篇章說明
此篇計有三章之內容，第七章概述並分析國內大眾科學教育與科學傳播 活動的願景、理念、特色以及既有成果；第八章則探究發展科學傳播、
厚植全民科學素養的趨勢與未來規畫；而第九章則討論國民科學素養調
查的現況。
體推動策略，並提出建議。
第陸篇 未來展望 篇章架構 第十九章 未來展望
篇章說明
本篇綜合各篇章結果，提出未來國家發展科學教育研究的前瞻展望與願 景。
5 結論
本研究計畫目前已經完成科學教育研究發展白皮書與其精簡版乙份，應已能達到以下貢 獻:
一、 於科教研究政策規畫面向上，藉由重新嚴謹審視既有科教研究發展政策的限制，可望能 突破既有研究學門領域藩籬、整合多元資源，以激盪跨領域專家們對於國家未來教育政 策施政之重新思考與討論，且其討論時機正可配合十二年國教之政策之籌劃進行考量，
充分兼顧各種實務需求與確保未來實施時的銜接性。
二、 在實務運用面向方面，經由資料蒐集與分析、意見激盪、專家共識凝聚以及一系列座談 會之國家科學教育研究發展白皮書，可以精緻彙整並縝密規劃前瞻構想與策略，提供國 家未來科學教育之研究與提升全民素養的實施方針方面研究之重要參考依據，此兼顧前 瞻創意激盪、學術研究理論基礎與基層教育意見需求的白皮書將更有助於國民科學素養 的整體提升的相關計畫之遂行。
三、 於國家競爭力面向上，白皮書之綱要，將可於未來促使台灣整合既有之科學教育與數位 學習研究資源優勢，作為未來在中長期時能型塑足以影響國際科學教育研究發展的台灣 模式(Taiwan Model)。裨益於提升全民終身科學素養，孕育國家科學頂尖人才與團隊，
進而提高國家競爭力，並解決當前人類重要科學研究議題。
6. 計劃成果自評: 國科會補助專題研究計畫成果報告自評表
請就研究內容與原計畫相符程度、達成預期目標情況、研究成果之學術或應用價 際科學教育研究發展的台灣模式(Taiwan Model)。裨益於提升全民終身科學素養，
孕育國家科學頂尖人才與團隊，進而提高國家競爭力，並解決當前人類重要科學 研究議題。
7. 參考文獻
張明輝 (1999)。澳洲學校教育革新計畫與策略【網站文章】。取自
http://web.ed.ntnu.edu.tw/~minfei/artical/artical(au)-1.html
楊瑩(民 96)。波隆那歷程的紐約公報─歐盟波隆那宣言簽署二十周年時的「績效清查」舞台。
教育評鑑雙月刊，10，57-60。
Australia, Australian Education Union. (1999). The Adelaide Declaration on National Goals for
Schooling in the Twenty-first Century - Preamble and Goals. Retrieved from
http://www.aeuact.asn.au/uploads/file/AdelaideDeclaration.doc
Commission Of The European Communicates. (2005). Key competences for lifelong learning.
Retrived from http://ec.europa.eu/education/policies/2010/doc/keyrec_en.pdf
Japan, Ministry of Education Culture, Sport, Science and Technology. (2010). White Paper on
Science and Technology 2010. Retrived from http://www.mext.go.jp/english/wp/1298991.htm
Mohammad Reza Sarkar Arani. (2004). Policy of Education for the 21st Century in
Developed and Developing Countries: Focus on Japan and Persian Gulf Region, Journal of
International Cooperation Studies, Vol. 11, No. 3, pp. 101-130.
