第一節 地圖的空間認知理論

第二章 文獻回顧

第一節 地圖的空間認知理論

（一）認知圖(mental map or cognitive map)

認知圖係指「人們將吸收、組織、儲存和處理有關空間環境信息累積成的潛在認知能力 表象出來的圖」(歐陽鐘玲，1982)。也就是說，認知圖的形成就是透過人類腦海中心像空間 的組織排列，此種空間排列其實就是人類生活中不可或缺的地理空間之感應。例如位置、內 外、遠近、方位、前後或簡單的相對關係，也可以是高度的抽象概念。

真實的世界 感覺 腦 心智的意象 圖表 1 Robin M Haynes 之心智發展圖(鄧天德等，1996)

由 上 圖 可 以 看 出 ： 人 類 對 於 其 四 周 的 環 境 、 事 物 能 產 生 一 種 心 像 (mental imagery)，此種心像所含範圍極廣，可以是一個人記憶中的故鄉或是夢境中所虛構的事物，

也可以是自由幻想的圖像。但透過這種心像且說排列，最後隨著年齡的增長會產生一幅幅有 意義(當然也有可能是無意義)的認知地圖。

認知圖是存在認知中的空間意像和環境特徵，是由各種生活體驗、感受及長期累積的經 驗，包括：從地圖閱讀中之資訊、個人的實際經驗，也包括圖片、傳說等。這些意像是我們 在找路、解決問題時的決策依據，影響我們的行為(Dent,Borden D.，1996)。但在認知圖中 有 可 能 會 產 生 扭 曲 和 錯 誤 ， 其 可 分 為 不 完 整 、 扭 曲 和 增 添 三 大 類 型 ： (1) 不 完 整 (incompleteness)表示環境中的某物體漏失或未被完整地表示；(2) 扭曲(distortions)發 生在環境中的幾何、方向或距離之表達不正確與(3) 增添(augmentation)則是加入環境中不 存在的東西。上述類型是從事認知圖研究時需加以注意之處。

一般認知圖的研究多著重在學童路線圖的繪製與瞭解，本研究著重以地圖上繪製氣候要 素來瞭解氣候區，認知地圖的實際空間範圍大得多，不一定經過眼見所得，可能經過讀圖、

文字閱讀而瞭解，然而，學生對於地球上各區域的地理景觀的瞭解，在地圖上呈現出來，不 同於真實地圖的繪製，而是經過吸收、組織、儲存大範圍空間、地理景觀的概念後的個別呈

信息

識覺

認知

現，每個學生按照其瞭解多寡繪製的結果有差異，是其腦中的認知地圖，故教學活動中讓學 生繪製的地圖，仍稱為認知圖。

（二）認知圖的建構過程(Wakabayashi，1989)

Wakabayashi 將認知圖形成過程整理成概念圖，如下圖。Wakabayashi 將認知圖的形成 分為五個部分：1.接觸環境、2.編碼、3.記憶儲存、4.解碼、5.再生。環境中充滿各種訊 息，人類與環境互動的過程中，獲得的訊息主要來自兩方面：在真實環境中探索或藉由地圖 獲得，人類主要藉這兩種方式，並透過編碼的過程以獲取環境中的空間知識。在環境中探索 所獲得訊息稱為「程序性的知識」，它是一種概念性的陳述，記錄一個地方和另一個地區的 關連性；藉由地圖所獲得訊息稱為「調查性的知識」，它是以影像的方式記錄，就像一張真 實地圖。

圖表 2 認知圖形成過程概念圖

（三）地圖技能的面向

Meyer 曾提出地圖能力的幾個面向，包括：空間參考系統（frames of reference）、

方向（spatial orientation）、量度（measurement）、符號使用（symbolization）、操 控能力（manipulative ability）等幾個面向。(Meyer, Judith ,M.W.，1973)

1. 空間參考系統

參考系統意指定位時，所用的參考點類型，目的是要指出一個物體或現象的位置。在投 1.接觸環境

（Contact with nvironment）

2.編碼

（Encode）

3.記憶儲存

(Memory storage）

4.解碼

（Decode）

5.再生

（Reproduction）

間接接觸 如：讀圖

調查性知識

（圖像）

內在縮尺 旋轉、排列

具體表徵 -估測距離 -概略圖

取回/推理 階層性結構

程序性知識

（概念陳述）

直接接觸

如：探索

Towler 認為，參考系統的種類可以分為人造的參考系統（如經緯網格）與自然參考系統

（如道路、地標）(Towler, J.D&Nelson L.D.，1970)。一地的緯度高低決定太陽照射的角度 與時間，影響年均溫變化，在行星風系全球高低氣壓分布主要受年均溫影響，所以對一地緯 度的掌握是區域氣候學習上一個重要的要素。

2. 方向

個體平日所使用的方向是前、後、左、右關係為主，地圖上則必須考慮東、西、南、

北，有些地區民眾慣用的方位並不是以絕對的方向來界定，而是以地標做為指引。

3. 量度

量度即是瞭解地圖上的面積、距離與實際生活空間的關係，也就是比例尺的意義與換 算。

4. 符號使用

地圖無法容納進所有的實際景物，各種圖例的使用使得地圖更為豐富、有秩序。讀者要 能將各種點、線、面的符號轉化成地理資訊，進而建立起心智的空間圖像。Bruner 認為，

孩童的表徵發展可以分為三個時期，第一個時期為動作表徵期（Enactive），孩童以慣用的 動作瞭解周遭環境如手、口等，靠動作獲得經驗；第二個時期為形象表徵期（Ikonic），孩 童利用感官對事物的形象有所瞭解，產生心象，以瞭解環境；第三個時期為符號表徵期

（Symbolic），此時孩童將第一時期的動作與第二時期的心象轉換為語言、文字、數字、圖 形，以代表其所獲得的知識經驗。(張春興等，1995)動作表徵與形象表徵發生於孩童 4 及 8 歲時，之後隨著年齡的增加，慢慢地演變為較抽象的符號表徵期。Meyer 認為，地圖的表現 方式，大致介於形象表徵期與符號表徵期之間，因為地圖常常用「形象」補充「符號」（可 以觀察較具體的補充較抽象的）。(Meyer,Judith,M.W，1973)

