第三章...

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第三章應用全球衛星定位系統(GPS)教學模組之設計與實施為解決本研究所提出之研究問題與研究目的，研究者根據上章所探討之 GPS

應用與特性跟地理教學結合，設計 GPS 教學模組，並從中挑選活動來實施，分析實際應用於高中地理教學的情況。故本章內文主在探討應用 GPS 教學模組的設計、實施教學活動的評量方式以及應用在高中地理課程教學的情形。第一節　 GPS與高中地理課程綱要的結合當使用者在操作 GPS 時必須要清楚經緯度、坐標系統，才能順利瞭解正確

所在位置，且 GPS 定位的精準與時間有很大關係，因此時區觀念也要明白；而GPS 所給予我們的位置坐標就是絕對位置，在移動時 GPS 接收機能計算所在位置而產生「方向」，提供使用者瞭解前進方向，甚至有些 GPS接收機裡面已有內建電子羅盤，不需移動就可知道方位，讓使用者對目前所在位置與目標物的方位

更清楚方便判識；目前所使用 GPS 接收機均會內建地圖搭配使用，讓使用者更快速精確找到所在地，故讀圖能力與 GPS 的使用有密切相關。由上述可知經緯度、坐標系統、讀圖能力、絕對位置與相對位置、方位、時區等是應用 GPS 所要了解的核心知識；再加上 GPS 具備蒐集空間資料的應用特性，因此應用 GPS輔助教學可據此設計來整合地理概念，與地理科教學結合。

從圖 3-1.1可清楚看出 GPS的核心層面可分成經緯線、地圖技能與方位。經緯線的概念裡面包含了坐標系統、時區；地圖技能裡面則是與比例尺、等高線、

地圖類型與圖例相關；方位的概念裡可再細分絕對位置與相對位置、方位表示方

式等，這些正是高一地理課程所欲教導給學生的概念，將 GPS跟課程概念結合，透過實際操作可讓學生主動學習讀圖技巧；觀察比例尺變化；感受經緯線、絕對

位置與相對位置在具體空間上的展現。也就是透過 GPS 的使用，將平面的空間轉化成具體的空間現象，學生會更容易瞭解原本抽象複雜的內容，更容易幫助學

習這些地理概念。而 GPS在教育的應用上可與遊戲學習、地理科技如 GIS、RS、以及網路上因 GPS 遊戲所附加產生的資料庫結合(如 DCP 獵點計畫裡的廣大資料)，透過讓學生主動探究以及趣味化的學習設計讓學生親自經驗學習，以地理實察的方式整合學校地理課程(通論地理、區域地理與應用地理)所欲教導學生的地理概念、激發學生學習興趣、有效達成學習目標、訓練其分析問題、解決問題

等高層次思考之能力，小組學習更可增進團體合作及有效溝通等人際技能。故應

用 GPS 教學不管是其核心層面或其應用層面，皆可與地理科教學相互搭配，將科技、生活與教育結合在一起，設計出創新且生活化的地理教學。

所以根據上述應用 GPS的地理教學概念與現行地理教學綱要(教育部，1995)

和預計 95 年實施之地理科暫行課程綱要(教育部，2005)作分析，研究者整理出適合應用 GPS輔助教學的綱要單元。也就是以 GPS教學概念為主軸，分析其具體教學目標，歸納可應用之地理教學綱要及其教學單元。在 GPS 教學概念上可分成 GPS核心概念介紹以及 GPS應用部分，而 GPS應用部分又可再細分其在自然地理、人文地理、區域地理以及地理科技中可結合的教學單元，詳細 GPS 教學具體目標及可應用之單元詳列於表 3-1.1。雖然現行教學綱要中並沒有把 GPS

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納入正式課程內容裡，但 GPS可輔助於各個綱要單元之教學，也就是以 GPS作為應用工具把所欲教導學生的概念設計在戶外教學活動裡面，或是利用網路上因

GPS遊戲而得的廣大資料庫做為區域地理的教學資源。而在 95 年地理科暫行綱要單元裡已經明確把 GPS規劃在高一下課程的地理實察單元裡，但分析 GPS的核心概念及其應用性不只有在地理實察單元中可以展現，更可廣泛應用於其他單

元裡面以作為統整教學之用。　

圖 3-1.1 GPS概念應用於高中地理教學綱要示意圖

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表 3-1.1 GPS與高中地理綱要配合實施之教學單元 GPS教學綱要

具體目標現行地理課程綱要 95 年地理課程暫行綱要

1簡易操作 GPS 2培養基本讀圖能力 3方位的判別 4能計算兩點的坡度百分比5.能辨識實際空間位置與地圖位置

地理(一)：地理網線和地圖地理(一)：地圖；地理資訊

GPS概念介紹

6.能了解地理與生活關係 7.明白地理學發展趨勢

地理(三)：地理學的研究方法地理(一)：地理概說

1.辨識野外地形、地形測量地理(一)：地形；地理(三)：地形學的應用

地理(一)：地形

2.調查影響附近河川的污染源、繪製河川污染地圖

地理(一)：水文；地理(三)：水文學的應用

3.能利用 DCP 網頁說明地形、位置與氣候分布的關

係地理(一)：氣候

地理(一)：氣候與水文

4.紀錄各地區土壤的侵蝕現象分布以及成因

地理(一)：土壤；地理(三)：土壤地理的應用

5.能記錄學區動植物分布並歸納其分布因素

地理(一)：生物；

地理(一)：自然景觀帶

自然地理

6.台灣土地利用評估、河流污染分析、自然災害調查

地理(三)：自然地理的整合地理(一)：地理實察

地理(三)：地景保育

人文地理

1.紀錄區域的主要經濟活動分布、產業消長、觀光區的

遊憩活動分析 2.實察某地商業區 3.可利用 GPS實地紀錄社區各點位來繪製社區主題地圖

地理(一)：產業活動；交通和觀光；聚落地理(四)：產業區位經濟地理的應用；聚落體系；區域開發和國土開

發；聚落地理的應用

地理(一)：地理實察地理(一)：都市聚落與都市地理(三)：社區

區域地理 1.能利用DCP網頁瞭解各國自然環境及人文狀況

2.能討論空間差異的成因

地理(二)：本國地理；世界文化地理篇：

地理(二)：區域地理

G P S應

用

與地理科

技 (GIS 、RS)之應用

1能觀察及蒐集資料能力 2地理實察能力 3繪製圖表的能力 4能分析及解釋資料 5能展示分享成果

地理(三)：地理資訊的獲取、地理資訊的處理、地理資訊系統的建立

地理(一)：地理資訊；地理實察

地理(三)：地理議題；地景保育

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第二節　高中地理課程應用 GPS教學模組之設計 GPS本身的概念主要與定位、經緯線概念有直接相關，而它本身具有提供空

間資料的特性，不僅可以幫助學生從事地理實察的應用，更可強化學生的空間概

念，將資訊科技融入教學，成為幫助老師教學的一項利器。所以研究者依據上節

所述之 GPS教學概念及目前應用方式，設計一應用 GPS教學之模組，並配合現行高中地理教學綱要及預計 95 年實施之地理科暫行綱要，將模組活動與高中地理教學活動結合，設計建構主義教學理念的模組活動，讓學生能親自動手操作及