Partnership for 21st Century Skill. (2008). 21st
Century Skills, Education & Competiveness-A resource and Policy Guide. Retrived from
http://www.p21.org/documents/21st_century_skills_education_and_competitiveness_guide.p df
Singapore, Ministry of Education (2010). Nurturing Our Young for the future -ompetencies for the
21
stCentury. Retrived from
http://www.moe.gov.sg/committee-of-supply-debate/files/nurturing-our-young.pdf
Soeul Science School. (2006) Introduction. Retrieved from
http://www.sshs.hs.kr/doum/index.jsp
United States of America, Department of Education. (1983). A Nation at Risk─The Imperative For
Educational Reform. Retrived from http://www2.ed.gov/pubs/NatAtRisk/index.html
United States of America, National Academy of Science. (1995). National Science Education
Standards. Retrived from
http://download.nap.edu/cart/deliver.cgi?record_id=4962&type=pdf_chapter&free=1
United States of America, National Academy of Science. (2010). Conceptual Framework for New
Science Education Standards. Retrived from
http://www7.nationalacademies.org/bose/Standards_Framework_Homepage.html
United Kingdom, Department for Education and Skills. (2004). Science & innovation investment
framework 2004 ─ 2014. Retrived from
http://news.bbc.co.uk/nol/shared/bsp/hi/pdfs/science_innovation_120704.pdf
Wikipedia (2011) Science High School. Retrived from
http://en.wikipedia.org/wiki/Science_High_School#Located_in_South_Korea
科 科 學 學 教 教 育 育 研 研 究 究 發 發 展 展 白 白
皮 皮 書 書
科學 科 學教 教育 育研 研究 究發 發展 展 白皮 白 皮書 書 各篇 各 篇 章撰 章 撰 稿作 稿 作者 者
緒論
張國恩教授 侯惠澤教授
第壹篇
張俊彥教授 蔡今中教授 李國偉教授 孫春在教授 黃天祥教授 張基 成教授 黃悅民教授 鄭英耀教授 周倩教授 李旻憲教授
第貳篇
周倩教授 關尚仁教授 黃台珠教授
第參篇
楊鎮華教授 劉子鍵教授 吳穎沺教授 楊接期教授 劉晨鐘教授 陳德 懷教授
第肆篇
游光昭教授
第伍篇
張惠博教授
第陸篇
宋曜廷教授
目錄
緒論 ... 1
第壹篇 科學教育學術研究 ... 12
第一章 數學教育 ... 12
第二章 科學教育(含多元族群) ... 24
第三章 資訊教育 ... 32
第四章 應用科學教育 ... 40
第五章 醫學教育 ... 52
第六章 科普教育與傳播 ... 65
第貳篇 大眾科學教育與科學傳播 ... 79
第七章 科普傳播活動 ... 79
第八章 科學傳播事業之發展 ... 94
第九章 國民科學素養調查... 106
第參篇 科教實作與應用 ... 114
第十章 數位學習工具的發展、應用與產業 ... 114
第十一章 科學實驗活動研究之發展、應用與產業... 122
第十二章 科學玩具科技發展、應用與產業 ... 128
第十三章 中小學科學評量模組發展、應用與產業... 136
第肆篇 科技人才培育 ... 146
第十四章 前瞻科技人才培育 ... 146
第十五章 科技創新人才培育 ... 155
第十六章 科學資優人才培育 ... 162
第伍篇 執行推動 ... 167
第十七章 推動策略 ... 167
第十八章 困難與建議 ... 178
第陸篇 未來展望 ... 185
第十九章 未來發展 ... 185
緒論
壹、緣起
科學與科技的研究發展攸關國家競爭力，而全民的科學素養尤為國家科學技術卓越發展 之碁石。各國均於本世紀初便著手擬訂二十一世紀之國家科學教育研究與發展之政策方針，
如：美國之科學教育標準(National Science Education Standards)、英國之科學創新政策白皮書、
澳洲之21世紀國家教育終極目標、日本之「彩虹計畫」、韓國之科學高中計劃等，均十分強 調科學教育的重要性。爰此，教育部與國科會於九十一年召開第一次全國科學教育會議，並 於九十二年經由審慎研議共同發布「科學教育白皮書」，其中初步揭櫫國家科教目標、架構及 政策內涵。經由數年來科學教育主軸行動方案的業務與相關計畫之推動，業已有相關之成效。
然而近年來，全球面臨比十年前更加飛速的科技發展與更複雜的跨領域科技實務議題的 衝擊，且教學科技與教學策略的發展也日益多元。因此，促發科學教育研究人員能針對目前 國家需求與全球趨勢，充分運用現有資源進行有潛力且前瞻務實的科教研究，以前瞻與實證 研究作為政策制定的基礎以落實更符應時勢的科教政策，成為十分重要的議題。如此方能更 有效率且更有效能地培養具備有效分析與解決這些跨領域議題的科學人才，據以制訂更佳的 科教政策。
而為了達上述目的，有賴符應時局，重新審視評估，並邀集重要資深科教研究學者共同 研擬訂定「科學教育研究發展白皮書」。有別於「科學教育白皮書」一次性廣泛全面的政策面 規劃，本白皮書擬強調以研究實證為基礎，聚焦並著墨於科學教育研究面向的前瞻擘劃，藉 由科教研究發展白皮書之撰著，按部就班檢視既有近年來的研究成果與進程、現況及瓶頸、
國際科教研究與政策發展之趨勢，並提供規畫未來數年的前瞻務實的研究方向與推動策略，
以擘畫新時代我國科學教育領域研究新藍圖。此也有助於藉由提升科學教育研究影響能量與 社會貢獻為基礎，逐步提升國家科學與科技之整體競爭力!
