在網站中操 作。

2. 各版本教材分析

目前國內地理教科書市場的主要競爭者有翰林、龍騰兩家出版社，出版社根 據課綱內容編寫教材，經過審定通過後方可在教科書市場中競爭，因此教材內容 可以說是課程綱要之延伸、也是各校GIS 教學的參考文本。因此本研究分析兩家 出版社的高一地理教科書GIS 章節之內容與架構，整理為下表：

表3.4 翰林版地理科教材 GIS 內容架構（賴進貴等，2010）

翰林

第一節 地理資訊系統內涵與結構 一、地理資訊系統介紹

二、資料儲存方式 1. 向量式結構 2. 網格式結構

專有名詞：網格解析度

3. 向量式與網格式的比較、選擇

第二節 GIS 的功能與應用 一、資料蒐集與管理

二、查詢

1. 空間資料與屬性資料 2. 空間查詢與屬性查詢

三、展示：各種一般或主題地圖繪製 四、空間分析

1. 環域分析：點、線、面環域分析 2. 疊圖分析

3. 路網分析：最佳路徑分析或服務範圍規劃

4. 地形分析：使用地形網格資料，計算坡度、坡向、黑白暈渲、視域分析、

地形模擬與展示

五、GIS 應用範例－垃圾掩埋場選址：

將河川周圍400M、斷層線兩側 100M、聚落周遭 150M 之環域 以OR 的方式運算，得出不可設置焚化爐之範圍

表3.5 龍騰版地理科教材 GIS 內容架構（施添福等，2010）

龍騰

第一節 地理資訊系統的功能 一、地理資訊系統的組成

1. 空間資料與屬性資料 2. 向量資料與網格資料 二、地理資訊系統與生活

1. 空間查詢 2. 最佳路徑分析

3. 地形分析：坡度、坡向、視域分析、海平面上升模擬 專有名詞：數值地形模型

4. 環域分析

5. 疊圖分析：埔里鎮購屋選址決策支援

第二節 地理資訊系統實作

以「Google 地圖」與「臺灣新舊地圖對照」為範例說明地理資訊系統的查 詢、最佳路徑分析、疊圖分析及展示等功能。

3. 教師需求訪談

目前國內高中GIS 教學的現況已在緒論簡述，這些有待解決的問題主要是從 學校與教師的角度出發，因此本研究設計的教學網站自然也要符合教師的需求。

因此教學網站設計的過程中，和許多第一線的高中教師有密切的聯繫，並經由多 次的訪談和討論來了解教師的需求。

受訪教師共有七位，分別任教於北一女中、內湖高中、台中一中、新營高中 四間學校。挑選受訪教師的主要考量是這些教師任教的四間學校皆為GIS 中心學 校，根據陳哲銘（2010）之全國教師問卷普查，任教於 GIS 中心學校之種子教師 曾接受密集的專業培訓和充裕的學校教學資源補助。因此國內種子與非種子教師

在GIS 知識的認知上沒有顯著差異，但是在 GIS 融入教學的技能層面上，種子教 師顯著優於非種子教師，對於GIS 技能和教學皆較有信心，所以在訪談中給予的 意見不論質量皆有正面的幫助。

每一次需求訪談之前，都會準備一系列的教學範例網頁檔。在訪談的過程中 實際示範網頁使用與操作，並聽取教師的意見和回饋，做為修改的依據與下一回 合需求訪談的準備。在本研究進行的過程中，幸賴這些第一線教師的大力支援，

教學網站的內容才能日趨完善，因為教師們對於本研究網路GIS 融入教學的構想 極感興趣，並積極思考自己教學上的需要並在需求訪談中反映。在此將其中較為 重要的意見，與網站建構中主要的設計思想，整理如下：

A. 由於教科書和課程會介紹的 GIS 概念和功能甚多，因此為了簡化教學網頁之 使用介面與網頁設計之難度，可採用分散的架構，一個教學網頁專門支援一 個特定GIS 概念或功能的教學。在教師進行教學時，根據教學需要使用不同 的網頁即可。

B. 承上，由於教學網頁甚多，涵蓋課綱與教科書的所有內容，所以這些分散的 網頁必須以妥善安排的順序在教學中運用。因此，應針對目前國內大部分學 校的GIS 教學情況，設計 GIS 章節的教案，教學時間兩節課，由 GIS 概念到 分析功能直到更進階的複雜案例分析，由淺入深，在教案中串聯成合理的教 學順序，並依照順序安排所有的教學網站，分別支援不同的教學重點。如果 在教學中依照教案執行，就可以在兩節課中以本網站的教學範例為教學平台，

完整教授GIS 章節。

C. 由於每一個網頁都是獨立的教學範例，所以需要一個首頁作為連接所有教學 範例的橋樑。這個首頁的內容應涵蓋上述的教案，並將所有教學範例的網頁 連結以超連結的形式整理在首頁中，方便教師在教學過程中以這個網站首頁 為中心，快速取用所有教學網頁。

D. 如前所述，每一個網頁都是以一個 GIS 觀念或功能為核心。所有教師在教學 訪談的過程中一致要求這些教學範例必須以教學的需要為優先加以設計，切

忌只是將GIS 功能轉換為可以在網路瀏覽器中操作為滿足。應該配合各種在 教學中可以觸發學生思考的問題或議題作為出發點，而相對應在網頁中以GIS 的分析功能加以解決才有意義。例如以「看完一場電影之後，想在電影院附 近坐坐，可以去哪裡呢？」這個問題為出發點，刺激學生討論與思考，若得 到「可以到電影院周圍500 公尺內的餐廳、咖啡店、泡沫紅茶店」的意見後，

就可以使用GIS 的空間查詢功能回答上述的問題。每一個教學網頁都應該以 這樣的方式設計，才不會流於「為GIS 而 GIS」的缺失。

E. 承上，每個教學網頁除了 Google Maps 佔據網頁編排中最大的範圍之外，也應 該輔以適當的文字與圖表，將網頁的教學重點和教學的邏輯順序詳細說明，

這些補充說明須和網頁中的GIS 操作清楚區隔，方便教師解說和使用。

F. 所有教學網頁中除了 Google Maps 和 ArcGIS Server 發佈的 GIS 服務之外，教 師們建議在網頁中依照教學需要，整合其他的資源，包括Google 提供的地址 或地名搜尋、以核取方塊（checkbox）在地圖上切換顯示的各種輔助圖資，例 如各級學校、行政區、便利商店、或學生住家地址點位等。