第二章 文獻探討
本研究係運用教材發展策略，針對技職學校的教育目標、課程設計，來選擇適 用在技職學校遠端圖控系統的教材內涵，以研擬教材大綱，並考量學生的學習背景 及實習設備需求，編寫單元教材及設計相關的實習設備。
本章針對教材發展模式，教材編製原則與以 PC 監控為基礎之遠端圖控系統實 習教材內涵等相關文獻加以探討。
第一節 以 PC 監控為基礎之遠端圖控系統的概念與內涵
壹、 以 PC 監控為基礎之遠端圖控資料擷取的概念 一、遠端資料擷取與控制的涵意
由於人類的努力，使用機器來達到自動化是世界的趨勢，這些各式各樣的機 器，配有各式各樣的先進設計，目的在於使用此機器可以大量且有效地降低人類負 荷，增加產能。因為採用了機器或設備來作事情，使用者必須隨時知道實際狀況，
以便知道如何因應，這就是監視；在了解機器或設備的相關訊息後，使用者還必須 針對不同的情形，給予不同的輸出指令，以達到系統的要求，這就是控制。將現場 結果傳回系統控制者，系統控制者在一定的判斷法則作出相對的控制輸出，就形成 了一個監控系統。再透過網路收集資料，依所收集資料情形作適當判斷再傳送控制 信號決定輸出，就形成遠端資料擷取與控制。邱創乾（民 86）指出遠端資料擷取系 統可涵蓋量度、控制、通訊各領域。王俊權（民 83）指出以 PC 為基礎發展監控系
統，所須具備之技術包含有：(一)資料擷取及通訊，(二)控制作業，(三)監視作業，
(四)紀錄作業。劉源宏（民 90）監控系統工作原理可大概性區分為取樣、控制及報 表製作三大步驟。
綜合上述可知遠端資料擷取與控制技術項目包含通訊、資料擷取、監視、控制 及資料處理，其涵義乃是透過網路有系統性的將監視對象的訊息或狀態，傳回到控 制中心給操作者知道，經綜合判斷後再正確的操控監視對象。
二、圖形監控系統的涵意
廖文煇、周至宏（民 88）指出在工業革命初期，人們直接操作機器從事生產。
在今天電子資訊革命的結果，完全改變了生產形式，人們面對的已換成電腦了，人 透過電腦和機器溝通，這個關係如【圖 2-1-1】所示，這人機界面關係乃是人的意 志透過電腦和機器溝通，控制器傳達到受控機器，而受控機器也把狀態表現到電腦 畫面上。
廖文煇、周至宏（民 88）指出一般來說，狹義的人機界面是指圖形監控之類的 技術，也就是要建立【圖 2-1-2】所示的圖形監控方塊示意，控制按鈕被觸動後，
這些訊息傳給控制器，即當作控制器輸入的一部份，控制器動作，視為「控制」作 用；同時也讀進控制器接點狀態，以數值或顏色將結果顯示在電腦螢幕上，形式表 現一接點 ON/OFF，視為「監視」作用。控制與監視兩者合起來稱為「監控」。
由【圖 2-1-3】遠端圖形監控系統架構圖可知，遠端圖形監控系統的特性即是
藉由電腦、控制器及感測器（Sensor）蒐集現場設備的各種資訊，經由軟體將資料 分析處理後，回饋予現場設備或直接呈現給現場人員。
三、採用個人 PC 建構遠端圖形監控系統
由於電腦技術科技日新月異，個人 PC 其性能佳、穩定性良好使用廣泛，尤其 在自動化領域的採用不斷增加，劉源宏（民 90）指出採用個人 PC 的優點有:
1.可建構出較彈性的監控管理系統。
2.可降低系統開發研究成本。
3.可大幅降低系統故障維修成本。
4.可配合工廠大小或設備規模，建立適當大小的監控系統。
5.個人電腦 PC 有著價格便宜、使用廣泛維修便宜之優點。
故在自動化的監控領域上形成一股風尚，透過 PC 強大的資料處理運算能力及 無遠弗屆的網路，使得遠端圖形監控系統的建立、維修與管理變得相當方便。
綜合以上可知所謂遠端圖形監控系統是指將現場感測器所量測到的信號，經由 介面以網路裝置傳達至個人電腦中，當個人電腦接收到這些現場感測器的信號，經 過判讀後，再以生動活潑的圖形展現在螢幕上。使用者亦可以在電腦畫面上直接以 滑鼠或鍵盤來更改現場的開關狀態或參數設定。
監視
【圖 2-1-1】人機界面關係示意圖 資料來源：廖文煇、周至宏，民 88
【圖 2-1-2】圖形監控方塊示意圖 資料來源：廖文煇、周至宏，民 88
人 電腦 控制器 受控體
物件顯示 ○ 控制按鈕 1 □ 控制按鈕 2 □
元件 2 控制器
元件 1 螢幕
監視
控制 控制
【圖 2-1-3】遠端圖形監控系統架構圖 資料來源：廖文煇、周至宏，民 88
人機介面 應用軟體
通信 連結
硬體介面 微電腦主體
外在環境經由感測裝置所 取得之物理量
使用者
其他 系統
貳、遠端圖形監控系統在工業、農業、生物研究上的應用 一、監控系統技術的演進
隨著工廠設備的大型化及機能提升，監控系統對於工廠自動化之作用變得更為 重要。王俊權（民 83）指出監控系統的演進過程大略可分為三個階段：(1)第一代，
配電盤監控方式，(2)第二代，繼電器監控方式，(3)第三代，電腦控制之監控方式。
劉源宏（民 90）指出以圖形化程式語言從事監控系統之建構，因具有獨特虛擬儀表 的功能及人與控制設備間可以輕鬆的交談，目前已廣泛被工業界及學術機構所使 用，因此未來監控系統技術必定朝圖形監控系統發展。
二、遠端圖控系統在工業、農業、生物研究上的應用 1.水庫洩洪廣播站監控系統
水力發電廠運用水壩洩洪以產生電力，雨季時節水壩的水位須時常調節以保持 一固定水位，平時水壩下游河流水量穩定，經常有附近居民垂釣並偶有孩童戲水，
而洩洪時河流水位激增，十分危險。以往水庫控制中心固定安排洩洪時間，並於洩 洪前數個小時派出配有廣播器的卡車，沿著長達 2~3 公里的河岸警告附近民眾遠離 河流，但洩洪時間不定，有時甚至在半夜，卡車派出的數量也有限，基於人力成本 的考量，控制中心決定將洩洪和廣播系統以電腦監控，架構圖如【圖 2-1-4】所示。
【圖 2-1-4】水庫洩洪廣播站監控系統
資料來源：研華 ADAM 產品系列手冊 2.魚蝦養殖場水質監測系統
國內知名的水產養殖研究單位目前正在進行魚蝦養殖場的自動化監測系統研 發。影響水質的三個要素包括水溫、溶氧值及 PH 值。研華的類比訊號輸入模組在 魚塭現場直接收集受信器的類比訊號輸入值，將之轉換成 ASCII 的形式，再將此訊 號精準地傳送回距離魚池約 30 公尺的，而類比訊號輸出模組根據 PC 的指示來調整 所需的值，架構圖如【圖 2-1-5】所示。
