本研究旨在探討利用Google Earth的教學改善學童的空間認知與描述能力。本章是由
「研究背景與動機」、「研究目的」、「重要名詞釋義」及「研究限制」等部份組成。
第一節 研究背景與動機
在學習的過程中，孩子對於世界的想像總是充滿了好奇與興趣，傳統的紙上地圖教 學，甚至資訊化的電子式地圖，在教學應用上都有其限制，畢竟地圖呈現的是抽象的符 號與距離，而空照圖這項科技帶給人空間及視覺上的體驗，讓空間資訊與認知有了巧妙 而立即的關連，運用在各學習領域的輔助教學，成為學童一種可以操縱的，學習新科技 的一個平臺，自小學至大專院校，對於Google Earth於教學上的應用，也正經由研習制度，
不遺餘力的推廣。許秀桃（2004）蘇國章（2006）的研究都指出了電子地圖在空間認知 及運用上優於傳統紙圖組的結果，若是導入衛星實景圖，以及Google Earth即時互動並且 多元的操作介面，對於學生的學習刺激上，應呈現更顯著的影響。
目前國小的社會領域教育仍著重於文字、圖片式的陳述，對於兒童空間認知能力的 相關教材十分稀少，現代兒童身處的環境與刺激有別於以往，認知發展的速度、知識的 內容、建構的方式擁有與上一代不同的特質，但在趙小菁（2006）的研究結論中仍呈現 其研究的五年級學生空間認知的發展並未完全達到「形式運思期」，百分之五十的學生 仍只能停留在較低的空間表現能力，因此本研究試圖導入目前廣為流行的Google Earth 軟體，改善國小社會領域空間認知能力提昇的相關教學。
隨著網路科技的發達，越來越多的資訊可在網際網路上獲得，人們逐漸習慣藉由網 路來獲得生活所需的各種資訊，傳統的地圖應用，早期只能經由數位化成為模擬的電子 地圖或者網路電子地圖，如今在Google的研發之下，配合衛星空照圖，可以呈現世界上 任何一個區位的真實圖像，在圖像認知的觀點來看，這無疑是一種最直接的資訊接收方 式，應用在國小教學，對於學童在空間資訊與認知方面，將會由被動記憶轉變成主動探 索，對照皮亞傑與布魯納的認知發展階段論，有助於具體運思期準備進入形式運思期，
及映象表徵階段準備進入符號表徵階段，換言之，孩童可以利用Google Earth的協助，比 傳統的圖紙或抽像的電子地圖，更容易形成自己心中的認知地圖，對於世界觀的建立有
很大的幫助，也開始形成比以往更大、更統合的認知圖。
九年一貫課程總綱網要中特別提到，十大基本能力中的第八項－運用科技與技術，
在5~6年級階段代表的社會科分段能力指標即是「利用地圖、數據、坐標和其他資訊，
來描述和解釋地表事象及其空間組織」，此一定義套用在本研究以Google Earth為切入 點，試圖讓學童能夠掌握最新科技，以此科技來認識自己的社區，在無形之中形塑出自 己心中的認知圖，趙小菁（2006）表示認知圖（cognitive map）就是人們心智上的地圖，
用來組織生活四周的環境，對它作出反應，認知圖形塑了人們對地方的看法，進而發展 出關懷、規劃、情意上的更高層次教育目標，正是遙遙相應的展現。
配合台東數位機會中心「偏鄉國際視野擴展計畫」，該計畫邀請國際志工至利稻及 太麻里協助弱勢學習族群，筆者除了實際參與Google Earth教學之外，也進行參與觀察的 研究，針對以上兩地區數位差異的背景，學童在學習過程的細節或手繪圖成果不同的展 現，亦成為本研究一項重要的觀察要項。本研究另一參照組為筆者於三峽任教的六年級 社會領域課程中，以社區地圖繪製的議題出發，藉由網路科技的便利，使用Google Earth 為平臺，除了觀察數位背景對於學習Google Earth的差異外，讓學生學習從學習新科技的 過程，進而感知人和空間的互動並進一步貼近生長的土地，利用手繪社區地圖和前者的 世界地圖做為參照，檢視其學習成果上的差異。
綜合以上所述，Google Earth將單一界面、單一尺度的平面化地圖，轉變為包含街道 圖、衛星圖、地景照片等多重界面的操作模式，此項變革對於孩童學習有很大的衝擊，
似乎每一科的教學活動都可藉由Google Earth作為輔助的軟體，影響了學童對世界觀、世 界地圖的思維，本研究嘗試進一步瞭解Google Earth在增進學童空間認知能力上呈現的價 值，藉由觀察學童學習軟體的過程，當場的學習及反應記錄，最終將他們呈現於手繪地 圖的結果加以分析、比較，透過行動研究的方式，讓此教學活動歷經計畫、執行、修正 的過程，提出初步的研究成果及可能面對的問題，作為未來相同性質研究的前驅。
第二節 研究目的
本研究主要之研究目的在於探究國小學童的學習歷程中，教學者藉由Google earth的 輔助，增進學習者在空間資訊與認知的成長與心路歷程，並且以三個地區為教學的現 場，藉由不同區域的數位背景，呈現出的教學活動過程及手繪地圖成果，作為實際從事 教育工作者的參考依據。
