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摘要

本研究以河川生態工法為案例探討對象,應用自行開發設計之網 路化互動式多媒體教學系統,以使用者為學習過程之核心的設計理念 為考量,整合動畫、音訊、圖片以及文字等,實現學習內容的多媒體 化。此教學軟體之設計流程包括環境腳本設計、教材蒐集與整理、建 構工具之選用、教材架構、教學系統測試與執行以及網頁教材建構 等。軟體之選用係以 Flash MX 為教材主要編輯平台,網頁製作上是 以 Dreamweaver MX 為網頁編輯平台,再配合其他輔助應用軟體,

製作出活潑、有趣的互動式學習環境。

研究內容主要是以黃淑芸(2003)之研究成果為基礎,再將各項 研究成果大幅度加以改進,例如:使用不同編輯平台,將教學教材網 路化、標準化等,使多媒體教材容易在網路上傳輸。此外,於網頁中 增設數種控制介面,包括以虛擬動物對話闡述生態工法概論、生態工 法設計原則等,並介紹北台灣 14 條野溪之整治案例,以供使用者學 習並瞭解生態工法之應用方式。最後針對約二百名之使用者進行網路 問卷調查,並根據回傳結果進行分析,了解數位學習所載承的內容對 學習者所產生之學習效益及優缺點,據以作為後續相關研究改進之方 向。本文之研究成果有助於生態工法之認識與推廣,並可強化數位學 習之內容。

本自行開發設計之網路化互動式多媒體教學系統已經過多次教 學測試與執行,係建構出一個以學習者為中心之整合多媒體遠距教學 內容,可提供一個活潑的學習情境。此多媒體教學系統曾參與「92 學年度自製教學媒體競賽」,並獲得評審團〝佳作〞獎的肯定。

關鍵字:河川生態工法、網路多媒體教學

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誌 謝

本論文承蒙恩師 呂志宗博士,於學生研究期間給予悉心指導,

使學生在專業知識與觀念啟發上獲益匪淺,於論文撰寫期間批閱斧 正,使論文得以順利完成,僅在此致上最高的敬意,師恩浩瀚學生將 永銘於心。

論文發表審查期間承蒙中興顧問公司 冀樹勇博士、萬能技術學 院 蔡仁卓博士及本校 吳淵洵教授於百忙之中撥冗指正,給予諸多 寶貴意見,使論文更臻完善,在此深表謝意。同時亦感謝 李煜舲教 授及楊朝平教授,求學期間給予的教誨及協助,學生至感銘謝。

感謝學長姐淑芸、富順、葦旻、慕凡、晉誠、振宇、富閔、維彬、

惠云等人經驗傳承。感謝同儕振華、憲俞、國森、晏誌、佳琪、國棠、

銘祥、聖彥、羿安、俐婷、佳伶、信安、亞芳等人於課業上相互支持 與鼓勵。學弟妹雪蘭、宜興、芃逸、安琪、士弘、銘鋒、翔鴻的熱心 幫忙及關心,再此一併致謝。

最後感謝我摯愛的家人,感謝您們對我無微不至的照顧,讓我無 後顧之憂順利完成學業,您們的關心與支持是我最大的精神支柱。僅 將論文成果獻給我最愛的親人與朋友,感謝您們!

謹識 中華民國九十三年六月于新竹

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目錄

摘要... I 誌謝... II 目錄...III 表目錄...VI 圖目錄... VIII

第一章 緒論 ...1

1-1 研究背景 ...1

1-2 研究動機與目的...1

1-3 研究方法 ...2

1-4 本論文內容概要...2

第二章 文獻探討 ...5

2-1 電腦多媒體教學...5

2-1-1 電腦多媒體種類 ...5

2-1-2 多媒體對學習的貢獻...6

2-1-3 教學媒體之互動形式...7

2-1-4 互動式多媒體教學特性...8

2-2 網路教學 ...9

2-2-1 遠距教育 ...10

2-2-2 網路教學的發展 ...11

2-2-3 電腦網路與遠距教學結合...13

2-2-4 建立我國網路教學課程的品質指標 ...13

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2-3 生態工法 ...14

2-3-1 生態工程起源與演變...14

2-3-2 生態工法基本原則 ...15

2-3-3 生態工程之應用 ...16

2-4 河川生態工法...17

2-4-1 河川生態特性分析 ...17

2-4-2 河川生態環境之影響...18

2-4-3 溪流整治工法 ...19

2-4-4 水域生態工法之施工方式...20

2-4-5 生態工法趨勢 ...24

2-5 小結...26

第三章 網路化互動式多媒體教材製作 ...36

3-1 多媒體製作...36

3-2 結合網際網路應用數位化教學 ...39

3-3 網路化互動式多媒體教學製作之硬體及軟體 ...40

3-3-1 所需硬體設備 ...40

3-3-2 編輯選用之軟體 ...40

3-4 小結 ...45

第四章 網路化互動式多媒體教材之建構 ...49

4-1 本教學軟體的使用說明 ...49

4-2 環境腳本設計...49

4-3 教材蒐集與整理...50

4-4 建構工具的選用...50

4-5 教材架構 ...51

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4-5-2 畫面鏈結部份 ...51

4-6 教材系統測試與執行 ...56

4-7 網頁教材的傳輸...56

4-8 小結 ...57

第五章 結論與建議 ...130

5-1 結論 ...130

5-2 建議... 132

參考文獻...134

附錄 A ...137

針對國一、二、三學生進行河川生態工法之網路化互動式多媒體教學 --網路問卷調查,調查結果分析 ... 137

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表目錄

表 2-1 各類護岸工法之優缺點、適用範圍及其與生態配合度之比較

...27

表 2-2 各類擋土工法之優缺點、適用範圍及其與生態配合度之比較 ...28

表 2-3 各類邊坡整治工法之優缺點、適用範圍及其與生態配合度之比 較...30

表 2-4 各類固床工法之優缺點、適用範圍及其與生態配合度之比較 ...31

表 3-1 選用軟體之優缺點比較...46

表 4-1 腳本設計—各案例時間軸之標示 ...59

表 4-2 腳本設計—各工法介紹時間軸之標示 ...60

表 4-3 河川生態工法之開頭動畫...61

表 4-4 生態工法概論之鏈結畫面...65

表 4-5 案例介紹之鏈結畫面...69

表 4-6 河川生態工法之案例型態---台北縣新店溪...74

表 4-7 河川生態工法之案例型態---台北市北投貴子坑溪、水磨坑溪 ...76

表 4-8 河川生態工法之案例型態---苗栗縣獅潭鄉新店溪永興段 ...78

表 4-9 河川生態工法之案例型態---基隆市友蚋溪...81

表 4-10 河川生態工法之案例型態---新竹縣九芎湖溪...84

表 4-11 河川生態工法之案例型態---桃園縣龍潭南坑溪...86

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表 4-12 河川生態工法之案例型態---台北市南港區四分溪...89

表 4-13 河川生態工法之案例型態---台北市士林區內厝溪...91

表 4-14 河川生態工法之案例型態---台北市士林區平菁街溪 ...93

表 4-15 河川生態工法之案例型態---台北市內湖區大溝溪...95

表 4-16 河川生態工法之案例型態---台北市文山區木柵萬壽溪 ...98

表 4-17 河川生態工法之案例型態---台北市松山區虎山溪...101

表 4-18 河川生態工法之案例型態---台北縣基隆河...103

表 4-19 工法介紹之鏈結畫面...105

表 4-20 工程斷面圖之鏈結畫面...108

表 4-21 網路問卷調查項目表...111

表 4-22 網路調查人數 ...112

表 4-23 受訪對象為研究生之網路問卷調查結果 ...112

表 4-24 受訪對象為大學生之網路問卷調查結果 ...113

表 4-25 網上學習者對本教學網站之體認與建議 ...114

表 4-26 網路問卷調查之鏈結畫面...115

表 5-1 示範案例呈現內容標準化...133

表 A1 網路調查人數...138

表 A2 受訪對象為國一生之網路問卷調查結果...138

表 A3 受訪對象為國二生之網路問卷調查結果...139

表 A4 受訪對象為國三生之網路問卷調查結果...139

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圖目錄

圖 1-1 研究流程圖 ...4

圖 2-1 互動式電腦多媒體教學示意圖... 32

圖 2-2 學校使用網路教學之模式... 32

圖 2-3 生態工程概念圖 ... 33

圖 2-4 傳統工法(A)與生態工法(B)之比較... 33

圖 2-5 理想化的人工溼地配置圖... 34

圖 2-6 河川生態系之基本結構圖... 34

圖 2-7 生態工法教育宣導策略示意圖... 35

圖 2-8 傳統工程之於環境與自然生態工法之比較 ... 35

圖 3-1 Flash 製作動畫流程... 47

圖 3-2 Dreamweaver 製作網頁流程 ... 48

圖 4-1 網路化互動式多媒體教學環境設計流程圖 ... 118

圖 4-2 動畫編輯平台-Flash MX 之製作畫面... 119

圖 4-3 網頁編輯平台-Dreamweaver MX 之製作畫面 ... 119

圖 4-4 影像處理平台-Photoshop 製作畫面... 120

圖 4-5 圖片處理平台-PhotoImpact 製作畫面 ... 120

圖 4-6 3D 環景製作平台-PhotoStitch 製作畫面 ... 121

圖 4-7 配音編輯平台-Sound Forge XP 製作畫面 ... 121

圖 4-8 一般狀態時之按鈕顯示畫面... 122

圖 4-9 滑鼠移至感應區時之圖形顯示... 122

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圖 4-10 按下滑鼠後之按鈕圖形顯示... 122 圖 4-11 自行開發設計之網路化互動式多媒體教學之畫面鏈結流程圖