【圖 2-1-5】魚蝦養殖場水質監測系統
資料來源：研華 ADAM 產品系列手冊
3.半導體工廠製程監控系統
台灣積體電路公司─台灣目前最大的 IC 製造者，在新竹工業研究院的工廠現 址，系列主要運用於 IC 製造過程中多種氣體混合、氣體流量和溫濕度的監控及資 料儲存，架構圖如【圖 2-1-6】所示。
【圖 2-1-6】半導體工廠製程監控系統 資料來源：研華 ADAM 產品系列手冊 4.火警瓦斯防盜警報及攝影監視系統
香煙的主要成份─煙草是高易燃物，因此火警警報系統在煙廠整個運作中便扮 演了極重要的角色。整個煙廠包含了九個主要廠區，廠區相距約 200 公尺，為了安 全性及信賴度的考量，每個廠都安裝了數個差動式受信器及偵煙式受信器，這些受 信器都接到一個火警綜合盤(含警鈴、警示燈、發信器)，雖然火警綜合盤已具有警 示的功能，但在這麼大的廠區要時時刻刻都派人來監控散布各區的警示器是件困難 的事，尤其是下班時間，安全人員必須 24 小時逐一地觀察每個廠區更是增加許多
人力的負擔，因此採用 ADAM-4520 及 ADAM-4050 來建立網路便可以在控制室及安全 中心內 24 小時監控整個火警自動警報系統，架構圖如【圖 2-1-7】所示。
【圖 2-1-7】火警瓦斯防盜警報及攝影監視系統 資料來源：研華 ADAM 產品系列手冊
5.低成本之工廠生產自動化升級系統
中華電腦中心為一位於桃園大園工業區之染整廠作生產線自動化之規劃。每一 生產線有十台之染整機。為達一定的品質，各機台之操作溫度必須精確控制。該溫 度由一類似電錶之記錄器讀取，每天由專人定時前往收集。1995 年初該廠決定擴大 生產規模，並對生產品質作一全面而有效的控制。生產線各機台之連線監控因此成 為必要。研華產品 ADAM 系列在此即扮演了一個低成本、高效率的角色，架構圖如
【圖 2-1-8】所示。
【圖 2-1-8】低成本之工廠生產自動化升級系統 資料來源：研華 ADAM 產品系列手冊 6.氣體儲存槽監視系統
Submicro 為目前發展生產 6-MB SRAM 和 DRAM 積體電路重要的技術，Submicro 的積體電路生產的過程使用化學蒸器沉澱法(CVD)系統，氣體進入(CVD)即使用 ADAM 模組作監控，架構圖如【圖 2-1-9】所示。
【圖 2-1-9】氣體儲存槽監視系統 資料來源：研華 ADAM 產品系列手冊
7.空氣品質監視警報系統
這個系統透 ADAM 模組來監視空氣品質，如果超過上下限範圍，系統將發出警 報並把資料傳送至控制中心，架構圖如【圖 2-1-10】所示。
【圖 2-1-10】空氣品質監視警報系統 資料來源：研華 ADAM 產品系列手冊 8.鐵路橋樑應力監視系統
在鐵軌旁裝設應力轉換感測器並利用無線電來監視鐵軌結構位置是否變形，若 發現鐵軌受到傷害，應力轉換感測器將發出信號到台北，再派員前往修理以便確保 火車行駛安全，架構圖如【圖 2-1-11】所示。
【圖 2-1-11】鐵路橋樑應力監視系統 資料來源：研華 ADAM 產品系列手冊
9.大樓溫度控制自動化系統
大樓溫度控制自動化系統設在研華公司辦公大樓，利用類比輸入模組來監測溫 度的高低，再使用繼電器輸出模組來控制風扇、電熱器及空調設備，架構圖如【圖 2-1-12】所示。
【圖 2-1-12】大樓溫度控制自動化系統 資料來源：研華 ADAM 產品系列手冊
由上述各種文獻裡得知，遠端圖控系統在工業界的使用已相當普遍，它不單在 工廠中處處可見，許多與我們生活息息相關的自動化系統，例如水庫洩洪廣播站監 控系統、高級辦公大樓、鐵路橋樑應力監視系統、空氣品質監視警報系統、火警瓦 斯防盜警報及攝影監視系統、魚蝦養殖場水質監測系統、農業、生物等領域，也都 是遠端圖控系統應用範圍，有效的提昇了各系統的運轉效率與品質，它扮演著極重 要的角色。
參、遠端圖形監控系統的技術及內容結構 一、遠端圖形監控系統的技術
劉源宏（民 90）提出為達遠端監控功能，其架構主要由中央監控主電腦(Host Computer)、通訊網路界面及控制器裝置三大系統有系統性的架設組合而成。王俊 權（民 83）指出現今的自動化生產系統若以架構來分類，一般有集中式系統 (centralized system)和分散式系統(decentrahzed system)兩類。集中式是整個 系統完全由一部中央電腦集權控制，CPU 對處理各個單元事件可能採用分時(time sharing)或中斷策略。相對分散式方式是指系統由多個單元組成，各單元皆有控制 器自行處理單元內的事件，再由一部主電腦(host computer)整合各單元之間的協 調。分散式監控即『集中監視、分散控制』之意；感測器的訊號處理工作必須在監 測位置就予以完成，處理完後的結果再回傳即可。
綜合以上文獻可知，採用一部個人電腦做為中央監控主電腦，配合數部控制器 作信號擷取，再搭配網路完成監測系統整體架構。每個控制器信號經通訊網路輸 出，規劃通訊協定程式由主電腦讀取各控制器信號，最後由監測主電腦的資料庫負 責儲存控制器信號資料，其中央監控系統架構圖如【圖 2-1-13】所示。
在設計監控系統過程中，唯有對硬體設備與軟體結構具備了充分的瞭解，才能 設計符合功能需求之監控系統。以下就針對圖形監控系統的通訊方式、軟體、硬體 設備，分別加以探討。
【圖 2-1-13】中央監控系統架構
（一）圖控軟體環境
欲發展一套完善監控軟體，軟體選擇是非常重要且馬虎不得。首重是要考慮其 工作平台(Platform)環境發展軟體，這對於軟體系統的開發影響甚巨，它關係到軟 體設計的全盤考量。劉源宏（民 90）指出目前在個人 PC 中較高使用率的作業系統 Windows98，Windows 提供的 GDI(Graphical Device Interface)圖形界面資源，讓 程式設計開發者可輕易發展圖形界面軟體功能，另外 Windows 亦提供動態資料連結 DDL（Dynamic Data Link）的功能。故 Windows 視窗作業環境使程式開發者有較大 開發環境，這是 Windows 最吸引人的優點，可滿足監控軟體龐大的需求。
