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現代人生存在科技社會中,若是能對科技相關議題及價值有更深的瞭 解,應有助於對於日常生活中的科學相關事務作更有效的決策(靳知勤,

2007)。為使每個國民能了解奈米科技、分辨相關產品之真偽,並避免其 所帶來的負面影響,以便能享受便利的科技生活,實有必要透過教育讓全 民具備奈米科技素養,以及培養專業科技人才,進而了解並支持政府發展 奈米科技研究之政策。故本節將針對奈米科技 K12 人才培育計畫與國內外 奈米科技教育推廣現況二個部份進行探討與說明。

一 一 一

一、 、 、 、奈米科技 奈米科技 奈米科技 奈米科技K-12人才培育計畫 人才培育計畫 人才培育計畫 人才培育計畫

奈米科技的快速發展,已成為二十一世紀科學研究之主流,除了是科學 與技術的突破外,還提供龐大的經濟利益,創造工作機會,是全球國家競爭 力的重要指標。身處知識經濟為主體的新世代,奈米科技教育亦是當代重要 的科學教育議題,我國政府因而也積極投入奈米科技教育的推廣,故於2002 年底由國科會開始推動跨部會的「奈米國家型科技計畫」。

國民教育及科普教育為銜接高等教育與學術研究之重要根基,潘文福

(2004)認為要提升臺灣的奈米科技競爭力,需要培養此科技方面的人才,

推動全民具備基礎的認識與了解。因此,「奈米國家型科技計畫」下的「人 才培育分項計畫」則由教育部負責推動,其目標著重在從科普教育的素質

培養及永續逐步推演到尖端研究人才之培育,以培育從中小學(K-12)、

大學、研究所、在職訓練到終身學習之跨領域人才(李世光等人,2003),

同時希望結合學界與產業界形成一知識供應鏈,以厚植國家發展潛力並提 升科技研發競爭力(奈米科技人才培育網,2010)。

有鑑於教育事業是培育國家未來科學研究與科技發展人才之根本,奈 米技術的影響是長遠的,溫明正(2005)認為提早讓學生接觸奈米科技,

能使國家未來孕育出更多人才,故奈米科技教育有向下扎根的必要。「奈 米科技 K-12 人才培育計畫」即為「人才培育分項計畫」推動的子計畫之一,

此 K-12 人才培育計畫於全國成立五個奈米科技 K-12 教育發展中心,進行 中小學師生的人才培育工作,利用棋盤式之運作方式,逐步向下延伸並向 外擴展(奈米科技人才培育網,2010)。

吳政忠(2004)認為奈米科技人才培育向下延伸至九年一貫「自然與 生活科技」學習領域課程勢在必行,其中教學模組的設計、教案的規劃及 教育活動方式,以及如何引導學生從生活經驗當中習得知能且從中獲得生 活科技素養,已是急迫需要解決與探討的教育問題。若能因應並訓練得當,

將可避免不適應之課程及不適當之教學產生,因此奈米科技 K-12 人才培育 計畫從培訓中小學種子教師做起,組成教師團隊,透過跨校、跨領域交流、

擷取教學經驗,開創許多奈米科技教材與課程,也逐漸讓奈米科技知識融 入中小學教育中,讓學生能接觸到奈米科技(奈米國家型科技人才培育計 畫辦公室,2009)。

第一期奈米科技人才培育計畫自2002年至2007年連續執行六年來,整合 了中小學(K-12)及大學等教育資源,開設許多適合各級學生的奈米相關課 程,並開發多項通用教材,而在K-12人才培育上也有不錯的成果,所培育的 中小學生人數達到十萬名。第一期計畫不僅創新我國科學教育模式,培育眾 多人才,也促進奈米科技知識的普及,對我國奈米科人才教育與產業發展有

關鍵性的影響,更讓我國在奈米科技人才培育的推展工作上,登上國際重要 的地位(奈米國家型科技人才培育計畫辦公室,2009)。

二 二 二

二、 、 、 、國內外奈米科技教育推廣現況 國內外奈米科技教育推廣現況 國內外奈米科技教育推廣現況 國內外奈米科技教育推廣現況

(一)國內奈米科技教育

面對仍在動態發展中的奈米科技,擴大奈米科技人才的各階層學習主 體,並將奈米科技持續向下扎根,推廣奈米科技知識到 K-12 課程中,實施 國中小奈米科技教育以加速學生的奈米科技素養,乃當務之急。第一期奈 米科技人才培育計畫連續推動六年,為國內奈米科技教育及相關產業發展 奠定良好的基礎。為延續第一期執行成果,期使師生與一般民眾均能具備 奈米科技素養,進而促進奈米科技教育普及化,緊接著國科會科教處於 2008 年底著手規劃並推動奈米國家型人才培育計畫,於 2009 年起進入第二期奈 米科技教育的發展(于曉平,2010)。

此整合型計畫-「中小學奈米科技教育發展及科普教育推廣研究」(2009

-2011)包含三項子計畫,分別為1.中小學奈米科技課程規畫及發展、2.中 小學奈米科技教學活動設計及教師專業發展、3.奈米科技科普教育推廣等。

此計畫將透過奈米科技教育基礎研究,進行奈米科技課程研究與發展,以提 升全民奈米科技素養;同時將成立奈米科技教師的學科教學知能(PCK)培 育中心,提升教師科學教育學術涵養,並將建置優質的學習環境,以達到推 廣奈米科普教育、全面提升國民奈米科技核心素養之目標(奈米國家型科技 人才培育計畫辦公室,2009;奈米科技教育學院網,2010)。