主動參與學習，使有興趣以 GPS 從事地理教學的老師可從模組活動中擇出適合其教學目標以及校園環境的單元活動來實施。一、教學模組的意義與特色

教學模組通常被定義為一個以單一概念為主題單元的教學計畫，可以被個

別使用，也可以有不同的組合和實施的順序，其目的在於協助學生完成某種特定

的學習目標(object)(Goldschmid & Goldschmid，1972；Russell & Lube，1974)。

所以教學模組是一個主題式教學的概念，具有獨立與目標明確的特性。若以「集

合」的觀點言之，「教學模組」就如同一個由許多教學活動（元素）所組成的有

主題的「集合」，在此主題之下，教學者可視實際的教學狀況抽取部份「元素」

形成一個新「子集」以進行教學（姚如芬,2001）。

教學模組具有統整性、實用性與彈性化的特色。教學模組主要是以「主題」

探討的形式進行設計的，發展教學模組的主要目的是協助教師教學，增進學生的

學習效果，因此可以說它是以問題解決為導向的一種教學方案，對教學者或學習

者來說都很實用，可以依照自身所處的情境，選取適當的「處方」，以解決所面

臨的問題。除此之外，教學模組的設計也與學生的生活經驗結合，可以讓學生感

受到學習是切實有用的，以教學層面而言，教學者可以依照自己的方式與想法，

組織模組所欲達成的目標，也可以依照自己的教學目標，彈性選取或重新組裝模

組的單元。進行教學時，教師也可以依照教學現場中實際發生的情形而彈性調

整，並非一個「固著」的教學模式(黃國勳，2004)。

本研究所謂的「教學模組」是指由同一主題貫穿的一系列教學活動，除了

核心活動之外，每個教學活動皆與該主題相關且皆可獨立存在，教學者可視實際

教學的需求自行組裝此些教學活動，無需從頭到尾全數實施，並配合地理相關課

程實施，可說是兼具統整性、實用性與彈性化。

二、GPS教學模組設計理念與目標本研究所設計之 GPS 教學模組在教學上的目的主要是透過現代科技的幫

助，來強化學生地理概念，幫助加深學習印象，提高其學習興趣與動機，以達成

認知、技能與情意目標。所以設計的要旨是以學生為學習主體、日常生活環境為

重心、從學生日常生活與學習經驗出發、統整地理科的知識概念與技能，並以室

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內講解、校園活動、戶外實地操作、報告發表、作品分享等多元方式進行教學。

而歸納教學模組目標如下： 1. 強化學生空間概念與讀圖技能 2. 增加學生觀察能力與蒐集、整理、分析資料的方法、 3. 感受周遭環境的複雜性與多樣性 4. 表達對地方環境的關注 5. 應用地理技能解決日常生活中各項問題三、教學模組主題活動本研究設計之應用 GPS教學模組，其基本架構如圖 3-2.1，內含五大主題以

及六個單元活動。五大主題分別是 GPS 核心概念；遊戲學習；GPS 資料庫的應用；結合 RS與結合 GIS(詳見表 3-2.1)，每個主題皆對應一至二個單元活動，分別介紹如下： (一)、GPS核心概念：本教學主題目的是使學生對 GPS 的定位原理及應用有一定的認識和熟練，

也就是讓學生具有應用 GPS 的先備知識與起點行為。故此活動主題可說是下列各項活動的基礎，讓同學有基礎 GPS操作概念之後，再繼續發展其餘各項活動。因此活動的主題：「與 GPS 的第一次親密接觸」，其教學內容主題主要以下列三項為主：(1).GPS的功能及應用；(2).GPS定位原理介紹；(3).基本操作 GPS-建立地標(點)。主要在介紹 GPS基本定位原理以及目前日常生活應用發展情形，讓同學對 GPS 有基本的認識與了解。並結合地理概念的經緯線、地理網線、方位、比例尺以及地圖符號等，讓同學簡單經由簡單的操作 GPS，實際體會概念的具體化，強化其認知行為。教案在設計上可從學生熟悉的生活環境出發，老師也毋須擔憂學生安全問題

及時間安排問題。教師可依校園或學區附近地理空間實際狀況，適當加入學生在

課堂上習得的地理概念，如地形、生物等，讓學生以地理觀點去觀察校園環境，

並加深其地理概念。因目前 GPS並未列入教學綱要中，故學生對 GPS 是較為陌生且缺乏經驗，故本研究在此次教學設計上是以讓學生有初步經驗為主，而在未

來學生若對 GPS 的操作較熟悉之後，可再更進一步於學校附近設計結合更多地理概念的活動。

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表 3-2.1 GPS教學模組活動主題及單元活動示例表

教學活動主題單元活動教學內容主題內涵相關地理概念主要技能配合課程綱要單元

認識地理網線

與地圖

與 GPS的第一次親

密接觸

1. GPS的功能及應用

2. GPS定位原理介紹

3. 基本操作A.GPS定位-建立地標 B.追蹤導航

4. 具體空間與地圖的對照

1-1 一手資料 1-2 資料收集方式2-1 三度空間概念3-1經緯線 3-2地圖網格 3-3絕對位置與相對位置

3-4方位 3-5比例尺 4-1地圖類型 4-2圖例 4-3等高線

1操作 GPS 2 讀圖能力的培養 3方位的判別、

4能計算兩點的坡度百分比

5能辨識實際空間位置與地圖位置

現行課程綱要：地理(一)：地理網線與地圖地理(三)：地理學的研究方法

95 年課程暫行綱要：地理(一)：地理概說地理(一)：地圖地理(一)：地理資訊

遊戲學習

高科技畫

家

1.利用 GPS的軌跡

2.圖層的輸出

1-1經緯線 1-2生活圈 2-1 資料的儲存

1能輸出 GPS軌跡 2.能使用一般繪圖軟體

3.能製作個人生活圈

現行課程綱要：地理(一)：地理網線與地圖；聚落

地理(四)：聚落體系

圖 3-2.1 本研究設計之 GPS教學模組基本架構圖

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4.能創作旅行地圖 95 年課程暫行綱要：地理(一)：認識地理學；地圖；都市聚落與都市化

地理(二)：區域地理

高科技的

寶藏獵人

任務型地理實

察

1-1資料的獲取 1-2地圖判讀 1-3等高線 1-4地圖符號

1-5資訊的儲存

1能觀察週遭環境 2熟練讀圖能力 3能使用GPS蒐集資料

4能分析資料

現行課程綱要：整合地理課程；

95 年課程暫行綱要：地理(一)：地理實察整合地理綱要

GPS 資料庫整合應用

我在地球

的哪裡？

1.豐富的地理實察資料庫

-DCP網頁 2.看圖說故事

1-1位置與自然環境的關係

2-1人地關係

1能討論空間差異的成因

2 能蒐集並理解相關地理資料

現行課程綱要：地理(一)：地形；氣候地理(二)本國地理；世界文化地理

95 年課程暫行綱要：地理(一)：地形；氣候與水文地理(二)：區域地理

GPS與RS結合

從衛星看

家園

1.判識衛星影像圖

2.地表覆蓋調查

1-1地圖判讀 2-1 資料獲取 2-2地理資訊 2-2土地類型 2-3土地利用

1 能從影像的型態和質地辨識地景 2.能瞭解土地利用分區的意義

3.能探討形成地表景觀的原因

現行課程綱要：地理(一)：生物；聚落地理(三)：地理資訊的獲取；自然地理的整合；

地理(四)：聚落體系

95 年課程暫行綱要：地理(一)：地圖；地理資訊；自然景觀帶；都市聚

落與都市化；地理實察地理(三):社區；都市；國土規劃

GPS與 GIS結合

任務型地

理實察

1. 任務型地理實察

2. 資料展現

1-1資料的獲取 1-2地圖判讀 1-3等高線 1-4地圖符號 1-5資訊的儲存 2-1地圖編繪

2-2報告撰寫及呈現

1能觀察及蒐集資料能力

2能使用 GPS能力 3地理實察能力 4繪製圖表的能力 5能分析及解釋資料

6能展示分享成果

現行課程綱要：整合地理課程；地理實察

95 年課程暫行綱要：地理(一)：地理實察地理(三)：地理議題探索整合地理綱要

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(二)、遊戲學習：本教學活動的設計延伸核心活動主題，繼續強化學生空間概念，並結合大地

尋寶遊戲、闖關活動或是創作 GPS 移動軌跡圖像等活潑的教學形式，將地理概念融入遊戲當中，讓學生在遊戲學習當中加深其地理概念。這樣的活動不僅可以

讓學生主動探索學習，也可以激勵學生學習的興趣與成就感，在寓教於樂的過程

中更熟悉 GPS 的操作功能，而在遊戲當中藉由真實空間與平面地圖的比對，不僅訓練學生讀圖技能，也使其更能具體轉化真實空間與地圖的平面空間。以下是

此主題活動下的單元活動介紹： 1. 高科技畫家因為 GPS 接收器是隨時更新其點位，並自動紀錄航跡，所以此活動主要是

經由輸出 GPS的軌跡，帶領學生領略 GPS繪畫創作的趣味性。老師可配合坐標及方向，在地表環境設計有趣及有意義的圖象，讓學生體會真實空間坐標移動的

情形，並且將軌跡輸出成圖檔。學校老師可協同合作(如地理科、電腦科、美術科等)，讓學生自行移動軌跡，設計成美術作品，再經由電腦繪圖軟體編修出來。而在地理課的應用上教師也可給予學生任務，設計成專屬於學生個人的校園休閒