... 123 圖 4-12 網路問卷調查之第一題滿意程度分佈圖(題目:您對本網站之 建構滿意程度為何?)... 124 圖 4-13 網路問卷調查之第二題滿意程度分佈圖(題目:您對本網站 之活潑教學方式相對於傳統教學方式,滿意程度為何?) ... 124 圖 4-14 網路問卷調查之第三題滿意程度分佈圖(題目:您對本網站 之教材內容的呈現順序合乎學習需要之滿意程度?) ... 125 圖 4-15 網路問卷調查之第四題滿意程度分佈圖(題目:您對本網站 教材內容精確符合專業要求之滿意程度?)... 125 圖 4-16 網路問卷調查之第五題滿意程度分佈圖(題目:您對本網站 之內容表達,能維繫學習者的興趣與注意之滿意程度為何?) ... 126 圖 4-17 網路問卷調查之第六題滿意程度分佈圖(題目:本網站結合 了動畫、文字、聲音、影像等媒體,對您學習效果的提升其滿意程度 為何?)... 126 圖 4-18 網路問卷調查之第七題滿意程度分佈圖(題目:您對本網站 之圖片或影音訊品質之滿意程度為何?) ... 127 圖 4-19 網路問卷調查之第八題滿意程度分佈圖(題目:您對本網站 之前進、後退、向上、退出、回主選單等主要功能按鈕其滿意程度為 何?)... 127 圖 4-20 網路問卷調查之第九題滿意程度分佈圖(題目:您對本網站

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之生態工法概念其滿意程度為何?) ... 128 圖 4-21 網路問卷調查之第十題滿意程度分佈圖(您對本網站中之工 法介紹其滿意程度為何?)... 128 圖 4-22 網路問卷調查之第十一題滿意程度分佈圖(您對本網站以生 動的案例說明其滿意程度為何?) ... 129 圖 A1 網路問卷調查之第一題滿意程度分佈圖(題目:您對本網站之 建構滿意程度為何?)... 140 圖 A2 網路問卷調查之第二題滿意程度分佈圖(題目:您對本網站 之活潑教學方式相對於傳統教學方式,滿意程度為何?) ... 140 圖 A3 網路問卷調查之第三題滿意程度分佈圖(題目:您對本網站 之教材內容的呈現順序合乎學習需要之滿意程度?) ... 141 圖 A4 網路問卷調查之第四題滿意程度分佈圖(題目:您對本網站 教材內容精確符合專業要求之滿意程度?)... 141 圖 A5 網路問卷調查之第五題滿意程度分佈圖(題目:您對本網站 之內容表達,能維繫學習者的興趣與注意之滿意程度為何?) ... 142 圖 A6 網路問卷調查之第六題滿意程度分佈圖(題目:本網站結合 了動畫、文字、聲音、影像等媒體,對您學習效果的提升其滿意程度 為何?)... 142 圖 A7 網路問卷調查之第七題滿意程度分佈圖(題目:您對本網站 之圖片或影音訊品質之滿意程度為何?) ... 143 圖 A8 網路問卷調查之第八題滿意程度分佈圖(題目:您對本網站

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之前進、後退、向上、退出、回主選單等主要功能按鈕其滿意程度為 何?)... 143 圖 A9 網路問卷調查之第九題滿意程度分佈圖(題目:您對本網站 之生態工法概念其滿意程度為何?) ... 144 圖 A10 網路問卷調查之第十題滿意程度分佈圖(您對本網站中之工 法介紹其滿意程度為何?)... 144 圖 A11 網路問卷調查之第十一題滿意程度分佈圖(您對本網站以生 動的案例說明其滿意程度為何?) ... 145

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第一章 緒論

1-1 研究背景

近年來由於電腦及網路科技的進步,已經為多媒體教學提供了發 展的環境,因此,以網路為教學環境的電腦輔助教學系統已是多元化 教學中不可或缺的一環。透過網路提供學習平台,學習者可以不受時 間及空間限制,僅需依自己需求直接於網路上搜尋想要獲得的知識及 資源。網路教學研究已由平台技術轉向內容策略,網路課程的標準也 不再以教材交換技術為主,教學內容與設計策略現已成網路教學課程 品質指標的核心。

由於生態環境保育意識抬頭,以安全與實用為前提下之〝生態工 法〞的呼聲與日遽增。生態工法基本上是遵循自然法則,把屬於自然 的地方還給自然。過去的野溪治理工程主要是減輕或避免野溪災害所 造成的損失,而今治理工程已漸漸注重對於生態之影響、野溪景觀與 其周圍環境之和諧。欲維持生態平衡,營造河川景觀及保護生物棲息 環境,採用生態工法乃為必然之趨勢。

1-2 研究動機與目的

電腦網路於遠距教育系統的應用,主要目的即在充分運用全方位 教學資源,將學校內外各種資訊設備與系統連結整合於一體,希望可 以達到適時式學習以及全球化教學服務。電腦網路應用於遠距教育系 統的實施,較一般傳統教育更有彈性,且富有多樣性的選擇,為未來 學校教育的新趨勢。

生態工法係指模仿生態系統運作之工程設計,其可讓人為的工程 因自然力的協作,而達到工程與自然環境相互協調的效果。河川生態 工法的目的,即在以生態的角度,維護環境資源永續利用局面。本多 媒體教材旨在推動河川生態工法,並強化數位學習之內容。

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本研究以河川生態工法為案例探討對象,應用自行開發設計之網 路化互動式多媒體教學系統,考量使用者為學習過程之核心的設計理 念,整合動畫、音訊、圖片以及文字等,實現學習內容的多媒體化。

本文之研究成果有助於生態工法之認識與推廣。

1-3 研究方法

本文之主要研究方法分為 3 部分,包括:

1. 蒐集北台灣野溪之現地資料,共花費近兩年的時間拍照、攝影,

並將其處理成可應用之數位檔案類型,希望藉此現地資料的介紹 增進本研究實用價值。

2. 本文係以 Flash MX 為主要編輯平台。該軟體是以時間軸為基礎的 軟體,具有多媒體整合的功能,能整合聲音、圖片、動畫、互動 式設計等。於網頁製作上,是以 Dreamweaver MX 做為網頁編輯 平台,其人性化之設計元素,可快速完成幾乎所有網路應用技術 相關的編輯。

3. 本研究亦對自行開發設計之網路化互動式多媒體教學系統進行網 路問卷調查,希望可以透過網路問卷調查的方式,調查學習者網 上學習的體認與觀感,並歸納其結果。論文之整個研究流程,如 圖 1-1 所示。

1-4 本論文內容概要

第一章為「緒論」。闡述研究背景、研究動機與目的、及研究方 法等。

第二章為「文獻探討」。完整的描述及整理國內外有關電腦多媒 體輔助教學、網路遠距教學、與河川生態工法等之相關資料。

第三章為「網路化互動式多媒體教材製作」。探討多媒體製作、

網路傳播以及網路化互動式多媒體教學系統之製作軟體及硬體。

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第四章為「網路化互動式多媒體教學之建構」。詳述本自行開發 設計之網路化互動式多媒體教學之設計概念、製作流程、介紹北台灣 河川生態工法之相關案例、教學材料之系統測試與執行、以及網路問 卷調查等。