整體而言,此計畫擬從學術專業出發,開始著重「由上而下」(top-down)

的課程理論發展與研究概念,進而發展至科普教育推廣層面,以建立有效 率的推廣進程。其規劃逐年預期完成的主要工作項目如下(奈米國家型人 才培育計畫,2011):

1.第一年:

(1)決定課程目標、核心概念、課程指標及概念階層。

(2)依據課程指標與概念階層的架構下設計教材與教法。

(3)網路平臺設置及頁面之整合。

2.第二年:

(1)中小學課程教學實施。

(2)課程實施並進行探究式或PBL等教學的行動研究。

(3)發行奈米電子報。

3.第三年:

(1)進行課程評鑑。

(2)課程數位化。

(3)奈米科技教材教案出版。

(4)發展本研究建構各項網路資源之永續經營機制。

(二)國外奈米科技教育

1.美國:在國際上,美國不論在學術界或產業界,在奈米科技發展上都 是居於全球領先地位。2003 年底美國國家科學委員會(National Science Board)批准「國家奈米科技基礎結構網路計畫」(National Nanotechnology Infrastructure Network, NNIN),由全國 14 所大學共同建構支持全國奈米科 技與教育的網路體系,提供整體性的全國性使用技能以支持奈米尺度科學 工程與技術的研究與教育工作。該計畫目的在提供全國研究人員頂尖的實 驗儀器與設備,並能訓練出一批專精於最先進奈米科技的研究人員(廖婉 茹,2006),2009 年至 2010 年間超過 5300 名用戶使用 NNIN 的資源。此 外,美國由 2000 年開始在研究所開設奈米科學與工程課程後,至 2006 年 為止,也逐步將奈米科技教育向下延伸與推廣,依序為大學、高中教育計 畫、K-12 與非制式(博物館)科學教育、以及科技教育網絡(Murday, Hersam,

Chang, Fonash, & Bell, 2011)。

2.歐盟:歐盟雖為全球最早開始進行奈米科技研究的區域,但直到 2004 年 5 月歐盟議會(European Commission, EC)為宣示歐洲欲提高奈米科技 競爭力的決心,公開發表一系列有關奈米科技的專案計畫,該計畫分為研 究與發展(R&D)、基礎建設(infrastructure)、教育與訓練(education and training)、創新(innovation)與社會層面(societal dimension)等五個主 要領域。在整體奈米發展計畫之中,歐盟會議也相當重視提高社會大眾對 於奈米科技的認知(廖婉茹,2006)。其中居歐盟奈米科技領導地位的德 國認為,要使奈米產業可以長久發展,要預先培養未來與奈米科技趨勢相 關的人才,具體措施從兩方面著手,一為促進在職進修與深造機會,一為 從中小學開始推展奈米教育(葛冬梅,2004)。

3.泰國:泰國的奈米科技教育起步較臺灣晚,鑒於奈米科技對國家未來 產業發展之重要性,泰國首先於2003年8月成立奈米科技中心(National Nanotechnology Center),負責奈米科技研發及基金籌措。之後,於2004年 提出「2004-2013年國家奈米科技發展十年總綱」(National Nanotechnology Master Plan, 2004-2013),以培養奈米人力資源、研發和設置基本設備等。

總綱中指出奈米技術發展分為人才培育、注重研發、加強基礎建設、及加強 宣導等四項,人才培育部分強調奈米技術應始於培養人力資源,著重跨領域 奈米科技人才之培訓,並奠定奈米科技基礎。此外,泰國也積極在中小學階 段推行奈米科技教育,透過全國課程團隊發展教材與課程,建立全國網路數 位平臺提供奈米教育相關資源,並由國家奈米科技中心設計K-12奈米教育課 程,再整合至國家教育之中(奈米科技人才計畫辦公室,2007)。

4.亞太地區:區域性奈米科技的合作與推動上,亞太地區由臺灣、澳洲、

中國、香港、印度、印尼、韓國、日本、馬來西亞、紐西蘭、新加坡、泰 國和越南等 13 個國家,於 2004 年 5 月成立了亞洲奈米論壇(Asia Nano

Forum, ANF)。此論壇為一網絡組織,期望利用此網絡合作平臺進行技術 與學術之交流,以促進亞洲地區在奈米科技之教育、研究、發展及產業區 域間之傳遞與推廣,強化亞洲國家在國際科技發展之優勢。ANF 在各項推 動目標中,尤以奈米科技教育與人才培育之領域為奈米科技扎根之基礎,

因此,該組織的四個工作群組之一即為奈米教育與職業訓練群組(Education

& Workforce Training)。過去我國已舉辦過「2006 亞洲奈米論壇奈米人才 培育研討會」與「2007 亞洲奈米論壇 ANF 種子教師研討會」,邀請亞太地 區各國相關學者專家來臺,一同對未來奈米科技人才培育工作之推動方向 進行研討,並分享我國奈米科技 K-12 人才培育計畫之成果,奠定亞太地區 奈米科技教育與人才培育交流之基礎(行政院國科會,2006b,2007,2008)。

(三)現今 K-12 奈米科技教育發展的目標

新興科技融入中小學課程是引領學生對未來奈米科技與發展的重要管

新興科技融入中小學課程是引領學生對未來奈米科技與發展的重要管