科技史教學模式與教材規劃

科技教育的目的在培養學生的科技素養，而科技素養的重要內涵即是 教導學生適應未來環境的變化所需要的知識與技能，培養學生解決問題的 能力與面對科技的正確態度。而在過去人類為了生存與大自然的爭鬥中，

為了要增強生存的能力與解決問題，便不斷的發明與使用各種科技產品，

所以透過前人科技發展的歷史，其實便不斷傳遞著人類適應環境所需要的 知識、能力與態度。同時，透過學生日常生活中不斷使用的科技產品的發 展史，因為切身相關，所以對學生學習科技能產生更大的興趣與動機。所 以科技史的內涵在科技教育中是不可或缺的。科技史應該如何融入科技教 學呢？以下針對科技史的教育理論、教學模式與教材規劃提出說明。

壹、科技史運用的教育理論

Bruner（1985）認為人類認知思考的模式，主要可以分為範例思考模式

（paradigmatic mode）與敘事思考模式（narrative mode），這兩種模式是互 補的、無法相互簡化的，它們分別提供了建構真實與經驗的不同方式。範 例思考模式的核心問題是「如何知道事實」？追求不受情境限制的、普遍 的解釋，以邏輯和所觀察到的現象，進行邏輯理論推導。敘事思考模式則

關心經驗的意義，強調歷史脈絡的敏感性與特殊性，是從歷史與個人事件 的過程來建構經驗的意義。兩種思考模式都對學生的認知思考具有非常重 要的意義，並沒有哪一種特別重要的差別。其中敘事思考模式，在敘事的 過程中，不管敘事者是敘說自己的故事或聆聽他人的故事、閱讀故事書或 敘事文章、感受他人的故事或是反思自己的故事，都能在敘事的過程中產 生認知思考的作用，觸發自身的反思或是獲得特別的意義，並且建構自身 的想法。從以上的說明可以知道，科技史就是屬於敘事思考模式，而一般 科技知識則是屬於範例思考模式。因此，一般科技教育教學常是偏重範例 思考模式，缺乏敘事思考模式的內容，科技史正好能提供敘事思考模式的 教學，以彌補著重範例思考模式的不足。

此外，Dewey（1990）認為，要讓學生學習有意義，應該將前人的經驗 與學生目前的生活經驗相結合，使學生能更具體的感受到前人的經驗，這 樣才能幫助學生適應生活，而科技史正是探討學生目前的生活經驗中的科 技產品，其過去的發展歷史。因此，科技史不但有助於學生學習抽象的科 技概念，科技史更能引導學生瞭解前人如何發揮智慧與創意，解決各種生 活中面臨的問題，提供另一種學習科技的機會。

綜上所述，不管從認知思考模式或生活經驗結合的角度來看，科技史 對於學生學習科技都具有相當大的幫助，值得深入探究。

貳、科技史教學模式

提出科技史教學模式之前，可以先參考科學史教學模式。就科學史教 材的發展方式來說，Matthews（1994）認為科學史教材發展模式可以分為 融入式（integrate）與附加式（add-on）兩種發展方式：

一、融入式教材發展方式

融入式教材發展方式是指將科學概念教材內容融入科學發展的歷史。也

時，同時也進行了科學概念內容的教學，所以，教師只需要利用科學史 的教材進行教學，就能夠同時達成教授科學概念與科學史的的教學目標

（Matthews, 1994）。這種編寫方式的教材完整，但是受限於科學概念 內容，困難度比較高。

二、附加式教材發展方式

附加式教材發展方式是指科學概念教材內容之外再附加科學發展的歷 史。也就是說，科學概念內容與科學史內容之間是彼此獨立的，因此，

教師可以按照教學需要，隨時在教學過程中進行科學史教學。由於附加 式教材發展方式所產出的科學史教材是屬於附加的，科學概念內容並不 能確保一定會出現在科學史內容中，所以教師要用附加式教材發展方式 編寫的科學史教材進行教學時，必須再另外進行科學概念內容教學

（Matthews, 1994）。這種編寫方式不會受到科學概念內容的限制，困 難度比較低。

此外，陳淑媛和洪振方（1998）研究了各種科學史教學的方式，歸納 出十種科學史教學的方式：（1）歷史個案研究（historical case study）；（2）

互動式歷史小故事（interactive historical vignettes）；（3）角色扮演（role playing）；（4）歷史調查研究（historical- investigative approach）；（5）

歷史對話（historical dialog）；（6）探訪科學古蹟或參觀博物館；（7）重 複科學史上重要的實驗；（8）科學家私人的傳記閱讀；（9）小組討論；

（10）富有想像力的科學史寫作。從陳淑媛和洪振方所提出的這十種科學 史教學的方式來看，國內的科學教育研究者較常採用的科學史教學方式，

主要是「歷史個案研究」與「互動式歷史小故事」，例如邱明富和高慧蓮

（2006）就是利用歷史個案研究進行探究科學史融入教學對國小學生科學 本質觀之影響；而戰克勝（2003）則是利用互動式歷史小故事進行科學小 故事對高中學生科學本質的了解影響之研究。