貳、各國重要科學教育政策現況
織(Assessment and Teaching of 21st Century Skills)(ATC21S)，均為求培養全球新世紀之人民素 養。而本計劃亦整理上述各國家或組織的相關全民素養或全國性科學教育計劃的要旨如下表 員會(United States National Research Council, NRC)制定公布國家科學教育標準，共有六大標United States of America, Department of Education.
(1983). A Nation at Risk─The Imperative for Educational Reform.
Retrived from
http://www2.ed.gov/pubs/
NatAtRisk/index.html
United States of America, National Academy of Science. (1995). National Science Education Standards. Retrived from http://download.nap.edu/c art/deliver.cgi?record_id=
4962&type=pdf_chapter
&free=1
(4) 專業成長課程具有連貫性及統合性
United States of America, National Academy of Science. (2010).
Conceptual Framework for New Science Education Standards.
Retrived from
http://www7.nationalacad emies.org/bose/Standards _Framework_Homepage.
html
學教育之願景
於 2010 年七月中旬並再公布「下一代中小學科學 教育標準」(Next generation science standards for K-12 education)理論架構草案(a draft of a
conceptual framework)，接受公聽與諮詢至八月二 日止，於 2011 年初提出最後版本，交由政府及相 關機構發展新科學教育標準的參考。
(二)新科學教育標準理論架構草案主要針對四個 領域:生命科學(life science)、地球與太空科學(earth and space science)、物理科學(physical science) 、 工程與技術(engineering and technology)。該草案強 調重整下一個新世代的科學教育標準，挑選新世代 在科學、科技與工程領域上所需之科學知識技能，
要求所有學生在中學畢業之前都必須習得與精熟 課程內容，並期許科學教育能完成整合願景(move science toward a more coherent vision)。
英國科學與 創新投資架 構(Science and
Innovation investment framework)
此投資架構於 2004 年提出，計畫規劃的 2004-2014 的 10 年期中程科技計畫，並且提出了建構英國科
United Kingdom, Department for Education and Skills.
(2004). Science &
innovation investment framework 2004 ─ 2014.
Retrived from
http://news.bbc.co.uk/nol/s hared/bsp/hi/pdfs/science_i nnovation_120704.pdf
澳洲 21 世
Australia, Australian Education Union. (1999). The Adelaide Declaration on National Goals for Schooling in the Twenty-first Century - Preamble and Goals.
Retrieved from
http://www.aeuact.asn.au/u ploads/file/AdelaideDeclar ation.doc
張明輝(1999)。澳洲學校教育
3. 具有倫理道德和社會正義的判斷能力、理性思考
5. 所有學生均能瞭解和接受澳洲各種族間文化和
Mohammad Reza Sarkar Arani.
(2004). Policy of Education for the 21
st
Century in Developed and Developing Countries: Focus on Japan and Persian Gulf Region, Journal of International
Cooperation Studies, Vol.
