第一章 緒 論
本章分為六節，分別敘述本研究之「研究背景與動機」 、「研究目 的」 、 「待答問題」 、 「研究流程」 、 「研究範圍與限制」和「名詞釋義」，
茲分別說明如下：
第一節 研究背景與動機
地理資訊系統（Geographic Information System, 簡稱 GIS）是用來 收集、管理、分析及展示空間環境資訊的一套系統，原本是為了土地 管理需求而發展，近年來已經逐漸被推廣到國民教育之中。
教育部於 2002 年推動「GIS 融入高中地理教學研發計劃」 ，同時，
E 世代地理資訊系統（GIS）資訊人才培育計畫以獎勵高中高職學校成 立地理資訊小組、辦理主題式 GIS 內容建置、整合學習資源發展網路 數位學習，應用資訊科技工具發展教學應用、利用六大學習網做中學 活動合作學習與創作，鼓勵並引導高中高職學生參與網路學習內涵發 展及應用能力（賴進貴，2004）。輔助台灣地區高中職辦理 GIS 實際 應用到日常生活化的活動及教學，會更助於資訊教學的推廣與應用，
顯示政府近年來逐漸重視 GIS 融入於學習的相關應用。
教育部於 1991 年公佈的課程標準，在國小三到六年級增設「鄉土 教學活動」之後，有關國小鄉土教學課程方面的研究漸漸受到重視。
九年一貫課程中， 「鄉土」在社會領域中的學科地相當重要，進行鄉土
教學活動的過程中，往往必須穿插戶外教學的方式，來達成教學的目
標，故鄉土戶外教學活動的實施，是鄉土教學不可或缺的一環（韋煙
灶，2001） 。戶外教學向來是達成地理教育、鄉土教育以及環境教育目
標，有效的教學方法之一（王淑芬，2004） ，對於教師而言，戶外的自
構，有助於課本知識的印證，學生在戶外鄉土教學中，藉由主動的觀 察、探究和體驗，不僅提升學習效果，也強化了學生學習的興趣和能 力（黃朝恩，1994）。
近年來，GIS 融入教學時所使用的 GIS 軟體已不再受限於本機使 用，例如：ArcView、MapInfo 系列，是以網際地理資訊系統（Web GIS or Internet GIS）為主。目前 GIS 和網際網路的結合相當普及，可見因 應網際網路的快速發展，加上電腦硬體設備的發展，讓 GIS 可以多種 不同的形態呈現。Clark, Monk and Yool（2007）指出，將 Web-based Learning 融入於 GIS 教學中，學習者的學習成就有顯著的提升。
目前 GIS 應用於教學上，大多仍侷限於室內，只能透過個人電腦 學習地理資訊相關知識，無法讓學習者親身體驗學習地理資訊相關知 識。近年來 GIS 逐漸在個人數位助理（Personal Digital Assistant, 簡稱 PDA）上發展出新的方向，GIS 逐漸朝向可攜帶（Portable）的方向發 展（周天穎，2003）。行動地理資訊系統（行動 GIS 或 Mobile GIS）
可以滿足使用者在戶外使用 GIS 的需求。
本研究之研究動機分別敘述如下：
一、 GIS 有助於學習
美 國 地 理 資 訊 科 學 大 學 聯 盟 （ the University Consortium for Geographic Information Science, UCGIS）在 1997 年 GIS 教育的白皮書 指出，GIS 教育除了學習 GIS（Learning About GIS）之外，也要以 GIS 為工具去學習（Learning With GIS）。Styliadis, Karamitsos & Zachariou
（2006）指出，以 GIS 結合 e-learning 學習，可提升學習者的學習成
