內湖高工之新興科技課程發展實例分析

壹、學校概況

「臺北市立內湖高級工業職業學校」(以下簡稱內湖高工)位於台北市 內湖區，在1983 年 8 月成立籌備處，經過三年精心籌劃，於 1986 年 8 月 正式成立並開始招生，為全國唯一的電機與電子群工業職業學校，目前設 有五科每年招收十八班學生，計電子科六班，電機科四班，資訊科三班，

控制科三班及冷凍空調科兩班。另外，自 91 學年度起增設綜合職能科，

每年招收一班學生(15 名)；96 學年度起增設體育班一班，招收具有跆拳道、

划船及排球等運動專長的國中畢業生。學校現任校長為黃文振先生，97 學 年度有學生2124 人、正式教師 142 人，代理教師 5 人，職員 32 人，技工 與工友8 人，其 94-97 學年度的畢業生升學情形，如表 4-17。可見該校是 一所以升學為導向的高職學校，且學生繼續升學的比率極高。

表4-17 內湖高工 94-97 學年度畢業生升學狀況統計表

升學學校 學年度

公立科技大學、

技術學院與大學

私立科技大學、

技術學院與大學 升學率 94 學年度 155 人 385 人 86％

95 學年度 151 人 376 人 89％

96 學年度 117 人 393 人 94%

97 學年度 141 人 434 人 93％

資料來源：整理自內湖高工(2008)。

貳、內湖高工生物電子技術課程發展的緣起

學校接獲國科會高瞻計畫申請書公文後，校長隨即鼓勵相關行政人員 及進修博士學位中之專業科目教師，參加國科會舉辦的「高瞻計畫：高中

職科學與科技課程研究發展實驗計畫」撰寫工作坊，以了解高瞻計畫的推

参、生物電子技術課程發展組織

高逢時(2002)指出，現代生物科技研究是一種跨多重領域的整合式研 究，包含：化學、材料、生物、醫學、物理、數學、電子、機械、計算機、

管理、法律等等學域。由於生物科技研究牽涉的學域甚廣，一般並不期望 單一的實驗室能從頭到尾完成，而是強調研究分工，由每一領域的專門人 才，就其專精的部分進行研究，再作整合。於是，學校基此看法，結合校 內具有電機電子、生物和課程發展等專長的教師，以及夥伴單位具有生物 電子、生物機電、醫學工程、生物晶片及技職教育等專長的大學老師與研 究生，成立生物電子技術課程發展委員會，其成員包括校內的校長、教務 主任、實習輔導主任、6 位電機科教師、6 位電子科教師和 1 位生物教師，

以及表 4-18 所列之校外合作夥伴單位的 9 位大學教師與 4 位研究生，共 28 人。另外，為研發電極感測式葡萄糖檢驗電路模組，特邀請「工業技術 研究院醫療器材科技中心生化檢測系統技術組」林玉娟博士及其研究團隊 給予指導(因工業技術研究院非國科會專題研究計畫補助對象，故無法邀請 該團隊成員加入生物電子技術課程發展委員會)。

肆、內湖高工生物電子技術課程發展方案概要

內湖高工自 95 學年度開始推動為期三年的生物電子技術課程發展方 案，其課程發展方案之內容，概述如下：

一、課程發展背景與目標 (一)課程發展背景

生物技術將繼電腦資訊產業，成為廿一世紀最具發展潛力的科技。此 一新興科技關係全體人類福祉，先進國家早已投入巨額人力、財力，致力 於教育與研發工作。我國政府也極力推動發展生物科技產業，期能提升國

家競爭力，促進本地產業升級，使台灣成為科技大國(台灣大學生物技術研 究中心，無日期)。目前，生物技術產業已列為台灣「挑戰 2008：國家發 展重點計畫」及「兩兆雙星產業發展計畫」之重點推動項目。同時，經濟 部在「2002 產業技術白皮書」中，也將生物電子技術列為電子產業的重點 發展項目(Dar-Chin Rau, Chorng-Yann Su, Hwa-Ming Nieh, Mu-Hwei, Lai., 2006)。

然而，當前我國生技產業人力分配比例並不均衡，基礎研究人才已足 夠，但產業化應用相關人才則明顯不足(蘇遠志，2004)；交通大學黃鎮剛 教授也指出，台灣過去是資訊工業大國，生物基礎教育也不差，能不能結 合兩種專業，儘快填滿人力空缺，將決定台灣能否趕上這波產業起飛(鄭百 評，2001)。因此，內湖高工認為應與時俱進，在原有的基礎上結合生物技 術，發展基礎實用的生物電子技術課程，以培養生物電子產業所需之基層 技術人才。

(二)課程發展目標與預期成效 1.課程發展目標

內湖高工配合高瞻計畫之推動理念，以及當前科技教育的發展趨勢，

訂定生物電子技術課程發展目標，如下：

(1)建立夥伴關係，整合校內外資源，發展生物電子技術課程，以提升 教師專業素養。

(2)發展適切可行的生物電子技術課程，以激發學生學習生物電子之興 趣，擴大學生學習領域與創造力空間，提升學生運用科技整合、建 模能力和問題解決的能力，以及增進學生生涯視野、試探與抉擇之 機會。