第五章為「結論與建議」。重點摘述本論文之研究成果及未來發 展方向。

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圖 1-1 研究流程圖

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第二章 文獻探討

2-1 電腦多媒體教學

「電腦多媒體教學」乃是利用電腦綜合多項教學媒體,例如:綜 合文字、圖片、影像、音樂等不同特性的媒體進行教學的一種方式。

其優點甚多,例如可用以協助教師引導學生進入學習情境,或由學生 自己操作以獲得良好的學習效果。「電腦多媒體教學」更強調「整合」

的特性,利用電腦做各種媒體的整合工作之情況,請參考圖 2-1 。所 建構之教學多媒體富有變化且容易操作,也能培養學生主動學習的態 度(高士瑛,2001)。

2-1-1 電腦多媒體種類

互動式電腦多媒體節目的種類繁多,除了教學系統類外,還包括 資料查詢類和遊戲類等,例如:資訊亭、多媒體光碟、以及網際網路 等均是。以下就針對這幾個種類加以說明(高士瑛,2001):

1.資訊亭

資訊亭(Kiosks)是對獨立的多媒體資訊服務電腦之特稱,又稱 資訊站或查詢機。其係結合多媒體軟體及操作硬體的機器,通常被 設置在公共場所,或是服務性場所中,主要提供民眾指引、導覽、

生活資訊、商業廣告、公告訊息、訂位系統等多項功能。這種資訊 亭具有美觀、效率高、互動性強、服務品質穩定以及整合多媒體的 特性,並能節省人力支出,最重要的是能針對該機構需求而量身訂 做等,這些都是其優點。且由於操作方法簡單又容易,使用者可自 由操作、重覆查詢所需資訊。

2.多媒體光碟

光碟片產品的種類繁多,從娛樂到圖書資料皆有,光碟內容可 經由電腦網路傳遞他處,因此應用日廣。多媒體光碟具有互動的功

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能,使用時,必須將它放入有光碟機的電腦中,並用滑鼠游標操作,

此外,有些光碟雖然還需要執行安裝程式才可以播放,但設計完善 的多媒體光碟都會輸出為自動播放檔,只要放入光碟機中就會自動 播放光碟內容,以方便使用者操作。

教學光碟即為具有教學目的之多媒體光碟,惟將教學內容透過 電腦多媒體的方式展現,輔助教師教學及學生學習。

3.多媒體網路

多媒體和網際網路的結合與發展,使得網際網路成為熱門的傳 訊工具。於網際網路的環境中,全世界的人都可以進行沒有國界、

時間限制的交談、互通有無。多媒體網路可提供許多不同的功能服 務,大致可分為以下幾種:

(1)傳訊:可提供電子郵件、賀卡及視訊的傳送。

(2)新聞:可提供即時世界新聞及生活資訊的報導。

(3)公告:可提供各項公眾活動、注意事項的發布。

(4)購物:可提供購物資訊並完成線上交易。

(5)廣告:可提供商品、人物及活動訊息的宣導。

(6)教學:可提供遠距教學環境,實現終身教育。

(7)遊戲:可提供多媒體遊戲或多人連線對打遊戲。

2-1-2 多媒體對學習的貢獻

於設計與製作教學媒體的過程中,已潛藏多項有利於教學成效的 步驟,包括以下八點(Jerrold et al.,1989):

1.內容的選擇與組織可以更精細:當計畫製作一套教學媒體時,教師 必須事先對內容給予仔細的思考。而思考過程中促使教師構想教學 內容的結構與安排,以便學習者易於了解。

2.教學的實施可以更標準化:每一個教師在不同情境對同樣教材內容

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可能會有不盡相同的說明,然而,使用教學媒體則將減低其間的差 別,因為教學媒體涵蓋標準化的訊息。

3.教學可以更有趣:媒體的特性之一是能夠引起學習者注意並保持敏 銳的學習狀態。內容的清楚與連貫,特殊效果的使用等因素,皆能 引起學習者發笑或深思。

4.藉由適當學習理論的應用,學習可以更具互動性:經過良好的設 計,教學媒體內容的組織與呈現可以導致更好的教學。通常設計媒 體時,許多學習理論的觀點將會納入考慮,如學習者的參與、回饋、

增強作用等,儘量使學習者渉入學習活動中。學習者與教學媒體持 續互動的結果,不僅提高教學效益,同時也提昇學習層次。

5.學習時間需求可以減少:比起傳統教學,大部分的媒體呈現需要較 少的時間來傳遞訊息。但在這較短的時間裡,有大量的訊息將傳達 給學習者,並被吸收。

6.學習的品質可以增進:只要能將圖像、聲音、文字加以妥善組合,

教學媒體可以將知識有條理的傳播給學習對象。

7.教學可以隨時依需要而進行:如果教學媒體是為了個別學習而設 計,那麼學習者可以依個人需求而不受時間與地點的限制來進行學 習。

8.個人對於學習內涵與過程的正面態度可以更加強:學習者若能感受 到媒體學習的樂趣與滿足,並給予正面評價,則可以加強學習效益。

2-1-3 教學媒體之互動形式

互動具有立即性、非線性、回饋性、多樣性、雙向性、間斷性等 六種特性,至於互動的程度由低至高亦有不同,若以互動的程度作為 評估標準,則媒體的互動性又可分為三種:反應式、內發式及相互式

(楊美雪,1994)

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1.反應式互動(Reactive Interaction):反應式互動是指對刺激所引起的 反應,例如鍵入答案以回答問題,或按空白鍵以觀看電腦的下一個 畫面。此種活動呈現地只是簡單的「反應」狀態,純屬於低層次的 認知活動,而獲致之知識亦只是被動灌入而非由學習者親自體驗、

主動建構而成,因此對於該項知識的真正意義也無法完全體會。

2.內發式互動(Proactive Interaction):內發式互動強調學習者是主角與 反應式互動相反,而教師(或媒體)是協助者,學習者所得到的知識 是親自歸納、組織而成。例如在 Logo 程式語言的微型世界

(Microworld)中,學生指揮電腦,以完成某項工作,從而達到其學 習目標。於此種情境下,電腦的角色變成受教的徒弟,而學習者在 思考如何教導、指揮電腦的歷程當中,也累積了屬於自己的知識。

3.相互式互動(Mutual Interaction):相互式互動為最高層次的一種互 動,此種互動主要繫於人工智慧之設計。其控制權不操作於媒體,

亦不在於學習者,而是兩者不斷相互調適,學習者隨時依自己的需 要提出要求,而電腦則視學習者之能力、學習類型、單元目標等作 出適當的回應或建議。

2-1-4 互動式多媒體教學特性

互動式多媒體教學軟體的內容必須決定主題及所欲表達的哲學 思想。尋找主題時應先蒐集資料評估其可行性,再來規劃人員與資 本。互動式多媒體教學軟體可以選擇的主題包羅萬象,範圍可以說沒 有限制(羅綸新,1993)。

基於電腦介面與編輯軟體的開發成功,今日之電腦輔助學習系 統,已完全符合學習理論,其係以認知心理學為基礎、建構主義為理 念、行為學派的設計為精神,並以練習、情境模擬、真實等模式之設 計,強調學習者原有知識(Prior Knowledge),學生與電腦可產生雙

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向互動,以及適當的回饋等,為一嶄新的教學媒體,其主要特色包括

(湯清二,1995):

1. 強調個別化的學習:強調學習應依每位學生的個別差異進行,如 此才符合因材施教的原理,學習效率也較顯著。

2. 軟體設計原則:互動式多媒體教學系統設計之理論基礎,係結合 行為心理學與認知心理學兩學派,以及傳播理論、建構主義等理 念而設計,一般軟體設計之依循原則如下列各點。

(1) 學生的起點行為。

(2) 學習者控制(Learner Control)方法設計。

(3) 交互式(Interactive)的設計。

(4) 資料庫之安排。

(5) 安排學習情境。

(6) 增進學習動機。

(7) 概念圖(Concept Map)的安排。

3. 重視同儕間之合作學習(Cooperative Learning):團隊的精神是未 來教學的重要目標之一,即同儕間的互動列為首要。因此,教學 方式會改變,學生將以不同的組合為學習群體,教師從旁輔導。

學生則在各學習站中學習,彼此教學相長。

2-2 網路教學

二十一世紀是資訊的時代,資訊科技的日新月異使得各行各業無 不以資訊科技來改善其作業效率。而藉著學校行政及教學的日益資訊 化,教學數位化的歷程,從多媒體、超媒體、網際網路的應用、到現 在風行各國大學的網路教學,各國企業及政府更視網路教學為新興的 重要產業,推動網路教學成了世界教育發展的重要趨勢。

網路教學型式歸納為:線上教學模式、課業輔導模式、及面授資

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源模式三類,如圖 2-2 所示;有些教師在網路上發展完整的教材,本 人退居幕後,實施取代式的「線上教學模式」;有些教師一方面維持 平常的教室教學,一方面又利用網站來做為課後學業輔導的場所,成 為一種輔助式的「課業輔導模式」;更有的教師在教室面授講學時,

