研究範圍與限制

第四節 第四節

第四節 研究範圍與限制研究範圍與限制研究範圍與限制研究範圍與限制

本研究之研究樣本以台中市某一所國小五年級學生為對象，並未做全國性抽 樣，在研究推論上有其之限制，不宜擴大推論。

第二章 第二章

第二章 第二章 文 文 文 文獻探討 獻探討 獻探討 獻探討

本章之探討共可分為三節，第一節先討論奈米科技教育的現況，第二節討論 奈米科技教育的相關研究，第三節討論教學策略之理論依據，以下就本研究分節 詳述如下：

第一節 第一節 第一節

第一節 奈米科技奈米科技奈米科技奈米科技教育的現況教育的現況教育的現況 教育的現況

隨著「奈米科技」的發展，我們日常生活中有越來越多的機會接觸到「奈米」。 事實上「奈米」是長度單位，十億分之一公尺為 1 奈米( nm )，物質在奈米尺寸 下的特殊物理、化學和生物性質或現象，能將原子或分子組合成新的奈米結構，

以其為基礎，設計、製作、組裝成新材料、器件或系統，產生全新的功能，並加 以利用的知識和技藝就是「奈米科技」。

壹、奈米科技的重要性

二十一世紀的科學家正宣告奈米時代來臨了，「1996年

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Richard Smalley

上強調：『奈米科技對於人類健康與生活福祉的貢獻，絕對不亞於本世紀電子

產品、醫學影像、電腦輔助工程、人造高分子材料等的總和貢獻』」（引自王

崇人，

2002）

與產業發展最大的驅動力，對人類生活的影響也是全面的，應用奈米科技所 研發的新材料、所衍生出的新特性、對量測技術的影響等等，將遍及儲能、

光電、電腦、記錄媒體、機械工具、醫學醫藥、基因工程、環境資源、化學 工業等產業，因此利用奈米科技的特性，轉成實際應用進而產生經濟效益，

是當前許多國家重視開發奈米技術的主要因素。

從一般民生用品，如奈米冰箱、奈米洗衣機、奈米電視…等家電用品與 奈米衣、奈米鞋、奈米襪…等，到高科技產品，如奈米機械人，奈米相關產

品在我們日常生活中已隨處可見。工業技術方面：馮遠榮（2002）指出奈米 科技不只會對半導體電子和資訊科技工業造成重大的衝擊，一但掌握了奈米 技術的運用，開發出的產品具備非常廣泛的實用性。民生用品方面：徐世昌

（2002）指出奈米技術的應用所涵蓋的領域甚廣，模仿蓮花自潔的功能，我 們可以應用表面奈米結構之技術，開發出低表面能、自潔、抗污、防菌、高 機械強度、高接著力、及抗光反射性..等奈米機能性的塗料，例如：奈米玻 璃、奈米抗菌馬桶、奈米衣…等等。牟中原（2004）指出奈米碳管被稱為二 十一世紀的「超級纖維」，用來製造奈米級電子線路，研發奈米碳管顯示器，

其體積小不佔空間且毀損力低。另外，在材料中加一點奈米金或奈米銀顆 粒，可幫助吸光，由於銀本身具有殺菌效果，可用來抑制細菌繁殖，例如：

奈米洗衣機、奈米電扇。而奈米光觸媒可對許多細菌起殺菌效果，其主要用 途是做「超乾淨表面」。例如：建築物之外牆。其他方面的應用：如奈米生 物晶片、醫用微型機械人、奈米中藥、奈米隱型武器、奈米偵察機…等等。

奈米科技豐富了我們的想像，實現了我們對未來世界的期待，科學家預計在 今後二、三十年中，奈米將是科技最熱門、也是最重要的課題之ㄧ。

推動奈米科技，提升國家競爭力，台灣也不落人後，目前政府正積極的 推動奈米科技教育，並在工研院成立國內第一座奈米科技研發中心，整合工 研院內各所既有的奈米人才及技術，成為國內推動奈米科技的「火車頭」。

為 了 配 合 政 府 各 項 推 動 計 畫 ， 學 術 界 與 產 業 界 也 對 奈 米 科 技 投 入 大 量 的 人 力 與 資 金 ， 進 行 一 系 列 的 研 究 與 開 發 。 其 中 「國家型奈米科技 人才培育計畫」於 92 年全面開跑，總計畫時程為六年（民國 92-97 年），其 中包含了四項分項計畫，分別為：學術卓越研究計畫、產業化技術計畫、核 心設施建置與分享運用計畫，及人才培育計畫（圖-2-1-1），詳細內容如下：

一、學術卓越計畫：包含1.奈米科學基礎研究；2.奈米材料研究；3.奈米操 控、功能元件製造、特殊儀器等尖端技術發展；4.奈米能源、環境研究；

5.奈米生物技術研究。

二、產業化技術計畫：本分項根據奈米科技產業發展之經營環境、我國產業 結構、奈米科技發展近程及市場發展前景，選擇並規劃適合我國發展之 項目。如奈米電子技術、奈米顯示技術、奈米能源技術、傳統產業奈米 應用技術、奈米生物技術等重點領域發展。整體計畫基礎是建立在奈米 材料平台技術和檢測與設備技術的開發上，並經由這平台支援一系列產

