研究背景與動機

第一章 緒論

第一節 研究背景與動機

近年來隨著地理資訊系統與網路科技的進步，線上地圖(web map)逐漸廣泛應 用在各方面，該工具可用來認識全球的地理環境並作資訊交流與分享(Chang &

Chang, 2005)。目前，線上地圖運用於政府機關、一般民生(例如：環境保護、自 然資源管理、都市區域規劃、交通運輸、導航等。)與教學方面(Alibrandi, 2003a;

Alibrandi, 2003b; Broda & Baxter, 2003; Gunasekera, 2004; Sanders, Kajs, & Crawford, 2002; Favier, 2012)。眾多研究發現，透過線上地圖之運用，可讓學習者視覺化、

操作、閱讀、查詢彙整及分析來呈現數位地理資料，以動態的地理展示來增強地 理概念的學習，並協助學習者建構知識與發展空間概念及推理能力(Uttal, 2000;

Meyer, Butterick, Olkin, & Zack, 1999; Broda & Baxter, 2003; Lloyed & Bunch, 2003)。

在教育方面的運用，教師與學生亦認為線上地圖比親身經驗更能讓人去想像世界，

且運用各種有用的資訊來作系統化的空間思考，並協助使用者獲取、推論與延伸 不同空間概念的知識與能力(Uttal, 2000; Liben, 2000)，亦能提升學習興趣與成效 (Kinniburgh, 2010)。

目前許多線上地圖是 GIS(Geographic Information System)，GIS 是透過資料的 收集篩選，經由探索找出其中的發展趨勢，學習者藉線上地圖依需求所呈現之圖 像，依據個人看法來解釋，並針對問題提出解決方案(Kinniburgh, 2010; Jonassen, Carr, & Yueh, 1998; Liu & Zhu, 2008)，此知識建構的歷程是有助於高層次的思考 能力(Meyer et al,1999; Broda & Baxter, 2003; Audet & Abegg, 1996; Keiper 1999;

Bednarz & Audet, 1999)與增強空間認知的能力(Liu & Zhu, 2008; Kinniburgh, 2010)。

雖然 GIS 有其上述優點，但 GIS 造價昂貴，且資訊更新的速度較慢，研究指出對 GIS 接受度仍有所限制(Liu & Zhu, 2008)。再者，網路上其他的免費線上地圖(如：

Google Map、Bing Map、Urmap 等)功能，有基本的街道示意圖、地形圖、導航和 街道檢視等，讓使用者可看到實際空間之景像。而這些免費的線上地圖服務，並

2 2006; Jonassen, Carr, & Yueh, 1998; Hopson, Simms, & Knezek, 2002)。許多研究發 現，搭配各種電腦心智工具(Jonassen, 2000; Valcke, Rots,Verbeke, & Braak, 2007;

Kao, Lin & Sun, 2008b; Hwang, Chu, Lin, & Tsai, 2011)，例如：資料庫、試算表、

概念圖、超媒體建構系統、模擬仿真系統、知識採集系統、電腦會議系統...等，

來發展學習者的思考、創造潛能及推理能力，以培養學習者高層次的思考與問題 解決能力(Mayer et al, 1999; Pea, 1985; Jonassen, 1996, 2000; Stoney & Oliver, 1999)。

且心智工具應用於教學上可改善教師與學生間的溝通，及學習者的學習成就 (Jonassen, Carr, & Yueh, 1998; Kirschner & Erkens, 2006; Lamontagne, Ddsjardins, &

Bénard, 2007)，並整合、建構、分析、評估知識的能力(Hwang, Tseng, & Hwang, 2010; Liu, Don, & Tsai, 2005; Kao, Lin, & Sun, 2008a; Panjaburee, Hwang, Triampo,

& Shin, 2010; Peng, Su, Chou, & Tsai, 2009; Ruiz-Primo & Shavelson, 1996)，以促進 學習者的高層次的思維技巧(Jonassen, Carr, & Yueh, 1998; Valcke, Rots, Verbeke, &