改變平常口頭講述型態的教學方法,利用教室電腦連上網站,以相關 網頁的內容作為教學的資源,成為融入式的「面授資源模式」(楊家 興,2003)。

2-2-1 遠距教育

目前遠距教學已成為許多國家教育方式之一,它與傳統以口頭講 述、團體學習為主要基礎的教育方式不同。遠距教育打破了面對面及 團體學習的方式,結合了資訊與通訊技術,提供人人一種非面對面之 雙向、互動的學習途徑,讓知識得以普及流通(鄭建良,1997)。

遠距教育與遠距教學(Distance Teaching)和遠距學習(Distance Learning)並不相等。遠距教學是指遠距機構為學生準備學習教材和發 展課程,主要以老師為主,強調教育機構的地位。而遠距學習,以學 生為主。是故,遠距教育是一較適當的名詞,能同時強調兩個運行系 統:課程發展子系統(遠距教學)和學生支援子系統(遠距學習)的特性。

因個人觀點的不同,各專家學者對遠距教育的定義,亦有所差 異,有些學者強調非面對面的接觸、有學者強調科技媒體的應用,也 有人突顯出教育組織設計的理念。綜合而言,老師與學生分開是遠距 教育形式的基礎,無論是音訊設備、視訊設備,或是以電腦為主,這 種師生分離的教育方式,使遠距教育與面對面直接教學的傳統教育方 式不同,遠距教育主要是透過教育機構組織學習材料,使學習材料與 學生的有效學習之間產生連結。其內涵包括以下特點(鄭建良,1997):

1.教與學分開進行:用以區分遠距教育與傳統面對面講授教學方式的

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不同。

2.重個別學習輕團體學習:遠距教育有其制度化之組織,主要工作在 準備和設計學習材料,提供學生支援服務,使學生在學習團體結構 之外,同時可以有私人的學習方式,享受個別化和隱密的學習。基 本上,在學習的過程中,遠距教學系統將學生當做是獨立的一個 人,學生不需要加入學習團體即可學習。

3.教學媒體科技化:打破傳統根據教科書,透過老師講述而學習的人 際溝通方式,代之以機器、電子溝通等其他媒體方式來連結老師和 學生,並且實施課程內容。

4.教育過程工業化:於遠距教育的學習過程中老師和學生分開,科技 媒體代替傳統教育中以口語、團體為主的人際溝通,代表著一種教 育過程的工業化。

遠距教育推動目的,是為了達到下列兩個遠景:

1.適時式學習 2.全球化教學服務

適時式學習意味著學生可以再任何時間和任何地點學習想學和 該學的知識;而全球化教學服務是指學生可以跨校,甚至跨國研習所 欲學習的課程。

隨著網路科技和傳播媒體的發展與結合,數位學習正蓬勃發展 中,尤以電腦網路應用於遠距教育的實施為最,透過此一嶄新的途徑 來協助教師的教學、與學生的學習,必然是未來的發展趨勢。

2-2-2 網路教學的發展

網路教學的發展始於遠距教學,也一直與傳播媒體密不可分。

1833 年,瑞典最早利用報紙媒體的廣告欄提供學習者寫作練習。隨 著電訊傳播科技的進步,廣播、電視融入生活中,遠距教學緊緊抓住

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傳播媒體的特性,將教學與媒體結合。1934 年,愛荷華州立大學首 先使用電視製作教學課程;時至 1996 年已發展出四百種對外播放的 教育課程。1970 年代,英國開放大學實施遠距教學並有效的整合教 學媒介,成績斐然,各國風起雲湧效仿之(施大偉等人,2003)。

1960 至 1980 年代,伊利諾大學率先利用電腦播放教學畫面,開 啟了電腦輔助教學發展時期。同時期,源於美國國防部的網路建設也 由於它的便利性,爾後便擴展成無遠弗屆的全球資訊網。1990 年代 電腦的普及與網際網路的蓬勃發展,將傳播與遠距教學推向網路與多 媒體結合的新紀元。

國內自 1994 年成立國家資訊通信基礎建設推動小組專案,規劃 高速網路、應用實驗平台及三套遠距教學實驗系統。1997 年實施為 期四年的「遠距教學中程發展計劃」。1999 年開放大專學校辦理「非 同步網路遠距教學」,非同步教學(Asynchronous Teaching)學分的承 認,使得教學的設計與學習方式更具自由。2001 年頒布的「專科以 上學校實施遠距教學作業規範」,使網路教學方式課程之運作有所依 循。根據教育部電算中心的統計,90 學年度計有一百多門同步教學 (Synchronous Teaching)與非同步教學課程開設,選修人數超過數千 人。由此可知,網路教學逐漸成為各校的發展重點工作。

於傳統的教學上,教師通常依賴粉筆和黑板,而教具通常只有某 一功能,不若電腦的多樣化與多功能,而學生在利用電腦媒體通訊 時,更能將視野立即突破現有學校的範圍而推展到全球,這樣的媒體 特性是前所未有的。當學生在網路世界中漫遊時,同時也正在建構自 己的知識體系與社會人際關係,因為網路具有知識的架構,也同樣像 是一個微縮的社會,因此學生在網路世界中的經驗對於將來進入到實 際社會時,會是一個很好的歷程(許仲佑,2003;惠志堅,1997)。

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2-2-3 電腦網路與遠距教學結合

利用電腦網路與遠距教育所形成的教學環境的特性如下:

1.學習途徑開放化:多種傳播的管道,提高學習的開放性。

2.學習方式多樣化:透過多媒體及互動式學習,增進學習效果。

3.資訊流通全球化:無線播送與有線傳輸結合,由區域學習網路發展 為全球資訊體系,加速知識的流通與取用。

4.學習進度個別化:由傳播及網路系統形成學習資料庫,或電子資訊 網(Electronic Information Network),學習者可依教材結構或個人需 求彈性學習,達到個別學習的理想。

5.教學對象普遍化:教學對象眾多,不受量的限制。

6.學習空間分散化:學習者散佈於各地區,不受空間的限制。

7.學習時間即時化:學習者可掌握適合自己的學習時間,不受時間限 制。

2-2-4 建立我國網路教學課程的品質指標

於網路教學品質指標上,更明確建立一套可行的評分機制與認證 程序,由政府成立認證機構,依公正、公開、公平的方式辦理課程的 品質認證,認證通過者向國內或國際推薦使用,那麼網路教學課程的 發展,才能有良好的鼓勵,同時也會刺激出更多的產量。建立我國網 路教學課程品質指標,可歸納出下列幾點(楊家興,2003):

1.傳遞方式規劃:包括教學效力、教學效益及人機介面設計等三個項 目,用以評量網路教學課程的選擇。

2.教材內容組織:探討教材的內容及其結構組織的品質,可再細分 為:教材說明、教材結構、重點強調、內容切割、內容呈現、媒體 使用及輔助教材等。

3.教學活動設計:此為課程中的動態教學過程。包括:維持學習動機

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與方向、提供學習指導、學習者與教材互動、師生互動、同學互動 及學習評量等。

4.教學管理:網路教學一般都有教學管理的功能,可提供及時、全面 性協助學習資訊。這類指標下可再細分為:課程基本資料管理、學 習過程紀錄、學習成果統計、及課程評鑑等項目。

5.系統服務:這是整個網路教學系統對所有使用者提供的服務功能。

其項目包括:學習者使用服務、線上輔助等。

6.平台技術規格:教學平台系統提供了網路教學基地,好的平台功能 對教學品質的提高有很大的影響,這部分的指標有:系統效能、系 統維護等。

7.教學環境安排:指整個課程實施的安排,包括網路接取環境、及服 務效能等項目。

2-3 生態工法

由於生態環境保育意識抬頭,以安全與實用為前提下之生態工法 (Ecological Engineering Method)的呼聲與日遽增。生態工法基本上是 遵循自然的法則,把屬於自然的地方還給自然。欲維持生態平衡,營 造河川景觀及保護生物棲息環境,採用生態工法乃為必然之趨勢。

2-3-1 生態工程起源與演變

二十世紀初,歐洲地區拜工業發展之賜,社會經濟驟然起飛,在 提升物質生活豐富度之餘,也因各項需求接踵而至,必須大量開發自 然資源以因應社會發展步調。但是隨著森林野地的過度開發利用,大 規模的災害因而接二連三發生,包括雪崩、山崩、洪氾等。據此,1938 年德國 Seifert 首先提出「近自然河溪整治」的概念,此不違反生態 原則之治山防洪工程,可謂「生態工法」之濫觴。

