文獻回顧與研究概念

空間認知的相關研究有孩童成長階段的認知發展、環境認知、地圖認知、地 方感、鄉土意識等等領域的探討。其中孩童成長階段中的認知發展是本文聚焦的 重點，其餘環境認知、地圖認知、地方感和鄉土意識的探討領域雖不是本文主軸，

但也提供了一些有關空間認知的概念。

在環境認知的探討，有張筱雲(2002)由國小學生對校園景觀設施認知來探討 環境學習，鍾文修(2004)探討軍事院校學生的環境認知，林庭寧和紀佳祺(2005) 探討遊客對濕地環境的認知等等。空間為抽象的點、線、面資料，環境為空間的 具體化表現，國小學生、軍事院校學生和遊客等不同角色關心不同的事物，其環 境認知也不同。

地圖認知的探討，有石慶得、蘇永生(1992)以兒童的環境認知來看地圖學的 研究，呂玉琪(1995)利用方向和距離概念來探討人的地圖認知，賴進貴(1999)探討 中小學生地圖認知的研究，陳立心(2004)等。地圖是空間完整的表達，看了地圖 後而有的想法會改變人的空間認知。

地方感和鄉土意識的探討，有江碧貞(1999)國小學生地方感探討，許育齡 (1999)探討學童年齡及環境刺激因素對其鄉土意識的影響。因此地方情誼愈深和 環境刺激愈多，學生的空間認知和真實空間相似度愈高。

有關「空間認知特性」的概念，本文將針對空間認知相關研究中關鍵步驟「空 間認知」、「認知圖」文獻進行整理。

一、「空間認知」相關研究文獻與研究概念

歐陽鍾玲（1986）將空間認知定義為人們獲得、組織、儲存及回憶訊息 的方式，是人在「日常生活」中與三度空間的環境互動；Mark（1992）也認 為空間認知是一種經過內化的反映和結構化的空間思考，因此每個人日常生 活經驗不同，導致人的空間認知具有獨特性。

（一）經驗與空間認知

經驗是”感覺”和”思想”的綜合體（Yi-fu Tuan,1977）。經驗由 體會，而形成個人的背景知識，背景知識所建構出來的基模（schema）

會主動去搜尋有用的資訊將它放在適當的位置，來壯大自己的經驗

（洪蘭，2001）。因此人們的空間認知是長時期對空間許多經驗的記憶 及體會，對空間記憶和體會，即是本文所指的空間認知特性。

（二）空間認知的建構

在空間認知理論當中，以皮亞傑所提的觀點最為重要。皮亞傑的 認知理論中，對於空間認知的看法，可分成下列三個階段：

1.拓樸(topological)空間概念時期：相當於認知理論的運思前期，大致 為學前兒童階段。

2.投影幾何(projection geometry)概念階段：相當於認知理論的運思前期 和具體運思期，以自我為中心來向外拓展空間的認知。

3.平面幾何(Euclidean geometry)概念階段：相當於認知理論的具體運思 期，會運用座標的參考進行系統的思維，對空間的認知有幾何計量 的技術。

皮亞傑在認知發展學界德高望衆，也影響到一些空間認知理論的 提出。茲就這些理論主張分述如下：

1.Siegel and White（1975）的空間認知理論：

Siegel and White 將人的空間發展分成四階段

第一階段：地標的辨別（landmark recognition），也就是兒童最先會 注意並記住的地標。

第二階段：進入到路徑知識（route knowledge）的建構，強調會形 塑出許多路徑來聯繫每一個地標。

第三階段：地標和路徑組織成集群（cluster），集群內由拓樸¹關係

（topological relationships）相聯繫。

第四階段：集群間（across clusters）發展出一致的參考模式架構

（coordinated frame of reference），協調出一個整體的架 構。

依其具體的階段畫分，本研究在第二、三和四章的一和二節 將探討其與學生實際繪製結果的比較。

2.英國地理學者 Simon J.Catling（1978）的空間認知觀點

Catling 結合皮亞傑的認知理論與地理學空間概念的結構，以 螺旋型關係柤互聯繫著（圖 1-1）。由圖中可知兒童空間概念發展過 程中，由「拓樸」階段經「投影幾何」階段到「平面幾何」階段是 不斷地更熟悉自己所處的區域空間，這三個階段的進展歷程中，兒 童對於空間區位、空間分佈、及空間關係的理解力是並行發展且逐

1拓樸學是幾何學的一個分支，它用非數量方式所表示的空間關係來研究空間變換。這種空間概

念只涉及各種空間關係的次序，而與它們的方向、大小、形態、距離等無關。拓樸學這種形式可 以完成拓樸心理學的任務，即用圖形來描述心理生活空間，從而在任何特定的時刻，都能表明個 體的一切可能有的目標和達到這些目標的所有道路。 拓樸心理學也稱為勒溫心理學，既與格式 塔心理學有共同的歷史背景，又有其自身三方面的歷史背景──拓樸學、向量學、操作主義的影 響。格式塔心理學自 1912 年建立以來，一向偏重知覺的研究，而勒溫對於意志和需要的研究，

則填補了格式塔心理學的不足之處。（Kurt Lewin，1966：87）

步加深。

圖 1-1 地理學的空間概念與兒童空間認知發展螺旋關係圖

資料來源： 修改自 Catling,1978

由 上 所 述 ， 可 知 空 間 知 識 的 建 構 程 序 （ Lynch,1960 ； Shemyakin,1962）是由個別熟悉的「點」到「線」而發展到概觀性「面」