11, No. 3, pp. 101-130.
Japan, Ministry of Education Culture, Sport, Science and Technology. (2010).
White Paper on Science and Technology 2010.
Retrived from
http://www.mext.go.jp/en glish/wp/1298991.htm
韓國科學高
Soeul Science School. (2006) Introduction. Retrieved from
http://www.sshs.hs.kr/dou m/index.jsp
Wikipedia (2011) Science High School. Retrived from http://en.wikipedia.org/wi ki/Science_High_School#
Located_in_South_Korea
Commission of the European Communicates. (2005).
Key competences for lifelong learning. Retrived from
http://ec.europa.eu/educat ion/policies/2010/doc/key rec_en.pdf
楊瑩(民 96)。波隆那歷程的紐
Singapore, Ministry of Education (2010). Nurturing Our Young for the future competencies for the 21st Century. Retrived from http://www.moe.gov.sg/committ ee-of-supply-debate/files/nurturi ng-our-young.pdf
英特爾、微 (ATC21S)
英特爾、微軟、蘋果、思科、戴爾等公司提供相關
Partnership for 21st Century Skill. (2008). 21st Century Skills, Education & Competiveness-A resource and Policy Guide.
Retrived from
http://www.p21.org/documents/
21st_century_skills_education_
and_competitiveness_guide.pdf
教學、專業發展、學習環境等
由於負責單位為美國勞工局，參與單位則為企業廠 商等大公司，所制定的能力指標偏向於工作者必須 的能力。
由表 0-1 可知，目前各國於科學教育研究發展與全民素養的培育方面皆有朝向積極、前 瞻規劃與全國性投入的發展趨勢。
然而，在各國紛紛挹注大量全國性計畫以推動科學教育實務與研究之際，九十九年十二 月公布之最新「國際學生能力評量計畫(PISA)」評比結果，無論是閱讀、數學和科學素養，
台灣則僅維持既往水準，然而其他部分國家卻多有提升，且在兩岸三地的評比成績中台灣亦 敬陪末座。是以，研擬科學教育研究發展白皮書，據此精進研究能量，且以此探究目前科教 的限制並擘劃更具體的跨領域科學教育素養發展政策尤為當務之急之研究議題。
適逢近十年來台灣在科學教育領域的研究表現於國際上已經逐漸提升，科技與網路的飛 躍發展(如 Web 2.0 時代的高互動網路互動型態的轉變)也促使了更多研究探討科技輔助學習 各類素養與知識的新潛力。九十二年開始至今的兩期的「數位學習國家型科技計畫」亦促發 了國內對數位教學領域的研究與發展並於國際上有突出的表現。爰此，如何整合國內於科學 教育與數位學習研究表現的優勢於科學教學實務中，並整合教學與學習理論、前瞻科技與網 路教學媒體，以培養全民科學素養，是亟待發展的重要的議題之一。綜合以上趨勢，在建國 百年之際，也正逢十二年國民教育重大教育改革的籌備時期，此實應為一體省思如何提升跨 領域國民素養、調整科學教育課程與教學、因應科技教學新趨勢等主軸的資源整合與整體擘
適逢近十年來台灣在科學教育領域的研究表現於國際上已經逐漸提升，科技與網路的飛 躍發展(如 Web 2.0 時代的高互動網路互動型態的轉變)也促使了更多研究探討科技輔助學習 各類素養與知識的新潛力。九十二年開始至今的兩期的「數位學習國家型科技計畫」亦促發 了國內對數位教學領域的研究與發展並於國際上有突出的表現。爰此，如何整合國內於科學 教育與數位學習研究表現的優勢於科學教學實務中，並整合教學與學習理論、前瞻科技與網 路教學媒體，以培養全民科學素養，是亟待發展的重要的議題之一。綜合以上趨勢，在建國 百年之際，也正逢十二年國民教育重大教育改革的籌備時期，此實應為一體省思如何提升跨 領域國民素養、調整科學教育課程與教學、因應科技教學新趨勢等主軸的資源整合與整體擘