爾後,人類所必須面對的環境問題已經無法侷限於個別之集水區

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治理議題上,越來越多的負面效應交互影響。經驗指出,唯有不違反 大自然的運行規則,以生態系為環境管理之基本單元的原則,才是根 本的解決之道。因此人類開始展開各種利用或遵循生態特質技術的研 究與探討。其發展歷程整理如下 (林鎮洋等人,2003) :

1.1962 年,Odum 等提出將自組行為(Self-Organizing Activities)的 生態學概念運用於工程中,首度提及「Ecological Engineering」一 詞。

2.1970 年代中期美國開始致力於改進過度人工化之渠道。

3.1970 年代中後期美國進而針對特定物種,進行小範圍之河川修復。

4.1984 年日本所舉辦之「日歐近自然河川工法研究會」中,確立「近 自然河川工法」一詞。

5.1989 年,生態學家 Mitsch 及 Jørgensen 彙整具有共同特質與原則 之各類型工程技術並賦予定義,至此首次明確界定「生態工程」的 觀念以及適用範疇,生態工程可謂正式誕生。

6.1990 年代中期開始,美國已經累積足夠之學理與經驗,著手進行大 型生態復育計畫。

7.1991~1997 年,日本著手生態工法之推動,共完成 5000 事例,總計 1185 公里長區段之整治與復育。

8.2000 年迄今,國內從學術研究領域,開始從集水區治理面向切入,

進行專題的深度探討。2001 年九二一重建委員會推動生態工法進 行崩塌坡整治。約從 2002 年起,配合相關政策之推動,積極擴大 嘗試河川、水土保持、以及道路等各類工程之應用。

2-3-2 生態工法基本原則

由 Bergen 所 提 出 的 生 態 工 程 設 計 原 則 中 , 包 括 以 下 幾 點

(Bergen,2001):

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1.因地制宜:面對一個工程設計需先自問:這裡是什麼?大自然會容 許我們在此做什麼?大自然會幫我們什麼?

2.維持所設計的各項功能需求的獨立性:「功能需求」(Functional Requirements,FRS)是指所設計出的解決方案所能提供的特定功 能,「設計因子」(Design Parameters,DPS)則泛指為滿足FRS而 選擇出的解決方案裡所有的物理因子。最佳設計則是任何一個獨 立的FRS只有一個DP來滿足它。

3.承認激發生態設計的價值與意義:生態工法的思維中,可抽剝出比 傳統工程更複雜的特質,包括不確定性、環境倫理、人性的複雜度、

精神利益、意識型態,以及道德觀等。傳統工程師被賦予的責任在 於保護及服務社會,明顯將最原始、最終的基盤自然系統摒除在 外。因此,生態設計同時包含了「失敗的安全」與「安全的失敗」

兩種可能性,無論結果為何,該設計都有其價值與意義。

2-3-3 生態工程之應用

生態學家 Mitsch 及 Jørgensen(1989)認為生態工程之應用主要 可分為四大類,如圖 2-3 所示。世界各地因國情不同,則分別有不同 程度的發展與應用(林鎮洋等人,2003):

1. 生態環境工程:利用生態系降低或解決在他處(或對其他生態系)

造成嚴重傷害之污染問題。於傳統環境工程中,為解決一污染問 題所產生的副產品,往往造成另一種環境問題。例如廢水處理場 所產生的污泥(Sludge)再經焚化處理後,卻導致空氣污染,因此 這些飛灰與灰燼,仍須設法掩埋處理。但若應用生態工程,則可 將污泥經適當處理後,轉變成有機營養物質,經掩埋於農地中,

可為一不錯之肥料,如圖 2-4 所示。另外溼地中或陸地上之廢水循 環處理等,亦是另一種應用。

(28)

2. 人工生態系:

主要特色為「仿」生態系或「複製」生態系以解決環境污染問題。

在二十世紀初期,人類便已知道利用溼地承接污水。近幾十年間,

全 球 已 有 逾 千 個 溼 地 系 統 被 實 際 應 用 , 其 中 又 以 人 工 溼 地

(Constructed Wetland)為大宗,如圖 2-5 所示。此類研究與應用 之目的在於以人工溼地作為二級處理程序或高級處理程序,尤其 人工溼地之建置對環境之衝擊相對較低,一旦完工後基本營運之 管理成本亦較低,且與周遭環境自然融合,可提供多樣之生物棲 地等附加價值,故許多國家願意發展此類技術。

3. 生態工法:生態工法泛指在嚴重人為干擾後,能達到「協助」生 態系恢復原貌之目的,所施作的工程方法。例如:河川復育,便 是對遭受人為過度開發,或直接間接因人類長期活動所產生有害 因子之影響,致使原生態系失衡、瓦解之河川,進行局部或全面 性生態復育工作。

4. 生態產業:於不危及生態的前提下,利用生態系或生態資源,以 供人類之所需。例如生態農業,或各種以生態機制為基礎的永續 性漁業捕獲、林業採伐策略等。此種應用常見於發展中國家。

2-4 河川生態工法

2-4-1 河川生態特性分析

河川生態系在生態學上,即是流水生態系或稱河川生態系統;亦 即一般俗稱的「河川環境」。河川生態系在結構上,如圖 2-6 所示,

是由河川的物化環境和生物環境所組成(古昌杰,汪靜明,1994)。

1. 河川物理特性

河川物理特性,即指河川的河道型態與水流型式。主要是由集水 區的特性與流水沖刷過程來共同決定。若是這種改變過程為原本河川

(29)

生態體系承載量的能力所能承受,則其終會調整恢復成穩定的狀態;

否則,生態的平衡將會被破壞,造成某些物種的消失。

2. 河川化學特性

就是指河川水體的品質(水質)。其係由水域與陸域環境中各種 化學的、物理的以及生物的現象及作用所決定的。一條河川流域的水 質,由上游至下游,隨周遭環境狀況的改變,會有明顯的變化。換言 之,河川水質之化學特性,往往與集水區的氣候、岩土構造與成份、

海拔高度和坡度、以及植被所影響,甚至與動物群聚行為有密切關係。

事實上,河川生態系統可透過自我調節能力,使所受到的外在干擾恢 復正常的狀態。在非人為因素之影響下,天然災害對生態體系所造成 的衝擊,應視為自然淘汰、物競天擇的結果,然而目前人類活動對河 川生態的干擾,已足以視為河川生態環境破壞之主因。

2-4-2 河川生態環境之影響

自然界之水循環中,河川生態系為極重要的一環。為達河川資源 保護及多元化永續利用之目標,應探討河川生態系的組成及分析人類 活動如何改變河川生態系的結構與功能。廣義的河川環境可分為外在 環境(指河道外的陸域環境)和內在環境(指河道內的水域環境); 狹義的則係指河川中影響生物生存和生活方式的水域環境而言。

天然和人為因素都會影響河川生態系的結構與功能。若河川整治 為平直整齊且寬度均一的河岸,必定擾動整個河川生態系;而河岸景 觀及遊憩規劃之導入勢必帶來人群,若未有積極之規劃,將更加速對 河川環境之污染與迫害。因此在進行河川規劃時,為確保整體生態環 境系統之保全,必須先了解河川的特徵,針對生態特性擬定適當的保 護措施或利用方法,以減少資源的破壞。

河川環境的管理是以環境科學和生態保育原理為基礎,應用其他

(30)

相關學域的知識和技能來經營河川資源,保持其潛能與多樣性,尊重 與維護河川生物之生命力,維持生態體系之平衡,並以明智、合理及 永續利用河川資源為目標。因此在河川管理上應考慮有關之需求或各 種條件等,使河川整體流域能充分調和,並使河川空間保育及利用得 以適當執行。但國內目前所實施的河川整治工程多未考量生態因素,

導致河川在整治後對原棲息之河川生物產生不利的影響(王永珍,

1998)。

2-4-3 溪流整治工法

為期達到平衡安全與生態之目標,相關之水利工程設計,逐步調 整及修正,以尋求安全排洪、調和景觀、維護生態、回復自然河川生 命力之工程規劃境界。對於水利工程應用生態工法之相關建議彙整如 下(林鎮洋等人,2003):

1. 掌握保護標的:視保護標的之重要性,及安全容許度範圍中,規 劃工程應採取之型式。例如,在社區開發潛勢較大之溪流沿岸,

因被保護對象(居民)通常無法忍受洪水之侵害,加上工程用地 相對不易取得,常須以護岸等設施保護,而使溪溝渠道化。基於 上述原則,則可儘量降低護岸高度、緩和護岸坡度,避免因高落 差而阻斷生物走道。