Braak, 2007; Savage, Sanchez, O’Donnell, & Tangney, 2003; Chu, Hwang, & Tsai,

縮圖及空間的關聯性(Bednarz, 2004a; Gersmehl, 2005, 2006; Golledge, 1995, 2002)。

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空間思維為一種認知技能的集合，包含：了解空間概念、使用空間表現工具及推 理過程(National Research Council, 2006; Jo & Bednarz, 2009)。其中，空間思維的工 具使用，像 map、diagrams 及 graphs，皆是用來組織、了解與溝通資訊的強力工 具(Jo & Bednarz, 2009)。空間思維是一種複雜推理的認知能力，能超越既定的資 訊(Bruner, 1973)，協助學習者從低層次的認知到高層次的認知過程(Costa 2001;

Gouge & Yates 2002; Holyoak & Morrison 2005; Moseley, Elliott, Gregson, & Higgins, 2005; Quellmalz, 1987)。空間思維的分類認知過程可透過三個層次(Costa, 2001)：

其一，思維的導入(the input level of thinking)，從確認、定義、敘述、描述、指定 與觀察資訊的導入過程，在此認知過程可能無法得到明確的思維推理，需再透過 其二與其三的過程；其二，思維的過程(the processing level of thinking)，透過思維 導入資訊的思維過程中，學習者運用分析、分類、解釋或比較資訊來獲取認知的 過程。最後，在思維的產出(the output level of thinking)中，經由其一與其二的導入 與過程，以評估、整合與創造來產生新的知識或產品。其分類不僅可以全面涵蓋 認 知 領 域 (Anderson & Krathwohl, 2001; Gouge & Yates, 2002; Marzano, 2001;

Moseley et al., 2005; Presseisen, 2001; Quellmalz, 1987; Stahl & Murphy, 1981)，又可 直接且方便的應用在分析問題層面(Jo & Bednarz, 2009)，是一種從單純知識的推 論、整合到解決問題或做決策(Wakabayashi & Ishikawa, 2011)的高層次複雜性的認 知過程(Jo & Bednarz, 2009; Wakabayashi & Ishikawa, 2011)。

因此，從空間思維的觀點來看，為了有效的提升學習者對知識建構的高層次 互動教學策略，像專題導向學習與問題導向學習(Hsiao & Hung, 2010; Harackiewicz,

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Barron, Printrich, Elliot, & Thrash, 2002; Köse, 2010)情境，讓學習者探索學習與知 識的過程(Grant & Branch, 2005; Gubacs, 2004; Liu & Hsiao, 2002)，與群體共同蒐 集、討論、觀念分享、互動、分析、整合知識資訊與資源(Markkanen, Ponta, &

Donzellini, 2001)，將互動中產生的知識與認知予以內化，進而產生有用的知識 (Bereiter & Scardamalia, 1999; Thomas, 2000; Blumenfeld, Soloway, Marz, Krajcik, Guzdial, & Palincsar, 1991; Solomon, 2003)，並共同找尋問題解決的方案(Krajcik, Czerniak, & Berger, 2003; Blumenfeld et al., 1991; Peterson & Mayer, 1995; Köse, 2010)，以達成解決問題的高層次學習能力(Frank & Barzilai, 2004; Isbell, 2005;

Papastergiou, 2005; Köse, 2010)，來完成學習成果(Grant & Branch, 2005; Krajcik, Blumenfeld, Marx & Soloway, 1994; Scott, 1994; Köse, 2010)。

旅遊已成為現代人在忙碌生活中不可或缺的一個重要休閒活動。根據交通部

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規劃的考量問題，如何在有效的休閒時間內規劃每個景點的移動，且又能從中充 分享受旅遊的資源與風景，是每個旅遊者所面臨到的問題。

然而觀光教育不應該只注重專業技能，更需注重社會能力，例如工作道德、

社會關係、還有團隊合作等(Chang & Hsu, 2010)。Markham 等人(2007)及楊琳萱 (2011)認為專題導向式學習可讓學生具備知識經濟時代所必備的七個技能，分別

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