科技素養的內涵及架構

提升國民的科技素養是世界各個先進國家的教育目標之一，如Jones 與Moreland（2003）指出澳洲、英國、美國、加拿大、香港和紐西蘭六 個先進的國家的科技教育課程名稱雖然不盡相同，但其目標卻都是一致 的，即培養學生具備科技的素養。科技素養是現代社會生活中，國民必 備的重要基本能力，所以世界各國都會規劃科技素養教育（technological literacy education），使學生能夠具備科技素養，並進而適應未來科技社 會的快速發展。

本章就科技素養相關概念進行探討，據以發展量測國中學生之科技 素養測驗。以下將依分成第一節科技素養的內涵及架構、第二節科技知 識的內涵、第三節科技態度的內涵、第四節科技技能的內涵、第五節科 技能力的內涵、第六節科技素養能力的內涵及第七節科技態度與科技知 能之關聯模式等，進行文獻探討與分析。

第一節 科技素養的內涵及架構 壹、何謂科技素養

「素養」為一種讀、寫、算的能力，也就是日常生活中的一種基本 能力。在國民中學九年一貫課程綱要中提到「素養」蘊涵於內即為知識、

見解與觀念，表現於外即為能力、技術與態度（教育部，2008）。換言 之，「素養」是一種基本的生活能力，是人們為了適應生活而發展出來 的，並會隨著社會的發展演變而有所擴張與改變。

「科技素養」的觀念最先在1899年Dewey所著作的「The School &

一直到1960年代，美國學者Marshall Schmitt創用「科技素養」一詞後，

相關的議題討論隨之展開與發展，參與討論的學者眾多，同時相關的課 程設計也極為豐富（林志忠，1998）。其中，De Vore（1985）認為科技 素養是指創造技術設備、方法或系統，利用技術方法學習不同科技系統 的作用，及確認不同技術方法對人、社會和環境的影響。Stashak（1981）

則將科技素養定義為具備聰明使用科技能力、個人能促進科技的進步、

評定當前及未來的科技、控制科技與適應變遷的世界。Smalley及Brady

（1984）以觀察力為重點，認為科技素養係指對於週遭的環境，有能力 去觀察、經驗、檢驗和設計，年輕人應能瞭解過程中的步驟；以其所見 和互動來發展形式上的心理影響和意見；以選擇的方式來觀看世界。

隨著美國的科技教育課程與英國設計與科技課程的改革，我國自 1993年亦正式將傳統的工藝課程轉變成「生活科技」（Living Technology）

課程，而生活科技的課程目標也從著重手工訓練轉變成培養科技素養。

一般來說，「科技素養」可包括科技的知識（knowledge）、技能（skills）、

及態度（attitudes）等三方面之素養（Dyrenfurth, 1991）。換句話說，科 技素養就是要在知識方面能了解科技、在技能方面能應用科技、在情意 方面能評估科技及選擇科技，也能瞭解科技對社會文化的衝擊與影響。

因此，Dyrenfurth（1991）認為科技素養應具備以下的知識、技能與態度：

（1）了解科學和工程相關的知識與應用；（2）具備廣泛的科技知識，

對人造物、工具及材料具備充分使用與鑑賞的能力；（3）充分了解科 技系統；（4）具備科技公民的基本能力；（5）具備使用、創造與控制 科技方法的能力；（6）工作與生活互相結合；（7）對科技價值的認同；

（8）對環境體驗、觀察及檢視的能力。此外，美國國際科技教育協會

（International Technology Education Association, ITEA）曾指出，科技素 養為人類使用、管理、評估及了解科技的能力，並且提出具有科技素養

的人所擁有的特色，包含以下五點（ITEA, 2000）：（1）具有問題解決能 力，同時能從不同角度來思考科技議題；（2）能夠使用適當的解決方法，

並且能評估與預測可能所產生的結果；（3）了解科技的演進；（4）了解 與欣賞科技發展的重要性；（5）了解當前議題背後的主要科技概念。由 此可知，「科技素養」是使用、操作、評價與生活息息相關的科技，而 且必須了解科技原理並提出解決方案以達成目標 (NAGB, 2010)。

美國 ITEA 在西元 1996 年出版的「全民的科技素養：學習科技的 理論與結構」（Technology Literacy for All: A Rationale and Structure for the Study of Technology）中，定義科技素養為人類使用、管理、評估及 瞭解科技的能力（ITEA, 1996）。而在科技素養的內涵方面，美國國家 科學基金會（National Science Foundation, NSF）在「教育 21 世紀的美 國人（Educating Americans for 21^st century）」報告中，認為身為 21 世 紀的美國人需要具備的五項科技素養：（1）瞭解在人類發展歷史過程 中，科技所扮演的角色；（2）瞭解人文價值與科技決策間的關係；（3）

瞭解使用科技所可能產生的價值與風險；（4）瞭解目前科技的發展趨 勢；（5）透過對目前科技的認識與評價，瞭解選擇未來科技的方法（NSF, 1983）。

至於科技素養的重要性，美國國家科學基金會（NSF, 1983）認為，

全民都具備科技素養是非常重要的，因為：（1）全民都必須能認識科 技、評價科技，如此，當面臨科技方案的選擇時，才能具備做出最佳決 定的能力；（2）只有全民都具備科技素養，才能夠從工業化社會逐步 轉為資訊化社會的過程中，更積極參與各項活動，並使科技的使用達到 最大利益；（3）當全民都具備科技素養時，才會對政府運用科技的政 策制訂與施行，投注更多的注意與關心，也才能督促政府為全民爭取更