5. 操控能力

Meyer 所指的操控能力是指學童操控上述四項地圖技能的能力，與繪製地圖能力有相當 大的關係，意指操控能力愈強的學生，繪圖能力相對較高。初年級孩童沒有辦法製作詳細度 與正確度高的地圖，因為他們的操控能力還沒有發展到一定程度。

初年級學童對於環境的認知以周遭環境為主(歐陽鍾玲，1983)，且在於地圖教學上，以 描述簡單之地點位置關係圖為主(石慶得，1992)，因此這個時期的學童，在繪製地圖時，主 要以描繪從家中到學校的簡單地圖為主，圖上很少標明正確的距離與相對位置，到了中、高 年級，學童漸漸能畫出比例尺、方為、相對距離、位置、符號使用均正確的地圖，國中階 段，當每一個地圖技能均成熟後，表示操控能力已發展成熟，可以畫出較為正確的地圖。

（四）空間概念之評量

空間概念的評量包括空間要素、空間組織能力與空間表現形式三層面，茲說明如下：

1.空間要素之評量(歐陽鐘玲，1983)

以學生所表現出的項目種類和各項數量之統計分析，並不討論其正確。包括：

（1）區位(location)

Peter Hagget 曾定義區位為「在一範圍內的特殊位置，此位置經常是在地球表面上；

和場所(space)及地方(place)比起來是較為抽象的。」。地理景觀的分布位置對環境會產生

影響，比如山脈分布受到盛行風影響，形成多雨的迎風坡及少雨的背風坡，影響一地的降雨

分布，除此之外，如洋流、海陸分布的位置也會影響一地的氣候特徵。行星風系理論中，全

球高低氣壓分佈的位置，影響了主要的風帶風向，一地的風向配合地形決定其降雨情形，對

於高低氣壓分佈的區位概念是瞭解一地氣候特徵很重要的一部份。一地氣候區的分佈結果是 以植被分佈、年均溫、降雨量等氣候要素來分類，高中區域地理課本中多以各種氣候要素如 行星風系風帶、海陸分佈、迎背風來歸納一地形成的氣候分區，本研究即以各種氣候要素在 地圖上的整合，此種地圖學習方式來探究氣候分區的結果。

（2）距離(distance)

距離是在所有的空間概念中，對於我們生活上是最有直接影響的因素之一。常以心理認 知距離、時間距離、長度距離三種方式來表達距離概念。

（3）方向(orientation)

方向是以某些參考點而決定之，在教育領域中概以羅盤協助定方位。但多數人在學習地 圖，已習慣將上方當作北方，或常常忽略了方向符號的意義。因此評量重點如下列二項：

A.是否標出方向識別符號？

B. 地圖的上方是否為北方？

在行星風系理論中，對於各風帶風向箭頭的表示是方向概念的應用，這個能力會影響其 在氣候理論中的學習。另外，洋流的流向與其寒暖流性質關係密切，也促成流經地區氣候環 境的改變，而流向概念也屬於方向能力的應用。

（4）比例(scale)

地表的各種現象欲在地圖中顯現出來，必須將真實空間中所存在的各種空間關係以一定 比例表現出來，而此地圖所表現之空間方有意義。人們在繪製認知圖的時候，常會誇大最熟 悉的地方之大小和細節，並且將它們置於圖中央。

2.空間組織能力之評量

空間組織能力包括：(1) 線與面的連續性；(2) 次序--前後；(3) 次序--左右；(4) 分 離；(5) 位置；(6) 線交點；(7) 線交角；(8) 距離；(9) 面積；(10)比例。若前一階段之 能力尚未獲得前，將不利於下一階段能力之培養。

3.空間表現形式：學生所描繪的方式評量之，包括：

（1）參考架構：以是否用參考點幫助及以方向、比例的正確性為指標

（2）表象的模式：

A.全部以具體形式表示：一般而言，在無文字符號表達能力之前，常都以此種拓樸圖方 式來解釋所了解的空間環境，但這並不是絕對的，因為有些學生對於繪圖有偏好或擅於繪 圖，而可能採取此方式表達，但並不多見。

B.具體形式及文字說明並用：

C.全部以文字說明：當學生運用符號的能力已臻成熟時，常以擅長的符號，即文字來解 釋說明。

D.文字說明與抽象符號並用：一般地圖在表現地理現象的空間關係時，除了文字符號以 外，還會以各種抽象符號表示。

E.全部抽象符號：完全應用圖例而不使用文字說明。

（五）地圖在教學上的功能

賀忠儒認為，地圖在地理教學中的應用有以下三點：(賀忠儒，1991)

1. 判讀地圖

判讀地圖不僅要懂得地圖上的方位、比例尺、各種符號和文字註記，並能將地圖中地理 事物和現象，變成系統的地理知識。包括利用地形圖辨別地表型態、地面起伏和山脈走向，

或能辨識不同比例尺的地圖……等。

2. 分析地圖

由簡到繁、由易到難，訓練學生根據地圖分析，看出一地的各種地理現象分佈，透過地 圖上反映的地理事物和現象，研究初各種地理要素間的關係

3. 應用地圖

應用地圖的步驟為，第一，按照課文，查閱地圖；第二，根據地圖，閱讀課文；第三，

使用地圖，描述地理課程。藉地圖思考，表達地理知識，經過圖文結合反覆訓練，形成圖文 統一、完整、系統的地理知識，以達到地圖應用的目的。

（六）地圖教育的相關研究

國內的地圖教育研究對象多偏向兒童至國中地圖相關的能力發展情形，高中較少。未有 對地理現象學習與地圖的關係去作探討，大多針對學生地圖的基礎概念如比例尺、方向、等 高線等能力去瞭解，對於這些基礎概念應用在其他科目或地理現象的結果與影響沒有深入的 研究。空間認知能力的研究多以住家或學校附近的路線圖來探討，與實際課程如水文、氣候 等章節結合的較少，地圖工具幫助地理學習的空間很大，很可惜的是，國內對於地圖幫助學 生學習地理科及其他科目的研究不多，實際上地圖教育在教學中也常被忽略，應該加強本土 的地圖教育研究並支持地圖教育的推廣。