育中；而 Clark, Monk & Yool（2007）也將互動學習功能應用於 Web-based Learning 的 GIS 人文地理課程中，顯示結合不同教學策略 是 GIS 教學研究的可行方向。至於國內關於 GIS 學習的研究，賴進貴
（2003）認為 GIS 可以克服傳統空間認知教學的缺點，資料可以經由 數位儲存、轉換及重複使用，並與網際網路結合，增加其方便性。蔡 志勇（2005）認為國小教師具有高度意願，結合 GIS 網站輔助教學；
田于娟（2005）指出中學生對於 GIS 輔助地理教學的方式持正向、積 極的態度，將有助於 GIS 教育的推廣；余俊青（2003）探討 GIS 在高 中地理教學上的面臨的問題與挑戰，顯見國內對於 GIS 融入教學的研 究都持正面的看法。然後，國內關於地理資訊融入小學教育體系教學 之相關研究不多，戶外教學應用方面更是缺乏（賴進貴、丘顯進，
2002） ，故本研究將行動 GIS 應用於國小戶外鄉土地理教學之中。
二、 行動 GIS 融入戶外鄉土地理教學能提升學童學習成效
過去的研究顯示，在校外參觀或田野調查上，GIS 可以提供學習 的情境介紹、資料收集與匯整及事後的回顧分析等工作（Warburton &
Higgitt，1997） ；藉由 GIS 進行社區主題式探索及教學，引導學生運用 GIS 與實際歷史數據結合，從而引導學生接觸及了解社區發展計畫，
提 升 學 生 對 於 探 討 真 實 世 界 的 資 料 的 興 趣 （ Summerby-Murray, 2001） 。而電子地圖融入鄉土教學有助於提高學童學習地圖的意願與興 趣（王佩珊，2005） ；地圖教學可以提升國小兒童在鄉土地理學習成效
（柯芝嫻，2005）。從上述研究發現 GIS 應用於校外及社區的教學，
具有許多優點且能提升學童之學習興趣，而 GIS 可呈現電子地圖，亦
能具有地圖教學的功能，故本研究將行動 GIS 融入於戶外鄉土地理教
學之中，驗證是否能提升學童學習成效。
三、 行動 GIS 應用在教學上是未來趨勢
目前 GIS 應用於教學上，大多仍侷限於室內，只能透過個人電腦 學習地理資訊相關知識，無法讓學習者親身貼近學習場域作人境互動 的體驗學習。近年來 GIS 逐漸朝向可攜帶的方向發展（周天穎，2003） ， 因為使用者在戶外進行各種工作或活動時皆可能產生對地理資訊之使 用需求，因此行動 GIS 逐漸受重視，滿足使用者在戶外使用 GIS 的需 求。行動 GIS 藉由行動裝置經由無線環境來存取、使用地理資訊及功 能，可將原本 GIS 的工作應用延伸至行動的工作場所，透過即時與實 地作業進行地理資料的蒐集、儲存、更新、分析與展示（楊錦松，2004） 。
四、 融入位置服務概念於教學
位置服務（Location-based Service, 簡稱 LBS），是指一個資訊系 統能根據行動使用者的所在位置，提供其所需的動態即時資訊，以協 助其完成工作（Walther & Fischer, 2001） 。要組成位置服務，需結合行 動運算設備，定位系統、伺服器、資料庫及無線網路環境，使用者攜 帶具有行動運算能力的行動設備，在無線網路環境中移動，在與空間 有關之需求產生時，經由定位系統自動決定使用者即時的空間位置，
並由行動設備透過無線網路存取後端應用系統的資料，以即時、即地
的給予使用者相關資訊（Küpper, 2005）。目前位置服務的相關應用以
行動商務、車輛追縱導航及旅遊活動為主，其主要功能為結合行動輔
具，提供查詢地圖位置及點位資訊為主，若將其功能應用於戶外教學
上，可即時提供學習者所需的學習資訊。
五、 認知風格與學習態度皆為影響學習成效的重要因素