基於上述研究的目的，本研究將探討以下幾個問題：
一. 透過Google Earth的教學，呈現不同區域、不同資訊背景兒童其手繪地圖的特 徵。
二. 透過Google Earth的軟體使用前後，學生對於社區地圖的描述能力及精細度的 差別。
三. 透過Google Earth的軟體運用並結合手繪認知圖的方式，觀察數位學習與實體 認知結合之成效。
四. 透過Google Earth的應用，影響對於空間認知、地理相關知識的學習成效。
第三節 重要名詞釋義 一. Google Earth
Google Earth的誕生起源於Google於2004年10月27日，併購專門開發並展示三維數位 地球之Keyhole公司而成立！Keyhole是一家衛星圖像公司，從事數值地圖測繪等業務。
它提供的Keyhole軟體可讓使用者透過網路瀏覽衛星及航照影像，這項技術依賴於數以 TB計的衛星影像資料庫。這正是Google Earth的前身，並於2005年6月推出了Google Earth 衛星圖片瀏覽軟體（土石流防災資訊網Google Earth簡介，2010）。其資料覆蓋全球，提 供使用者以自由倍率，搜尋世界上任一地區，版本有多種，包括免費與付費軟體而有功 能上的不同，本研究使用的為「Google地球4.3版」，是2008年出版的中文版軟體，為最 低階的免費版本，教學上也以基本功能的瀏覽、平移、縮放為主，使用上並無版本的差 異。
另一套相似的軟體為Google地圖（英語：Google Maps），是Google公司提供的電子 地圖服務，能提供包括局部詳細的衛星照片、向量地圖（傳統地圖）、地形視圖（可以 用以顯示地形和等高線），不須在電腦上安裝軟體，直接連上網頁即可使用，但在地球 擬真的圓形效果及強大的圖層套疊等功能上不若Google Earth強大。
二. 社區地圖
本研究所指之社區地圖即為學童由家裡到學校的上學路線，其過程之中必然涵蓋其 所生活的社區周圍。社區地圖有別於傳統地圖要求的精確度，透過畫出具有當地特色的 地標地景，同時也讓繪畫者進行了詮釋的工作，不只傳達了事實，也反應出作者的意圖 和想法，在本研究中即是利用Google Earth介紹社區的衛星空照圖，再由學童畫出家裡到 學校的上學路線。
三. 空間認知
空間認知是人類對空間概念的理解、思考、學習等，也是人類心中對空間的一個反 射思考與學習。人類不可能同時接受來自環境的所有訊息，只能選擇性地接收部分訊 息，否則會產生訊息超載的現象(information overload)。每個人對於實質環境的識覺是不 盡相同的，當環境訊息經由感官為人類所接收後，再經過大腦的處理、組織，與人類既 有的知識與價值系統融合，乃建立空間認知（Haynes，1980，引自賴進貴，2005）。
空間中充滿有形的資訊（如河川、高山）以及抽象的概念（如南北），在空間認知 的概念中，個人會將資訊重新再造，建構成自我獨特的空間認知。學童對世界五大洲的 空間認知，就是對此環境的瞭解、認識，以及其內在的思考。
四. 描述能力
「描述」一詞依照教育部重編國語辭典修訂本的解釋為「用語言文字來表達事物的 情況」，但在本研究中所定義的描述能力，特別是指在手繪地圖上呈現出個別差異、或 者具有各種特色的表現方式，也包含手繪地圖中呈現的文字，統整各種表達方式而呈現 出的能力。
第四節 研究限制
一. 本研究有三個不同區域的學童參與研究，地區數位化程度及設備的差異，可能
影響孩子最終成果的展現。
二. 國際志工共有八位協助在利稻及太麻里地區的 Google Earth 教學，以及擔任手繪 地圖各小組的領導者，因個人特質及介入程度的不同，可能會影響學童手繪成 果的展現，且因國際志工對於學童的學習為輔助而非強迫性，課程實施的嚴謹 程度不若專業教師，造成對於各項變數的控制較無法掌握。
三. 認知圖是最常被拿來測試空間能力的方式，雖然環境認知方面資料的量度很困 難，且受限於人們的表達能力，無法很理想的達到心中所想像和表象的一致性，
但以目前而言，心智圖（認知圖）仍不失為探得人們對環境認知的好方法（歐 陽鍾玲，1983）。因此本研究以認知地圖的前後測來分析實 Google Earth 軟體是 否能夠有效提昇學童的空間認知及描述詳細度的進步，由於時間有限，僅能以 某一學校做研究範圍，不能代表全部地區，也就是可能不適用於其他地區。
四. 學童個人特質及能力的不同，可能會造成影響學習成效的變因，如繪製地圖時，
四. 學童個人特質及能力的不同，可能會造成影響學習成效的變因，如繪製地圖時，