一、 奈米科技
奈米科技（nanotechnology），主要是探討在一奈米到一百奈米（1
～100 nm）尺度下所出現嶄新物理、化學等特性的科學技術（工研院奈 米辭典）。
二、 奈米課程
在教育部顧問室推動「奈米國家型科技計畫」之人才培育分項計畫 中，推動和參與「奈米科技K-12人才計畫」的種子教師群，所規劃與發 展出和奈米科技相關的出版品、教案之教學內容；或非種子教師自行在 課堂上補充奈米科技相關領域的課程內容。本研究所指的上過奈米相關 課程為學生在課堂中，曾學習上述之內容。
三、 國中學生
本研究所指的國中學生，為民國九十五年度，公立國民中學與私立 中學的國中部之九年級學生。
第四節 研究限制
限於人力和物力，本研究的研究對象僅限於台中市三所九年級的學生，
因此未能達到普查之規模。因受試的九年級學生要參加國中基本能力測驗的
因素，本研究無法取得大量的樣本，使得樣本數不如預期。本研究的限制，
其說明如下：
一、 本研究之研究樣本採立意取樣，並未作全國性或跨區域抽樣，因而 在代表上及推論上有一定的限制，無法作大區域範圍的推論。
二、 本研究關於國中學生之奈米科技知識的認知，為初次的探討，因為 相關的文獻及研究較少，故參考資料不足，對研究結果後的推論有一定 的限制。
第貳章 文獻探討
本章第一節先就以新興科技與教育的關係進行探討，第二節目前關於奈米科 技的投入與 K-12 推行之現況，第三節討論自然與生活科技領域中奈米科技知識 在國中階段之分布，第四節針對知識認知進行探討。
第一節 新興科技與教育的關係
新興科技是一種以發展中科技為基礎的重大創新，由於相關科技領域的知識 仍在繼續發展中，所以在技術創新、產品開發、顧客需求、市場規模、創新利益 等，都還存在很高的不確定，但新興科技的背後通常蘊藏重大市場商機，因此廣 泛受到政府、研究機構、企業、投資者的高度重視。例如：基因治療法、高溫超 導材料、微型機械人、有激發光體材料、奈米材料….等等，都是可能對於未來 人類社會帶來重大影響的一些新興科技（劉常勇，2004）。由於世界經濟的蓬勃 發展、社會環境急遽變遷、多元化的重視、政治民主的開放、科技的日新月異、
校園生態改變、家長意識抬頭、全球化的來臨，使的我國的基礎教育面臨極大的 挑戰（李瑛，2000）。科技與生活、社會和環境有著密切的關係，不再是空虛的 或僅僅是器物之類的定義，而是與我們周遭的人、事、物緊緊相扣在一起（曾國 鴻、魏炎順 ，2003）。科技對於學生的學習有顯著的影響性，而技術能讓學生所 學習到的知識真正的被利用（Garthwait & Verrill,2003）。
科技的進步帶動社會的進步，往往也會帶來一些社會文化的衝突，但我們無 法拒絕科技發展的便利而回到原始的社會形態（李明杉，2005）。1957 年蘇俄領
先美國發射人造衛星，造成美國強大的震驚並開始著手培養科技人才與科學課程 的改革。科技教育由最初手工訓練的教育目的到職業試探的功能，一直到現今強 調學生對於科技知識瞭解與科技能力之培養，其科技教育的目標也隨著社會轉型 而不斷的演變（Jenkins,1997）。所謂的科技教育主要在於了解和善用科技，以 透過教育的過程來建立學習者科技的素養。因此將科技領域透過教育的歷程讓人 們了解並進一步的能運用科技所帶來的實用性和方便性，最終目的乃培養國民應 具備的科技素養（朱耀明，2004）。
許多美國的經濟學者與教育家都認為人民必須具備科技素養，才能夠維持美 國的經濟成長(Bybee,2003; Weber & Custer,2005)。我們都知道台灣的自然資 源匱乏，很多原物料都需要依賴進口，因此知識經濟的人才培育就顯的相當重 要。科技是一種人類運用知識、創意和資源，以解決實務問題和改善生活環境的 實踐和行動（Maley,1986）。二十一世紀是一個高度科技化與資訊化的的多元社 會，在快速的變遷中，教育必須提供學生學習生活的基本知能，具有應變挑戰的 能力（王鼎銘，1999）。隨著科技的進步，奈米現象已經不再是實驗室中複雜的 理論發現，現在正開始逐步商品化應用，出現在您我生活之間。奈米科技的影響，
正逐漸為現在的科技社會注入一股新的變化，而我們生活型態與社會之間的互動 模式也會因為奈米科技應用而產生不同的型態（陳志嘉、鄧佳茜，2007）。行政 院在民國九十年推動知識經濟，而其國科會規劃科技發展目標與策略中，奈米科 技是其中之一。國家型奈米科技計畫又可分為奈米電子、奈米材料、奈米生物和 奈米檢測與設備開發四大主題，而透過「奈米國家型科技計畫」將可奠定未來奈 米科技產業人才需求的基礎。