的結構知識。

由皮亞傑認知理論衍生出的空間認知理論，告訴了我們在從事地 理教學時，可考量由學生「熟悉的」環境現象來介紹學生「陌生」且 未去過環境的地理知識，這正是本研究教學實驗的重點。

基於上述對「空間認知」的文獻回顧，本研究將依空間認知是來 自人們日常生活經驗的觀點，來尋找楊梅國中學生的空間認知特性。

此外，依照 Brunswilk 的觀點，空間是一種完整的外在環境，然而學 生透過透鏡形成的認知空間，與完整的外在環境比較，是屬於偏誤的 空間，學生繪製的圖是一種不完整的認知呈現（圖 1-2）。所以將學生 繪製的圖與外在資訊的環境作比較，可了解其繪圖的正確性。而學生 對周遭空間進行取材、記憶，其篩選的標準是什麼？也是了解其空間 認知特性的重要線索。

圖 1-2 本研究與 Brunswilk 的透鏡模式結合

資料來源：修改自 Holahan,1982

簡言之，在 Siegel and White 的空間認知發展過程，學生是由空間 中地標（熟悉點）開始擴展，再至路徑（熟悉路線）向外擴展，最後 發展至整體「面」尺度的知識體。

英國地理學者 Simon J.Catling（1978）的空間認知觀點，則提醒 本研究在進行教學實驗時，應運用地圖。教師在講課時應注意此空間 建構的程序：地標→交通線、河川或山脈→整個區域。區域地理教學 如果應用此空間認知特性來進行，其成效一定很大。是否真得如此？

本研究將於第二、三和四章的第四節進行應證。

（三）空間認知的轉變

圖 1-3 呈現了學生的空間認知過程，如果「刺激情境」增強或改 變，「學生背景知識」和「學生的平日直接體驗」會跟著改變與重組。

這啟發本研究在找出楊梅國中學生空間認知特性時，要安排兩次的認 知圖繪製，這兩次認知圖繪製期間，要有「刺激情境」的增強或改變。

二、「認知圖」相關研究文獻與研究概念

認知圖是個人對環境獨特心理的表現（Mcandrew,1993）；認知圖是個人 將自己認同的世界，運用擅長的方式來呈現出來（Matlin,1998）；認知圖是存 在心智中的空間意像和環境特徵，具有個人獨到的生活體驗、感受、長期累 積的經驗，囊括個人從地圖閱讀而來的資訊、實際經驗，呈現的方式包括影 像和文字（Dent,1996）。總括上述專家學者的看法得知一個結論，個人對「身 歷其境」的空間所產生之認知，是一種價值，也是一種識覺，更是一種記憶。

最後把自己的空間認知具體的描繪出來，謂之「認知圖」。

在認知圖組成要素的探討中，Cadwallader（1976）由人們的意象為出發 點去思索，人們所繪出的認知圖裏可看出其心智針對空間所作的三個決定：

（一）決定離去或留下（The decision to stay or go）

（二）決定要去哪裡（The decision of where to go）

（三）決定要走哪條路（The decision of which route to go）。

Cadwallader 提到的第一、二項，是指「點」資料是個人決定的，而第三 項則是指「線」資料的決定。

（一）運用「認知圖」研究的歷史淵源

運用認知圖的研究方式多透過不同的年齡、性別、區域、屬性的 圖 1-3 空間認知的過程

資料來源：修改自呂勤、郝春東，2000

圖１-4 Hart 認知圖上幾何能力的系統思維

資料來源： Hart,1978

人們來研究其差異。他們分析的項目包括認知圖的要素、形式、資訊，

符號、座標、幾何（認知圖扭曲及偏斜）、空間組織能力。茲就相關 研究，分述如下：

1.Hart（1978）依兒童認知圖找出學生幾何能力中的系統思維，呈現皮 亞傑認知理論的空間認知「投影幾何」及「平面幾何」階段(圖 1-4)。

2.Matthews（1980）曾依學生認知圖的資訊、完成度、外形、形式、地 圖形式（style）和正確性，來理解兒童對鄉土的認識程度，以找到更 好的教學法。

3.歐陽鍾玲（1983）依學生認知圖的空間要素、空間的組織能力和空 間表現形式，來探討我國學生空間概念和空間認知的發展情形。

4.石慶得、蘇永生（1992）依學生認知圖的地點性質、交通路線和街 道結構及範圍來探討兒童對居住環境及大區域環境(例如臺灣)的認 知。

5.Robert Lloyd(1997)藉兒童認知圖的地標因子(包括顏色、大小、方位 和屬性)、繪地標和路線的順序和認知圖的地標是否有階層樹枝狀 思考模式，來探討兒童針對居住環境及大區域環境所繪的認知圖 (例如兒童對美國、南美洲和歐洲外型輪廓的扭曲和方位偏斜)。

6.江碧貞（1999）分析學生比例尺、方位、符號、平面構圖的地圖能 力探討學生的基本空間知能及其蓄含的地方感。

7.林靜怡（2003）依學生的認知圖的地標和道路分析來探討中學生空 間認知能力個別差異。

8.張文賢（2003）統計學生認知圖上的地標數量並呈現學生認知圖上 空間的扭曲程度，藉此探討中學生空間認知之差異。

9.王佩玲（2004）分析學生認知圖上的地標數量、彼此的相對距離、

順序排列，並安排實地探路，進行景觀再認，概括出國中生獲取空

順序排列，並安排實地探路，進行景觀再認，概括出國中生獲取空