地圖、旅行地圖、或是個人的生活圈，瞭解個人移動的範圍，並上台報告其心得。 2. 高科技的寶藏獵人此活動範圍擴展至戶外空間，並可與目前網路上流行的 Geocaching 尋寶遊

戲或 DCP 獵點遊戲結合。教師可自行上 Geocaching網站尋找合適的藏寶地點、或是選擇一適當環境自行設計藏寶點位、或是以網格坐標系統為依據自訂讓學生

尋找的點位，並在該點位周遭地區設計一連串有意義的地理問題，讓學生去觀察

環境，透過小組討論嘗試分析解決問題，老師在旁邊則是諮詢者的角色。讓學生

自主學習，不僅讓學生對真實地表有更深刻的體認，也讓他們彼此互助合作，分

享學習經驗。 (三)、GPS資料庫整合應用：本教學主題活動：「我在地球的哪裡？」主要是依據現有網路上有關 GPS的

教學資源-「DCP 獵點計畫」而設計的。DCP 獵點計畫的點位是經緯度交會的點，且玩家所上傳的每一個相片都同時記錄了座標、海拔高度、拍攝時間、獵點者的

親身經歷和對該交點的景觀描述，故每一點都有玩家的「地理實察紀錄」。因此

老師在講解區域、或是景觀變遷時可以透過相片展示，讓學生判讀該地的自然景

觀、人文景觀、尚可比較對蹠點，而透過相片一連串的比對，可幫助學生瞭解瞭

解地形、氣候變化的連續性以及土地景觀變化情形。讓學生明白位置與自然環境

的關係，以及各地的人地關係，並能討論空間差異的成因。 (四)、GPS與 RS的結合

土地利用與地表覆蓋分類為衛星遙測的重要研究主題。由於衛星遙測影像資

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料的空間解析度一般都比數位化航照影像的解析度低，因而所能判別的地貌、地

物及空間性資訊的特徵亦不相同。通常影像判識是需要訓練的，無法藉由肉眼即

可馬上做出正確辨識，而在做地表土地利用或覆蓋分類的判識時通常是藉由影像

的質地及型態來做依據。因此在訓練學生做相關練習時，可先將衛星影像圖1與

道路圖或一般地圖做比對，先在課堂做粗步的判識，在實際讓學生拿 GPS 去現場驗證，記錄土地實際利用或地表覆蓋情形。一般建議可先讓學生初步判識水

體、植被、建物三大項；進一步可再讓學生去判識較細的分類，如植被的林相、

學校、公園等。

(五)、GPS與 GIS結合： GPS在地理研究當中可說是屬於第一階段的蒐集資料部分，而有了空間資料

之後，可進一步與 GIS 地理資訊系統相結合，幫助他們將蒐集到的資料繪製成圖表、地圖，並分析解釋資料，讓學生整合其所學到的地理概念，訓練學生具備

地理實察能力以及地理研究能力。以下是此主題活動下的單元活動介紹： 1. 任務型地理實察此單元活動結合 GPS、GIS以及地理實察等技能。老師可讓學生分組去選擇

他們自己所感興趣的、覺得重要的、與自己有關的議題來進行教學活動，利用

GPS 去蒐集空間資料，並將蒐集到的空間資料用 GIS 儲存、分析解釋資料、製作圖表，甚至自行編繪地圖，將其成果展示輸出，上台報告分享成果。這樣的設

計整合了學生所學的地理概念及技能。利用 GPS、GIS現代科技的幫助，學生能更快速的蒐集空間資料，自行製作圖表，並以地理觀點去解釋分析所得資料。因

GIS對成果的輸出及展示比以往豐富便利許多，易激發學生成就感，並能了解現代科技對於地理研究的幫助。所以 GPS 任務實察提供一個問題導向學習和真實情況的評估，讓學生動手操作，完成以探究為基礎的合作主題，訓練其具備較高

層次的思考技能，以及發現問題、分析問題、解決問題以及有效溝通的能力，並

能充分瞭解影響他們生活的地區而教師在設計教學活動時，可從居家地區、學校周圍等空間著手，如可讓學

生將各類商家定位，並觀察其空間分布，再與中地理論以及經濟發展作對照；或

與鄉土地理結合，去定位學區或社區附近的觀光景點、特殊地理現象等，做成地

理觀光報告等……，因此任務型地理實察的活動設計可融合諸多地理概念及技能，豐富教師的教學活動。三、教學模組單元活動示例 (一)、GPS核心概念：與 GPS的第一次親密接觸：此教案設計是因目前高中學生對 GPS應用缺乏，故為讓學生對 GPS有基本

的認識及操作而設計的，內容如下：

1 衛星影像可分成全色態或多頻譜，全色態解析度較高，但為黑白；而多頻譜為彩色，色彩接近地表真實顏色，判識較易，解析度較不高，老師可自由選擇所用之影像圖。

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一、教學目標：認知：1.能說出 GPS的功能；2.能瞭解 GPS的基本定位原理；3.能說出絕對位置與

相對位置；4.能辨識比例尺大小； 5.能辨識各種方位表示 6.能辨識圖例；7.能判讀等高線地形

技能：1.能使用 GPS定位；2.能利用 GPS做導航追蹤；3.能辨識對照實際空間與地圖位置； 4.能判讀大比例尺地圖資訊

情意：1.樂意將地圖的資訊與實際景觀對照；2.喜歡利用科技去接觸學習地理概念

二、教學時間：100分鐘

三、活動類型：課堂講授、戶外操作

四、教學準備：在校園內設計 6~7個供學生操作定位的景點；GPS講義；操作手冊；學習單；GPS接收器；活動區大比例尺地圖

五、教學活動： 1.介紹 GPS基本功能：　請同學從GPS的功能(定位＆追蹤導航)聯想GPS的應用(軍事、產業、娛樂休閒…)2.介紹 GPS定位原理 3.介紹儀器的操作使用 4.戶外分組操作 GPS 　　 (1)先分組，發下操作講義以及學習單，學習單主要內容如下：　 A..帶同學實際操作一個點位　 B.同學用 GPS定位。每組組員都要自定一個點位。　 C.建立地標　 D.記錄所在經緯度、高度、接收衛星數量、紀錄時間、距離操場或升旗台或某

建築物的方向以及所在地點等高線為何？　 E.將所定位之點轉繪於大比例地圖上　 F.計算兩點間的坡度百分比　 G.給予學生一組坐標，並問學生從該組坐標的特定方位可看到什麼景觀或建

物，並標示在地圖上。 5.定完點位當場收回學習單。　 (二)、遊戲學習：高科技畫家與高科技的寶藏獵人 1.高科技畫家一、教學目標：認知：1.能說出觀光資源的特性；2. 能將觀光資源予以歸類 3.能指出生活圈的

意義技能： 1.能輸出 GPS軌跡； 2.能調查學校的休閒資源； 3.能繪製主題地圖情意： 1.能以地理觀點去欣賞學區環境；2.能樂意使用地理資訊科技於生活中

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二、教學時間：100分鐘三、活動類型：戶外操作、電腦教學四、教學準備：事先分組、GPS接收器、GIS2 (或繪圖軟體) 五、教學活動： (一)GPS操作 1-1講解 GPS接收器會持續接收訊號，所以移動的軌跡也會自動記錄下來，很多的點就連成一線。我們真實的空間也是由點線面所組成，如升旗台-點；操場跑道-線；學校池塘-面，而 GPS可以建立這些點線面的資料。 1-2教導如何建立線與面 1-3讓學生手持 GPS自動記錄軌跡。 2-1 製作校園休閒地圖 A. 手持 GPS沿著校園走一圈，或是某棟認為美麗的建築物或是對學生有意義的地方(如福利社、籃球場)，GPS會自動記錄航跡

B. 學生完成 A項工作後，可鼓勵學生嘗試畫出有趣形狀的 GPS軌跡 (二)與電腦軟體結合 3-1輸出航跡，可用繪圖軟體加工，或用 GIS將其與地形圖或其他主題圖疊合。3-2各組製作出校園觀光或休憩地圖(或 GPS繪畫創作) 3-3各組報告展示其校園觀光或休憩圖並說明原因 3-4評量方式為各組互評，看喜歡哪一組的校園地圖 (4.學生家中若有 GPS，可鼓勵其畫出平時移動範圍，讓學生了解生活圈。) 2.高科技的寶藏獵人：一、教學目標：認知：整合地理概念技能：1.能觀察週遭環境；2.熟練讀圖能力；3.能使用 GPS蒐集資料；4.能分析