目前市面上之圖形監控軟體已有相當數量，其中 GeniDAQ 是國內研華公司所 發展出來的圖控套裝軟體，此軟體以 MS-Windows 為作業環境，有優良的圖形使用 者介面（GUI），操作使用方便。因此選擇 GeniDAQ 圖形監控軟體，簡要的加以介
監控電腦 通訊界面
控制器
控制器 控制器
設備
設備 設備
電腦週 邊設備
紹。
GeniDAQ 圖形監控軟體在程式設計上可分為二個主要部分:
1.人機界面(Front panel)顯示平台
是使用者與虛擬儀表間的溝通界面，模擬真正儀器的人機界面(Front Panel)，
它相當於一般傳統儀表系統上，輸入數值的設定與輸出儀表板的組成，不僅可以 模擬開關、旋鈕、設定起始值與臨界值，其輸出結果亦能以 chart 或 graph 顯示 在面板上，因此稱為人機界面顯示平台，如【圖 2-1-14】所示。
2.程式方塊圖(Block diagram)工作平台
它相當於傳統語言的原始程式碼，由於 GeniDAQ 所提供的是繪圖型的設計環 境，因此程式設計的流程極為自然上手，其程式內容非常容易了解且除錯(Debug) 簡單。方塊圖的成分包含數位輸出/入、類比輸出/入、連接線、計時器、警報紀錄 等等，只要將每個圖示連結起來，整個程式才能夠執行，因此稱程式方塊圖工作平 台如【圖 2-1-15】所示。
【圖 2-1-14】人機界面顯示平台
【圖 2-1-15】程式方塊工作平台
綜合以上可知對於儀表控制及資料擷取之自動程序方面，若以傳統的程式語 言來規劃、執行，必定相當複雜，將是一件非常困難的工作。它在設計程式時與 正統基本語言不同，不僅不需繁雜的語法，只要直接用程式方塊圖(Block
Diagram)，並以導線連接，即可使資料在圖示（Icon）間傳輸。利用圖形語言所設 計的程式，即可對所擷取的資料進行量測、分析並呈現其分析結果於人機界面上，
非常適合發展為圖形監測軟體。
（二）通訊網路界面
范逸之（民 90）指出電腦上，通訊界面（Interface）一般分為兩種:串列通訊 與並列通訊。以下就並列通訊界面及串列通訊界面分別加以說明。
1.並列通訊界面(Parallel):
並列通訊界面為一次就將一個 Byte 的資料全部傳送出去，使用多條資料線來
傳送資料。並列傳輸速度較快，但最大的缺點是電流會橫向干擾隔鄰的線路，超過 3.1 公尺長度時，就可能有資料錯誤。所以用並列方式來連接兩個設備，只限於短 距離。
2.串列通訊界面(Serial):
串列通訊界面中將一個 Byte 的資料，分割成 8 個 Bit 逐一分送出去，只須使 用一條資料線將資料逐一位元依序傳送，一般 RS-232、RS-422、RS-485、USB 等‥
之資料傳輸均屬於這類。
白中和（民 80）指出串列通訊界面標準中，以 RS-232 為最具代表性，工業界 作資料擷取應用最廣泛使用，所以常被當作電腦與外界的橋樑，進而達到電腦控制 週邊設備的目的。謝澄漢/江增昌（民 90）提出由於工業環境通常會有雜訊干擾傳 輸線路，以 RS-232 作為傳輸時就經常會受到外界電氣信號干擾，以至於傳輸距離 受限，速度變慢，為了要克服以上困難，將 RS-232 網路經由通訊協定轉換器(Bus Converter)轉換成 RS-485 網路即可克服 RS-232 的問題。
范逸之（民 90）指出 RS-485 的傳輸方式，如【圖 2-1-16】所示，利用差動式 驅動器把傳輸信號分成二條線路（D+）與（D-），經由傳輸線傳到差動式接收器，
再將訊號相減還原成原來的信號，所以即使中間有雜訊，但它利用差動式接收器將 信號做相減，仍能將信號還原成原來的樣子。所以使用 RS-485 網路可以有效的抗 雜訊，傳輸距離必定較遠，速度也加快。
綜合以上可知串列通訊之 RS-485 網路，可以有效的抗雜訊干擾，且傳輸距離 遠、速度快非常適用於遠端監控網路中使用。
【圖 2-1-16】RS-485 的傳輸方式
（三）資料擷取與控制模組
資料擷取與控制(Data Acquisition ＆ Control)是電腦監控系統必需的手 段，為使資料擷取與控制器具有減低系統配線繁雜度，擴充性方便、精簡、使用容 易等優點，各種控制器已含內建微處理器之界面模組。
目前市售的資料擷取與控制器有泓格科技之 I-7000 系列與研華科技之 ADAM 4000 系列，其功能、外型、應用方式、接線等等都非常相似，甚至相同，差別只在 其編號不同，將其歸納有以下七種分別做一說明：
1.隔離式 RS-232 至 RS-485 轉換模組
不管是 RS-232 或是 RS-485，它們都是串列通訊的一種，但對使用者而言，若 能直接控制 RS-485 將方便許多，由於 RS-232 與 RS-485 所採用的 IC 不一樣，它們
之間的訊號準位也不相同，如果要使用 RS-232 來進行 RS-485 的操作，就必須將
RS-232 的準位做轉換。
2.繼電器輸出模組
以往在電子電路的輸出都侷限在小電力上，為能控制大電力負載，會在電子電 路的輸出端裝上繼電器，但在安裝過程中往往會覺得不方便，為了解決此問題，因 而有了繼電器輸出模組。
3.數位輸入/輸出模組
實現監控最基礎的便是應用數位輸出/入來達到檢測外界狀態及控制開關，使 用者可利用電腦透過模組輸出控制馬達、加熱器或電力設備等，也可利用模組輸入 檢測感測器或開關的動作情形，並將結果傳輸到電腦。
4.類比輸入模組
真實世界裡的物理現象，諸如溫度、壓力、振動、速度…..等等均是類比訊號，
其型式是連續的，任何一個時間點上均存在一個數值可被讀取，可藉由感測器的輸 出而得知其值的變化，例如溫度的高低可藉由溫度計而得知其值，其他物理量的讀 值也是如此情形，欲讀取此類比讀值就需要一個類比輸入模組。
5. 類比輸出模組
部分的設備允許使用者透過電壓或電流控制相關的參數，如果使用電壓或電流 控制設備時，通常必須再經過放大器將電壓或電流作放大，所需的放大器依不同的
設備而有差異，大部分的設備都有專門設計的放大器，所以在控制端只要傳送電壓 或電流的訊號就可以，對控制端而言，就是類比輸出。
6.頻率計數模組
在某些場合中，需要量測頻率值或是計數值，例如機器轉速、工件量計數….