（七）大腦神經與視覺的相關研究

一個人現今的能力與表現，除了先天的智能與特質，很多都是經由後天學習而來，1950 年代中期，行為和人文科學界發展出認知革命，其中心概念即是「內心呈像」（mental representation）。認知心裡學相信，每個人的大腦裡都存在著某些概念、心像、和不同的

「語言」；內心呈像很真實、也很重要，教育工作者可以改變學生的內心呈像(Howard Gardner，2000)。地圖工具應用的教學，就是希望學生將所讀的之事轉化成一張張地圖存在 心中，是屬於自己的地圖、也是可以立刻翻查搜索的地圖，有效的幫助學生學習各種知識。

有些能力經過學習而來，有些是人類的本能，但各能力形成原因仍不太清楚。儘管心智 研究（Mind Study）透過心理學、生物學、人類學正如火如荼的進行著，對於視覺、圖像的 掌握，就像大部分的大腦一般，依然是個黑盒子，依賴著不斷的實驗，拼湊起大腦中認知結 構的全貌。

感知過程本身會因經驗而改變，某些文化不常使用二度空間代表三度空間景象的圖畫，

就如下圖之狩獵景象(Paul R. Ehrlich 著，李向慈、洪佼宜譯，2003)，圖片中的影像對非

圖像文化的人來說大象比羚羊更靠近人，必須以二度空間解釋圖片，才能得到正確答案。另

一個顯著的例子是，有一個小矮人離開剛果雨林的家鄉，來到森林邊緣，此生第一次看到遠

處的景象，對於幾公里外的水牛，認為是小昆蟲，隨著車子逐漸接近，水牛「慢慢變大」的

樣子，使其有些困擾。這是因為他從小就在雨林地區，視線所及的地區都不深廣，沒有三度

空間的概念，證實認知是神經系統的演化、該系統從小到大發育的環境與之相互作用的結

果。

圖表 3 雨林小矮人對於三度空間的迷惑

第二節 課程標準分析

本研究著重在地圖的應用能力上，而應用的範疇設定在氣候學，特別以澳洲氣候作為切 入點去瞭解。氣候環境的學習是區域地理中重要的一環，卻是學生倍感吃力的一部份，氣候 學習過程中地圖概念應用的很多，這可能是能力不足的原因，從中去探討地圖能力的應用有 其必要。區域地理在高中課程中共有三冊，以澳洲課程為研究切入點的原因是，澳洲為高二 下最後一章「大洋洲與兩極地區」單元，學生已經學習了高一氣候概說及高二世界文化地理 的全部，對氣候因子整合及各洲氣候區分佈的能力背景較完整，其次，澳洲陸塊面積沒有其 他洲大、氣候區分佈較單純，另外，學生對澳洲沒有像台灣來得熟悉，地理現象及氣候分區 等概念藉由直接印象瞭解的不多，研究中希望藉由地圖實際操作而得到氣候分區能力的過 程，比較可能實踐。

研究對象為高中學生，對於其學習能力的養成需要有一定的瞭解，故從國小、國中到高 一的課程標準去瞭解其學習的過程與具備的能力，分成地圖與氣候學能力兩部分分別瞭解其 學習背景，並以課程標準中規範的「大洋洲與兩極地區」單元中，澳洲部分的學習目標，作 為教學實驗及前後測設計的參考。另外，研究對象 91 年入學高中，國中就讀時間為 88-90 年、國小為 82-87 年，為九年一貫實施之前，國中地理課本的版本是認識台灣及依照 83 年 課程標準編定的國編本地理 1-4 冊，以下分析以當年的課程標準與教科書為準。

一、課程標準中的地圖能力規範

（一）本國國中小

國小教科書中與地圖學習有關的教材分佈在社會、自然科學、國語及數學等科目，且 其從其內容分析，可發現國小階段的地圖教材，包括了各種地圖基本要素的學習，也包括閱 讀示意圖或主題地圖的學習，甚至有天氣圖或等高線地形圖等抽象程度甚高的地圖；五年級 的社會課本中有以不同投影法製作的世界地圖，此外還包括設計圖例或繪製縮圖等與繪製地 圖有關的技能訓練。內容堪稱豐富、層次也不可小覷。在各種地圖基本要素分佈在各科的情 形如下表：

表格 1 國小地圖概念分佈的科目與年級 (江碧貞，2000) 地圖基本概念 分佈年級

認識「平面圖」與「地圖」 社會科二、三、四、五年級 自然科五年級

圖例的概念與地圖設計 社會科二、三年級 座標圖、網格定位系統與經緯

度位置的表示

社會科三、五年級 自然科學三年級 數學科五年級 比例尺與縮圖 社會科三年級 自然科五年級 數學科六年級

方向與方位 自然科二、四、五年級 地圖的種類（路線圖、等高線

地形圖、剖面圖、天氣圖）

社會科四、五年級

自然科五年級

在國小不同年級、科目中已經學習了各種地圖基本要素相關的概念，但各科之間卻有 缺乏聯繫的情形。中高年級階段，社會科課本富有多幅地圖，有少數「查閱地圖、獲得地理 資料」的教學活動，但仍以「按照課文、查閱地圖」或「根據地圖、閱讀課文」的形式為 多，如「填圖」或「請你在各大洲的地形圖上，用色筆畫出各大洲主要的地形名稱」。

國中課程在認識台灣土地單元，有針對地圖基本概念如方位、絕對位置（經緯度）、

相對位置及時區的介紹，而在各章包含有很多判讀各種地圖及描繪地圖的技能，如等高線、

衛星雲圖、圓餅圖、分層設色圖及各種普通、主題地圖等，分佈情形如下 表格 2 國中教材中地圖基本概念及地圖技能分佈表 (整理自「國民中學地理課程標準」，教育部，1994) 經緯度及時區、方位 範圍及位置 地圖

