位置服务之行动地理资讯教学系统建置与教学活动设计

1位置服務之行動地理資訊教學系統建置與教學活動設計蕭顯勝教授(國立台灣師範大學工業科技教育系)簡正杰(國立台灣師範大學工業科技教育系)洪琬諦(國立暨南國際大學通識教育中心)2摘要•數位典藏的文化教育內容已有豐富的成果為國內文化教育的內容產業上游奠定了堅實的基礎。•教學者如何運用資訊科技來提升教學的競爭及能量成為教學經營的新挑戰之一。•本文提出一行動地理資訊教學系統，使學習者能利用本系統在戶外與學習場域互動，親自體驗學習。3摘要•行動地理資訊教學系統安裝於PDA中，透過PDA之個人化、行動化的功能，結合GPS定位出學習者之目前位置，即時反應學習者當下的環境特徵並提供適合該特徵的學習內容，讓學習者能夠在真實環境中迅速得知所欲習得的課程意涵。•提出「行動地理資訊系統應用於八里地區文化教學」教學設計，結合九年一貫能力指標，讓學生親自體驗並結合行動輔具PDA進行學習。4研究背景與動機•本研究之行動地理資訊系統的教學內容，取用數位典藏的豐富內容，將之應用於無所不在的學習環境之中。•GIS圖文並重的呈現方式和一般人獲得資訊的習慣較類似，加上網際網路及電腦硬體設備的發展，讓GIS可以多種不同的形態呈現。•目前GIS應用於教學上，大多仍侷限於室內，只能透過個人電腦學習地理資訊相關知識，無法讓學習者親身體驗學習地理資訊相關知識。5研究背景與動機•行動地理資訊系統可以滿足使用者在戶外使用GIS的需求。•位置服務（Location-basedService,簡稱LBS），是指資訊能夠基於使用者處於特定位置被產生與傳遞，主要是基於地理位置並透過行動終端設備傳遞特定資訊。•本研究之行動GIS教學系統安裝於PDA，透過PDA之個人化、行動化的功能，結合GPS定位出學習者之目前位置，即時顯示反應學習者當下的環境特徵並提供適合該特徵的學習內容，讓學習者能夠在真實環境中迅速得知所欲習得的課程意涵。6行動GIS•WebGIS使得用戶端不必購買昂貴的GIS軟體就可透過網際網路處理分析與地理位置有關之資訊。•行動GIS結合GPS，能提供視覺化地圖讓使用者了解所在位置的週遭環境，並可執行空間分析的GIS功能，此種定位服務更貼合於使用者之需求。•行動GIS可以滿足使用者在戶外使用GIS的需求，使用者在戶外產生地理資訊之使用需求時，行動GIS藉由行動裝置經由無線環境來存取、使用地理資訊及功能7位置服務•位置服務為結合行動運算設備、定位系統、無線網路環境與後端伺服器四種科技，並利用使用者即時的空間位置做為約制條件，在系統框架下進行適當運作後，回傳符合需要空間資料的一種資訊服務。定位系統行動運算設備LBS伺服器網際網路無線網路8GIS有助於學習•GIS可以克服傳統空間認知教學的缺點，資料可以經由數位儲存、轉換及重複使用，並與網際網路結合，增加其方便性。•GIS在中小學教育體系中，具有許多不同形式的應用方式和發展潛能。近年來，相關教育工作者對於GIS和中小學教育的結合深感興趣，相關研究正積極推動中。9GIS結合社區文化學習•在小學階段，關於社區文化教育方面的知識通常以課本上的文字及圖片呈現，對於學生之學習幫助有限，因此學校常辦理戶外教學活動配合學習。•藉由行動地理資訊系統的輔助教學，可以呈現學生所在位置之學習資訊，立即得到學習的相關資訊，讓學生更有效率的學習。•學生可以自己操作GIS，達到做中學的目的，並培養學生之空間認知及地圖之使用能力。10位置服務之行動地理資訊教學系統•本系統導入位置服務之概念，學習者手持內建本系統之PDA，透過GPS定位，系統可知道學習者當下所處之學習環境，並且顯示目前所在位置之圖層。11位置服務之行動地理資訊教學系統•在學習者進行學習時，會輔以問題提問的方式，引導學習者更進一步的學習，透過簡單的任務或是題目，達到引導學習者學習之目的。