系統教材規劃

在進行系統教材開發前，需先進行系統教材規畫，由於適性學習系統在進行 教學時，必須先要有評量來評估學生的學習程度，才可派送適當的教材，因此此 部分必須要包含教材設計與評量設計兩部分。以下謹就教材設計與評量設計兩部 分分別介紹：

一、教材設計

在教材設計部分，本研究藉由分析現行課綱與教材來釐清系統教材應如何設 計，其分析如以下所述：

1.課綱分析

依據表 3-1 中所列舉的 99 課綱中「地理資訊」單元條文(教育部地理學科中 心，民 99)，可以看出其具體內容分為兩大面向，一是 GIS 的原理了解，二為 GIS 的實際應用。在 GIS 的原理了解部分，課綱要求學生必須要了解 GIS 的組成 要素並且能區分空間資料與屬性資料。其中在 GIS 的組成要素部分涵蓋了硬體 (hardware)、軟體(software)、資料(data)、人員(people)與程序(procedures)等等 (Heywood, Cornelius and Carver, 2006)。在 GIS 的實際應用部分，課綱要求學生 必須了解地理資訊在現代社會的重要性，以及 GIS 的功能與應用潛力，並且能 進一步運用 GIS 來處理生活周遭的地理議題，以達成認知、情意與技能三個層 面的學習目標。

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表 3-2 翰林版高一地理科教科書 GIS 單元內容架構

資料來源：（翰林出版事業股份有限公司，民 99）

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

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表 3-3 龍騰版高一地理科教科書 GIS 單元內容架構 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。

資料來源：（龍騰文化事業股份有限公司，民 99）

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一開始針對 GIS 的資料結構，可先以新版 Bloom 認知教育目標作為教學與 評量之根據。而適性學習系統的運作模式，通常是先以評量考驗學生的學習狀況，

再決定應派送何種教材，所以系統在第一階段應先考驗學生是否了解空間與屬性 資料的不同，以及圖層資料中向量與網格模式的差異。若學生在第一階段無法答 對問題，便派送適當的教學資料給予學生學習，待學生學習完畢或答對問題後，

才可進入第二階段---GIS 的各種分析功能。在此階段由於尚未有技能學習的內容，

因此以 Bloom 認知教育分類便可達成教學效果。其模式如圖 3-3 所示，系統先派 送一題有關空間資料庫特性的例題給學生，若學生作答正確，代表學生已了解空 間資料庫特性，因此可進入 GIS 分析功能的單元進行學習；反之，若學生在此 例題即答錯，代表學生對空間資料庫的特性仍不了解，因此系統會派送空間資料 庫的教材資料給學生，學生必須要閱讀完畢後，才可進入 GIS 分析功能的學習。

向量 VS.網格 空間 VS.屬性

空間查詢 屬性查詢

環域分析 路徑分析

疊圖分析

地勢分析

Bloom 認知教育目標分類 GIS 的功能

Bloom 認知教育目標分類

+

Simpson 技能教育目標分類

圖 3-2 系統教材模型 綜合分析

圖 3-3 第一階段教材規劃模式

47 Bloom 認知教育目標，再搭配 Simpson 技能領域目標分類以確保學生們可以達到

「知行合一」的目標。

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在此區段有一項值得注意的地方，那就是由於 GIS 的各種分析功能彼此之間 並無明顯前提關係，因此其在概念圖上的區塊便處於彼此相互獨立的狀態，但是 在教學活動的設計上，仍須要確保學生必須進入全部區塊，以使其在各種分析功 能上的學習不會有所遺漏。而由各版本課本的編排可以看出，在學習完所有的分 析功能後，多以一綜合性的 GIS 分析範例作為結束，因此以系統的教材規劃而 言，在學習完所有個別的 GIS 分析功能後，應安排一綜合性的分析，以確認學 生是否可靈活應用各種 GIS 分析功能。

二、評量設計

系統內所需要的評量包含了認知層面試題與技能檢定試題兩部分。在認知層 面試題部分，研究者透過蒐集歷年學測、指考、國內高中段考試題，以及自編試 題方式來取得試題。試題內容涵蓋圖 3-2 內所有項目，包括 GIS 基本原理與各種 GIS 分析功能。試題整理完畢後，邀請三位國內 GIS 教學專家(包含一位大學教 師、兩位高中 GIS 種子教師)進行試題檢定，所有試題皆確定其效度可準確測量 特定 GIS 概念或分析功能，並符合原先所定義的認知歷程向度與知識向度。其 試題內容如附錄三所示。

在技能檢定試題部分，由於國內並無相關試題可供參考，因此以自編方式將 自行開發的 WebGIS 發布之服務嵌入評量活動中。其試題內容如附錄四所示。

圖 3-4 第二階段環域分析教材規劃模式

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在確認好教材規劃後，便可進行系統設計，其中涵蓋了所需開發的 WebGIS 服務與學習平台之架設，此部分內容將於下一節中說明。

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