教材發展步驟

因本研究預試時發現，初步設計的教材較為零散而缺脈絡關係，正式實驗時 乃參考林陳涌等人（2009）及 Lin 等人（2010）提出的教材設計步驟，包括：

選定主題，尋找涵蓋科學概念的歷史事件，繪製歷史事件的 HEM 圖，再依據其 脈絡發展科學史教材，以此方法設計能讓教師在關鍵處提醒學生脈絡關係，詳細 之步驟如圖 4-1。繪製 HEM 圖時，若發現脈絡不清楚，就回到上一步重新蒐集 相關史料；製作講義和投影片時，若發現無法精確的敘述概念，也必須重新回到 上一步觀察 HEM 圖的繪製是否有誤，以下分別說明教材發展的各個步驟：

圖 4- 1 教材發展步驟

壹、 選定主題及概念

本研究選定的科學史主題為電腦網路，因為它是高中「資訊科技概論」課程 綱要（教育部，2008）中的教學重點主題。該主題列出的概念，包括：資料交換 的方式、IP address、domain name、port、E-mail、FTP、WWW、搜尋引擎、實 作網頁等。資料交換的方式包含分封交換（packet switching）以及線路交換（circuit switching）；E-mail、FTP 包含檔案如何交換的概念；IP address、domain name 以 及 port 涵蓋在 TCP/IP 的運作機制內；WWW、搜尋引擎、網頁實作則涵蓋在網 2. Communication（電腦

如何幫助人們溝通）

FTP 通訊協定、通訊埠、E-mail

3. Internet（現今的電腦 網路如何形成）

無線網路、TCP/IP、全球資訊網(World Wide Web)、

HTTP 通訊協定、HTML 4. Social Networking（社

群網路）

部落格、即時通、wiki 線上百科、Facebook 等社群 網站、Google、YouTube 影片分享網站

貳、 蒐集史料

史料的蒐集主要來自國外網路上的電腦科學博物館（Computer History Museum）的資源，Ted（technology, entertainment, design）上有關網路發展的重

要人物及言論，並以 RFC（Request For Comments，IETF）上有關網際網路發展 的相關資訊，不足之處再從電腦領域期刊如 IEEE 等尋找。內容包含事件的背景、

概念的描述、人物及其構想的源頭等，每個歷史事件務求精確，確保資料來源的 真實性。

參、 繪製 HEM 圖

繪製 HEM 圖必須根據時間以及歷史事件之交互影響著手，並以概念脈絡之 間的聯繫關係為依據，再以圖像化的方式呈現電腦網路概念的脈絡情況。本研究 針對電腦網路單元，一共蒐集二十多則歷史事件，並以藍色「矩形」表示歷史的 事件，藍色和橘色「箭頭」表示各個事件之間的脈絡，藍色「箭頭」表示的是在 教材中提及的主要脈絡，橘色「箭頭」則表示雖有脈絡關係，但並非主要的影響，

故在教材中未提及。歷史事件的旁邊附有一塊白色「矩形」，簡短的描述事件發 生之背景以及事件發生之影響。此外，本 HEM 圖的右側附有時間軸，以對應各 個事件發生的時間，如圖 4-2。

圖 4- 2 HEM 圖的範例截圖

以下針對本 HEM 圖（參見附錄 D）的脈絡主軸所要呈現的內容作簡單的陳 述。電腦網路的發展，始於 1940 年代開始，由於電腦的製作技術逐漸成熟，每 台電腦都有專門的處理事項，但各電腦之間尚未能夠分享彼此的資源，因此，

MIT 的心理學教授 Licklider 便提出將所有電腦連結在一起的構想。後來，因技 術的成熟如分封交換、數據機和 Telnet 通訊協定的建立，才讓這個構想得以實現

（參見附錄 F：單元主題一，紅色框線部份）。有了初步的電腦網路，人類便想 要利用網路溝通和交流，因此有了 FTP 傳輸檔案以及建構在 FTP 技術上的電子 郵件（參見附錄 F：單元主題二，綠色框線部份）。但由於全世界的網路在當時 仍然是各自獨立，TCP/IP 通訊協定的建立打破了不同網路之間的隔閡，連結起 全球的網路（參見附錄 F：單元主題三，黃色框線部份），而透過 WWW 全球資 訊網，人類可以方便的在網路上交流和分享自己的生活，此時，社群網路便如開 枝散葉般，迅速地影響人類的社會活動（參見附錄 F：單元主題四，藍色框線部 份）。

本 HEM 圖以四個單元主題完整呈現電腦的連結、電腦如何幫助人類溝通、

全球網路形成以及網際網路的應用服務的發展，除了能夠呈現網路概念的脈絡之 外，更能強調人類社會和科技之間的互動，進而影響學生的科學事業的本質。

肆、 製作講義及投影片

以電腦網路的 HEM 圖做為發展教材之基礎，並依據資訊科技概論課程綱要

（教育部，2008）以及電腦網路單元的概念，先著手設計講義的內文，編寫時力 求清楚呈現各個概念之內涵，並以符合學生能夠理解的前提下，避免使用過多的 專業名詞。部份概念除了以文字描述之外，研究者也自行繪製清晰的圖片，輔以 講解概念之相關技術。接著，再依據講義的內容設計教師使用的投影片，以下分 述講義以及投影片的製作：

一、講義

參考現行審定版的資訊科技概論教科書（全華、旗立、松崗，2013），以了

解各版本教科書對於電腦網路概念描述的難度。也參考 Lin 等人（2010）發展的 生物科學史講義之呈現方式，先描述當時的背景，再以概念作為描述的重點，概 念之間則以歷史事件串連，呈現概念發展的過程以及結果，相關的歷史人物、圖 片附加在文字敘述旁，閱讀時可供參考。本講義的結構可分成前言和待答問題、

內文、學習活動、想一想、小試身手、教學資源和延伸學習以及參考資料。前言 和待答問題為描述時代背景，電腦科學家所遇到的問題；內文的部份則講述概念 的出現，以及如何解決電腦科學家所遇到的問題；學習活動則是根據各單元中提 到的概念，重現當時的科技背景，讓學生像科學家一樣，親自動手操作相關概念 所延伸的活動，並從中體會概念所帶來的影響，如以命令提示字元讓學生體會 Telnet、FTP 等的操作，再介紹現今如何使用 FTP 軟體達到檔案傳輸的目的；想 一想的題目能讓學生反思單元中提到的概念與現今的哪些技術有關，如 FTP 與 雲端硬碟同樣具有從遠端存取資源的想法，然而雲端硬碟卻比 FTP 多了同步的 概念；小試身手則是依據課堂所提到的概念設計題目，讓學生可以思考和練習概 念所延伸出來的相關技術；教學資源和延伸學習則提供教師作為課堂上的補充資 源，因此在設計方向著重於對未來技術的展望，如 IPv6 的介紹或提供相關補充 概念的影片和網路的資源等；參考資料則是設計單元時所取材的資料來源，如影 片、文字和圖片等。

二、投影片

為吸引學生的興趣和專注力，研究者從電腦科學博物館、Ted 演說和 YouTube 尋找相關的媒體資源，不足之處則製作相關的影片（如無線網路的介紹），並剪 輯成適合課堂使用之素材，呈現於投影片當中。此外，為強化學習的效果和避免 概念的混淆，各張投影片的標題為單一概念之講述重點，以期能達到教學之成 效。