2. 維持自然環境型態:溪岸整治時,僅須整治遭破壞之處,應儘量 維持自然溪岸,加強兩岸植生,藉植物之根力,穩定溪岸(蔡仁 惠,2001)。

3. 採近自然工法:於河道沖蝕淤積嚴重之河川,須全線治理時,應 儘量採用近自然工法減少因人工構造所造成之渠化,破壞原有生 態。

4. 考慮景觀因素:溪溝治理因環境或保護對象限制,不得不施築護

(31)

岸時,除須防止破壞生物棲息空間外,尚需注意結構物對環境之 衝擊,亦即與現有景觀能有所調和。

5. 考慮社區親水:於水質、環境許可下,亦應營造水體環境以維護 河川生態,並將社區住戶引入,使之易於接近溪流。

河溪整治時於規劃設計階段,應視河溪環境與鄰近相關資源,做 有效之整合,結合現有資源,以提供更完善之規劃以滿足需求。因此 為避免自然之野溪或河川因整治工程施工而破壞原有自然景觀,失去 原有之生命力,在整治工程設計時應注意下列重要原則(林鎮洋等 人,2003):

1. 綠帶和藍帶之結合。

2. 視覺環境景觀之調合。

3. 生物遷徙通道之維持。

4. 在溪流用地許可下,儘量維持原有自然溪溝之蜿蜒度。

5. 在排洪安全原則下,儘量減少槽化護岸構造,維持自然溪岸。

6. 在水利安全要求下,河幅可配合原溪溝自然形狀之寬狹程度規劃。

7. 注意水域環境之變化。

8. 水岸環境之營造,以及水陸域交界處生態之維護。

9. 水質之維護。

2-4-4 水域生態工法之施工方式

水域生態工法之施工方式,視其構造物型式不同而有所差異,一 般構造物之型式包括護岸工、擋土工、邊坡整治工與固床工等,此四 種類型構造物所運用到之生態工法施工方式,詳述如下(洪維志等 人,2003):

1. 護岸工:護岸係用於保護河岸避免水流衝擊而造成侵蝕之構造 物。護岸之構造型式與材料之選擇,應依當地水文特性,使用植

(32)

物、石塊等天然材料,必要時再配合人工之地工織物,或是運用 木格框、石籠等材料構築出多孔隙之構造物,於孔隙之間則可供 動物棲息地或插以枝條、植物等具根、莖之植物,以創造出適合 動植物生存之河岸環境。其主要構築方式包括了以下數種(洪維 志等人,2003):

(1) 切枝壓條法:於足夠空間之狀況下,先將過陡之堤岸整為較平 緩之坡面,在冬季時將切下的楊柳枝條壓成條狀,待來年春季 發芽後即能遍佈岸邊,而成為一土壤保護層。每一層的垂直間 距大約是 1.5-3 公尺,邊坡底部由於受到侵蝕的可能性較大,所 以可將間距調至更小(陳榮河等人,2001)。

(2) 打樁編柵法:河流水位變動大、沖蝕較嚴重地區,可以於木樁 間編織枝條,用以抵抗較大之沖蝕能量。待枝條發芽後,其莖、

葉除具美觀效果外,也可提供額外之抗蝕力。而枝條宜選擇適 合當地氣候、環境之植物種類。

(3) 地工合成材上加植生:為彌補使用植物材料,而無法於短期內 立即抑制坡地之沖蝕狀況問題,故應配合地工合成材料,以立 即發揮邊坡防蝕功用。常使用於邊坡防蝕之地工合成材料有:

地工蜂巢及抗沖蝕網等。地工蜂巢係由高密度聚乙烯或硬式不 織布所製作而成之三維構材。施工時將原本閉合之材料展開,

鋪設於坡面上以木樁固定後,即可加入回填材料。抗沖蝕網係 以自然或合成纖維製成的織布或不織布,其具有較高之撓曲 性,可用來保護河岸土壤避免被沖蝕。

切枝壓條法、打樁編柵法及地工合成材上加植生等三類之護岸工 法的優缺點、適用範圍及與生態的配合度等如表 2-1 所示。

2.擋土工:當河岸邊坡坡度大於 30 度時,理應加以施築擋土構造物,

(33)

但顧及河岸旁之自然生態,故常以石塊、石籠、格框或加勁材等施 築,其擋土結構物應儘量具有孔隙性,以利於孔隙間置放具發根性 之植物、枝條,或提供動物棲息場所,如此一來便可將對自然生態 之衝擊降至最低。

(1) 砌石牆:砌石牆常為矮牆,通常高度小於 3m。施作時以石塊堆 疊而成。此牆之材料及外觀具天然之型態,石縫中又利於動、

植物生存,且符合生態工法之精神。構築石牆時,石塊應置於 下面二石塊間之凹陷處,且至少需有三點之接觸。此結構的目 的主要在於保護坡趾、避免沖蝕(陳榮河等人,2001)。

(2)石籠:石籠為鉛絲中填入石塊之工法,每個石籠就像是一個長 方形盒子,以鉛絲編成盒子後,施放於工作地點,並與其相鄰 之籠連接後,填入 10-30 公分大小之卵石,約至 2/3 籠高後,以 鋼絲於各方向加固,以免填築石塊完成後,造成石籠鼓脹。石 籠可依所需情況加以設計,並無一定尺寸。

(3)格框擋土牆:格框係指由小樑組合而成之盒子狀結構,內部填 充土壤或石塊,形成重力式之擋土結構物,設計分析上可採用 重力式擋土牆的設計分析原則。格框擋土牆分為木格框及混凝 土格框;木格框由於較為柔性,對差異沉陷及單一格樑之破壞 或弱化較不敏感,而混凝土格框則具有較高之剛性、力學性質 及耐久性。

(4)加勁擋土牆:加勁擋土牆係利用加勁材料埋置於土壤內,形成 加勁之擋土結構以抵抗土壓力之作用。加勁之地工合成材料,

如:鋼片、鋼筋網、地工織物、地工格網等。

以上所述砌石牆、石籠、格框擋土牆及加勁擋土牆等四類擋土工 法之優缺點、適用範圍及其與生態的配合度等如表 2-2 所示。

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3.邊坡整治工:邊坡乃位於水位線之上的構造物,故不需使用護岸加 以抵擋水流沖蝕,但邊坡之穩定性及其沖蝕因素卻可能影響其下之水 域環境。邊坡整治之處理方式包括格框噴植法及土釘混和噴植法等。

(1)格框噴植法:格框噴植法係採用立體鋼絲網,結合格框鋼筋與 水泥砂漿,並於格框內噴植草種或植生基材,形成連續性坡面,

為一種現地坡面保護之工法。近幾年,國內經常使用於有潛在 坍方危險的邊坡,以減緩坡面之風化作用,施工完後不久即可 達到綠化之效果。

(2)土釘混和噴植:此為利用鋼棒灌入土壤或先行鑽孔並放入鋼棒,

再以水泥砂漿填充於孔中,與地層結合成一連貫之結構體。

格框噴植法及土釘混和噴植法兩類邊坡整治工法之優缺點、適用 範圍及其與生態的配合度如表 2-3 所示。

4.固床工:固床工之作用,除了可減緩水流之速度,減少河床及河岸 受侵蝕之程度外,亦可穩固河岸。於生態性的考量下,仍以多孔性 之石塊或植物等材料加以構築。

(1) 石樑固床工:以大型天然石塊橫向置放於河床中,置放時應避免 阻絕全部斷面,且應留有高度較低之水流路,以利水中魚類上下 遷移。

(2)河床拋石:於河道中將石塊不規則分佈於河床,使水流流速減 緩,避免河道遭受水流強力沖蝕。

(3)潛壩:潛壩是為維持河床安定所構築高度在五公尺以下之橫向 構造物,其目的在於安定河道,防止縱橫向侵蝕,以及保護護 岸等構造物之基礎。

以上所介紹石樑固床工、河床拋石及潛壩等三類固床工法之優缺 點、適用範圍及其與生態的配合度等如表 2-4 所示。

(35)

2-4-5 生態工法趨勢

有鑑於生態工法之工作具專業性、持續性及廣泛性,於推動教育 宣導策略上宜以專業之教育、訓練、輔導為主軸,配合廣泛之宣導活 動。因此,必須一方面逐步辦理一般民眾及專業人員之推廣教育與觀 摩,另一方面將宣導層面擴大到學校、民間團體及社會大眾以凝聚共 識,由外向內形成壓力。從一般性不定期之宣導方式,推展到定期舉 辦專業性技術交流研習會。並且選擇適當地點設立生態工法「示範 區」,培訓解說員,使其成為教育訓練觀摩及技術交流場所,並完成 輔導作業辦法,使生態工法工作能在逐漸建立之經驗與案例中推廣,