基本 概念

比例尺大小的認識 陸、海域地形 等高線、等深線

土地

陸、海域地形 衛星雲圖、地面天氣圖 生態 認識天氣預報 分層設色圖 中國的地形

辨認外流區與內流區 中國的水文 土壤剖面圖 中國的土壤 判讀

地圖

植物與氣候關係圖 中國的天然植物

圓餅圖 中國的地形、西亞和中亞（二）

中國人口成長曲線圖

中國人口密度圖 中國的人口

森林、礦產分佈圖 中國的漁、林、牧業 中國的礦產與能源 中國行政區域圖、六大地

區範圍圖 中國的行政區與六大地區 分層設色圖 福建省

等高線圖、等值線 福建省、陸海域地形 水系圖 廣西省、江西省 水路運輸網路圖 湖南省

地圖 技能

描繪 地圖

世界海陸輪廓圖 世界概述

（二）本國高中(整理自高中課程標準，教育部，1996)

88 年開始實施的高中新教材，雖然各個版本的課本不一，但都是根本於教育部頒佈的 課程標準綱要，國中課程沒有明列地圖的單元，高中部分則在第一冊的「地理網線和地圖」

有半個單元，在高二世界文化地理篇課程中，有「世界地圖」一個單元，高三地理選修課的

「地理資訊獲取處理」單元中，有一部份內容是有關地圖的編繪和判讀。各單元的主要概念 和節數分佈如下表：

表格 3 高中課程教材中涵蓋的地圖基本概念分佈表

年級 單元名稱 主要概念 節數

和地圖 型、以例尺、圖例、等高線

高二上 世界地圖 古地圖、地圖讀法以了解世界各國所在位 置

1 地理資訊

的獲取

地形測量、地圖編繪、等高線、地圖符 號、航照圖判讀

4 高三上 地理資訊

的處理

散佈圖、回歸直線、柱狀圖、曲線圖、圓 餅圖、風花圖、點子圖、等值線圖、區域 密度圖、三角圖解

3

除了在地圖基本概念的課程之外，高一高二的課程綱要中，也有地圖技能包括判讀地 圖、繪圖的部分，使用的地圖如圓餅圖、各種主題地圖，大體上和國中階段差異不大，其分 佈情形如下表：

表格 4 高中課程綱要包含的地圖技能分佈表

地圖

技能 地圖及活動種類 單元名稱 年級 辨識世界各國所在位置 世界地圖

解釋文化區圖 文化與環境 判讀

地圖 辨識巴黎盆地的單斜脊 西歐

高二上

氣候圖 氣候、塞北與西部地

方、非洲概述

高一上、

下、高二下 人口分佈、人種圓餅圖 世界人口、非洲概述 高二上、下

製作貿易結構圖 東亞 高一下

某工業化國家經濟活動統計

圖表 西歐 高二上

交通網圖 獨立國協 高二下

美國人種柱狀圖 盎格魯美洲 繪製

地圖

南美洲重要礦產分佈圖 拉丁美洲-南美洲 中美洲各國位置圖

颶風路徑圖 拉丁美洲-中美洲 南美洲洋流圖 拉丁美洲-南美洲 簡繪

地圖

東非大裂谷圖 東非和南非

高二下

地圖技能應用的部分，描繪地圖多是提供底圖，將地理現象標示上去，與真實地圖相 近，而簡繪地圖的部分，將國家位置、洋流分佈等分佈概念畫出來，這是繪製個人的空間認 知地圖，也是架構地理現象的空間概念，國中在國二下世界概述中描繪世界海陸輪廓圖也是 相似的技能，若在國小階段就開始簡繪世界輪廓、主要國家位置，對於地圖教育的成效將更 加顯著。

教科書、習作根據課程綱要而來，然而並非所有的綱要中地圖技能都有設計在課本、習

作上，如國中的世界海陸輪廓圖、高二下的颶風路徑圖等活動課本中多沒有要求學生去描繪

或簡繪地圖；教學過程中也常因工具的不方便，需要經過計算及帶尺、圓規、量角器等工

具，而使教師選擇將地圖活動省略，如柱狀圖及原餅圖、人口金字塔圖的繪製；教師養成教

育過程中，沒有開設地圖教育一科，對於地圖教育重要性與實施方法能夠裝備的很少，教師

手冊中也沒有對於如何以地圖活動、作業引導各方面的地理教學做詳細的步驟描述，老師所 能引用的教學方法與方式極其有限，這些都是地圖教育遇到的問題。

另外，賴進貴提到國內地圖教育現行課本和課程標準所呈現出來的問題包括：(賴進 貴，1997)

1. 份量不足，知識不完整：高中 202 節中，地圖部分僅佔其中的 7 節。理論上，地圖知能 應該可以整合到地理學科的各個主題和區域，現行課本的整合情形尚有提昇空間。

2. 知識層次不明顯：如等高線的概念，在小學四年級即已出現，國中、高中仍再出現。

3. 先後相關順序混淆：地圖知識有前後順序，然而知識的先後並未有妥善規劃。

4. 圖文配合問題：課文鮮少就歸附的地圖加以解釋。

（三）美國國家課程標準(李薰楓、黃朝恩譯，1997)