人，才能夠在目前日新月異，迅速改變的科技社會中扮演好以下四種科 技的角色：（1）科技的使用者：能夠懂得如何使用科技的工具、材料、

機器、及各種家用產品；（2）科技的消費者：能夠懂得如何選購家庭 需要的工具、衣物、食品、汽車、家具、娛樂設施等；（3）科技的生 產者：能夠製造農業、工業、商業及服務業所需的科技工具、材料、機 器及產品等；（4）科技的決策者：能夠正確決定如何選擇能源產生方 式、運輸方式、廢棄物清理、通訊系統、資源運用、製作流程、住家需 求等。

綜合上述國內外學者對科技素養的說明可以得知：所謂科技素養所 指的是人們對科技的認知及其使用科技的能力；換言之，人們具備科技 科技知能與態度，運用科技知識、科技技能、科技工具及資源以系統性 思考進行創意設計與產品製造以解決所遭遇的科技問題，進而培養學生 創意思考、問題解決、批判思考等綜合能力的展現。

事實上，隨著新科技的發展已漸漸改變人們的生活方式與習慣。例 如：網路網路的普及帶動行動網络、大數據、雲端、物聯網、數位化製 造技術（3D列印）等網路服務技術，以及創客（Maker）概念的推展帶 動創新科技製作、創新設計等知識、技術、基礎設施的普及。由此可知，

現代國民要應具備的基本素養除了讀、寫、算之外，「掌握」、「分析」、

「運用」科技的能力儼然也是現代國民的基本素養之一。

由於科技發展一日千里，科技素養隨科技的快速發展而不斷的改變，

因此科技素養對個人來說，應是能適應現代社會生活，及尋求在科技社 會中發展的基本能力。所以我們必須具備科技及其對環境、文化、社會 影響的認知，才有能力處理個人、大眾與科技的關係，以適應未來的社 會。如果學生能學習足夠的科技知識、具備足夠的科技素養、善用有限

貳、科技教育與科技素養

臺灣的科技教育課程的發展由手工藝（Manual Arts）、工藝（Industrial Arts）到生活科技（Living Technology）階段，均受到美國科技教育相關 理論的影響。例如，手工藝階段的推展是受到第二次世界大戰的影響，

工藝階段的推展與反映社會現實及社會發展之需求有很有關係；之後在 1980年代「傑克森坊工藝課程理論」（Jackson’s Mill Industrial Curriculum Theory）確立工藝教育的理論基礎，反映當時以科技為主的工藝教育理 念，而1990年代之後「國際科技教育學會」（International Technology Education Association, 現已改為International Technology and Engineering Educators Association，簡稱ITEEA）對科技教育內涵的調整，都深深影 響我國也將工藝課程轉為科技教育課程。以下以較具代表性的二個科技 素養理論，探討科技素養測驗的內涵。

一、 「全民科技素養」中的科技素養測驗內涵

自1994年起，ITEA獲得美國國科會和航太總署（National Aeronautics and Space Administration, NASA）的資助，邀請科技、科學、數學、工 程等四大領域的專家學者，共同參與「美國全民科技教育」（Technology for All Americans, TAA）計畫。該計畫分別於1996年出版「美國全民科 技教育：學習科技的理論與架構」（Technology for All Americans : A Rationale and Structure for the Study of Technology）、2000年出版「科技素 養標準」（Standards for Technological Literacy: Content for the Study of Technology, STL）及2003年出版「科技素養的精進」（Advancing Excellence in Technological Literacy: Student Assessment, Professional Development, and Program Standards, AETL）等三份文件。

科技課程。其對科技教育領域最主要的貢獻，是清楚說明學習科技的架 構，如圖2-1所示。圖2-1中有關過程（process）、知識（knowledge）與 調適系統（context）所包含的元素可分述如下：(1)在過程方面：主要包 含科技系統的設計與發展、科技系統行為的決定與控制、科技系統的運 用、科技系統衝擊與影響的評鑑等面向；(2)在知識方面：主要包含科技 的本質與演化、情境關係、科技概念與原理等面向；(3)在調適系統方面：

主要包含資訊系統、物質系統、生物系統等面向（ITEA，1996；李隆盛、

林坤誼，2003）。

圖 2-1 科技的寰宇

註：a 科技系統的設計與發展；b 科技系統行為的決定與控制；c 科技系統的運用；

d 科技系統衝擊與影響的評鑑；e 資訊系統；f 物質系統；g 生物系統；h 科技的 本質與演化；i 情境關係；j 科技概念與原理。

資料來源：ITEA（1996: 17）

ITEA於2000年所發表「科技素養標準」（STL），亦清楚說明學生要 成為具有科技素養的人，在K-12年級應知道和該會作些什麼的科技學習 結果。其標準共分五類（科技本質、科技與社會、設計、在科技世界所 需能力、設計的世界）20項，每項標準有概述、分段指標（分為K-2，

3-5，6-8，9-12 年級四階段）。詳細如下所示（ITEA，2000；李隆盛、

林坤誼，2003）：