如圖 2-7 所示(林鎮洋等人,2003)。

生態工法未來之發展趨勢,整理如下:

1. 截長補短

乎於 1950 年代後,生態工法應用於水量與水質兩方面之歷程 似漸行漸遠,但是其實許多技術卻是能互相利用,截長補短。例 如水質方面之應用,具有深厚之研究基礎,而水量方面,則以施 做技術見長。未來,水量方面之應用(即水利工程),應該著手 進行更完整之基礎實驗及長期監測計畫之執行,而且以系統生態 學為出發點的思維,更能使生態工法應用於水利工程時,從事更 全面性、更系統化的考量,進而達成更周延的工程設計。

2. 人類面對大自然的態度越行謙卑

自然環境中的不確定性難以隨著科技的發達而有顯著的改 變,而國內近年來也已經出現「人不勝天」的反省性思維。這些 轉變,都將開始影響未來在生態工法規劃設計過程中,營造面對 大自然時,更趨謙卑的胸懷。

3. 系統化考量

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現在各國所面臨的生態或環境問題,極少是物理、化學或生 物壓力單獨存在的狀況。再加上人為或自然環境的變遷,及其與 自然資源困境間的關連性,亦日趨複雜化,因此,未來必將以集 水區或流域為尺度,生態系為基礎,進行整合性的治理,俾使相 關工程更具永續性。

4. 基礎學理的整合

放眼國際,生態工法推動之最大阻力,回歸到最根本的問題,

在於工程業界因專業束縛所造成的發展停滯。對於同時包含了「生 態」與「工程」兩學門的所謂「生態工法」,需要設法整合這兩 個獨立的領域,成為一個新的學門。

生態學基本上是建構在對於自然的研究,生態工法之所以有 別於其他的工程領域,最主要原因來自於其係以自律行為為基 石,以生物系為範疇,以永續生態系為目標。正因為必須在傳統 工程學的理論與實際中融入這些全新因子(如圖 2-8 所示),因此,

如何發展出工程師與生態學家之間的共同語言,已成為當務之急。

5. 地方性多元化技術

由於生態工法講求以生態為基礎,因此工法本身能否順應地 方環境特質,往往便成為工程成敗的重要關鍵。尤其一旦某方面 的技術漸趨成熟後,即開始嘗試以相同的理念,進行其他面向的 應用或統合。以台灣為例,已經開始嘗試將生態工法的理念推廣 至各項公共工程建設中,而日本也利用溪流整治的技術,進而從 事森林整治與集水區復育。因此,未來生態工法將因此而呈現更 多樣的風貌,且更符合地方性需求。

日本近自然工法專家福留脩文(2003)曾針對台灣地區水利 工程應用生態工法時,特別提出下列建議:

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1. 生態工法必須營造一具備多樣基質的空間,設法誘導出自然的機 能。

2. 陸域與水域間之推移帶是重要的寶庫,要儘量保留或促使恢復。

3. 工法原理和技術並不盡相同,工法原理可以引進,但應用於不同 地區時,只能掌握原理去發展屬於自己的技術。

4. 台灣近自然工法的施工技術應自行研究發展,以求適地適性。

2-5 小結

結合網際網路應用的數位化教學成為一種趨勢,於互動式多媒體 的學習環境中,網路教育科技具有超連結的特性,學習者必須主動的 選擇與作決定,其被賦予更多的學習責任,並且能依自己的需求,控 制學習的順序與速度,而提高了有意義的學習機會。教育的範圍應該 是廣泛而深入的,因此「活到老、學到老」應該普及到一般民眾都可 以做到,而遠距教學可以利用現代通訊科技的無遠弗屆的優點實行 之。

生態工法之推動與發展,於國內已蔚為一股潮流,帶來生態 環境基礎建設的新契機。然而,所謂近自然河川工法的基礎觀念,不 單只是把人為的環境塑造成接近自然的模樣,而應加以思考,如何應 用大自然的力量,因地制宜,讓自然溪流所創造的生物生存環境及其 所衍生的生態網與生物鏈的關係,形成一幅自然而生機盎然的野溪景 觀。營造一具備多樣基質的空間,設法誘導出自然的機能,並且自行 研究近自然工法之施工技術,以求適地適性,已成為未來發展之趨勢。

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表 2-1 各類護岸工法之優缺點、適用範圍及其與生態配合度之比較

(整理至陳榮河等人,2001)

護岸工

優點 缺點 適用範圍 生態上之配合度

切 枝 壓 條 法

利 用 自 然 植 物枝根系,形 成 土 壤 保 護 層。

純 粹 使 用 植 物材料,雖可 達 到 穩 定 河 岸之目的,但 植 生 工 法 無 法立即見效。

足夠空間之狀 況下,過陡之 堤岸整為較平 緩之坡面。

純粹使用植物材 料。

打 樁 編 柵 法

於 陡 峭 之 崩 塌地區,可配 合 進 行 打 樁 編 柵 來 增 加 土 壤 的 安 定 性。

較 不 適 用 於 深 層 之 滑 動 面處。

1. 河流 水 位 變 動大、沖蝕 較 嚴 重 地 區,可使用 木 樁 編 柵 法,以抵抗 較大之沖蝕 能量。

2. 適 用 於 一 般 土壤挖填方 坡面、崩積 土、淺層崩 塌坡面。

1.待枝條發芽後 除具美觀效果 外,也可提供 額 外 之 抗 蝕 力。

2.可固定不安定 之土石,造成 有利植物生長 之環境。

地 工 合 成 材 上 加 植 生

1. 地 工 蜂 巢 具 有 圍 束 及 抗 拉 作 用 , 內 填 料 在 承 受 水 力 作 用 時 可 藉 其 保 護 及 拘 束 而 免 於 沖 刷 威 脅。

2. 抗 沖 蝕 網 具 有 撓 曲 性,可保護 河 岸 土 壤,避免被 沖蝕。

地 工 合 成 材 需 注 意 抗 紫 外 線 之 加 強 保護。

河流水位變動 大、沖蝕較嚴 重,且需短期 內立即抑制坡 地 沖 蝕 狀 況 處。

1. 地 工 蜂 巢 內 填 土 料 表 面 可加植生,除 能 發 揮 水 土 保 持 功 能 外,亦可促進 景 觀 美 化 之 效用。

2. 包 覆 適 宜 當 地 條 件 之 植 物 種 子 於 土 壤中,待土壤 和 水 分 接 觸 後 , 植 物 發 芽、生長,可 發 揮 當 地 植 被的功效。

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表 2-2 各類擋土工法之優缺點、適用範圍及其與生態配合度之比較

(整理自陳榮河等人,2001)