12位置服務之行動地理資訊教學系統•學習者在學習途中或是學習結束時，可使用寫心得之功能，紀錄自己學習過程的心得，學習者所建立之個人學習紀錄可立即紀錄於資料庫中。13行動地理資訊系統應用於八里地區文化教學活動設計學習領域社會教學年級國小高年級教學時間二節課（80分鐘）教學單元我在哪裡、八里的今與昔教學者教師教學目標1.熟悉使用GIS閱讀地圖的方法。2.培養運用GIS的能力。3.了解八里的位置與區域範圍。4.了解八里地名由來與演變。5.了解八里地名的由來意義及變遷。具體目標1.了解經緯度的意義並知道八里的經緯度。2.知道GIS地圖中圖例、分層特色、方向的用法。3.應用GIS地圖找到指定的位置。4.能說出八里區鄰近的行政區域。5.能說出八里重要地名的由來。6.能說出地名變化的原因。7.能使用GIS探索家鄉其它的地名，並說出自己的想法。8.能說出在八里的樂趣與表達愛鄉的情懷。使用GIS能力指標座標定位能力：1.能理解GIS地圖上網格座標設計的目的。2.能在GIS地圖上座標定位。3.能理解經緯度的意義與功能。4.能利用經緯度定位。空間方向感：1.能辨識四方位。2.能辨識八方位。3.能以主體找客體的方式說出兩地的相對方位。4.能以主客體的相對關係說出兩地的相對方位。符號化能力：1.能根據GIS上之圖例，辨識地圖上的符號。2.能根據GIS地圖中的符號，判讀圖中呈現的空間現象。14行動地理資訊系統應用於八里地區文化教學活動設計社會科能力指標人與空間1-1-1辨識地點、位置、方向，並能製作或運用模型代表實物。1-2-1描述住家與學校附近的環境。1-2-3覺察人們對地方與環境的認識與感受具有差異性。1-2-7說出鄉土的交通狀況，並說明這些交通狀況與生活的關係。1-3-1了解不同生活環境差異之處，並能尊重及欣賞其間的不同特色。1-3-2了解各地風俗民情的形成背景、傳統禮俗的意義及其在生活中的重要性。1-3-4利用地圖、數據、坐標和其它資訊，來描述和解釋地表事象及其空間組織。教學準備PDA（PersonalDigitalAssistant,個人數位化助理）教學活動流程1.學習者手持具有GPS定位功能之行動地理資訊系統，透過GPS即時定位，PDA能立即呈現學習者所在位置之教學資訊。2.透過實地勘查及教學活動任務指引，並配合PDA之導覽學習八里地區文化相關資訊，例如地名由來，地方特色等。3.教學活動任務(1)尋找渡船頭寶藏(設定好的一個點位)，發現寶藏後立即在PDA上作答，並拍攝一張寶藏的相片，即完成任務。(說明：PDA地圖上顯示寶藏所在地，透過GPS定位，當學生到達寶藏點時，PDA畫面會顯示”到達”。)(2)系統出現地圖請學生在地圖上繪出寶藏所在點。(3)學生在PDA上繪完寶藏地點後，系統提問寶藏地點位於什麼路上，請學生在PDA的地圖上畫出此條路並寫上路名。(4)環顧寶藏四周，可看到一條河，請問此河的名稱。該河位於你所在地的哪一方位（以八方位角表示）。（說明：學生可以點選提示，此時系統畫面會出現介紹，學生可以看完介紹後再作答，藉以學習八方位之概念。）(5)畫面出現八里簡圖，請學生將八里各個景點填入於簡圖中。（說明：學習八里各景點之位置。）(6)系統呈現八里地圖，請學生選取自己就讀之國小所在點位，請學生平移該圖至特定位置(如右上角)即可過關。（說明：使學生學習GIS圖層平移之功能。）(7)系統提問：如果將比例尺調到最大，地圖中呈現的內容詳細嗎？請學生比較大小比例尺的不同。（說明：學習比例尺之概念。）4.透過PDA學習心得紀錄功能，學生可以隨時紀錄此次學習過程之所見所聞。15結論•本研究之行動地理資訊教學系統實現在正確時間、正確地點傳送正確資訊以進行適當的學習，符合位置服務及行動地理資訊系統之特性。•未來將實施教學實驗，以驗證此系統及教學活動。•希望提供給教師教學的參考，讓教師在從事GIS及社區文化之相關教學時，獲得依循，並設計出更適合學生的行動學習戶外教學活動。16感謝您的聆聽