資料情意：1.關注影響周遭景觀的自然及人文活動；2.樂意參與地理相關活動二、教學時間：半天三、活動類型：戶外活動四、教學準備：事先分組，在活動地區設置好有意義的點位並設計題目及活動學

習單；並先將活動區域的自然及人文資料給學生，使其能事先閱讀。五、教學活動： 1. 先集合學生，再次提醒儀器的操作及學習單的內容； 2. 讓學生去尋寶及完成任務學習單活動結束後請學生交出學習單，並自評及互評學習情形，作為評分依據。

2 ESRI公司有免費的地理資訊系統，可從網路下載。

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(三)、資料庫整合應用：我在地球的哪裡？一、教學目標：認知：1.了解區域的自然特徵；2.能指出人地關係相互作用的影響技能：1.能討論空間差異的成因；2. 能蒐集並理解相關地理資料情意：1.樂於利用各種方式蒐集地理資料； 2.樂意在網路上蒐集跟地理相關資料

二、教學時間：50分鐘三、活動類型：教室操作四、教學準備：

老師事先在 DCP網頁依同一緯線不同經度或同一經度不同緯線尋找所教地區的採樣點。

五、教學活動： 1. 各組發下一張圖片(北美同一緯度不同經度的六張採樣點：由 DCP擷取)，請小組討論：　 (1)這是哪裡？　　 (2)自然景觀(地形、氣候、生物) 　 (3)人文景觀(土地利用、可能的風俗、聚落特色)

2. 請各組同學報告他們的圖片所代表的地理意義 (或是從 DCP網頁擷取所上地區的採樣照片，請各組同學排列出採樣照片是對應哪一採樣點，並說明原因，且試著解釋相片理所蘊含的地理意義。)

3. 介紹 DCP網頁： 4. 帶同學上 DCP網頁實際看看圖片的出處，看看到訪人的實察心得，並將六張採樣點利用 EXCEL繪出地形剖面圖，讓同學瞭解該區的地形起伏。

(四)、GPS與 RS的結合：從衛星看家園本單元以汐止市為例，從汐止市的衛星影像圖讓學生去辨識景物(如住宅

區、工廠、道路設施等)，並分析這些景點的分布原因及相互影響關係。

一、教學目標：認知：1.能列舉都市與鄉村的土地利用方式；2.能分析地表自然及人文景觀交互

作用的關係技能：1.能判識衛星影像；2.能收集並登錄資料情意：1.欣賞衛星影像圖；2.樂於分析地表景觀形成原因二、教學時間：課堂-50分；戶外-半天三、活動類型：課堂實作、戶外操作四、教學準備：　事先分組，每組皆有一張汐止市衛星影像圖、道路圖(或經建版地圖)

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五、教學活動： (一)、課堂(前半段)： 1.每組發下一張汐止市不同區塊之衛星影像地圖及相對應之道路圖 2.老師事先在各組的衛星影像圖安排 4-6個容易誤判景觀坐標(如水體與小路、墳墓區與山坡住宅區、工廠廠房等)，

3.請學生在課堂上先初步的判識，各組先透過衛星影像圖以及道路圖比對道路、建物等，請同學從衛星影像圖判識出水體、建物、植被，以及老師事先在衛星

影像圖所安排的點位附近一帶之土地利用，並寫在學習單上。 (二)、戶外： 1.請各組同學實際去走訪衛星影像地圖所在區位，並找到老師所安排之點位，並紀錄該點附近一帶之土地利用情況，並與事先在課堂上所做判識相比對

2.透過 GPS定位，記錄較詳細的土地利用情形，如建物是公園、操場、或是辦公大樓；植被是竹林、榕樹林、或果園等。以 GPS實際去調查登錄，跟所判識之衛星影像地圖作一驗證。

3.觀察那一帶之土地利用以及交通道路設施，分析當地主要土地利用為何？這些土地利用方式(如住宅區、工廠廠房、量販店、汽車車廠等)在此有何區位優勢或是有潛在隱憂或不妥之處，將分析結果寫在學習單裡面。

4.將 GPS之點位資料輸出，並與衛星影像圖疊合，做出該區之土地利用圖。 (三)、課堂(後半段)： 1.報告該組所做地區之主要土地利用及區位優勢和潛在隱憂 2.評量方式：各組口頭報告、書面報告及學習單。 (五)、GPS與 GIS的結合：任務型地理實察因任務型地理實察的任務是藉由議題的設計與地理概念結合，議題本身就是

以學生的生活性、應用性、重要性為考量依據，並結合地理概念而設計，故在教

學設計上因時因地可有豐富且多樣化的設計。本研究所舉之單元活動示例是以社

區總體營造、地方產業及土地利用為出發點而設計。讓學生去調查該區各店家位

置、種類、何時創立，分析其地方產業發起的地理因素、店家分布的區位原因等，

並做出社區地圖分享。而學生每年從事這樣的地理實察，也記錄了地區的環境變

遷及發展情形。本範例所選擇地區為汐止。汐止因沿著基隆河的交通區位及產茶優勢，在清

代商業即十分發達，在清末日治時代煤礦業也是帶動當地發展的一項產業。但隨

著時代的轉變及都市化的發展，汐止地區由原本的一級的傳統產業逐漸演變到以

二級產業製造業為主，而第三級產業除一般性商業外則以運輸倉儲業最盛，汐止

老街一帶的傳統店家也逐漸沒落。故此教案設計是以汐止市產業發展為主題，紀

44

錄該區的傳統產業-與茶葉與煤礦業有關的店家，以及二級產業和三級產業的分布區域，分析產業分布的區位特性，比較傳統產業分布與現在產業分布的區位差

異，並探討對汐止市未來的發展影響，進一步提出對汐止市的願景。

一、教學目標：認知：整合地理概念，加強地理認知部分。技能： 1.能觀察及蒐集資料能力；2.能使用 GPS調查空間資料；3.地理實察能力；

4.繪製圖表的能力；5.能分析及解釋資料；6.能展示分享成果情意：1.樂於將地理資訊科技應用於生活中；2.能關注地方環境的地理議題二、教學時間：自行調整三、活動類型：地理實察四、教學準備：汐止市地區地圖、GPS、數位相機、GIS

五、教學活動： 1.請同學事先分成四組，一組調查傳統產業(茶、煤礦)；一組調查一級產業分布；一組調查二級產業分布；一組調查三級產業分布。

2.老師事先教導同學汐止市地理以及人文相關資料(都市發展、產業變遷)。 2.各組任務： (1)傳統產業：紀錄店家所在位置、調查創立時間、開店源由、是否為三代以上的老店。

(2)一級產業分布：紀錄稻田、果園、茶園等所在位置，訪問當地主人這塊土地使用多久，是否曾有過不同利用。

(3)二級產業分布：記錄工業區的所在位置以及使用型態，並調查何時設立 (4)三級產業分布：紀錄運輸倉儲、批發零售業的所在位置及何時設立(因第三級產業類別眾多，故以目前較主要的兩項產業為調查目標，或是由授課老師自行

調整調查目標)。 3.將各組所調查的點位及相關資料登錄於 GIS上，並搭配實察時所攝得相片輸出成汐止市產業地圖。

4.各組分析探討傳統產業與現代產業分布的區位原因、對汐止市的發展影響。 5.推估汐止市的產業發展走向並提出對汐止市的發展願景及具體作為。

45

第三節　 GPS教學模組實驗之設計一、教學單元與合作老師研究者設計教學模組之後，因目前高中地理課程教學綱要繁多，教學時數緊

湊，故無法一一實施。所以本研究從模組活動中挑選出兩個教學單元來實施，分

別是「認識地理網線與地圖：與 GPS 的第一次親密接觸」以及「遊戲學習：高科技的寶藏獵人」。前者的單元活動是整個 GPS教學模組的基礎，而後者則是可與戶外地理實察結合，可以充分發揮 GPS 在陌生環境的便利性。而之所以不選擇同樣可與戶外教學結合的「GPS任務實察」，主要是因為 GPS任務實察的設計是與 GIS結合，而受限於並不是每個學校都有 GIS，且老師都能熟悉 GIS的操作，對現實情況而言，以尋寶探險跟戶外地理實察結合應用較易，學生也較容易操作