(a)砌石牆及石籠

擋土工

優點 缺點 適用範圍 生態上之配合度

砌 石 牆

1. 利用當地 石材,可 節省 材 料 搬運 等 費 用。

2. 因牆高通 常 小 於 3m,所以 使用直 徑

小 於

60cm 之 石 塊 即 可。

由 於 為 類 似 重 力 式 擋 土 牆 結 構 , 因 此 為 避 免 結 構 不 穩 定 , 牆 身 必 須 設 置 於 堅 固 基 礎上。

1. 受 沖 蝕 作 用 之 坡 趾 或 河 岸 邊 坡 坡 度 過 大時。

2. 工 址 附 近 具 有 便 宜 之 大 塊 石 材。

牆之材料及外觀 具天然型態,石縫 中又利於動、植物 生存,及符合生態 工法精神。

石 籠

1. 石籠牆可 設置 之牆 高較砌 石 牆高, 最 簡單 的石 籠 牆 為 1m 高,如 欲增加石 籠高度,

可於 第 一 層石 籠上 再堆 疊 石 籠,每 層 石籠 堆 疊 時些 許向 後退,並 略傾 向內 側。

2. 具柔性、

透 水 性 佳。

1. 為使石籠 不易 互相 分離,須 以鐵 絲連 結。因此 石籠 牆常 被批 評不 美觀,但 於石 籠上 加以 植生 便可 達到 美觀 之效 果。

2. 不適宜沖 刷嚴 重及 會造 成石 籠有 破壞 之虞處。

1. 河 岸 邊 坡 坡度過大。

2. 只 有 小 尺 寸 石 材 時,工址所 需 之 施 工 石材,必須 由 外 地 運 來,或無法 作 砌 石 牆 時,石籠牆 為 不 錯 之 替代方法

1. 由於石籠牆為 具有孔隙之結 構物,因此可 種植發根植物 於其內,用以 美化景觀。

2. 石籠牆之縫隙 中,亦可做為 生 物 棲 息 之 所。

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(b)格框擋土牆及加勁擋土牆

擋土工

優點 缺點 適用範圍 生態上之配合度

格 框 擋 土 牆

1. 具柔性。

2. 透 水 性 佳,適用 於排 水重 要處, 如 崩積 土 之 護坡等。

1. 木格框並 不適 用於 水面 線以 下。

2. 易 老 舊 及 生 苔 , 不 美觀。

河岸邊坡坡度 過大時。

木格框具有自然 的感覺,較易與環 境配合。

加 勁 擋 土 牆

1. 與 傳 統 RC 牆 比 較,加 勁 擋土結構 之單價 不 受牆 高 之 影響。

2. 加勁擋土 結構 之抗 震性 較傳 統 RC 牆 佳。

3. 加勁擋土 結構 之外 觀 變 化 多,可 使 用各 種預 鑄 之 面 版,或 於 其表面 加 以植 生,

與周 遭 環 境較 為 融 合。

1. 地工合成 材需 注意 抗紫 外線 之加 強或 保護 ,而 金屬 材需 注意 腐蝕 問題。

2. 一般加勁 體之 回填 土以 顆粒 性土 壤為 佳, 若採 用黏 土則 需特 別注 意排 水設 施。

1. 坡 度 較 陡 之邊坡處。

2. 施 工 場 地 小 或 施 工 高 度 較 高 處。

3. 加 勁 擋 土 牆 屬 於 柔 性牆,可容 許 若 干 變 形 而 達 到 降 低 土 壓 力 之 效 果,因此可 應 用 於 較 軟 弱 之 基 礎。

地工合成物具網 眼者,可噴植草 種;待植物成長,

綠化效果極佳,更 可提供生物之棲 息。

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表 2-3 各類邊坡整治工法之優缺點、適用範圍及其與生態配合度之比 較(整理自陳榮河等人,2001)

邊坡整治工

優點 缺點 適用範圍 生 態 上 之 配 合 度

格 框 噴 植 法

1. 於崎嶇不 平 之 坡 地 ,可 減 少 整坡 工 作。

2. 施工期較 傳 統擋 土 牆、護 岸 短。

1. 不適用於 有 潛在 深 層 滑動 之 邊坡。

2. 成本較其 他 植生 方 法高。

3. 坡面過於 崎 嶇, 且 若 格框 過 大 ,會 產 生 極差 之 景 觀 效 果。

1. 崎 嶇 不 平 之 護 岸 邊 坡

2. 坡度 60˚左 右 之 陡 峭 堅 硬 地 層 的植生。

1. 於 格 框 內 噴 植 草 種 或 植 生材,除可減 緩 坡 面 風 化 作用外,亦可 達 到 綠 化 效 果。

2. 植 生 綠 化 效 果佳,且於短 時間可達成。

土 釘 混 和 噴 植

1. 施工速度 快 ,易 隨 土 層狀 況 改 變施 工 計畫。

2. 可克服格 框 噴植 法 無 法 適 用 於 潛 在 深 層 滑 動 之 缺點。

3. 施工費用 與 傳統 錨 定 結構 比 較 ,節 省 10%~30%

1. 施工坡面 必 須 乾 燥 ,且 地 下 水位 須 位 於 施 工 面 底部 以 下 ,避 免 鑽 設 土 釘 過 程 中 產 生坍孔。

2. 不 適 合 於 軟 弱黏 土 層加勁。

1.崎嶇不平之 護 岸 、 邊 坡。

2.地質材料強 度較弱,無 法自立或陡 峭邊坡。

利 用 鋼 棒 灌 入 土 壤 或 先 行 鑽 孔 並 放 入 鋼 棒,可避免採用 混 凝 土 直 接 噴 漿,所造成景觀 及 生 物 生 存 環 境之破壞。

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表 2-4 各類固床工法之優缺點、適用範圍及其與生態配合度之比較

(整理至陳榮河等人,2001)

固床工

優點 缺點 適用範圍 生態上之配合度

石 樑 固 床 工

1. 可 施 做 具 親 水 性 之 石樑。

2. 於 坡 度 較 陡 處 可 連 續 設 置 , 形 成 階 梯 式 淺 潭 或 淺 瀨 , 使 上 游 流 速 降 低 , 增 加 沉 降 , 具 有 攔 砂 性質。

1. 應 避 免 石 樑 設 計 過 於 呆 板 , 而 不 符 合 當 地 自 然 景觀。

2. 若 河 道 全 斷 面 阻 絕 , 不 利 水 生 動 物 於 上 下 水 域遷移。

為避免溪床因 水流之侵蝕、

沖刷而設計的 溪床保護工。

1. 避 免 使 用 漿 砌,埋設時力 求穩固,以創 造 多 孔 隙 之 環境。

2. 於 低 流 量 時,可保有一 定水位,在高 流 量 時 可 形 成 保 護 魚 類 之避難所。

河 床 拋 石

形 成 不 同 之 流速,具自然 景觀之美。

應 避 免 受 水 流 之 侵 蝕 沖 刷。

於河道中將阻 流石不規則分 佈於河床,使 水 流 流 向 改 變,以減低水 流速度,避免 河 道 過 分 沖 刷。

固床工不應過高 或造成過強之水 流,以免造成生 物無法於上、下 游間移動。

潛 壩

可 防 止 河 床 縱 橫 向 侵 蝕,及保護護 岸 構 造 物 基 礎。

一 般 潛 壩 為 規 律 化 之 構 造物,無法減 低 視 覺 上 之 衝擊,較不接 近自然。

1. 河床沖刷之 河段。

2. 沖蝕地區如 屬主支流合 流處,潛壩 應選定在合 流點之下游 處。

於潛壩之間,可 使 挾 砂 產 生 淤 積,產生有利生 態之環境。

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圖 2-1 互動式電腦多媒體教學示意圖

圖 2-2 學校使用網路教學之模式(楊家興,2003)

(44)

圖 2-3 生態工程概念圖(林鎮洋等人,2003)

圖 2-4 傳統工法(A)與生態工法(B)之比較(林鎮洋等人,2003)

(45)

圖 2-5 理想化的人工溼地配置圖(林鎮洋等人,2003)

圖 2-6 河川生態系之基本結構圖(古昌杰、汪靜明,1994)

(46)

圖 2-7 生態工法教育宣導策略示意圖(整理自林鎮洋等人,2003)

圖 2-8 傳統工程之於環境與自然生態工法之比較(Mitsch,1998)

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第三章 網路化互動式多媒體教材製作

3-1 多媒體製作

隨著媒體數位化科技的進步,運用各種數位媒體呈現數位學習內 容,已是時勢所趨。伴隨科技的研發進步,影音傳播,尤其是影像傳 播已經成為傳播主流,若再配合文字與動畫,即所謂「多媒體」的製 作,則效果更佳。「多媒體製作」指的是將文字、圖形、語音、影像 等過去呈現資訊的各式媒介加以整合的現代技術。傳統經由報紙、廣 播、電視為主的資訊呈現方式,今後將一體呈現,讓視聽大眾可以同 時享用文字、圖形、語音、影像等,獲取資訊。「多媒體製作」之所 以能夠實現,乃是由兩方面因素造成:一是數位化資訊處理技術的提 昇;二是電腦光碟機儲存能量的擴大。

欲完成「多媒體製作」,必需熟悉多媒體軟體的操作,以及具有 電腦繪圖與虛擬實境技術的運用能力。將資訊組合、包裝與呈現,讓 視聽大眾有親臨其境的感覺。

一般而言,早期因發展工具尚未普遍,因此大部分電腦輔助教學 都是以程式開發語言來編寫。雖然以程式語言開發的軟體具有彈性 大、可攜帶性高、易於維護等優點,但其需要較專業的程式設計人員 撰寫程式,故較費時,一般初學者或非專業人士較不易在短期內學 會。近年來由於各種不同功能的軟體開發技術突飛猛進,多媒體編輯 系統因應而生,不僅功能日益強大,操作也越來越容易。

由於個人電腦運算能力的迅速提昇以及各式軟體不斷創新改 革,使得電腦多媒體逐漸蓬勃發展起來,並成為最受歡迎、用途最廣 的應用媒體之一,其應用範圍幾乎達到無遠弗屆的地步,於教學上更 是獲得許多教師們的肯定與支持。然而製作一系列完整的電腦多媒體 教學軟體或網站,需花費相當多的時間與心力,除教材的構思與畫面

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