(3)藉由建置教學資源平台、研發數位教材、舉辦師資研習及參加校外 成果發表會等方式，推廣生物電子技術課程。

2.預期成效

(1)藉由高瞻計畫與大學夥伴單位建立課程發展合作關係，可增進學校 發展空間並提升教學品質。

(2)透過教材與教具研發，可將基礎生物電子技術理論轉化為實用技 術。

(3)建置之生物電子技術教學資源平台，可作為師生線上教學與學習以 及推廣生物電子技術課程的線上平台。

(4)參與生物電子技術課程發展研發之成員，可增進生物電子技術、新 興科技課程發展及科學教育等領域的專業能力。

(5)研發之生物電子技術課程，可作為高職電機與電子群或生物產業機 電科發展學校本位課程、類科調整及轉型之參考。

(6)課程發展模式可供高中職學校發展新興科技課程參用。

二、課程設計理念

經由課程發展會議討論後，內湖高工擬定的生物電子技術課程設計理 念，如下：

(一)配合國內外電機電子和生物電子產業發展趨勢，以學校現有電機與 電子專業課程為基礎，結合生物、資訊及通訊等技術，發展真實科 學的生物電子技術課程。

(二)配合當代科學教育思潮，教學目標為培育學生生物電子技術基本能 力與素養，教學活動設計以探索式教學為主。

(三)研發之教材與教具，須能整合跨領域技術及具體展現簡易科技概 念，且使用的器材不可過於昂貴。

(四)研發之基礎篇教材，融入現有電機電子專業與實習教材中，且能應 用於「生物電子技術專題製作課程」。

(五)研發之應用篇教材與教具，採模組化設計，兼具統整與擴充之教學 功能。

三、課程發展內容、分工及流程 (一)課程發展內容與分工

內湖高工之生物電子技術課程發展的研發內容與分工，如圖 4-5。總 計畫的主要研究事項，為：(1)建置生物電子技術實驗室及教學資源平台；

(2)提供第一類計畫醫療相關知識諮詢服務；(3)協助第一類計畫研製檢驗電 子技術教材、教具及教學媒體；(4)規劃及實施內部課程評鑑工作；(5)舉辦 成果發表會。第一類計畫的兩個子計畫之研究任務，分別是研發生物機電 課程和檢驗電子課程，主要的研究事項，包括：(1)訂定教學目標與教材綱 要；(2)研發基礎篇(融入現有專業與實習課程)與應用篇(供專題製作課程使 用)教材與教具；(3)實施教學實驗；(4)提出課程實施通則，以及完成教材 撰寫與教具製作；兩個子計畫也相互運用彼此的研究資源和分享研發成 果。而第二類計畫的研究任務，則是在：(1)協助總計畫建置生物電子技術 實驗室；(2)輔導第一類計畫研發教材並指導生物實驗操作技術；(3)實施外 部課程評鑑及舉辦教師研習。

圖4-5 內湖高工生物電子技術課程發展之研發內容與分工

(二)課程發展流程

內湖高工的生物電子技術課程發展為期三年，其整體之課程發展流 程，如表4-19。

表4-19 內湖高工生物電子技術課程發展流程

伍、導入之生物電子技術內涵

學校訂定生物電子技術課程發展目標後，隨即分組與夥伴單位大學教 師討論教材研發內容。但因

生物電子技術為跨領域的新興科技，至今尚無一致性的定義，且其技 術領域涵蓋的範圍非常廣泛，如生物機電、生物感測器、生物晶片…

等，故要找出適合高職學生學習的基礎生物電子技術內涵，實在是很 困難，大家最好多集思廣益，深入討論(受訪者NCTU1-1)。

於是，學校生物電子技術課程發展研發團隊經多次小組會議討論後認 為，若考量高職教育目標、課程銜接及學生學習能力，高職電機與電子群 發展生物電子技術課程，以導入生物機電及生物感測器之基礎應用技術，

較適合學生學習，而生物感測器可配合國內產業政策發展生物檢驗電子技 術課程。

一、導入之生物機電技術內涵

生物機電的原文是Bio-mechatronics，Bio為Biological的英文簡寫，而 Mechatronics通常譯為機電整合。所以，生物機電的定義，係指應用 機電整合技術在生物生產、處理和生物系統監控分析。一般而言，機 電整合系統可大致歸納為：控制器(controller)、感測器(sensor)、致動 器(actuator)及機構元件(mechanism)等四部分。而生物機電技術除可應 用於農、林、漁、牧等傳統生物產業，亦能應用在如環保、生化、醫 療、生質能源、生物材料、檢測等新興生技產業。故貴校可整合現有 專業課程中的電機電子技術、並結合簡易的生物、ZigBee、 LabVIEW 等技術，研發生物機電教材(受訪者NILU1)。

二、導入之檢驗電子技術內涵

若考量高職學生的學習能力，學校研發檢驗電子技術基礎篇教材，可 挑選一些目前醫院最常用的非侵入式簡單醫用儀器，如：電子溫度 計、電子血壓計、電子聽診器、血糖儀、體脂計、低週波電療器、穴 道偵測器、心電圖機、呼吸機等，供學生學習。上述儀器中之電子溫 度計、電子血壓計及血糖儀，也是目前我國主要的外銷醫療器材產品 之一(受訪者NTU1-1)。

生物電子是一個正在快速發展的新領域，它結合了生物分子與電子結

生物電子是一個正在快速發展的新領域，它結合了生物分子與電子結