等等，因此欲讀取頻率值或是計數值就需要一個頻率計數模組模組。
7.8051 萬用實習板模組
串列通訊埠在系統控制的範疇中一直佔有極重要的角色，不僅沒有因為時代的 進步而被淘汰，反而是在規格上愈來愈向其極限挑戰，RS-232 的通訊埠是每部電 腦上的必要配備，通常含有 COM1 與 COM2 兩個通道，為發揮電腦透過 RS-232 串 列通訊埠的潛能，藉由電路板上的呈現讓使用者清楚了解 RS-232 傳輸狀態，因此 就需要 8051 萬用實習板模組。
綜合以上所述，不同的訊號型態可用不同的模組予以達到訊號擷取與控制的目 的，訊號大致分為類比輸入、類比輸出、數位輸入、數位輸出、頻率/計數輸出、頻 率/計數輸入這幾類，活用這幾類型態的模組便可有效設計出完整監控系統。
二、監測系統設計 1.監控系統工作原理
劉源宏（民 90）指出監控系統是有系統性的將監視對象的訊息或狀態，傳回 到控制中心給操作者知道，經綜合判斷後再正確的操控監視對象，所以監控系統
工作原理可大概性區分為取樣、控制及報表製作三大步驟。所謂的取樣、控制及 報表製作可說明如下：監控系統係指先將被控現場設備的工作狀態，在一取樣工 作週期內即時取樣信號，經由通訊傳回監控電腦，並轉換處理後顯示於螢幕上，
供操作人員隨時得知系統的運轉狀態。當被監控對象的量測值超過或低於設定值 時，監控主電腦就依事先所規劃的程序，執行遙控調整監控設備，使監控對象回 到設定值，並作警示動作，完成遠端控制目的。因為監控系統可以即時取得並儲 存監控設備的運轉狀態，在利用資料庫中的檔案，經由所設定的表格格式製成報 表，或繪製趨勢圖表，配合適當的列印裝置作各種報表列印，供操作員參考及維 修等。作維護系統的用途使用。
2.建立監控系統方塊圖
劉源宏（民 90）提出整個系統主要由：(A)監控主電腦（Host Computer）、(B) 通訊網路界面(C)控制器資料裝置三大單元所架設組合而成。在建立系統方塊圖 時，首先應做系統規劃步驟，即了解供應與需求的關係是否符合使用者的需求，
列出設備、開關的供應與需求的關係。供應與需求的模式設定完成後，系統設計 者即可規劃系統的架構與聯繫方式。另需求分析可幫助系統操作員釐清問題內 容，確立系統功能與行為，以建立系統界面特性，並解決系統在設計上的限制，
進而完成監控系統方塊圖，【圖 2-1-17】為大樓溫度控制自動化監控系統方塊圖。
【圖 2-1-17】大樓溫度控制自動化監控系統方塊圖 3.設計步驟
劉源宏（民 90）指出監控系統為整合控制系統的核心，就設計上而言除必須 有系統性思量外，在設計上應考量下列條件（1）滿足功能需求（2）充分蒐集資 訊（3）簡潔明瞭的顯示（4）具擴建性和高彈性（5）建構系統成本低（6）可靠 性佳、安全性高。劉源宏（民 90）再提出圖形監控系統之各設計流程步驟如下五 點所述:（1）架構構思（2）功能的規劃（3）監測程式系統的設計（4）環境考量
（5）系統測試。范逸之（民 90）則提出設計流程如下（1）系統佈置（2）決定輸 出入方向及數量分析（3）依監控點要求將各參數找出，並將程式適當地加到系統
（4）監控畫面設計（5）狀態值的顯示。梁舜欽（民 89）提出煤堆管理支援系統 設計（1）煤場作業流程（2）問題描述及需求分析（3）系統架構及功能（4）系 統設計（5）系統實作（6）實力操作六項。
綜合以上資料研究者將程式設計發展流程歸納【圖 2-1-18】所示。
【圖 2-1-18】程式設計發展流程圖 否 是
否 否
開始
程式方塊圖編寫 人機介面編寫
測試
系統測試
整合成功
結束
測試 是
是
選擇適當模組 構思架構
規劃功能
監測系統程式設計
I/O 安排
三、遠端圖形監控系統的內容結構
王俊權(民 83)提出遠端圖形分散式監控包含 5 個學科：
（一）監視控制之架構與規劃
（二）PC-Based 圖控技術
（三）軟體技術介紹
（四）實例應用
Lukas(1988)在「分散式控制系統」一書中分為 5 個主題：
（一）簡介分散式控制系統和它的來源
（二）討論區域控制單元
（三）討論分散式控制系統中的通訊設施
（四）討論與分析分散式系統中的人機介面
（五）討論重要技術問題與將來發展趨勢
邱創乾(民 86)在資料擷取系統實務提出二大篇，第一篇是基礎篇，共有七章來 介紹資料擷取系統的相關知識，以及了解如何操作 NI 所提供的資料擷取系統設計 軟體，與相關介面控制的操作方式。第二篇是實務篇，共提供七個實用的資料擷取 系統相關專題製作，分別是液面及溫度控制，透過 RS-232 通訊監控 PLC─以氣壓監 控系統為例，物件分流系統之模擬，溫、溼度控制槽之監控模擬，電梯之模擬，溫、
溼度 PID 控制槽之設計及製作，以及程序控制之智慧型人機介面設計。
范逸之（民 90）於 VB 與分散式監控系統提出以下幾個大項：
第一大項：串列通訊的相關硬體概念
第二大項：VB 經常使用的元件及串列通訊元件 第三大項：簡介分散式模組
第四大項：各模組的進階設定 第五大項：建立一完整監控系統 第六大項：監控系統的延伸
由上述可知，遠端圖形監控系統的教材應從系統觀及整合性來教學，著重於整 個系統的思考及各領域的知識與技術之整合。因此遠端圖形監控系統的內容結構可 歸納十項：
（一）串列通訊原理 （六）圖控軟體與模組化控制器的搭配
（二）圖控軟體系統介紹 （七）資料擷取與控制基本概念
（三）模組化控制器的介紹 （八）遠端圖控系統之應用
（四）虛擬儀表概念 （九）感測器應用技術
（五）遠端圖形監控系統之架構 （十）馬達控制技術
第二節 遠端圖控系統的實習教材發展模式
本研究之目的之一在研擬遠端圖控系統的教材大綱，因此須探討整個教材發展 的歷程與相關的因素。Taylor(1970)指出須依據課程與教學的設計，才能定義、指 引及統合學生預期學習到的事物為何，給予教學的方向和目標，進而提供適切的教 學及有次序而連貫的教學內容。良好的教學工作涉及諸多的因素，諸如課程、教師 的教學能力、教學資源、教材、設備、學員背景……等因素，都足以影響教學目標 之達成，而其中教材是否能配合社會、學生、教學情境的需要，尤其會影響教學的 成敗(康自立，民 83a)。
