研究背景及動機

本章主要目的在於將本研究得研究背景及動機、研究目的與問題、名詞釋義 及研究範圍與限制等作整體的介紹。全章共分為四節，第一節為研究背景與動 機，第二節為研究目的與問題，第三節為名詞釋義，第四節為研究範圍與限制。

各節詳述如下：

第一節 研究背景及動機

「One more、 Two more、走路也能按摩，世界第一雙奈米氣墊鞋誕生了，

專業奈米科技...」（阿瘦皮鞋，2009），這個皮鞋廣告，廠商強調運用奈米科技 可以讓皮鞋達到抗菌的功效，隨著廣告的播放，「奈米」一詞廣泛的出現在我們 的生活中。然而「奈米」的真正意涵卻不如廣告般被大眾所認識，市面上愈來愈 多的商品，打著奈米科技的名號，希望能博取消費者的青睞，但是否真為奈米科 技產品，一般消費者卻難辨真偽。因此推動奈米科技的教育，增加人們對奈米科 技的了解，確實有其必要性。在全球進入廿一世紀高科技主導人類需求的知識經 濟時代，各式各樣的科技產品依序出現於我們生活週遭，伴隨科技的發展，科技 已經深入人類生活中，改善及影響了人類的生活，科技與生活的連結，對人類生 存產生重大作用，由於科技發展與生活息息相關，每一個人的物質生活環境都被 科技所包圍（奈米科技人才培育網，2006）。但是，人類享受科技所帶來的便利 同時，卻遺忘便利所帶給環境的傷害，若能提早教育我們的下一代，讓科技知識 往下紮根，使其能了解科技發展帶來的正面效用與可能產生的負面衝擊，對於人 類的科技發展將有所助益（教育部，2003）。

其實，科技的發明有許多都效法予自然界原理運用，我們除了要了解自然的 基礎，還需要學習科技，將來才能更深入應用。教育部於民國九十一年全面實施 九年一貫課程，並將我國小課程學習領域的「自然科」改成「自然與生活科技」，

以因應二十一世紀的來臨，期許能整體提升國民之素質及國家競爭力。我國當前 積極推展的國民中小學九年一貫課程的教育改革規劃中，「運用科技」已列為十 大基本能力之一，科技的發展和應用，更已成為衡量一國國力強弱盛衰的重要指 標，如何藉由有效的教育方法落實培養學童具備運用科技的能力，乃是我國邁向 二十一世紀的國民基礎教育必須重視與強調的課題。科技的意義，簡而言之，乃 是一種瞭解如何（know-how）與創造的過程，而運用科技的內涵包含三個能力層 面：（1）認知科技的發展與影響－即認識科技的演進歷程及其對人類的影響，（2）

認識科技的範疇－認識現代主要科技領域之系統、資源、程序及產品，（3）科技 的應用－能以各種方式表達科技的創意和構想，並進行科技產品的設計與製作

（教育部，2003），加上當前二十一世紀最重要的三大科技，分別為資訊科技

（Information Technology，IT；包括電腦與通訊）、生物科技（Biotechnology，

BT）及奈米科技（Nanotechnology，NT）（高逢時，2005），顯示奈米相關科技已 成為目前新興的科技之一，世界各國也陸續的投入大量的資金與人力開發，而我 國也將奈米科技視為推動本世紀科技發展的重點計畫，為了提升競爭力，將奈米 科技植入國家未來的主人翁身上現為一項重要課題。過去幾年來，國內有關科技 的教學文獻大都以資訊科技及爭議性科技議題（如生物科技…等）融入各領域教 學，配合K-12計畫，使得研究奈米科技的相關教學文獻資料近年來開始陸續出 現，這不僅符合了教育部十大基本能力之「運用科技與資訊」一項，更顯現了奈 米科技教育在現代的國民中小學科技議題教育的重要性。

「奈米」一詞，是由「奈米科技之父」費曼在1959年時提出，他當時即已提 出先知性的預言，預測人類的科技發展，即將邁向前所未聞的微小尺吋發展。由 於奈米技術涵蓋領域甚廣，嚴然成為未來的新興科技，全球各國開始全力進行「奈 米科技」得規劃與推動。有鑑於此，我國也將奈米科技視為本世紀推動科技發展 的主要項目，由行政院國家科學委員會所主導的奈米國家行科技計畫已於九十一