近年來由於台灣島內產業結構大幅改變與政治因素的影響，造成產業外移與 失業率高居不下，如今唯有發展高科技產業才會有轉機。2002 年元月，中國大陸 與台灣加入世界貿易組織（World Trade Organization ,WTO），國家經濟面臨國
際化的競爭，在這種新的情勢之下，唯有快速的吸取新知識、新觀念和隨時創新 知，才能適應和因應國際環境的的變遷（馬遠榮，2002b）。綜觀全世界各個國家 莫不以發展奈米科技產業為當務之要，高科技產業未來是台灣的命脈，也是國家 競爭力提升的重要一環（蔡慶隆，2003）。
現在與未來都是知識取向的社會，教育必須培養出隨時隨地能因應新科技對 於社會的衝擊，提升對科技的選擇能力，也能隨著外在環境的變化，自我調適解 決所面臨的問題。在科技日新月異的社會中，新興科技在生活上帶來的便利與人 們依賴的程度越來越密切，推廣奈米科技全民教育可使國人支持國家的重大政 策，也使人們能普遍的重視奈米科技的重要性。學生對於新興科技知識獲取的來 源是研究者關心的方向，若能了解學生獲取科技知識來源，輔以學生的對於新興 科技知識來源的喜好並切入教學中，對於推動科技發展與培育科技人才也有所助 益。
第二節 奈米科技的投入與 K-12 之現況
奈米科技已成為全世界各先進國家相當重要的科學技術，本節內容以奈米科 技的重要性、國內外在奈米科技計畫的投入、目前國內奈米科技 K-12 人才計畫 的推動與奈米科技 K-12 教育發展四個部份進行探討。
一、 奈米科技的重要性
奈米(nanometer)，是一種長度的單位，符號為nm，字首nano在希臘文原 文是「侏儒」的意思。奈米代表的是十億分之一米，或者也可以說是三、四
個原子所串起來的長度（馬遠榮，2002a）。奈米科技（nanotechnology）就 是把奈米尺度的材料應用到各種科技產業的技術。我們不可能再用巨觀的理 論來推測奈米材料的特性，微觀的量子物理理論亦無法概括所有奈米材料的 行為，於是符合奈米材料的新理論是介於巨觀與微觀之間，稱做介觀理論（何 鎮揚、陳雅玲、廖家榮，2004）。物體在奈米尺度下的物理性質和一般物體的 物理性質截然不同，當物體小到1~100奈米的範圍便會有許多新的特性和現 象，奈米科技涵蓋的領域甚廣，從基礎科學橫跨至應用科學，包括物理、化 學、材料、光電、生物及醫藥等（龔建華，2002）。在二十一世紀裡，知識經 濟的全球化是大勢所趨，經濟學之父亞當•斯密在《富國論》中提到國家經 濟致富之道，在知識經濟時代，一國是以知識、科技與企業精神作為創造財 富最主要工具，而非自然資源、資本和勞力（馬遠榮，2002b）。在知識經濟 發展的時代，奈米技術的推動對於各國的產業及競爭力之影響既深且廣，在 相關奈米產業逐漸成形之時，需要及早培育奈米技術人才並往下紮根（李世 光等，2003）。依據美國國家科學基金會估計，西元2010至2015年間，全世界 與奈米技術相關的產業商機，每年約有1兆美元，可以說是未來科技發展的主 要領域之一（劉真妮等，2002）。其中包含奈米材料、奈米半導體、奈米醫療、
奈米化工和奈米測量工具等，因而世界各國都積極投入大量的人力與財力進 行奈米相關產業的研發和產品製造。
科學家們發現，物質一旦介於1奈米到100奈米的長度時，就會產生新的 特性，其中主要有三種，分別為小尺寸效應、量子效應和表面效應。在奈米 級的刻度之下，許多元件的化學與物理性質在巨觀時的現象會有明顯的相 異，而透過這些改變，在電子與資訊工業可發展出更省電、體積更小、更節 約能源的材料與元件，這對資源有限的地球來說，將是永續發展的革命性科 技。由於奈米技術廣泛的涵蓋了大部分的科學領域，而奈米科技的發展，也
會扮演科學研究及產業升級之火車。
台灣憑藉過去教育水準普及和人力素質提升的雄厚基礎，並在產官學界 互相支持共同努力之下，奈米技術已在電子業、能源、機械、生物醫學、化 工及環保等領域萌芽，所以發展奈米科技成為台灣未來最具有發展潛力的新 興產業。人才為產業及科技發展之本，國內各級教育的課程中融入奈米知識 乃為當務之急。故以長期而言，K-12學生會是未來十至二十年內，最具競爭 主力的一群（黃光照等，2004）。現在全球將奈米科技視為史上第四波的工業 革命，為製造工業的核心領域，故此，奈米科技必會重新劃分未來全球高科 技競爭的版圖（馬遠榮，2002a）。
二、 國內、外奈米科技計畫的投入
二、 國內、外奈米科技計畫的投入