影響學習者的學習成效，除了課程設計之外，學習者本身的特質 亦是影響學習成效的因素。研究指出，學習者若能處於適合於其所偏 好的認知風格環境下，其學習表現較佳（Smith & Woody, 2000） 。因此，
在探討不同教學方式對學習者學習成效的影響之外，學習者的認知風 格差異也是一個值得探討的議題。對於行動學習而言，學習者的對於 該領域課程的學習態度與學習成效的影響一直都是許多研究關注的焦 點，例如：吳姈蓉（2004）指出，結合數學步道與互動解題討論系統 的行動學習，對提升學生的數學學習態度有明顯助益；高嘉蔆（2005）
指出，國小學生經過校園生態教材行動學習後，學習態度優於學習前。
但目前戶外行動學習之相關研究中，甚少有認知風格與學習態度相關 的研究。
基於以上論述，為驗證行動 GIS 在鄉土地理教學的成效，所以需 要與教室內 GIS 鄉土地理教學與戶外傳統鄉土地理教學作比較。本研 究建置行動 GIS 教學系統，並應用於國小戶外鄉土地理教學中。此行 動 GIS 教學系統建構於 PDA 中，透過 PDA 之個人化、行動化的功能，
結合 GPS 定位功能，即時顯示反應學習者當下的環境特徵並提供適合
的學習內容，讓學習者能夠在真實環境中迅速得知所欲習得的課程意
涵，讓學習者實際體驗與感受。最後根據實驗使用結果探討不同認知
風格與不同學習態學習者的學習成效。
第二節 研究目的
根據上述研究動機，本研究之研究目的擬定如下：
一、 設計結合九年一貫社會領域課程與行動 GIS 之鄉土地理教學之 教學活動。
二、 建置國小鄉土地理教學之行動 GIS 教學系統。
三、 分析在實施戶外行動 GIS 教學、教室內 GIS 教學及戶外傳統教 學三種不同教學方式，對學習者於鄉土地理學習成就之影響。
四、 分析三種不同教學方式對於不同認知風格的學習者於鄉土地理 學習成就的影響。
五、 分析三種不同教學方式對於不同學習態度的學習者於鄉土地理
學習成就的影響。
第三節 待答問題
依據上述研究目的，本研究的待答問題如下：
一、 如何設計結合九年一貫社會領域課程與行動 GIS 之鄉土地理教 學之教學活動？
二、 如何建置應用於國小鄉土地理教學之行動 GIS 教學系統？
三、 探討在戶外實施行動 GIS 教學、教室內 GIS 教學及傳統戶外教 學，三者對於鄉土地理學習成效是否有顯著差異？
四、 不同認知風格的學習者，在三種不同教學方式中，其鄉土地理 學習成就是否有顯著差異？
五、 不同學習態度的學習者，在三種不同教學方式中，其鄉土地理
學習成就是否有顯著差異？
第四節 研究流程
本研究共分為四大階段，分別為擬定計畫、系統發展與設計、教 學實驗及完成階段，如圖 1-1 所示，各階段之工作敘述如下：
一、 擬定計畫階段：首先進行文獻蒐集與整理，探討文獻作為論文 研究計畫擬定之基礎，進行檢討修正後，擬定論文研究方向。
二、 系統發展與設計階段：透過分析學習者及軟硬體之需求、設計 系統功能與介面、教學目標內容及資料庫，系統最後做全體之 整合與測試，並請使用者及專家進行評估，作為系統之檢討與 修正之依據。
三、 教學實驗階段：在實驗之前，舉行教育訓練，讓學習者熟悉如 何操作 PDA，之後進行鄉土地理學習成就測驗之前測、學習態 度量表及認知風格測驗。接著實施教學實驗，實驗結束後，實 施鄉土地理學習成就測驗之後測、滿意度問卷及實驗後訪談紀 錄。
四、 完成階段：歸納與分析前、後測之資料及質性資料，提出結論
與建議，並撰寫研究報告。
文獻蒐集與整理 擬定論文研究計畫
論文計畫審查
鄉土地理教學、GIS 教學、問題解決學習
系統需求分析、系統功能設計、教學目標內容設 計、軟硬體需求分析、介面設計、資料庫設計