依照賴進貴所言：台灣課程標準在地圖教育上份量不足、知識層次不明顯(賴進貴，

1997)，相對來說，1994 年頒佈的美國課程標準在地圖的使用上非常強調，涵蓋地理目標、

課程內容、能力要求、評量標準都有詳細、整體的規劃，全盤考量各個階段連續性的承接，

相當具有參考的價值，故本研究各項測驗試題的能力年級與教育指標主要參考美國課程標 準。其主要之課程目標有四：

1. 瞭解空間中諸事項配置的意義。

2. 瞭解人類、地方和環境間的關係。

3. 使用地理技能。

4. 應用空間和生態的觀點於生活境遇之中。

此課程標準中涵蓋六項基本要素， 每一基本要素包含若干課程標準，共同構成此學科 本體的相關概念、方法。其六項基本要素及十八項課程標準如下表：

表格 5 美國課程標準六大要素與十八項課程標準

基本要素 課程標準（有地理學養的人需要知道並瞭解）

空間意涵的世界

1. 如何使用地圖和其他的地理展示、工具和技術，以從一 空間的觀點獲得、處理和報告資料

2. 如何使用心智地圖，以組織人類、地方和環境資料於一 空間脈絡中

3. 如何分析地表上的人類、地方和環境的空間組織 地方和區域

4. 地方的自然和人文特徵

5. 該人群建立諸區域，以解釋地球的複雜性 6. 文化與經驗如何影響人們對地方與區域的視覺 自然系統 7. 行塑地表類型的自然營力

8. 地表生態系的特徵和空間分佈

人文系統

9. 地表上人類人口的特徵、分佈和遷移 10. 地表上文化組成的特徵、分佈和複雜性 11. 地表上經濟互依的類型和網系

12. 人類聚落的過程、類型和機能

15. 自然系統如何影響人文系統？

16. 資源的意義、使用、分布和重要性發生何種改變 地理學的用途 17. 如何應用地理學去解釋過去？

18. 如何應用地理學去解釋現在並計畫未來？

這套課程標準的詳細內容分成 k-4、5-8、9-12 三個階段來分別訂定，相當於幼稚園到 四年級、五年級到國二、國三到高三的年級程度，在每一階段分別就六大要素的十八項課程 標準逐一說明課程的內容與要求，依照不同年級詳細的列舉能力、知識陳述，明確將概念及 方法說明，也都提供了具體項目以供實際操作的例子，這些實例可以是教學活動的參考範 例，也是學習成就的評量指標。

地圖本身的知識與基本概念如圖例、比例尺、網格、等高線、經緯度等及各種圖表的學 習與應用在基本要素：「空間意涵的世界」中的第一項課程標準「如何使用地圖和其他的地 理展示、工具和技術，以從一空間的觀點獲得、處理和報告資料」中規劃。本研究著重在地 圖應用、瞭解在地理現象學習上的分析工具，探討主題在第二項課程標準：「如何使用心智 地圖

，以組織人類、地方和環境資料於空間脈絡中」，每一年級學生所應達到的能力、明 確的概念與知識如下表，k-4 年級的學生著重在認知圖的方法學習，與各種地理現象的掌 握，從社區到國家至全世界，5-8 年級除了繼續熟練認知圖的學習，及不同尺度及認知圖與 圖表的轉換，開始著重認知圖的應用與解釋，9-12 年級時認知圖已經內化成空間分析的工 具，著重在認知圖的應用以解決地理問題。年級愈高，應達到的能力也愈高，包含使用工具 的種類增加、方法上也要提升，從熟練方法到廣泛應用、分析、解決問題。

表格 6 「如何使用心智地圖，以組織人類、地方和環境資料於一空間脈絡中」課程標準中各年 級學生應達到的能力

認知圖的使用範圍很廣，包含自然、人文系統、環境與社會等各項基本要素，本研究將 範圍限制在「自然系統」基本要素中第七項課程標準「行塑地表類型的自然營力」及「地方 與區域」基本要素中第四項課程標準「地方的自然和人文特徵」。主要探討學生學習氣候的 過程中地圖能力的影響，及認知圖教學活動如何有效幫助學習氣候分區，從背景知識的瞭解 到氣候區形成的推演能力，如何以澳洲地圖作業紙的練習、整合與討論來達成，研究的重點

1

國內多翻譯成認知圖（mental map or cognitive map）

年級程度 k-4 5-8 9-12

學生需達 到 的 能 力 - 明 確 概念與知 識

1. 本 地 區 和 附近社區內的地方位 置

2. 地 球 的 大 陸和海洋彼此關係的 位置，以及與主要緯 線和子午線的關係 3. 美 國 和 地

球上主要自然和人文 特徵的位置

1. 不同尺度（方向到全球）

主要自然和人文特徵的分 佈

2. 如何將心智圖轉變為合適 的圖表，以表現出地理資 訊，並回答地理問題 3. 視覺如何影響人們的心智

圖，以表現出地理資訊，

並回答地理問題

1. 如何利用世界上自 然與人文景觀之心 智圖去回答複雜的 地理問題

2. 心智圖如何反應人 們對地方的識覺 3. 心智圖如何影響空

間和環境決策

在其中的學習方法，屬於「空間意涵的世界」基本要素中的第二項課程標準「如何使用心智 地圖，以組織人類、地方和環境資料於一空間脈絡中」，教學實驗過程中希望學生達到的學 習目的是能掌握澳洲的氣候區分佈，屬於課程標準「瞭解各地的自然、人文特徵」，要達到 這項能力，不希望學生的知識層次僅止於記憶一地各項地理現象與特徵，而是能結合各項氣 候形成的原因來理解、推演到這項結果，因此需要背景知識包含一地氣候形成的因子如緯 度、海陸分佈、地形、行星風系風帶與洋流分佈，這屬於課程標準「形塑地表型態的自然營 力」。

依照研究目的、課程標準及各標準下的逐項能力知識與範例，設計了前後測與教學活 動，雖然研究的對象為高中生，不一定每個人、每項能力都能達到 9-12 年級的程度，結果 分析時即以美國課程標準中各年級能力為標準，並參考國內各年級的課程，瞭解學生能力達 到的程度與各種能力薄弱的原因出處，以設計適合的教學方法與活動。