學習。與研究者合作的對象分別是台北市一所完全中學的高中部資深教師李老師

以及市立女子中學學校兩位地理教師蔡老師及吳老師合作。該兩所學校之地理教

師對 GPS 融入高中地理教學覺得有趣新奇，有意願將其與高中地理課結合，利用這次機會創新豐富其教學模式，不僅利用 GPS 幫助學生學習地理，也讓學生有機會接觸了解地理研究與現代科技結合的情形。完全中學的李老師與其合作的單元活動是「認識地理網線與地圖：與 GPS

的第一次親密接觸」；而市立女子中學的蔡老師及吳老師與其合作「遊戲：高科

技的寶藏獵人」，並由合作老師主導教學流程，而研究者是擔任設計教學活動及

協助指導老師及學生操作 GPS的人員。

二、研究者與合作老師於應用 GPS教學之合作關係與研究者合作之高中老師皆對應用 GPS於高中地理教學深感興趣，但因合

作老師之前皆無操作應用 GPS之經驗，加上合作老師願意嘗試應用 GPS輔助教學已接近高中開學時間，開學之後老師時間更加忙碌，因此短時間內無法訓練合

作老師嫻熟操作 GPS。故在整個教學設計部分，是由研究者設計好教學模組活動之後再尋求高中老師的參與，待找到合作老師之後與其討論所能實施之教學單

元，並配合學校及學生情況修正教學活動的進行；而教學活動部分則是研究者與

合作老師分工，合作老師負責講解 GPS原理及指導學生進行學習單的完成，而研究者則是負責擔任指導學生實際操作 GPS。因此在教學活動流程中，研究者只協助合作老師指導學生使用 GPS儀器的部分，而整個教學活動流程的掌控主要是以合作老師負責為主。

三、GPS教學單元活動評量設計評鑑教學活動是教學模式中重要的一環，透過評量結果的回饋，檢討教學活

動歷程，才能了解實施教學活動問題所在，提供相關建議使下一次教學活動更加

進步。

46

學生問卷調查學生問卷調查

圖 3-3.1 　研究設計流程圖

研究流程路線回饋修正路線

學生團體焦點訪談

老師深度訪談

實施教學單元活動：與GPS的第一次親密接觸

實施教學單元活動：尋寶探險-高科技的寶藏獵人

量化分析質化分析

結論與建議

前測：挑選沒有顯著差異班級

GPS教學模組

後測

本研究因應不同的單元活動而設計不同的評量方式，量化分析及質化分析皆

有之。量化分析是以準實驗研究為主；在質化分析部分則是利用三角交叉檢視

法，盡可能使用多種方法和不同資料來源，如透過焦點團體訪談、問卷調查、深

度訪談等，透過研究者本身的觀察、學生給予的意見回饋以及老師的訪談，多方

檢視教學活動進行情況，以釐清實施教學活動的問題與改進方式 (評量設計架構詳見圖 3-3.1) 。本研究透過質與量的分析，設計以下的評量方式： (一)準實驗設計：實驗研究是能真正考驗有關因果關係假設的方法，也是解決教育上理論與實

際問題最有效的途徑。但是進行教育研究時很難隨機選取或分配受試者，所以在

實驗中應用完整的受試者團體，而非隨機將受試者分派於實驗處理的設計，謂之

準實驗研究。因為學校不可能因實驗需要而重新更動課表或班級，所以從事研究

只能遷就既有的事實，以現有班級做實驗分組(王文科，2001)。

47

1.實驗設計開學初合作老師即針對各班學生地理網線與地圖判讀能力實施測驗，了解學

生在國中學習程度為何，所以研究者便以這份試卷成績當成前測，並隨機挑選沒

有顯著差異的兩個班級作為實驗組與對照組。兩班組均由合作老師親自授課，也

均在課堂中介紹 GPS原理及應用，實驗組與對照組課堂授課內容及時數均一致，唯一不同的是實驗組比對照組多了一節實際到戶外操作儀器的課程。其設計架構

如下：　　　　　　　　實驗組 X1 O1

前測　對照組 C O2 　　

2、實驗對象：本研究以台北市某完全中學高一學生共二班為實驗對象。該校為常態編班，

各班差異不大。教學實驗皆由合作老師親自教學，合作的李老師為一資深地理老

師，具有 26 年的教學年資，教學經驗豐富。 3、研究工具：採用自編的「學習成就測驗」3卷於教學後實施，藉此比較使用 GPS教學對

學生學習的成效差異。本成就測驗由研究者根據合作老師教學目標以及配合課本

地理網線與地圖的概念來編製評量題目。共設計十大題，每題十分，共 100分。其設計的題型為 4題單選題；2題複選題，選錯扣 2分，直到扣完；2題填充題，每題內有兩小題；1題題組式簡答題，內有三子題；一題開放題，內含兩小題，答案合理即給分，所以共有 15 小題。評量的內容必須能夠充份且完整地反映出教學目標，也就是教學評量必須和教學目標能密切的配合，而本學習成就測驗試

卷的雙向細目表詳見表 3-3.1。

3 列於附錄三。

表 3-3.1 GPS單元模組活動學習成就測驗雙向細目表概念知識理解應用分析合計題數

絕對位置 0 2 0 0 2 對照實際空間 0 0 2 0 2 經緯線 0 1 0 0 1 比例尺 1 1 0 0 2 方向 0 0 1 0 1 GPS定位 0 1 0 0 1 GPS應用 0 1 　 2 3 6 合計題數 1 6 5 3 15

X1 ：室內教學＋GPS 單元活動教學

C ：室內教學

O1、O2 ：後測

隨機挑選二個無

顯著差異的班級

48

(二)焦點團體訪談焦點團體訪談法（focus group inter-views）或稱為焦點訪談法（focused

inter-views）、團體深度訪談法（group depth interviews）。焦點團體是指「由經過選擇出來的人士，針對眼前情境有關的主題，彼此進

行非正式的討論」，其目標不在於建立共識，而是在於發現每個人的觀點，因此

鼓勵個人表達不同的意見。所以焦點團體訪談有其獨特的功能性，可避免傳統封

閉式的訪談方式和預先擬定好的問卷模式之缺失，並透過團體互動，得到廣泛資

料庫。而進行的過程，一個反映的陳述可能會啟動一系列的評述與反映，也就是

滾雪球作用(snowballing)，並且讓參與者在自由開放、輕鬆自然、不受拘束的討論氣氛下，各抒己見，暢所欲言，以獲得真實可靠的研究資料，其對於教育研究

方面的貢獻，不容小覷。也因此，焦點團體訪談法可以彌補個別訪談法和調查研

究法的不足，尤其對於那些單採個別訪談或調查技術，而無法進行深入探究的研

究問題，焦點團體訪談法更是別具效用(王文科等，1999)。戶外尋寶的單元活動因變數太多，量化不易，加上本研究想廣泛了解學生在

從事教學活動的意見想法，故採取質化的焦點團體訪談法，在教學活動結束之後

進行訪談4。焦點團體的抽樣方式為立意抽樣(purposive sampling)，所以訪談對象為為各組組長及各組一位自願同學來參與訪談。因組長在活動中負責協調組員活

動的進行，並協助同學操作儀器，所以組長在整個學習活動中佔有主要地位；而

各組自願參與訪談同學，對此教學活動也較積極，並能補充或平衡組長的看法。

因此透過焦點團體法來了解學生在進行教學活動的情形以及感受，並廣泛蒐集學

生的想法及意見作為下次實施單元活動的回饋。

(三) 問卷調查法針對兩所學校受試學生設計問卷5，在每次教學活動結束之後請學生填寫對

於使用 GPS從事地理教學的想法，並寫下心得及建言，探討學生接受 GPS教學活動對其學習地理的幫助程度為何，以及在操作上有無困難。

(四) 活動學習單結果呈現每個單元皆有設計學習單。透過小組討論學習，共同協力完成。

(五) 訪談法研究者設計半結構性問卷6，針對研究者所欲探討的目標進行訪問，並深入

探究受訪者的想法，使其獲得更完整的資料。實施創新的 GPS 模組教學活動，學生的反應固然重要，但教師做為第一線

推行者，其對活動實施的想法及意見更是決定未來是否能順利推動 GPS 教學模組的重要關鍵。因此研究者在活動結束後與共同合作老師進行深度訪談，檢討活

動當天的情形。

4 訪談大綱列於附錄六。 5 詳列附錄七、附錄八、附錄九。 6 詳列附錄六。

49

第四節　 GPS教學模組活動之實際施行研究者在實際教學時所使用的 GPS工具為六台 PDA（Hp iPAQ Pocket PC

h2200）以及六台 GPS(acer GM-270 CF GPS)，使用的軟體則依設計教案而採用不同軟體，結合課程的教案因需要較多功能使用，所以採用 SuperPad；而戶外尋寶的教案則因以導航定位為主，所以使用 PaPaGo軟體，其兩種軟體所使用的座標皆為WGS84系統。一、認識地理網線與地圖：與 GPS的第一次親密接觸