年九月一日開始啟動，該計劃內容架構分為四大分項計畫，其中一項「人才培育 分項計畫」則由教育部推動執行，人才培育分項計畫希望能提供我國發展奈米國 家科技計畫所需之各種跨領域人才，而國小部分則包含在K-12人才培育教育發展 裡，K-12人才培育計畫將人才培育中心分為北區、中北區、中南區、南區和東區 等五個區域，各區的人才培育計畫從九十二年八月啟動，為了推行此計畫，各區 中心結合大專院校紛紛舉辦一系列的教師研習活動與巡迴演講，以提升教師的專 業知識，藉由各教師開發奈米科技相關教材，將奈米專業知識編成教材提供教學 使用，透過教師將奈米轉化為較生活化的淺顯易懂知識，以激發學生學習興趣達 到學習的效果（工研院奈米科技研發中心，2003）。

奈米培育人才計畫從九十二年八月推動至九十七年底，K-12人才培育第一階 段的任務完成，由奈米相關機構所設計的奈米軟題、教材、學習資料皆已成形，

有關奈米的網路資源更是不勝枚舉。Greed and Plank（1998）提出網站教育的 七個原則內容裡也提到網站能幫助學生自我學習，因此，運用網路科技的學習已 列為現行教育部基本能力中的一項。陳麗文與張字和（2007）於運用Moodel平台 進行奈米科技課程之初探研究中指出，透過網路數位學習模式能有效地促進奈米 科技的學習，且受訪學生中皆認為網路學習方式對於學習科技新知是有幫助的。

由此可知，學生若能透過奈米科技的網路資源取得相關知識概念，亦可成為奈米 科技學習的方式之一。

此外，在學生的學習過程中，教師扮演著重要角色，尤其是教育部實施九年 一貫教育後，教師從知識的傳遞者變成學習的促進者－與學生互動的角色，在學 生學習過程找尋適當的方式引導學生，從認知理論的觀點而言就是提供適合的學 習「鷹架」。鷹架的提供不僅補足學生欠缺的知識與概念，更給予概念往上層發 展的基礎（金吉祥，2004）。鷹架理論是以Vygotsky的社會文化建構論為基礎，

它強調在近側發展區中學習才具有意義，透過社會建構論延伸運用的教學理論，

不但能兼顧學生的主體性，也能配合學生的發展需求，讓學習成為一種積極的引 導而非消極的等待（毛炳楠，2004）。鷹架理論的課程教學，由教師規劃課程並 提供一個暫時性的教學架構，協助學習者參與學習活動。學生在此學習活動中，

並非被動的接受老師的灌輸，而是積極參與、主動思考，並與其他同儕合作解決 問題（盧珍瑩，2006），最後，達到學習遷移的目的，學生能自主性完成學習。

鷹架理論的課程與九年一貫自然與生活科技學習領域中，所列之「培養探索科學 的興趣與熱忱，並養成主動學習的習慣」課程目標正好不謀而合（教育部，2003）。

現行國小教科書的自然與生活科技領域沒有奈米相關課程內容出現，導致在 奈米課程教學時常必須在原有自然課程之外的時間施行，或是融入自然課程裡，

在施行上必須考慮原有課程與學校教學進度而受限制（蔡明容，2006；邱文正，

2008），而多數種子教師的學校進行奈米科技教學時，也因無法排除授課時間不 足等問題（陳鳳妤，2007），導致教學時間不足及課程無法常態施行的問題。目 前有關國小奈米科技教育的研究大致上皆以議題的方式融入現行課程進行研究

（林桂櫻，2004；蔡明容，2006；林惜珍，2006），或是探討不同教學法融入奈 米科技之教學研究（林東充，2004；陳麗文、張字和，2007；邱文正，2008；林 美菊，2007；曾雅慧，2007），也是有課程與授課時間無法配合的問題。

目前國小課程中，只有翰林版六上國語科有奈米相關課程的介紹。雖然國語 課文內容有提到奈米科技的概念，但課程教學內容與教學目標還是以形音義教 學、閱讀教學等語文教學活動為主，並非著重於奈米概念學習。有鑑於此，研究 者希望配合翰林版六上國語「奈米的世界」課程的實施，來進行奈米科技的教學 活動，希望以此來解決課程無法配合與教學施行時間不足的問題。若能透過國語 課程內容，如「奈米是什麼」、「奈米的應用」及「奈米夢想的實現」等，來進行 延伸學習，增加奈米科技概念學習的廣度、深度，達到奈米科技的學習效果。期 望透過奈米科技的延伸學習，除了能提高國小學生學習奈米科技的可行性外，更

可作為未來奈米教育推廣之參考。