二、課程標準中的氣候能力規範

（一）國中

國中氣候學的概念是教學實驗之前學生的能力背景，其基本概念主要分佈在國一及國二 上的課程中，依照國中課程標準

，其單元名稱、主題和主要概念如下表：

表格 7 課程標準中國中氣候學的單元分佈與基本概念

單元名稱 主題和主要概念

認識天氣

預報 1.衛星雲圖 2.天氣系統 3.地面天氣圖分析 國一

認識台灣

生態單元 氣候與氣 候災害

1.氣候要素：氣溫、雨量、風向、濕度 2.氣候類型 3.氣候災害

國二 中國的氣 候

1.中國氣候的影響因素 2.中國 冬、夏氣溫的區域差異 3.中國降 雨的季節分佈 4.中國降雨量的區 域差異 5.中國的氣候類型

太陽高度角、氣溫、

溫差、氣壓、降雨 量、等雨量線、季 風、乾燥、高地氣候 國二下學期至國三的地理課程包含中國及世界區域地理的課程，課程標準沒有在各章節 的每一個區域皆提到氣候的主題、概念或技能，有提到的十個單元，多是其特殊的區域氣候 成因或特徵，雖然如此，氣候環境是瞭解一地區域特色必須的背景知識，課程綱要中儘管沒 有提到，每一章節課文中都有提及各區自然環境的概略狀況。

表格 8 課程標準中國中區域地理有列出的氣候概念

單元 主題、概念及技能 單元 主題、概念及技能 江西省 盆地地形與溼熱氣候 西亞和中亞

（一）

乾燥氣候、沙漠、綠洲 河北省 雨量變率、降雨強度 北西和東歐

（一）

氣候與天然植物

東北地區 溫帶季風氣候 北歐 冰河地形、冷濕氣候

陝西省 討論迎風坡與背風坡 的氣候差異

西歐和南歐

（一）

溫帶濕潤氣候，海洋性 氣候、地中海型氣候 西部地區 冰河、寒漠 北美洲（一） 地震、龍捲風、焚風、

颶風、蒐集天然災害的 資料

高中氣候學的概念中，氣溫、氣壓、降水等概念在國中已經學過，而行星風系理論、氣 旋是在高中課程才包含，國中課程沒有章節完整全盤的區分各種氣候類型的分佈、特徵，而 是在區域地理各單元中，分別提到季風、乾燥、高地（在中國的氣候單元）、海洋性、地中 海型（在西歐和南歐單元）、雨林、莽原（在非洲單元）等氣候，幾乎各種氣候類型、成 因、特徵在國中課文中都涵蓋了，不過是分散在各章課程中，沒有像高中課程將氣候分類概 念整合在高一「氣候概說」單元中、所佔時數較多、將分布的範圍與成因、特徵完整陳述。

同樣的概念出現在國中、高中課程內，能掌握此能力的學生依然不在多數，國高中氣候課程 概念的分配需要調整，應該由簡至繁、將能力概念的層次明顯區分出來。

（二）高中(教育部，1996)

高中的氣候學概念主要分佈在高一和高三上學期， 高一上的「氣候」單元為氣候要 素、氣候分類與氣候變遷等基本概念，高三上學期強調氣候學的應用，其主題、主要概念、

技能與節數如下表，教學活動進行之前研究對象已經上完高一上「氣候」單元，所以氣候基 本概念是其背景知識，教學實驗及前後、補測的時間在高二下及高三上學期，課程進行還沒 有到「氣候學的應用」單元，所以學生對這個部分內容比較不瞭解。

表格 9 高中課程標準中氣候學概念分佈

單元 主題 主要概念 主要技能 節

高一上 氣候

1. 氣候概說（一）

2. 氣候概說（二）

3. 熱帶濕潤與溫帶濕潤氣候 4. 季風氣候和乾燥氣候 5. 寒帶氣候和高地氣候

氣候要素、氣候分類、氣溫、

氣壓、氣旋、風系、降水、氣 候變遷（簡介）熱帶雨林、莽 原、溫帶海洋性、地中海型、

季風、乾燥、寒帶、高地氣候

氣候圖的繪 製

5

高三上 氣 候 學 的應用

1. 都市氣候分析 2. 溫用效應探討

都市氣候、熱島效應、溫室效 應、選擇吸收、全球暖化、環 境保護

分 析 近 鄰 都 市 的 熱 島 效 應 、 探 討 全 球 性 溫 室 效 應

2

88 年新教材各種版本雖然內容不一，都是依照課程標準編定，並將主題及概念規劃成 詳細的認知目標，是教師教學的參考依據也是評量的標準。比如龍騰版(第一冊教師手冊，

龍騰文化)中對於氣候單元行星風系概念所列出的四項認知目標，包含：

1. 舉出行星風系的假設前提及影響因素

2. 在行星風系簡圖中，指出高、低壓位置、風帶名稱及風向 3. 解釋各風帶的成因

4. 說明行星風系受地表實際狀況的影響而產生的變化

依循各概念之下詳細的認知目標，一步步的講解其概念，並藉以檢視學生能力缺乏的原 因，瞭解是其中的哪一個子項目形成障礙，才能對症下藥，針對個別目標來一一完成。

在區域地理課程，包含第二冊、世界文化地理上、下中，氣候學的概念注重在各區域的 應用，瞭解當地氣候成因、特徵與分類之外，並能夠瞭解一地氣候對於地形、水文、產業活 動等各項自然、人文景觀造成的影響，課程標準和國中同樣沒有在各單元皆列出氣候概念或 主題，所列出的多是各地特殊的氣候景觀（如下表），如西歐為冬溫正偏差區、中美洲的颶 風等。和國中相比，區域地理中列出的氣候概念較多，有些項目是重複的如海洋性、地中海 型氣候，有些是到高中才增加的新概念如西洛可風、米斯特拉風，世界地理的部分增加尤 多。雖然課程標準中對於各區域的氣候成因、特徵與分類沒有一一列出，然而其為學習一地 自然環境的知識基礎，各版本區域地理各章節的課本內容中多有提及，少數沒有描述氣候環 境的版本是假設國中區域氣候概念應已掌握，不再重複，並非一地的氣候環境對區域特色的 形成不重要。