因此本節將探討國內外學者所提出的教學設計模式及教材發展模式，以求具體 的研擬出遠端圖控系統教材的發展步驟。
壹﹒教學設計模式
一、教學設計的基本要素
教學設計(Instructional Design)，或稱教學系統設計(Instructional Systems Design)， Ritchey(1986)則以教學設計理論與基礎概念的角度來定義教 學設計，他認為：「教學設計是為促進各種教材單元學習情境的發展、評鑑與維護，
而建立詳細計畫的科學。」簡言之，教學設計是將教學中的各項因素(諸如教師、
學生、教學內容及環境等)作有系統地分析、設計、發展、實施與評鑑的活動。Seels
& Glasgow(1990)認為教學設計是指藉由學習條件的系統化分析來解決教學問題的 一種過程。
關於教學設計過程，目前有許多不同類型的理論模式，但一般而言各種理論模 式都涵蓋下列工作的發展或規劃程序(李隆盛，民 85)：
（一）分析待教、待學的是什麼(what)。
（二）決定如何(how)施教和學習。
（三）進行試教和修訂(tryout and revision)。
（四）評鑑學生是否(whether)達到學習目標。
由上述可知學習者、目標、方法和評鑑這四個最基本的要素是組成系統化教學 的基本架構。美國的教學評鑑專家 kibler(1978)即把教學的基本歷程分為如【圖 2-2-1】所示的教學目標、學前評估、教學活動、評鑑等四個部份，其模式稱為「教 學基本模式」(GMI)The General Model of Instruction)（簡茂發，民 76）。
二、教學設計模式
教學模式(teaching model)是把教學的整個過程做有系統的處理，舉凡影響教 學成果的所有因素都包含在內(張春興，民 78)。依據教學模式可用以設計與指導課 程、教材或其它類型教學計劃的發展。現僅就有助於發展遠端圖控系統實習教材的 教學設計模式，擇重點簡要說明如下。
回饋作用
【圖 2-2-1】教學基本模式(GMI) 資料來源：簡茂發，民 76
（一）Kemp 模式
Kemp(1985)認為在一個完整的教學設計方案中，應考慮下列十個要素:
1.評估學習者的需要，以確定教學設計之目的、限制和優先順序。
2.選擇教學主題或訓練工作名稱，及希望達到的一般性目標。
3.分析學習者或受訓人員的特性。
4.按照預定的目的確定主題內容。
5.依主題內容訂定明確之學習目標。
6.設計安排達成目標的教學方法和學習活動。
7.選擇配合教學和學習活動的各種資源。
8.安排教學與製作教材所需的各種行政支援與配合事項。
9.準備學習成果的評鑑計畫。
教學目標 學前評估 教學活動 評 鑑
10.用預試的方法來決定，如何為學習者做學習前的準備或調整。
這十個教學設計要素可以用圖【2-2-2】來表示，在圖中 Kemp 模式的特色是去 除代表各元素間關係的線條或箭頭，以凸顯出教學設計的彈性，可視不同的情境和 條件，由任一點進入此模式且不必考慮或進行所有的十個要素。此外 Kemp 將學習 需求、教學目的及優先順序、限制等三個項目，置於教學設計過程中，可作為教學 設計參考的依據(朱則剛，民 83)。
【圖 2-2-2】kemp 的教學設計模式 資料來源：中國視聽教育學會，民 84
（二）Dick & Carey 模式
Dick & Carey(1985)所發表的教學設計模式如【圖 2-2-3】所示。
【圖 2-2-3】Dick & Carey 教學設計模式 資料來源；Dick & Carey,1985
此教學設計模式在性質上較接近教材發展的過程，所描述的教學設計過程簡述 如下:
1.教學目標分析：教學系統要有一定的目標，在職業技術教育中，教學目標是透過 對受訓者所準備從事之工作的具體需求加以分析所建立的。
2.教學內容分析：根據教學目標，確定內容大綱並加以科學組織，再把課程總目標 分解為一系列單元目標，進而根據單元目標進行學習任務分析，以確定單元目標
所需的子知識與技能。
3.學前行為特質分析：教學設計之工作應以學習者為中心，須根據學習者對教學目 標所具備的知識與技能之起點能力，進行實際的設計。
4.敘寫能力目標：根據學習的起點能力和教學內容的分析結果，把單元教學目標進 一步分解為一系列子目標，即學習目標。
5.發展教學策略：教學策略是實現教學目標的手段，它主要在決定如何教學的問題。
6.發展並選擇教材：根據教學實施計畫中的具體要求，將教學內容與方法等轉換為 教材，或根據學習目標、教學策略和教材特性加以選擇適當的教材。
7.教學評鑑：即在教學設計成果推廣使用之前，先在一定範圍內進行形成性評鑑，
以瞭解教學系統的試用效果，如可行性、可用性及有效性等。
由以上的三種教學設計模式，可歸納出教學設計的過程中，為使學習者達到學 習任務所需的能力，應考量教學目標、分析達成學習任務所需的能力、學習者所須 具備的起點能力、訂定學習目標、選擇教學策略、發展並選擇教材、進行教學試驗 及評鑑修正等。
（三）IDI 模式
此模式係由美國五所著名學府所組成的一個教學發展研究機構（IDI，
Instructional Development Institutes)所發展出的典型的教學設計模式
(Gustafson,1994)，如【圖 2-2-4】所示，它將教學設計的過程依序分成界定、發
展及評鑑等三大階段，再細分成九個步驟，每個步驟皆為教學設計的決策點，在每 個決策點下又涵蓋了幾項要素。
【圖 2-2-4】IDI 教學設計模式 資料來源：Gustafson,l994
貳、教材發展模式
Romiszowski (1988)認為教學是一種溝通的過程，在教學的過程當中，教師
和學生即是透過不同的教材形式達成溝通的任務。教材是老師和學生為營造有效教 學環境所使用的中介材料(李隆盛，民 84)。孫邦正(民 84)指出課程和教材是學生 和社會之間的 一座橋樑，這座橋樑設計得好，教育目的才能實現。