(一)、進行活動前的準備：

1.確認老師的教學目標：此單元教學概念與高一課本第一章主要概念大致一樣，而合作老師也欲利用

GPS教學模組加強課本第一章地理概念，故以高一課本第一章作為 GPS融入高中地理課程的教學活動。研究者與合作老師溝通之後，決定在教室教授完課本第

一章之後，再利用一節課介紹 GPS並帶領學生實際操作體驗 GPS。　表 3-4.1是研究者所整理出李老師第一章的教學概念、教學目標、利用此單元活動欲達成之教學目標。研究者並整理記錄合作老師在教室內實施之教案於下

頁：

表 3-4.1 合作老師教學目標及預期 GPS輔助的教學概念表

1.第一章之教學概念： 2.第一章之教學目標： 3.預期 GPS 單元活動能輔助的教學概念：

(1)相對位置與絕對位置 (2)網格 (3)經緯線 (4)方位 (5)方向的測定 (6)定位工具 (7)時區 (8)圖例 (9)比例尺 (10)等高線 (11)坡度 (12)地圖類型

(1)了解絕對位置 1-1學生能以網格表示絕對位置 1-2學生能以經緯線表示絕對位置 1-3學生能認識定位工具 1-4學生能計算不同時區的時間

(2)了解相對位置 2-1學生能辨識方位 2-2學生能使用十六方位表示相對位置2-3學生能使用方位角表示相對位置 2-4學生能使用角度表示相對位置

(3)明白地圖要素的意義 3-1學生能辨識地圖上的圖例 3-2學生能說出比例尺大小的差異 3-3學生能換算比例尺 3-4學生能判讀等高線地形 3-5學生能計算坡度百分比

(4)判讀地圖 4-1學生能對照實際空間與地圖位置

(5)認識地圖類型 5-1學生能辨識地圖類型

(1)相對位置與絕對位置 (2)經緯線 (3)方位 (4)方向的測定 (5)定位工具 (6)比例尺

50

◎在教室內實施之教案：單元名稱地圖和地理網線設計者李老師上課班級高一上課時間200分鐘使用教材龍騰版地理(一)、自編講義、自行製作 powerpoint 課前準備在教地理網線與單元時先實施前測，瞭解學生地理網線與地圖的先備概念教師活動學生活動時間(分) 備註 A.前測(老師自行編製)

(瞭解學生國中經緯線、網格、讀圖以及判斷等高線能力)

1.教導絕對位置與相對位置(課本) 2.圖網概念(課本)

2-1.教導圖網概念及表示方式 2-2做課本的學生活動 1-3(利用網格表示位置)

考試 1同學聽講 2-1同學聽講 2-2.同學分組練習

25 5

10 10

第一節

3.教導經緯線(課本) 4.教授方位(課本)

4-1從八方位推到十六方位 4-2 利用方位角與角度來表示方位 4-3做學生活動1-5(利用各種方位表示方法找到位置)

3互動式問答教學 4-1同學聽講 4-2同學聽講 4-3同學分組練習

15 5 10 20

第二節

5. 介紹定位工具(自編講義) 5-1 羅盤傾斜儀 5-2介紹太陽定位法、北極星定位法、GPS定位法

6. 時區(課本) 6-1教導時區 6-2做學生活動 1-4　(計算時區)

5-1同學聽講 5-2同學聽講 6-1同學聽講 6-2同學分組練習

10 10 10 20

第三節

7.地圖判讀(課本) 7-1介紹圖例 7-2教導比例尺大小概念及換算 7-3做學生活動 1-1(比例尺大小概念及距離換算)

8.等高線(課本、自編講義、powerpoint) 8-1教導等高線概念及判讀地形 8-2坡度百分比 8-3做學生活動　 (判讀等高線地形及計算坡度百分率)

9.地圖類型(課本) 9-1教導普通地圖與主題地圖 9-2介紹其他廣義地圖

7-1同學聽講 7-2同學聽講 7-3同學實際練習 8-1同學聽講 8-2同學聽講 8-3同學分組練習 9-1互動式問答 9-2互動式問答

5 5

10 10 5 10 3 2

第四節

51

2設計教案：　單元活動時間是一節課 50分鐘。在研究者與合作老師反覆討論之後，因 GPS對合作老師及學生都是嶄新的事物，且因只有一節課可供校園教學，故在設計上

是以簡單的操作為主。單元活動的主題內容分別是 GPS的功能及應用；GPS定位原理介紹；初步操作 GPS-建立地標(點)。教學活動主要在戶外實際操作，教學類型為老師講授及學生實際操作。以下為研究者設計之單元活動詳細教案：

單元名稱 Where is this Place？與 GPS的第一次親密接觸上課班級高一上課時間 50分鐘

使用教材龍騰版地理(一)、簡介 GPS定位原理的投影片、GPS講義7、GPS使用小手冊、六台配備 GPS的 PDA、學習單8、學校的大比例尺地圖六張

單元目標 (一)認知： 1.能說出 GPS的功能 2.能瞭解 GPS的基本定位 3.能說出絕對位置與相對位置 4.能辨識比例尺大小

(二)技能： 1.能使用 GPS定位 2.能辨識對照實際空間與地圖位置

(三)情意： 1.能真切感受地理的空間概念落實在生活中

2.能主動思考 GPS如何應用於生活中

3.樂於參與地理教學活動相關概念 1.一手資料　　 2.資料收集方式 3.三度空間概念 4.經緯線

5.絕對位置與相對位置 6.方位 7.比例尺 8.等高線學生起點

行為已先教過地理網線與地圖的單元，對經緯線、地圖網格、絕對位置與相對位置、方位、

地圖類型、比例尺、圖例、等高線有粗淺概念課前準備 1. 預先將學生分成六組，選出組長。

2. 課前發下 GPS操作使用小手冊及學習單。 3. 事先在校園設置 7個地點，一個供示範教學、另 6個供學生操作。　

教師活動學生活動時間(分) 備註

1.介紹 GPS基本功能及定位的介紹 2.分組操作 GPS 　使用設備：HP的 PDA 使用軟體：superpad(簡易結合 GPS與 GIS的軟體) 　先分組，發下操作講義以及學習單，學習單主要內容如下：　 A.帶同學實際操作一個點位　 B.同學用 GPS定位。每組組員都要自定一個點位。　 C.建立地標　 D.記錄所在經緯線、高度、接收衛星數量、紀錄時間、距

離操場或升旗台或某建築物的方向以及所在地點等高

線為何？　 E.計算兩點間的坡度百分比　定完點位當場收回學習單。

1同學聽講 2同學到戶外實際操作

10 40

7 詳列於附錄一。 8 詳列於附錄二。

52

3.決定應用 GPS教學實施日期：　因接受實驗學生為高一新生，由於新生剛入學，學校活動很多，所以決定讓學生實際應用 GPS教學活動日期在該校第一次月考之後，時間較為恰當。而實施研究日期如下：

(二)、活動實施情形： 1.活動流程：將學生分成六組，每組一台 GPS及一本操作手冊。每個人皆發下 GPS操作

原理講義。因臨時有一台 GPS無法定位，所以在帶他們操作 GPS時每組都有一台練習，但實際操作定位時，有一組要等其他組員操作定位完成後才輪到他們實

際操作定位。由於時間關係，原本要求學生各自將學校六個點位建立地標，臨時

改成只定校門口的位置，但要求每個學生都要實際去定點位，並記錄當時衛星資

料。在時間掌控上，因教學地點在校園，所以學生集合速度較慢，大概拖延了

10分鐘的時間，所以相對就延誤了下課時間。由於臨時變更學生操作項目，所以在教學的進度及時間較不好掌握。學生在操作儀器部分，因有的學生慢條斯理

或學習態度比較不積極，所以操作就比較慢，相對也會拉長教學時間，所以本活

動實際教學時間大致上是一小時。

日期進行項目 8/30-9/3 合作老師對授課班級進行前測 9/17 預教 (請三位高一學生來操作 GPS戶外教案) 10/12-13 第一次月考 10/15(五) 實驗組實施戶外 GPS教學 10/21(四) 實驗組回收問卷 10/21(四) 對照組後測 10/22(五) 實驗組後測