表格 10 課程標準中高中區域地理的氣候概念

單元 主題及概念 單元 主題及概念

華南地區 副熱帶季風氣候 南歐 地中海型氣候 華北地區 氣候分界線、暖溫帶季風氣候 獨立國協 永凍層

東北地區 冷濕的環境：冷溫帶季風氣候 美洲概述 兩個明顯對比的氣候 區域

塞北與西 部地區

高寒與荒漠景觀 拉丁美洲（一）

中美洲

颶風 亞洲概述 季風、乾燥氣候 拉丁美洲（二）

南美洲

熱帶雨林

南亞 洪患、乾旱與饑荒 北非 沙漠化、西洛可風 西亞 沙漠、乾旱、綠洲 西非和中非 熱帶雨林和莽原區 歐洲概述 海洋性氣候 大洋洲及兩極地方 極區、冰層

西歐 北大西洋洋流、冬溫正偏差 區、米斯特拉風

三、課程中的澳洲氣候分區

（一）國中

澳洲氣候課程在國二下第四冊第十四課「大洋洲」單元中，雖然課程標準中未提及澳洲 自然環境，但課本中對其自然環境包含地形、氣候都有介紹，並將東南沿海和大分水山脈以 西兩個地區不同的氣候特徵清楚說明，解釋其形成的原因：「東南沿海平原狹小，因地勢平 坦，迎風多雨，氣候溫濕宜人，故為澳洲的精華區。越東岸大分水山脈西行，背風少雨，南 回歸線又橫貫澳洲中部，內陸終年有副熱帶大陸氣團盤據，空氣多下沈、乾燥區特別廣大、

雖是平原而人煙稀少。」(國編本國中地理第四冊，2001)雖然國中課程沒有提及行星風系理

論，回歸線與副熱帶大陸氣團的概念其實就是行星風系理論的一部份，學生瞭解與老師解釋

的基礎—行星風系理論卻沒有在國中課程之中，有些老師會在這兒補充說明這個理論。另

（二）高中

進行教學實驗的澳洲課程屬於高二下「大洋洲及兩極地方」單元，此單元所包含的概 念、主題和技能如下表。

表格 11 94 年高中課程標準中高二下「大洋洲與兩極地方」單元的主題與技能

六項主題 概念 兩項技能

1.孤立的地理位置 2.自然環境的差異

3.澳大利亞：地曠人稀的島洲國 4.紐西蘭：科學化的畜牧國

5.太平洋諸島：社會經濟面臨迅速改 變

6.極區：軍事要地與豐富的水資源

孤立位置、四角防線、珊 瑚礁島、極區、冰層、南 大陸、島洲、白人政策、

地熱、畜牧業

1. 分 析 人 種 對 本 區文化的影響 2. 舉 例 說 明 大 洋 洲的文化特色

依照課程標準訂定詳細的單元教學目標，以規劃上課流程，各版本在不同主題和技能 的設計上有些差異，為了達到課程標準中第二項主題「瞭解自然環境的差異」的目標，在澳 洲部分，世界文化地理下教學手冊龍騰版(高中地理教師手冊，2002，龍騰文化)認知目標中

「瞭解澳洲自然環境特色」，具有五個子項目，包含：

1. 說明澳洲的位置

2. 說出澳洲的三大地形區 3. 說出澳洲的四大氣候類型

4. 依圖指出四大氣候類型的分佈及其特徵 5. 說明澳洲四大氣候的成因

這五項中包含澳洲的地理位置、地形及氣候，概念彼此並非獨立、而是互相關連，引伸 國中課程中強調的大分水山脈東西氣候上的差異，在認知目標中要認識四大氣候類型，其分 佈、特徵與成因，認知目標在氣候部分的設置應是先考量氣候成因、而後氣候特徵、分佈位 置、最後才是氣候類型，強調順序的差異是考量學生分析、理解的過程與知識背景，雖然有 些學生的方法不見得是如此，可能是按照記憶的過程，按照地圖上的氣候分區，逐一去背誦 其特徵、分佈與成因。在拉丁美洲-中美洲課程的教學目標中，認知目標「說明中美洲氣候 的特色」中，設定發展的過程就不大相似，其子項目的分佈如下：

1. 指出中美洲的位置

2. 說出行星風系對中美洲氣候的影響 3. 說出地形對中美洲氣候的影響 4. 說出洋流對中美洲氣候的影響 5. 說出中美洲氣候的類型

6. 說明颶風對中美洲的影響 7. 討論中美洲氣候複雜的原因

龍騰版中對中美洲氣候特色的教學與學習過程是以位置、行星風系、地形、洋流等氣候

因子來瞭解其氣候類型與氣候特徵，考量到學生學習的知識需求背景，認知目標的細目需要

依照個別教師與學生的需求適時改變，依照研究者針對教學實驗與樣本學生的需要，參考中

美洲及其他章節氣候特色的認知目標，將「說明澳洲氣候類型及特色」認知及技能目標包含 的細目更改如下：

1. 說明並畫出澳洲的緯度位置

2. 說明並畫出行星風系在澳洲位置的高低壓分佈、風帶與風向 3. 說明行星風系對澳洲氣候的影響

4. 畫出山脈位置並說明大分水山脈東西氣候的不同 5. 畫出洋流流向並說出洋流性質對氣候的影響

6. 依照地圖上所畫的氣候因子討論澳洲四大氣候類型的分佈與特徵 7. 在地圖上畫出澳洲四大氣候分區的範圍

8. 討論四大氣候類型對不同人文景觀的影響 9. 討論並畫出三大氣候類型在全球的分佈位置

為了達成教學目標，讓學生能說出澳洲的四大氣候類型、指出其分佈、特徵及說明其成 因，教學活動設計按照認知及技能目標，以繪圖的方式，讓學生先掌握澳洲的位置-其緯度 分佈及主要地形，整合高一氣候學中的概念：行星風系風帶的分佈、各風帶的風向、洋流分 佈及氣候分類、氣候分區等背景知識，瞭解在澳洲的緯度帶上，風帶的高低壓、名稱及各風 帶的特徵，當地氣候受到這些因子的影響形成何種氣候類型，以活動紙（澳洲輪廓地圖）將 這些因子呈現在地圖上，以空間相互影響的方向來思考，循序漸進的建立思考架構，討論出 四大氣候類型的分佈位置、及對人文景觀的影響，再以世界地圖呈現同氣候類型分佈地區的 共同性，瞭解其位置上的共通點，使學生能推廣應用在各課區域地理之氣候部分的理解上。