教材是「發展」的概念，其思想根源於系統方略，而系統方略的概念係指任何 的設計或解決問題，必先決定「設計目標」及其「預期的結果」，然後才針對目標 與預期結果，將過程中之各種因素予以通盤地考慮，並從不斷回饋與修正中獲得數 據與經驗，以獲得問題的最好解決方式。教材亦可視為一種人為的系統，因此教材 發展是系統發展的一種，運用系統方略發展教材時，可將系統思考或系統觀與教材 相結合，根據系統的概念，康自立（民 83a）提出教材的發展系統圖如【圖 2-2-5】
所示。
（回饋與適應）
【圖 2-2-5】教材發展系統圖 資料來源：康自立(民 83a)
輸入 過程 輸出
第一階段「輸入」：
主要在了解教育的目標，教材適用的範圍與限制。
第二階段「過程」：
主要在辨認與選擇學習者該學些什麼，並將學習的任務排列成邏輯與心理發展 的順序及寫出學習者所應達到的學習目標。
第三階段「輸出」：
主要是將教材發展的過程以具體化的成果呈現出來，如定出教學進度表、發展 教案、選擇教學策略、發展教學單及發展效標測驗等，並將教材應用於教學中。
第四階段「回饋與適應」：
指教材發展者須進行教材之評鑑工作，並適時予以修正(康自立，民 83a)。
依上述系統方略，提出完整的教材的發展方法的研究有：
一、Bartel 的教材發展系統方法
Bartel(1976)引用三階段的系統方法來進行教材的發展工作。這三個階段如【圖 2-2-6】所示，主要是由三個部份所構成，茲簡述如下：
（一）準備與敘述(preparation and description)：
這一階段的重點在發展教學或訓練課程的明細計畫，包括決定教材的範 圍與限制。
（二）確認與選擇(identification and seletion):
第二階段的工作是關於教材內容的確認、選擇及安排有關的活動，包括 訂定學習任務、選擇學習任務並安排次序、發展能力目標等要素。
（三）發展與應用(development and application)：
最後的階段則將所選定的教材內容予以組織，以符合特定的學生與教師 的需要，包括發展教學進度表、發展單元教學計畫、選擇教學策咯、發展教 學單、發展標準參照測驗及實施學科訓練課程。
【圖 2-2-6】Bartel 教材發展的系統方法 資料來源:Bartel,1976
二、康自立的教材發展模式
康自立（民 83b）根據系統概念將職業訓練教材發展系統分成如【圖 2-2-7】
所示的十一個步驟。
【圖 2-2-7】康自立的教材發展系統圖 資料來源：康自立，民 83
三、蕭錫錡的教材發展模式
蕭鍚錡(民 82)指出教材發展之步驟為：
（一）分析特定職業類別 （六）發展學習教材
（二）分析學生學前能力 （七）教材修正
（三）分析能力 （八）發展管理系統
（四）書寫及編排終結目標 （九）實施與評量
（五）發展測驗
雖然上述學者們對於教材的發展步驟在看法上略有差異，但可歸納出系統化 教材的發展步驟如下：
（一）決定教材之使用範圍與限制 （七）發展教案
（二）辨認學習任務 （八）選擇教學策略
（三）選擇與安排學習任務 （九）發展教學單
（四）分析學前能力 （十）發展效標測驗
（五）發展行為目標 （十一）審核所發展之教材並修正
（六）發展教學進度表 （十二）實施教學試驗
（十三）評鑑教材並回饋至上述各步驟做 必要之修正
參、技職學校遠端圖控系統實習教材之發展模式
綜上所述，國內外各學者所提出的教學設計過程及教材發展模式可歸納出幾項 共通的特性，以作為研擬遠端圖控系統實習教材大綱、發展單元教材及製作實習設 備的教材發展模式，茲敘述如下：
一、 教學目標分析
（一）辨認學習任務：瞭解學習遠端圖控系統應具備的能力內涵。
（二）確定教育目標：瞭解工業職業學校教育目標及課程設計。
（三）決定教學目標：依據教育目標及學習任務分析，發展遠端圖控系統的教學目 標。
（四）決定教材範圍與限制：依據工業界對基層遠端圖控系統應具備的能力、技職 學校教育目標及課程設計所研擬出的教學目標，選擇適用於技職學校遠端圖 控系統的教材範圍。
二、教學內容分析
（一）選擇學習任務：分析遠端圖控系統教材所需求的單元目標及單元項目。
（二）組織學習目標及學習內容：組織及排列遠端圖控系統教材的單元目標及單元 項目。
三、學前能力與學習背景分析
（一）學習者的學前能力：分析遠端圖控系統應具備的學前知識，以瞭解學習者對
教學目標所應具備的起點能力。
（二）學習者的學習背景：分析遠端圖控系統適當上課時數及所需的教學設備。
四、研擬教材大綱
（一）決定教材大綱內容：根據上述的教學目標分析、教學內容分析及學前能力與 學習背景分析，以研擬教材大綱的單元主題及單元組織項目。
（二）組織教材大綱：依據遠端圖控系統教材單元的階層結構、學習需求度及技能 的學習心理，以組織排列單元主題及單元項目之順序。
五、敘寫能力目標
根據學習者的學前起點能力和教學內容的分析結果，把遠端圖控系統的教 學目標進一步分解為一系列的單元目標。
六、發展教材
依據學習目標、選擇的教學策略及教材特性編製單元教材。
七、設計實習設備
考量學習目標、選擇的教學策略、教材特性及遠端圖控系統教學設備的需 求度以設計實習設備。
第三節 遠端圖控系統的教學背景
壹、遠端圖控系統的教育目標
教學系統一定要有目標，這個目標是透過對該系統環境的分析而建立的。在技 職教育中，教學目標應透過學生或受訓者所準備從事的具體要求所作的分析而建 立。電機電子群培育人力及教育目標依照學校層級如【表 2-3-1】所示。
【表 2-3-1】 電機電子群培育人力及教育目標一覽表 學校
層級 本群預定培育人力 本群教育目標
專 科 學 校
︵ 含 五
、 二 年 制
︶
1.電子工程中層技術人員 2.電機工程中層技術人員 3.電信工程中層技術人員 4.資訊工程中層技術人員 5.控制工程中層技術人員 6.冷凍空調工程中層技術人員 7.光電工程中層技術人員
1.培養健全之電機電子資訊相關中級 技術人才，能擔任電機電子資訊相 關之操作、維修、測試、應用等實 用專業知識，並具相當於乙級技術 士之專業能力。
2.培養繼續進修之興趣與能力，以奠 定終身學習及生涯發展之基礎。
3.培養學生具敬業、負責、勤奮、合 作等職業道德。
4.培養學生兼具人文素養與科技應用 和創新，以及適應環境變遷之能力。
資料來源：技職體系一貫課程電機電子群課程綱要草案（民 90）
貳、遠端圖控系統課程的教學現況