圖 2-1-1 奈米國家型科技計畫辦公室組織架構圖

（引自奈米國家型科技計畫；http://140.109.103.243/OfficeBig5.asp?SK=1）

業面向的重點奈米科技應用。兼顧目前研發機構與產業界進行中之活 動，以及掌握未來奈米技術在研發及應用的潛力並產生重大突破之契 機。

三、核心設施建置與分享運用計畫：本分項計畫包含「學術重點設備計畫」，

建置中研院、台大、清大、交大、成功大學、中山大學、中正大學等共 計 7 個核心設施中心；「產業核心設施計畫」，則有工研院-奈米共同實 驗室。

四、人才培育計畫：推動從國小、國中、高中、大學、研究所至在職教育之 奈米科技教育，達到推動終身學習願景、推動跨部會及跨領域資源整 合、奈米科技教育從根紮起，以及培育我國未來奈米從業與研究人才四 個任務目標。民國 93 年度出版「奈米交響曲」，推出「小奈小米動畫」、

奈米巡迴車至偏遠地區學校放映，以推廣科普新知。協同漫畫家－阿 推，共同出版「奈米超人」彩色漫畫繪本，以色彩及圖畫的感受力強化 奈米知識的吸收。推動 e-Learning 奈米數位課程，由奈米科技數位學習 平台統一規劃格式，並由北區前瞻人才培育中心協調各區分工共同進行 奈米科技課程數位化。

（ 以 上 資 料 整 理 自 奈米國家型科技計畫、奈 米 科 技 人 才 培 育 網 ） 在奈米科技人才培育計畫目前推動的有：「奈米科技 K-12 人才培育計 畫」、「區域性奈米人才培育計畫」、「奈米科技人才資源庫計畫」、「奈 米電子知識交換平台計畫」四個子計畫（李世光、吳政忠、蔡雅雯、林宜靜、

黃圓婷，2003）；為了有效將奈米教育向下延伸至 K-12，並向上推廣至大學 研究所各階段，目前於計畫項下共有十一項子計畫共同進行，大學、研究所 由五區前瞻人才培育中心執掌；K-12 教育則由五區 K-12 教育發展中心負責，

輔以『奈米科技 數 位 學 習 平 台 建 構 計 畫 』提 供 網 絡 資 訊 交 換 平 台 之 設 置，予 以 各 區 支 援，奈 米 科 技 人 才 培 育 工 作 之 推 動 乃 遵 循 教 育 部「 終

身 學 習 」與「 跨 領 域 整 合 」之 主 軸 做 為 整 體 運 作 之 策 略 及 規 劃 方 向 。 另外，政府為了鼓勵中小學推動奈米科技 K-12 教育，提供教師與學生 更多學習奈米科技新知之機會，積極發展各項相關活動，在教育部鼓勵中小 學推動奈米科技 K-12 教育補助要點中包含：(一) 奈米科學營：將奈米新知 推廣至所屬學校及鄰近學校之教師或學生，活動內容可包含如專題演講、奈 米實作或創意競賽等。(二) 奈米教科書:以能融入現有中小學教科書如自然與 生活科技、物理、化學或生物等之編寫為主要考量。(三) 奈米 e 化教材:奈米 教科書數位化以方便教師或學生自我學習。(四) 奈米教案:製作約 2-4 節課之 教案，題材除簡介奈米相關科技外，最好能輔以實作解說，以融入現有中小 學課程為主要考量。(五) 奈米網頁:以網頁形式將奈米相關知識轉化成淺顯易 懂的知識以激發學生的學習興趣。(六) 奈米專題研究:鼓勵中小學生自行發掘 及研究奈米相關問題，除中小學教師外亦可商請大學教授協助指導。(七) 其 他與奈米相關之活動: 如奈米動畫或漫畫、奈米文學、原子力顯微鏡（AFN）

培訓、奈米成果展等等（教育部，2006）。

貳、奈米科技教育的推廣現況

為了推動科普教育向下紮根，奈米科技也應該及早融入國民教育，廣泛 培育奈米科技人才，在現行的推廣活動中，若依推廣對象來分，可分為：教 師、學生(研究生、大學生、高中、國中、國小與幼稚園)與一般大眾；若依 奈米資訊來源則分為：大眾講座、專門研習、網路資源、專門書籍(陳麗文，

2005)；綜合二者分類整理如表 2-1-1。

政府與各級學校對奈米科技的推動不遺餘力，諸多的學習管道，使每一 個人都有機會接觸奈米科技，但站在國小學童的立場而言，是否每一個學習 管道都合適呢？以上述四種推廣方式，研究者認為：

一、大眾講座

此類的講座課程大多針對一般民眾或是大學、研究所的學生而設 表 2-1-1 奈米資訊來源說明

來 來來

來 源源源 源 種種 類種種 類類類

大眾講座大眾講座 大眾講座大眾講座

奈 米 名 嘴 來 開 講 講 座 活 動（ 國 立 科 學 工 藝 博 物 館、成 功 大 學 微 奈 米 中 心 ）、2005年奈米科技科普演講（中興大學材料工程學 系）、奈米科技發展與趨勢論壇（逢甲大學）、奈米科技系列講座（環 球技術學院）…等等

教師 奈米教師研習營、種子教師之培訓研習會 專門研習

專門研習 專門研習 專門研習

學生 中小學奈米科學營、奈米營

網路資源網路資源 網路資源網路資源

奈米國家型科技計劃、奈米科技人才培育網、奈米知識網、奈米創 新網、材料世界網、工業技術研究院、奈米科學網、

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