從上述的內容可以知道，科學史的教學活動設計多達十種，而科技史 的教學活動也有以下幾種形式可供參考：

一、科技史模組學習

科技史模組學習是由林人龍等人所設計並實施有關科技發展史的教學 活動，目的在幫助學生，透過科技的主題探究作業，以模組學習的形式，

描繪出人類科技發展的全貌。主要活動架構由五個子題構成（引自林人龍 等，2004）：

（一）什麼是科技？：學生自我覺察、理解生活週遭的科技事物，並檢 視與分類各種日常生活器具，依據學生所知的人類需求，確認科 技的主要類別，然後呈現出科技的最初定義。

（二）科技演進史實：學生透過蒐集、閱讀科技史相關資料，共同討論 科技發展歷史事件，建立科技年表，設計與製作科技重要發明或 器具演進主題的海報。

（三）科技事物如何運作：學生先選定主題，實際設計並製造出一個科 技人造物的模型，例如收音機、投石器、照相機、發報機與工具 等，透過實際動手操作的經驗，由此人造物的模型中探討並確認 此人造物使用到的相關科學原理。

（四）科技的影響性：學生利用研究的結果及對各種科技事物之間關係 的理解，說明科技對個人、社會、文化以及環境等各個層面的影 響，並且提出個人的看法。

（五）明日的科技：學生透過以往科技的演進歷程及現代科技的實際狀 況，構想未來人類科技世界的發展遠景。

進行此教學活動時，教師可利用：「投入－探索－解釋－計畫－評估

（Engage-Explore-Explain-Elaborate-Evaluate）」等 5E 的學習模式，讓學 生主動地參與學習活動，藉由反思反映出他們所研究的成果。教師另可安

排學習活動成果分享做為形成性評量，鼓勵學生運用電腦等資訊工具將設 計成的科技發展海報以及科技人造物模型製成簡報進行分組報告；此外，

要求每位學生針對整個學習活動歷程，撰寫書面報告做為總結性評量，其 內容包括概念構圖、對科技發展海報內容的分析以及對科技最初與最終定 義的反思。

二、科技史教學設計歸納

曾琪淑（2009）綜合國內幾篇科技史教案，歸納出以下幾個科技史教 學方法：

（一）開發科技史教材，以說故事的方式探索科技發展歷程。

（二）透過互動式歷史小品的對話模式教學，呈現科技發明家對社會現 象不同觀點和解釋。學生學到的不只是產品歷程，更是科技發展 歷程中最重要的經驗與內涵。

（三）搭配教學媒體，如簡報、動畫、圖片、影片。

（四）搭配學習單、角色扮演、資料蒐集、分組報告、討論等互動方式。

（五）模組學習形式，結合科技各個面向的探究與主題作業，循序完成 學習子題。

（六）由學生選定主題，設計並製造簡易科技人造物模型，利用動手操 作經驗，探討相關科學原理。

三、科技與歷史相互作用模式

科技的發展受到各種社會因素與參與者的牽引與推動，Hallström 和 Gyberg（2011）提出科技與歷史相互作用模式，如圖2-1所示。科技歷史 的發展除了受到當時社會中參與者如發明家、系統建立者、使用者和其他 的參與者的需求、行為及知識的影響之外，還受到諸如當時科學及科技的 先決條件、政治與經濟的推動力及正式（如法律）與非正式（如文化價值）

的規則等之影響，加以牽引或推動。此外，還有一些潛在要素的影響也不 亞於前述的要素，在此模式中用問號表示。另外還有對科技的意義的層級 也會對科技的發展產生影響，如對科技的詮釋、主題的配置、交互作用及 重要性。作者認為此模式不單能據此分析科技的歷史，發展出科技史教 材，也能因此改善科技素養。這個模式能幫助課程發展者、師資培育者、

教師與研究者確認並挑出重要的科技發展影響要素，如參與者、驅動力和 詮釋等，也能對科技改變的理論加以分析及提出問題。

圖 2-1 科技與歷史相互作用模式 資料來源：Hallström 和 Gyberg （2011）

四、影響科技發展與選擇的因素

Basalla（1988）曾提出影響科技的發展與選擇的因素，包含經濟、軍 事、社會與文化等因素：

（一）經濟因素

所謂人為財死，鳥為食亡，不可諱言的，經濟的誘因是人類之所以願 意投入時間、金錢進行科技發展與創新的主要動力來源之一，例如像是電 話發展初期，旅館業者為了減少服務的人力需求，甚至賺取客戶撥打電話 收取的費用，成為最早大量使用電話的行業。

所謂人為財死，鳥為食亡，不可諱言的，經濟的誘因是人類之所以願 意投入時間、金錢進行科技發展與創新的主要動力來源之一，例如像是電 話發展初期，旅館業者為了減少服務的人力需求，甚至賺取客戶撥打電話 收取的費用，成為最早大量使用電話的行業。