前後測設計亦依照認知技能目標，瞭解學生學習過程與認知背景不足的地方，再謀求補救的

方法。

第三節 澳洲氣候分區(摘錄自盛承禹，1991)

澳洲的緯度介於 11-39° S 之間，南北相距近 28 個緯度，相對應於北半球從幾內亞灣至 地中海沿岸的非洲北部，南回歸線橫貫，加上東西方向上陸地遼闊，形成全球第二大沙漠。

海岸線平直，南北各有一個不深入的海灣，對內陸的濕潤影響有限。澳洲東岸的大分水山脈 緊鄰海岸，使得低緯度東南氣流被迫抬昇，形成地形雨，且限制東南氣流進入內陸，使得西 部高原大多是沙漠。

澳洲東岸的太平洋有一支赤道暖流向南轉而成 東澳暖流，一部份赤道洋流經澳洲北岸流入印度 洋。雖然西岸的印度洋也有一支涼流流經，但東西 兩岸溫度差異並不明顯。西岸的涼流較弱，原因是 澳洲緯度較低，遠離南極大陸，海岸線不長，且具 有突出的陸地輪廓，不利於離岸風所引起的冷水上 湧，亞洲冬季強烈的東北季風越過赤道，成為吹向 澳洲的西北赤道季風，也阻礙涼流的發展。

1. 一月環流概況

盛夏時，低壓位於澳洲西北部，氣流環繞低壓吹入大陸（如上圖）。副熱帶高壓以南環 繞副極地低壓地區以偏西風為主。熱帶幅合區通過北部低壓區南、北半球的熱帶氣流在這裡 幅合，由北而來的氣團不穩定，常引起大量降雨。南部 30-40° S 是熱帶大陸氣團的源地，秉 性乾燥，少雲雨。

一月的氣溫以西部最熱，北部和中部亦皆為 30℃以上，夏季在澳大利亞有持續很久的 高溫日子。隨著夏季赤道氣團的來臨，北部的降雨量明顯增加，夏季最少雨的地區是南部與 西南部，月雨量不到 25mm。

2. 七月環流概況

隆冬季節由於大陸冷卻，在 30° S、145° E 附近形成 一個高壓。在風向上，25° S 以北盛行東南風、25-30°

S 之間受高壓脊影響風力微弱、30° S 以南，由於南方 洋上存在低壓帶緣故，一般以西風、西北風為主。30°

S 以北受熱帶大陸氣團控制，加上陸上冷卻效應與反 氣旋中下沈氣流的影響，使北部一帶十分晴朗。東岸 印度洋沿岸熱帶海洋暖氣團溫度較涼、受到涼流影響 氣候非常穩定，不同於東岸，太平洋沿岸降雨相當 多。南部受到極地海洋氣團的影響，也有冬季降水。

冬季降水集中在西南、南與東南部；夏季為西北、北與東部，都呈新月形分佈。春秋季 集中在東部，除此之外就是乾燥無雨的中心地帶。澳洲的冬季要比南美洲同緯度地區溫度稍 低些，這是因為南方沒有地形障礙，海上的冷氣流易於深入的源故。

圖表 4 澳洲一月氣壓分佈圖

圖表 5 澳洲七月降雨量分佈圖

3. 氣候分區

以柯本氣候分類來論，乾旱的 B 類氣候佔面積 2/3 以上。沒有熱帶常濕氣候（Af），也 沒有冬寒氣候（D 類）。分成主要以下幾種：

A. 熱帶冬乾氣候（Aw）

北部的阿那姆地與約克角半島，東岸延伸到 20° S，西岸延伸到 18° S 附近，為典型的熱 帶莽原氣候，有明顯的乾、濕季，終年高溫。10 月至次年 4 月為雨季，乾季時東部沿海因 信風受地形抬升仍有雨水。此地的土地利用除有水可利用的地區栽種甘蔗，大部分地區為放 牧牛群的牧場。

B. 冬溫冬乾與冬溫常濕氣候（Caw 與 Cbf）

澳洲東部山地以東到海都屬於這一氣候區，氣候很像中國華中地區，故又稱中國型（夏 雨型暖溫帶、副熱帶暖濕）氣候，這裡是全國精華區，主要城市都集中在沿岸地區。悉尼以 北屬於冬溫夏熱氣候（Caw），以南為冬溫夏溫的常濕氣候（Cbf），也就是東岸南部沿海相 當於海洋性氣候，在這個陸地位置出現相當特別，北半球大陸找不到同類型的分佈情形。

此區土地利用多為農牧業，沿海種植甘蔗、葡萄、柑桔，內陸雨量稍少種植小麥、玉 米，並發展畜牧業。

C. 地中海氣候（Cs）

此區在澳大利亞來說，相當重要，因為全區的濕潤氣候面積太小。此區降雨多集中於冬 季月份，約佔全年雨量的 90%。最暖月平均溫度約 23℃，最冷月約 11-13℃。此區可種植橄 欖、葡萄、柑桔及冬小麥。

D. 乾燥氣候（BS 與 BW）

澳大利亞年雨量不足 250mm 的地區 佔 35%，沙漠面積在全球僅次於撒哈拉 沙漠，這是因為副熱帶高壓籠罩，東南 信風又被大分水山脈阻擋所導致。沙漠 夏季溫度普遍很高，冬季月平均溫度在 10-18℃之間，日溫差顯著。 廣大沙漠 無人居住，邊緣草原可放牧牛羊。

圖表 6 柯本氏氣候分類的澳洲氣候

區