近年來教育部在國內各公私立大專院校積極培育製造業、農業、商業及營建業 各類自動化人才、鼓勵學校規劃自動化相關學程與課程，但遠端圖控系統課程幾乎 沒有，而坊間書籍大多只是理論上的探討，無論是課程設計、教材來源、設備取得 等甚少利用組織、計劃、實例方式說明，缺乏整合效果均未臻完美，有待進一步加 強。
參、工業專業學校電機、電子工程科專業科目
為考量專科學校電機科學生的學習背景，以清雲技術學院二年制專科學校電機 工程科專業必（選）修科目如【表 2-3-2】所示及新埔技術學院五年制專科學校電 子科四年級、五年級專業必（選）修科目做參考如【表 2-3-3】所示。
【表 2-3-2】二年制專科學校電機工程科專業必（選）修科目
第一學年 第二學年 科 目 上學期
學分/時數
下 學 期
學分/時數 備註 科 目 上 學 期
學分/時數
下 學 期
學分/時數 備註 微積分 4/4
專基 自動控制 3/3 專核 計算機程式 3/4 專基 實務專題 2/6 校必 電路學 3/3 3/3 專核 輸配電學 3/3 校必 電子學 3/3 3/3 專核 電腦補助設計實習 1/3 校必 電子實習 1/3 1/3 專核 電動機控制 3/3 校必
電機機械 3/3 專核 電動機控制實習 1/3 校必 電機機械實習 1/3 專核 工業配電 3/3 校必 工程數學 3/3 專核 電機設備檢驗實習 1/3 校必 計算機概論 3/4 校必 電工法規 3/3 校選 可程式控制及實習 2/3 校必 電機設備保護 2/2 校選 工業電子學 2/2 校必 配電系統設計實習 3/4 校選 工業電子實習 1/2 校必 監控系統 2/2 校選 實務專題 2/6 校必 監控系統實習 1/2 校選 微處理機實習 3/4 校選 自動控制實習 1/3 校選
感測及實習 2/4 校選
【表 2-3-3】五年制專科學校電子工程科專業必（選）修科目
第四學年 第五學年 科 目 上學期
學分/時數
下 學 期
學分/時數 備註 科 目 上 學 期
學分/時數
下 學 期
學分/時數 備註 微處理機實習 2/2 必修 專題製作 1/3 必修 技能檢定專題實習 1/3 必修 控制系統導論 3/3 必修 積體電路應用 3/3 3/3 必修 介面技術 3/3 必修 資料結構 2/4 3/3 必修 電子儀表 3/3 必修 電路模擬 1/3 1/3 必修 電腦網路 2/2 必修 計算機結構 3/3 必修 工業電子 2/4 必修 單晶片實習 1/3 必修 微電腦控制系統 3/3 選修
工程電磁學 3/3 必修 系統程式 3/3 選修 視窗程式設計 2/4 必修 物件導向程式設計 3/3 選修 專題製作 1/3 必修 電子線路應用 3/3 選修 通信系統導論 3/3 選修 作業系統 3/3 選修 感測器原理與應用 3/3 選修 交換式電源設計 3/3 選修 可程式邏輯設計 3/3 選修 多媒體導論 3/3 選修 資料庫應用 3/3 選修 智慧型程式設計 3/3 選修
邏輯陣列電路設計 3/3 選修 電腦繪圖學 3/3 選修 工業控制實習 3/3 選修 模糊控制導論 3/3 選修 電子專題討論 3/3 選修 虛擬儀表 3/3 選修
由【表 2-3-2】及【表 2-3-3】發現學習遠端圖控系統實習的學習背景相關科 目有監控系統、監控系統實習、自動控制實習、感測及實習、自動控制、電腦補助 設計實習、工業電子實習、可程式控制及實習、虛擬儀表、可程式邏輯設計、工業 控制實習、邏輯陣列電路設計、視窗程式設計、微電腦控制系統等。
綜合上述技職教育的各層級教育目標、課程設計架構及前章節所探討的遠端圖 控系統的技術內涵，考量專科學校電子、電機科學生的學習背景，研究者認為遠端 圖形監控系統的教學目標應從串列通訊原理、圖控軟體的使用及應用、模組化控制 器、建構完整遠端圖形監控系統、圖形監控的意義、控制模組的通訊方式、人機界 面的設計、資料收集等方面來培育學生具有下列能力：
1.模組化控制器的應用。
2.以圖控軟體來設計人機介面的能力。
3.串列通訊介面技術之應用能力。
4.建構完整遠端圖形監控系統整合的能力。
第四節 教材編製之理論
教材(Subject matter)是指各種學習的內容而言，亦是教師指導學生學習時所 須使用的材料。教材是由知識、技能等材料所構成，為學習過程中的工作輔助物 (working aids)，用以提供學生在教育目標架構中所要學習的事物(Niskanen，
1987)。Romiszowski(1988)認為教材不應局限於教學材料，他認為教學是一種溝通 的歷程，教師與學生之間有三個溝通的型態：即學生學習的資訊、學生學習進步的 訊息、引導學習的回饋訊息。此三種訊息即透過各種不同的教材形式達成溝通的任 務。
由以上敘述可知，教材之類型很多，一般的教材可歸類成如【表 2-4-1】所示 的三種(李隆盛，民 84)，而在教材的內容上則可分為知識、技能及情意等三個層面。
【表 2-4-1】教材的類型與舉隅 印刷品 視聽教材 操作用輔助器 1.操作手冊
2.工作單 3.說明書 4.學習指引 5.參考書 6.教科書 7.雜誌 8.報紙 9.自學模組
l.圖片 2.相片 3.投影片 4.影片 5.錄影帶 6.幻燈片 7.電腦軟體 8.影碟
l.益智玩具 2.遊樂器 3.模型 4.試樣 5.玩偶 6.學習套件 7.實驗器材 8.訓練用工作站 9.模擬器
資料來源：李隆盛，民 84
壹、教材編製與設計的程序
本研究的目的之一，在於編寫遠端圖控系統單元教材，因此擬對教材編製的程 序探討如下。
一、Niskanen 模式
Niskanen(1987)指出教材的開發由社會需求開始，並經由編製計畫、實驗、審 核等步驟，如【圖 2-4-1】所示，此一過程對技職學校教材的編排與發展指出了一 些重要方向。
Niskanen 提出之教材發展方式主要有以下三階段:
1.確認課程對教材之要求
本階段主要針對確認課程欲達成之目標、教師與學生等相關之限制、教材之 需求，配合教學策略與教材系統以擬定教材編製計畫。
2.執行教材編製計畫