表 3-4.2　實施「與 GPS的第一次親密接觸」詳細活動流程表 1同學到校門穿堂集合 2介紹 GPS基本功能及定位的介紹 3講解操作方式

(1) 開啟及關閉地圖 (2)地圖縮放 (3) 測量工具　　　 (4)設定比例尺 (5) 衛星定位及衛星資訊

4各組操作 GPS 兩人為一組測量校門口的衛星資訊：記錄：

(1)當時 PDA上地圖的比例尺　 (2)接收衛星數量 (3)所在經緯線 (4)方向 (5)距離 (6)速度 (7)　高程（高度)

課程結束當場收回學習單

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2.學生參與情形：　學生在戶外上課秩序尚可，但由於在教室外面上課，容易受外在環境干擾而分心。在解講如何操作時，手上有機器的學生較專心，學習意願就會相對熱烈，

表現也比較積極；而其他同學在等待操作 GPS的過程時比較無法專心，學生上課情形如圖 3-4.1。當學生自行操作 GPS時表現的學習態度非常熱烈，原本自己聊天的學生拿到 GPS試著定位之後，也激發學習興趣(如圖 3-4.2)，主動詢問老師如何操作及使用用途等(如圖 3-4.3)，就有一組學生(女生)不僅主動詢問 GPS其他功能應用，並自行在校門附近建立多處地標，展現出高度學習興趣(如圖 3-4.4)。

圖 3-4.1 　活動一：小組練習熟悉 GPS 接收器

的操作

圖 3-4.3 　活動一：向老師請教 GPS 相關問題

圖 3-4.2 　活動一：學生自行操作定位

圖 3-4.4 活動一：學生完成任務後仍繼續操作 GPS

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二、尋寶探險：高科技的寶藏獵人 (一)、進行活動前的準備： 1.班級背景資料為學校文史資優班級，由原本進來的高一學生再透過考試甄選而組成的班

級。所以該班學生在文史科方面額外增加節數，地理科這學期共多了九節，故利

用其中四節來進行 GPS教學。在進行實際戶外教學活動時，學生已上過地理網線和地圖、氣候以及地形要

素，並在課堂上討論過自然災害(溫室效應、地震、地層下陷、土石流、基隆河整治)的特徵與防制方法。 2.確認老師的教學目標：由於是額外增加地理課節數，所以授課老師希望能夠把地理概念與日常生活

結合，讓學生去接觸並關注地理議題，開闊他們的視野，能用地理角度去觀察、

思考，整合其所學地理概念，並增加其蒐集資料能力。所以整理其教學目標如下： (1).增進學生了解人類活動與地理環境關係的能力。 (2).了解目前 GPS的發展及應用情層面。 (3).培養地理學觀察、收集、整理、分析資料的方法，並能應用於解決地理問題。 (4).關切影響周遭景觀的人文活動。 (5).能關注地方環境的地理議題。 3.設計教案：研究者與合作老師討論，決定讓學生實際運用 GPS 於戶外教學中。因該班

為學校文史資優班，除了外加社會科課程之外，各科作業量相對也比其他班級來

得多。所以合作老師希望能盡量不要耽誤學生假日時間，增加學生作業負擔量。

在與老師協商後，決定採用 GPS 教學模組的尋寶活動。活動的設計是以學生為主體，老師為諮詢者的角色，並配合教學單，讓學生在尋寶之餘，能主動觀察周

遭景觀，收集相關資料，並能透過討論來分析解決地理問題。由於教學設計是以學生為主體，事先給予學生充分的知識是必要的。因此利

用一節課來教導學生 GPS 的原理及操作，使其熟悉儀器使用，方便戶外教學。而戶外地點的自然及人文資料則做成一實察手冊9，事先將相關資料給予學生，

讓學生在實際戶外教學時能熟悉當地環境。 (1).地點選擇

地點的選擇是依據 Geocaching網站上的寶藏點而來。本單元活動選擇新店的小獅頭山，不僅是因其交通便利，坐捷運即可到達登山地點；在山上視野遼闊，

整個台北盆地盡收眼底，且其位於新店溪流出山谷，曲流地形明顯，恰可與學生

上課所學之地形單元配合。

9 詳列附錄四。

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(2).學習單的設計10 　學習單是作為引導學生主動學習的重要工具。這次活動的學習單除了任務單之外，還有一張 B4地圖供學生參考並描繪。依據教學目標及地點，學習單的設計可分成三部分： Ⅰ、尋寶任務：

透過小組比賽的方式，讓學生在娛樂中熟悉 GPS儀器的使用，而除了找到寶物之外，每個同學還要兩人一組在 PDA上建立地標，並寫下經緯線、及高度。在活動的過程中加深其經緯線、比例尺大小、方位等的空間概念。 Ⅱ、觀察景觀並與地圖對應：

主要是透過 GPS的操作，讓學生觀察周遭景觀，配合兩萬五千分之一經建版地形圖改編的地圖，要求學生在地圖上描繪出對應位置，並能指出方向。這部

分設計的問題有讓學生觀察國道、青潭堰、曲流地形以及觀察到的住宅區等，其

目的不僅是加深其空間概念，並培養其判讀地圖能力，具體將真實空間與地圖的

平面空間結合。 Ⅲ、分析及解決問題：主要在培養學生高層次的思考技能。這部分是因應新店市高密度的山坡地住

宅區，同學在山上可輕易看到大規模的山坡地住宅，所以讓同學透過觀察來思考

山坡地開發的問題，並經由小組討論來分析山坡地開發可能的影響，思考如果要

購買山坡地住宅應注意哪些環境因素。 (3).單元活動詳細教案

此單元活動教案可分成課堂及戶外兩部分。課堂是屬於行前教學，主要內容

是講授 GPS的原理及應用層面，安排各組學生有實際操作 GPS的經驗，此外尚跟學生補充網路世界流行的 GPS尋寶遊戲網站-Geocaching，讓學生了解他們戶外所要尋找的寶藏點來由，並發下新店小獅頭山的實察手冊，讓學生能事先了解

該區的自然及人文風貌。因此第一部份的教案是根據 GPS教學模組主題活動的第一個教學單元：「GPS的第一次親密接觸」為基礎而設計的，並額外增加下一節戶外實察活動時所需的地理資料。　第二部分是此教學單元的主體，讓學生在戶外實際應用 GPS學習地理概念。根據合作老師的教學目標而設計。此教學單元主要可以分成三部分：第一部份是

GPS的實際操作及應用，設計內容是尋寶活動以及學生自行利用 GPS建立地標；第二部分則是觀察周遭環境並與地圖對照，培養其觀察能力和讀圖能力；第三部

分則是訓練學生高層次的思考技能：分析及解決問題能力，讓學生依據觀察到的

山坡地住宅來思考山坡地開發的問題，經由小組合作討論如何選擇安全的山坡地

住宅。整個活動的流程則是以學習單作為引導學生自主學習的工具，老師則是退

居協助者的角色。單元活動詳細教案如下：

10 詳見附件七。

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◎第一部份：課堂教案

單元名稱 Where is this Place？與 GPS的第一次親密接觸上課班級高一上課時間50分鐘

使用教材簡介 GPS定位原理的投影片、GPS講義、GPS使用小手冊、實察區資料、六台配備 GPS的 PDA。

單元目標 (一)認知目標： 1.能說出 GPS的功能 2.能瞭解 GPS的基本定位 3.能說出實察地點的絕對位置與相對位置

(二)技能目標： 1.能使用 GPS定位和建立地標

2.能辨識對照實際空間與地圖位置

(三)情意目標： 1.能真切感受地理的空間概念落實在生活中


3.樂於參與地理教學活動

相關概念 1.一手資料 2.資料收集方式 3.三度空間概念 4.經緯線 5.絕對位置與相對位置 6.方位 7.比例尺

學生起點

行為

已先教過地理網線與地圖的單元，對經緯線、地圖網格、絕對位置與相對位置、方位、地

圖類型、比例尺、圖例、等高線有粗淺概念

課前準備 1. 預先將學生分成六組，選出組長。 2. 課前發下 GPS講義、操作使用小手冊及實察區資料手冊


1.請同學思考假使到一個陌生的地方旅行(如墾丁)，要如何迅速瞭解所處位置，找出路徑到達目的地？(GPS-輕便簡單的電子設備)

