GIS 在中學推廣的困難

第二章 文獻回顧

本研究欲結合 WebGIS 與適性學習的概念建立一套適性 WebGIS 學習系統，

可以確實輔助高一生達成地理資訊單元中的學習目標。因此在文獻回顧的第一節 中首先檢視目前在中學推廣 GIS 教學的困難，並歸納出台灣特有的推廣困難；

之後於第二節裏檢視當前 WebGIS 技術與其在 GIS 教育上的應用，找出可解決台 灣推廣困難之 WebGIS 技術；在第三節部分，則檢視適性學習系統之運作邏輯與 可應用之教學理論，並評估何種教學理論最適合應用於適性學習系統與 GIS 教 學之整合；最後，在第四節回顧目前常見之教學系統設計流程，找出最適合之開 發模式。以下便依序進行介紹。

第一節 GIS 在中學推廣的困難

由於 GIS 在中學推廣的速度相當緩慢，因此已有許多學者針對其國內推廣 緩慢的原因進行探討，並且歸納出推廣不易的原因，以進一步擬定改善的策略。

台灣與世界各國相比，雖然在軟硬體的供給上已屬於相當充足的國家，但是由於 課綱中所明定的教學目標也較一般國家為高，在目前也遭遇到了與他國相當不同 的問題。以下分別就各國推廣的困難與台灣所遭遇到特殊問題分別加以闡述：

一、各國在中學推廣GIS教育的困難

雖然各國在學制與經濟發展的程度上有很大的差異，導致推廣的方式與程度 也不同，但是有些共通的困難是許多國家都得面對的。歸類起來，最常見的困難 有以下六項：

(一)、基層學校缺乏足夠的軟硬體

Baker(2005)認為，許多中小學的電腦都已相當老舊，而一般Desktop GIS軟 體往往所需要的硬體效能都相當高，因此造成了這些學校無法推廣GIS教學。隨 著目前資訊化教學的強力推廣，此項困難看似已不復存在，但是截至目前為止，

8

硬體與網路不足的狀況在開發中國家仍相當普遍，甚至在許多已開發國家如奧地 利、紐西蘭、加拿大與美國等地也有這種狀況(Kerski et al., 2013)。

(二)、軟體昂貴與適當圖資難以取得

雖然隨著GIS在各產業界逐漸普及後，GIS軟體的價格已大幅度的下降，而 隨著WebGIS的快速發展，許多國家也已開始開發適合中學教育的WebGIS。但是 對大部分國家而言，商業性GIS套裝軟體仍是推廣的主力。在中國、印度、迦納 以及哥倫比亞等開發中國家，昂貴的軟體價格嚴重地阻礙了GIS的推廣(Dong and Lin, 2012；Tiwari and Tewari, 2012; Oppong and Ofori-Amoah, 2012; Salamanca and Vega, 2012)。而在已開發國家，雖然軟體較易取得，但對於圖資遭受到管制的國 家而言，像丹麥、芬蘭與英國等地，仍有缺乏適當圖資的問題(Jensen, 2012;

Johansson, 2012; Fargher and Rayner, 2012)。

(三)、缺乏適當課程資源

Bednarz與Schee(2006)曾針對美國與荷蘭的中小學GIS推廣進行跨國比較研 究。結果發現，兩國都有許多學校雖然已購置了GIS軟體，但由於許多套裝軟體 所附的教學資料都是針對大學課程設計的，無法直接應用於中學的教學環境下，

反而造成了有GIS軟體，卻無法進行GIS教學的窘境。這項問題不僅存在於開發 中國家，許多在中學推廣GIS較佳的國家如新加坡、芬蘭與挪威等(Liu, Tan and Xiang, 2012; Johansson, 2012; Rød et al., 2010)，也都面臨了缺乏適當課程資源的 問題。

(四)、缺乏適當的教師訓練

Baker與Bednarz(2003)認為許多國家雖然在許多大專院校已經有針對教師 開設的GIS課程，但是這些課程多半是教導教師如何使用GIS，而不是教導教師 如何以GIS進行教學。因此除非更改教師訓練的模式，否則還是無法大量推廣。

9

截至目前為止，許多國家例如加拿大、法國、挪威、南韓等，不管是職前或者是 在職的教師訓練仍有相當的努力空間(Kerski et al., 2013)。

(五)、傳統GIS軟體的架構與操作過於複雜。

長久以來，傳統的Desktop GIS軟體在人機介面上相當不友善，加上艱深的 軟體使用技巧使得老師們在利用GIS進行教學上往往裹足不前(Green, 2001；

Battersby, Golledge and Marsh, 2006)，是故介面相對較為友善的WebGIS成為了近 來推廣的利器(Kerski et al., 2013)。

(六)、過度升學主義

GIS教學往往得耗費相當可觀的時間，加上其學習成效常無法以簡單的紙筆 測驗加以檢測，因此在升學主義較為盛行的亞洲地區，教師往往會選擇性地簡要 帶過GIS課程，無法讓學生們有充分學習的機會(Yap et al., 2008；Yuda, 2009)。

若要真正成功地推廣GIS，勢必要對在地的GIS推廣困難有相當深刻的了解，

才有辦法推出適當的改進方案。本研究旨在針對台灣中學開發出一套可有效輔助 地理資訊單元教學的適性WebGIS教學系統，為了確保系統可真正迎合台灣需求，

就先得對台灣所面臨的推廣困難有深刻的了解，因此底下再針對我國中學推廣 GIS教育的困難加以檢視。

二、台灣在中學推廣GIS教學的困難

相較於其他國家，台灣在中學推廣 GIS 的條件是相當優越的。首先在政策 方面，台灣已將 GIS 納入高中地理課程標準超過十年以上，因此所有地理教師 都必須於課堂中進行 GIS 教學(教育部，民 84)，也因為課綱的強制要求，教師在 參加培訓活動上相當踴躍(Chen, 2012)；第二，在課程資源上，不管是網路資料 或者是教科書出版社所提供的教材均相當豐富，且可直接應用於教學現場。例如 由台大地理系所建置的 GIS 加油站(http://gisedu.tw/main.php)，即有相當多的 GIS

10 地理(http://geogou.blogspot.tw)除了提供課程講義外，也將該校所研發的 Desktop GIS(包括 ArcGIS 與 QGIS)操作手冊公布於網路上；至於在學術單位部分，我國 中研院的地理資訊科學研究專題中心(http://gis.rchss.sinica.edu.tw)也不定期更新 Google Maps/Earth 與 QGIS 的最新技術新知，以供給第一線教師教學參考；第三，

台灣中學在資訊軟硬體設備上有相當大的優勢。根據陳哲銘與王耀輝(民 99)的調

11

當多操作練習的自由軟體（例如QGIS）(http://www.qgis.org）上才可達成，因而 導致我國學生普遍無法獲得實作的機會。

12 構(Client-server model)。以圖2-1為例，使用者可以在客戶端以客戶端軟體(如 Arcexplorer或網路瀏覽器)透過網路協定傳送像縮放地圖或查詢地點等GIS服務