在本階段主要為教材編製計畫之實際執行，包括選擇主題內容、蒐集教材來 源、組織教材內容、選擇與修飾用語以配合學生。
3.教材評估與追蹤
本階段首先完成教材初稿，接著進行實驗教材的實驗教學與審核，完成後之 教材經採用後，尚須持續追蹤與評估。
【圖 2-4-1】 教材開發的過程
限制
審核
採用 完成
課程
教材需求
目標 編製計畫
執行編製計畫
手稿
實驗
追蹤
二、Finch 及 Crunkilton 模式
芬奇和克朗基頓（Finch、 Crunkilton）（1993）針對技職課程發展提出課程 發展的三個主要階段，即課程設計，建構課程內容及課程實施，詳見【圖 2-4-2】。
【圖 2-4-2】芬奇和克朗基頓的技職課程發展模式 建立決策程序
蒐集和評估學校相關資料 蒐集和評估社區相關資料
利用策略去決定內容 做課程內容的篩選 發展課程目的與目標
確定和選擇教材 發展教材
發展個別化講義 課程評鑑
課程設計階段 內容階段建構課程 課程實施階段
整個課程發展模式中，是以課程決定為主要的設計，在決定的策略上採取目標 管理的方式以評估和確立目標，在過程中並確認完成各目標所需的事件與活動，從 中了解課程決策的決定點，並發現問題加以分析，最後提出解決問題的辦法。建構 課程內容時，考慮技術與職業教育的特質與哲學思想去選擇課程內容，在過程上利 用任務分析（Task analysis）、DACUM 等技術進行能力分析以建立適切課程目標及 內容的依據。在課程實施階段，二氏主張教材發展的決策必須考慮五 W；即那些教 材（What）應被發展出來，又為什麼（Why）？由誰（Who）在什麼地方（Where）
的什麼時候（When）發展教材最適當？教學活動的決定，探討個別化教學即能力本 位教學策略並依據各種學習經驗、目標及評量方式發展自學單元教材。
三、Rowntree 模式
Rowntree(l994)提出一教材發展模式，此模式依據計畫、準備、執行三階段進 行，其中準備階段為教材編寫之準備，而執行階段則為教材內容的撰寫與修正，如
【圖 2-4-3】所示。
（一）計劃階段
本階段之工作包括分析學生、配合調整學習目標、訂出教材大綱、選擇 教學媒體、計劃學習支援、考慮現有教材等，以針對教材之編製作完整之準 備與計畫。
（二）準備撰寫階段
本階段之工作包括考量資源與限制、安排學習順序，發展教學活動與回 饋、安排範例、考量教材的實際格式、教學媒體之應用等。
（三）教材內容撰寫與修正
本階段之工作包括教材內容表達的角度之考量、檢視教材內容是否合於 預期規劃、分別就教材本身與帶來的效果加以評鑑、由相關學者專家評鑑、
試驗教學以實際檢討教材內容、檢討與修正須改進部分。
綜合以上三種教材編製的過程，本研究擬採下列過程，據以研擬教材大綱、編 製單元教材及設計相關實習設備。
1﹒確立教學目標 7﹒建立教材優先順序 2﹒決定教材範圍 8﹒研擬教材大綱
3﹒學生能力分析 9.蒐集教材資料及相關資源 4﹒決定學習目標 10.衡量資源與限制
5.選擇教材內容 11﹒教材內容撰寫與修正 6.決定教材形式 12﹒實習設備設計與修正
【圖 2-4-3】Rowntree 的教材發展模式 安排教學活動、順序與回顧，蒐集
範例，決定教學設備
試用與改進教材 步驟一：計畫
步驟二：準備撰寫
步驟三：教材內 容撰寫與修正
考量資源與限制 考慮現有教材
依據教育與教學目標，定出教學大 綱，選擇教學媒體與學習支援
分析學生
編寫評量教材 完成第一次草稿編製
第一次草稿編製 考慮具體格式
貳、教材之選擇
課程是實現教育與訓練目標所經歷的途徑，教法是實現教學目標的手段，教材 是實現教學目標所用的材料，所以教材的選擇與評鑑也是以能否達成教學目標為標 準。一個完善的教材不僅可以把整個教育歷程中與該科目相關的知識內涵全部傳遞 給學習者，更要確保教育目標能順利達成。
茲將國內外學者對教材選擇的觀點簡述如下：
一、Taba(1962)提出六項教材選擇的效標：
1.內容的有效性和重要性 2.與社會現實的一致性 3.廣度和深度的平街
4.適用廣泛的學習目標，提供新的知識，也培養了適當的習慣和技能，以及發展 理想的態度和興趣等
5.考慮學習的可能性和適應性，教材要適合學習者的能力，提供的教材要具體 6.適應學生的需要和興趣
二、Heinich(1989)指出教材選用之一般準則為：
1.符合教學目標 6.印製和版面等技術品質良好
2.適合學生能力 7.出版或製作單位能證實教材之效能 3.資訊正確，合乎時宜 8.沒有主觀上的偏見
4.呈現時能引發和維持學生的興趣 9.易於存取、使用 5.能促成學生的主動參與 10.價格合理等 三、孫仲山(民 82)認為教材的選擇原則為：
1.多舉實例，具實用價值 4.饒富趣味，結合生活經驗 2.確認目標，配合學習主題 5.資料豐富，引自可靠來源 3.難度適中，迎合學員需求
黃政傑(民 80)說明教材內容選擇的主要規準，包括下列九個向度：即 1.目 標、2.範圍、3.重要性、4.正確性、5.難度、6.實用、7.缺乏、8.彈性、9.資源 和時間等。
綜合上述專家學者之意見，研究者列出下列教材選擇原則，以為編製遠端圖控 系統單元教材及設計相關實習設備之參考。
1﹒符合教學目標 5.教材廣度和深度的平衡
2﹒符合學習者程度之需求 6.多舉符合時宜並具應用價值的實例 3﹒教學、教材與設備的配合性 7.教材及實習設備的效用及成本 4﹒教材適量、富趣味性、資料正確 8.符合業界之知識與技能需求
參﹒教材之組織原則
所選擇之教材，應加以組織，以適合教師的「教」及學生「學」的要求。泰勒 (Tyler，1949)等十一位課程學者對教材組織原則的主張，共有十二項應考量的因 素，可綜合成如【表 2-4-2】所示。
依【表 2-4-2】所歸納的教材組織原則之需要性，可排序分類如下：
一、必須考慮的因素
為上述所有學者一致性的主張，共有下列四項原則。
1.從具體到抽象 3.符合個體發展需求 2.依邏輯順序編排 4.滿足學習興趣與需求
二.應該考慮的因素
1.水平與垂直統整的原則 3.從普遍到特殊原則 2.從簡到繁原則 4.從部份到整體原則
三、最好考慮因素 1.從首要到次要原則 2.從近到遠原則 3.依時間先後原則