2.放映投影片介紹 GPS 3.介紹 Geocaching 4.介紹實察地點的絕對位置、相對位置與相關資訊 5.以投影片示意，帶領學生實際操作 GPS儀器

5-1使用工具：　設備：HP的 PDA；軟體：PaPaGo(汽車導航軟體)

5-2實際操作項目： A.一般工具列：縮小、放大、平移、比例尺 B.功能工具列：搜尋地標、建立地標、編輯地標、路徑規劃、啟動 GPS。

6.帶學生帶戶外練習操作定位(離開教室加操作) 6-1帶領學生到戶外空地-司令台邊集合 6-2 帶領學生實際操作 GPS定位 6-3 講解衛星資訊

(經緯度、接收衛星數量、高程資訊、接收時間) 6-4帶領學生用 GPS建立地標 6-5要求各組寫出司令台的經緯度並在 PDA上建立地標

1.請同學思考回答

2.同學聽講 3.同學聽講 4.同學看圖並回答 5同學邊聽指示邊操作

6同學實際操作

1 15

2 2

15 15

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◎第二部分教案：高科技的寶藏獵人單元名稱高科技的寶藏獵人-新店小獅頭山尋寶之旅上課班級高一上課時間240分

使用教材 GPS使用小手冊、實察區資料手冊、六台配備 GPS的 PDA、活動學習單

單元目標 (一)認知目標： 1.能說出 GPS的功能 2.能瞭解 GPS的基本定位 3.能說出實察地點的絕對位置與相對位置

4.能辨識地形 (新店溪河流地形)

5.能明白新店市山坡地開發密集的原因

6.能說出山坡地開發的影響

(二)技能目標： 1.能使用 GPS定位和建立地標2.能觀察週遭環境 3.熟練讀圖能力 4.能辨識對照實際空間與地圖位置

5.能使用 GPS蒐集資料 6.能分析資料 7.具備解決問題的能力 8.具備自主學習能力 9.小組合作與溝通的技巧

(三)情意目標： 1.能真切感受地理的空間概念落實在生活中


3.喜歡跟師長及同學主動討論及分享實際觀察一地後所得

的資訊 4.樂意去蒐集跟地理有關的議題資料

5.樂於參與地理教學活動

相關概念 1.資料的獲取　 2　 .地圖判讀　　 3.等高線　 4.　地圖符號　 5.資訊的儲存 6.河流地形　 7.山坡地開發　 8.　聚落區位

學生起點

行為 1.了解 GPS定位原理，具備基本操作 GPS的能力。 2.學生已上過地理網線和地圖、氣候以及地形要素>。 3 了解溫室效應、地震、地層下陷、土石流、基隆河整治等自然災害的特徵與防制方法。

課前準備 1.事先在實察區設計活動學習單。 2.交代學生預習實察區的地理資料並提供參考出處供學生進一步學習。 3.提醒同學帶 GPS操作手冊及實察區資料手冊


1.帶領學生從學校到新店市捷運站 2.帶學生到文山國中稍事休息

2-1帶同學操作一遍 GPS儀器使用 2-2發下學習單，並跟同學講解任務內容

3.登山口出發 4.學生主動完成任務，老師在旁協助並控制時間 5.下山 6.回文山國中集合

6-1請同學發表感想建言 6-2填寫問卷並回收

7.請找到寶藏的同學上 Geocaching網站登錄8.捷運站解散

1.出發到新店捷運站 2.同學依循老師講解操作　

3.同學往目的地出發 4.同學在戶外實際操作

5.同學完成學習單任務離開活動地點 6.學生上台分享心得

7.學生自行上網登錄 8.學生直接返家

60 10 10 30 60 30 20 10 10

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4.實施日期：因該校地理外加課程每次上課時數為三小時，而 GPS教學模組預計要花一

個半天帶學生實際去戶外體驗。所以學校配合教學計畫，將星期三下午的課程排

開，讓學生有一個完整的半天去戶外，而行前的教學則利用校內外加課程的一小

時來進行。因此預計實施日期如下：

日期進行項目

11/3 進行行前教學及實察地區的認識

11/4 填寫問卷並回收

11/10 1.實施戶外教學單元活動：高科技的寶藏獵人 2.填寫問卷並回收 3.實施團體焦點訪談

(二)、活動實施情形： 1.教學流程：在課堂部分：因配合老師教學方便，所以上課沒有使用投影片，直接以講義

講述教學。而在時間控制上，前半段講解原理時間稍長導致後半段操作儀器部分

稍短，因此合作老師建議可把原理部分縮短，因講義上皆有，實做部分則可拉長。在戶外課程部分：合作老師臨時加入羅盤傾斜儀，所以在教案的設計上多增

加 20分鐘教導學生操作使用羅盤傾斜儀，整個教學流程詳列 3-4.3。

2.活動參與情形：

在課堂部分，學生學習態度滿認真，有問題會立即反應。學生在操作儀器

上沒有表現太大困難，整個操作過程都很順暢。不過因受限一組只有一個儀器，

有些學生看不清楚，相對拉長學習時間(教學情形見圖 3-4.5與 3-4.6)。

表 3-4.3　實施「高科技的寶藏獵人」詳細活動流程表時間進行項目 12:30 學校集合出發 13:30 抵達新店捷運站 13:40 文山國中稍事休息 13:50 講解羅盤傾斜儀 14:10 簡單複習 GPS操作及講解學習單任務內容 14:30 登山口出發 16:00 下山 16:30 抵達文山國中，分享各組心得並填寫問卷 17:00 新店捷運站解散

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在戶外活動的部分，學生一開始都很高昂，但是歷經爬坡之後，體力明顯下

降，需要休息，但各組稍事休息過後就很積極尋找寶藏所在地(活動情形如圖 3-4.7與 3-4.8)，在找到寶藏後，並在寶藏日誌本上寫下自己的心得(詳見圖 3-4.12)。而在尋獲寶藏之後有一兩組同學明顯鬆懈下來，開始休息聊天，要老師提醒趕緊

把握時間做學習單內的任務，才匆忙完成；而有的同學則較積極，會主動問老師

所觀察的地形為何以及分享所觀察到的景觀，並在預計的時間內做完成學習單任

務。而老師在旁邊則是諮詢者的角色，引導學生學習(如圖 3-4.9；3-4.10；3-4.11)。因學生尚未學習到河流地形，會問老師曲流在哪裡？老師則是引導學生說：「參

考地圖，哪裡有明顯的曲流河段？而觀察你們位在地圖何處？那要往那邊看才看

得到曲流？」；有的學生在涼亭上瞭望台北盆地，跟老師分享：「這樣看台北盆地

好清楚喔」，老師則適時引導學生尋找學校所在位置，並讓學生觀察台北盆地的

缺口是那一邊，淡水河也由此出海。在整個戶外活動結束之後，老師也請學生上

網登錄證明已尋獲寶藏，並在網站上寫下自己的心得(登錄網頁與心得見圖3-4.13)。

圖 3-4.5 　活動二：課堂-老師講解 GPS 原理圖 3-4.6 　活動二：課堂-學生熟悉 GPS 接收器介面

圖 3-4.7 　活動二：戶外-學生先確認自己所在位置圖 3-4.8 　活動二：戶外-學生順利找到寶藏

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圖 3-4.9 活動二：戶外-學生對照實際位置與

地圖位置

圖 3-4.10 　活動二：戶外-小組討論學習單

任務

圖 3-4.11 活動二：戶外-老師為諮詢者從旁協助

學生

圖 3-4.12 活動二：戶外-學生

所寫尋寶日誌內容

圖 3-4.13 　活動二：學生在網路上登錄已尋獲寶藏

第一節　GPS 與高中地理課程綱要的結合第二節　高中地理課程應用GPS 教學模組之設計第三節　GPS 教學模組實驗之設計第四節　GPS 教學模組活動之實際施行

第三章...

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