壹、科學課程設計的重要理念
一、國內中小學科學課程改革重點
鄭湧涇(2005：11)指出，2000 年以後我國中小學科學課程改革的重點，
為：(1)科學教育目標在培養全民的基本科技素養；(2)科學課程設計以培養 基本「能力」為目標，重視學習領域的統整；(3)課程設計注重科學的本質 及科學美學和科技倫理；(4)課程內容設計強調本土化、鄉土性，重視學校 本位課程，強調多元和彈性；(5)教室內組合課程、模組課程（modular curriculum），以 STS 理念為核心的課程等逐漸受到重視。
二、當代科學課程設計思潮
(一)發展真實科學課程是當前科學教育的改革重點之ㄧ
張惠博(2004：3-7)指出，科學教師常被要求能夠呈現出科學的真實面 貌，以提升學生的科學素養，故真實科學（authentic science）在近來的科 學教育改革運動中是一個常見的名詞，真實科學乃是在真實世界中科學家 所關切、研究的科學，它亦是經由探究、問題解決、批判思考等過程而得 到的。然而，真實性（authenticity）卻依然是一個難以理解的觀點，且包 含不同的意義以及課程意涵。在相關研究中所探討的真實科學亦有不同，
一般常將真實科學分為：(1)能與生活作連結的科學；(2)科學家的科學；(3) 科學探究等三個面向。而協助學生理解真實科學的教學方式，有：(1)實驗 室師徒制；(2)學生參與專題導向的計畫；(3)科學家教學；(4)學生與科學 家對話等型式。
(二)科學課程與教學設計基於學生先備知識並能與生活經驗連接
從認知心理學的觀點而言，每一個學生都是主動的訊息處理者，任何
外界經由感官而進入的資訊都會經歷「過濾」、「組織型態」以及「選擇」
等知覺過程後，才會進入工作記憶區進行下一步的心智運作(Johnstone, Sleet, & Vianna. 1994；引自李松濤，2005：97)。因此，科學課程的設計首 先應該強調與學生過去的經驗結合，從學習者既有的知識作為起點，提供 新、舊經驗比對的機會，以方便學生個人主動地建構知識體系(李松濤，
2005：97)。
(三)探究式取向的科學課程與教學活動設計
洪振方(2004：163-164)認為，從教育部 2000 年以來公布的「國民中 小學九年一貫課程綱要」和「創造力教育白皮書」，以及行政院國家科學 委員會在2004 年 12 月公布的「科學教育白皮書」之說明得知，就中小學 之科學教學與學習而言，顯然今後科學教學的重點，將強調以「科學探究」
為學習活動重心、以「問題解決」為學習核心及以「創造力」的培養為鵠 的。中小學的科學課程與教學活動設計，將是以生活世界的探索、體驗與 反省為主軸。
(四)科學課程編排彈性化及學習評量多元化
從課程方面來看，以往課程的編排會比較強調一定的順序，目前這個 做法在國內依然常見。但是，晚近的看法，認為課程不一定要事先安排一 定程序，甚至可依學生特質、臨時情境、教材內容、學生能力加以調整。
在學習評量方面，以往強調考試，現在強調實作表現，學生的學習不一定 是考試，各式各樣的成品、剪報、上網查資料、做模型、寫篇文章等等，
都可以作為評量方式(郭重吉，1999)。
貳、科學課程的分類
常見的科學課程依據其組織型態來區分，可分為下列五種類型(鄭湧 涇，2005：4)：
一、科學內容知識導向(content-oriented)的課程
此類課程重視學科的基本概念結構和知識內容的學習，注重科學的
「產物」層面，較不注重科學的「過程」層面，強調科學知識的累積。
二、科學過程導向(science process oriented)的課程
此類課程強調科學就是探討，注重知識產生過程的教學及科學過程技 能(science process skills, SPS)的培養。
三、科學/技術/社會(science, technology and society, STS)導向的課程 科學課程設計注重科學與技術和社會議題(issues)的結合，並試圖以與 社會、文化及日常生活有關的活動為核心來組織教材。
四、學科中心(subject-centered)的課程
以學科概念知識內容之學習為中心，強調概念知識結構的完整性和嚴 謹性，學科之間的分野非常清楚，各學科的課程獨立性高，缺乏學科間的 統整，是較為傳統的學科概念為中心的科學課程設計方式。
五、學生中心(student-centered)的課程
是與前者相對應之課程組織型態，課程之設計以學生活動為中心，教 材選擇較照顧到學生的學習興趣、需要及活動的方便性，也比較重視與問 題解決有關的知識內容，注重知識之應用性，而不強調學科概念內容知識 結構的完整性。
参、高職專題製作課程設計之相關概念
依據「95 學年度職業學校課程暫行綱要暨設備標準」之規定，高職學 校之校訂必修科目，至少需開設2 學分的「專題製作」課程，以培養學生 統整及創作能力。目前，日、台兩國參與新興科技課程發展計畫之高職學 校，有多所學校即以發展「專題製作」課程的方式，將新興科技技術導入
學校課程中。茲說明專題製作課程的相關概念，如下：
一、專題製作的定義
專題製作是以課程統整、建構主義與認知心理學等理論基礎，所發展 出的探究導向式學習方法。在老師的協助及督導下，學習者首先發展出複 雜且難度高的驅動問題(driving question)，該驅動問題引發一連串的待解決 問題，成為學習的驅力，學習者在一段長時間中，進行獨立的學習，必須 釐清問題、擬定及執行探究計畫，配合同儕的分工合作，直到完成真實成 果或作品(artifict) (陳美紀，2006：249-250)。故實務專題製作課程設計，
原則上應該定位在學生已具有基礎知識與理解能力之上，進一步訓練其應 用能力、分解能力、綜合能力及評估發展能力(湯誌龍、黃銘福，2007：161)。
二、專題製作課程之教學目標與特色
依據 98 年高職電機與電子群之「專題製作實習」的教學綱要說明，
高職專題製作課程的教學目標，主要是在：(1)訓練學生獨立思考、研究及 創造之能力；(2)訓練學生資料蒐集及整理之能力；(3)培養學生群體合作之 精神，發揮群體合作之功效；(4)培養學生解決問題之能力；(5)使學生能驗 證及應用所學之專業知識及技能；(6)提升學生實務設計、製作之能力；(7) 訓練學生研究報告撰寫及口頭簡報之能力。故專題製作課程具有之特性，
為：(1)是學生學習經驗統整的表現；(2)是一種理論與實務並重、手腦並用 的訓練；(3)是一種創意與思考力的挑戰；(4)是一種團隊合作的學習歷程 (蕭錫錡、張仁家、黃金益，2000：396)。
三、專題製作課程之教學實施與學生學習問題
一般而言，學校的專題製作課程皆安排於最後一學年教學；專題製作 的題目，由學生自選或老師指定，但必須與學校的課程屬性相關；進度報 告有口頭報告和書面報告兩種方式；學習評量兼重形成性與總結性評量，
評量的項目，可包括：計畫書內容、口頭報告、歷程檔案、專題成果、學
習態度及工業安全衛生等。其教學實施步驟，可分為準備、教學實施及成 1994；陳美紀，2006：260-264)。
表2-16 高職專題製作教學內容