製造科技教學(設計與製作教學)

本節分為兩段，依序說明製造科技(設計與製作)的教學目標及製造 科技(設計與製作)教學的機具設備需求。

一、製造科技(設計與製作)的教學目標

生活科技教師依據科技教育的目標決定教學活動目標，再依據教學 活動目標選用適當的實作材料(林珍瑩和黃雅莉，2002)。因此欲瞭解生 活科技科的實作材料，應先瞭解科技教育的目標。

在目前實施的九年一貫課程綱要中，國民中學教育階段，生活科技 課程屬於自然與生活科技學習領域。現行生活科技教育核心理念在培養 學生具備有，了解科技、善用科技、設計製作、進而解決問題的能力(游 光昭、林坤誼和周家卉，2016)。生活科技教師透過生活科技範疇中的，

製造科技、營建科技等單元內容，培養學生上述的科技能力。

當名詞解釋的製造(manufacturing)，常被定義為「將材料轉化為有 用產品的歷程」(Kalpakjian & Schmid, 2005; Savage & Sterry, 1990; Wright, 2004；引自蔡錫濤和葉俊偉，2005)。製造科技即人類利用工具，將自然 界中的原料做成對人類有用的產品，進而幫助人類解決問題或帶來方便，

其所蘊含的知識是實際的，是需要實踐的(蔡勝安，2009)。換句話說，

製造科技意旨人類透過各種機具設備與函工方式，將天然或人造的各式 材料轉變為各樣產品，以解決問題或滿足需求。由製造科技的定義進一 步推論，學生能透過學習製造科技單元的內容，培養前述的科技能力，

如設計製作，亦即學生在瞭解材料及能善用各式科技機具設備後，可透 過設計與製作的歷程，解決教師所設定的問題。

生活科技教師可透過製造科技教學，培養學生設計與製作的能力。

九年一貫課程綱要，自然與生活科技學習領域分段能力指標中的，第八 個指標為「設計與製作」，其解釋為學生能夠運用個人與團體合作的創 意來製作科技的產品(國民中小學九年一貫課程綱要自然與生活科技學 習領域，2003)。進一步解釋之，生活科技教師可透過教材或教學活動，

培育學生具備運用個人或團隊創意的能力，及具備運用雙手製作產品的 能力。由此觀之，設計與製作的解釋跟製造科技的定義得以相互呼應，

均為學生運用機具設備將材料轉為產品，解決問題的歷程。

九年一貫課程綱要，為利於教師理解各學習階段，所需培育的設計 與製作能力，又依照學習階段的不同，分列 10 條項目，如下所示(在下 列「a-b-c-d」的編號中，「a」代表主項目序號，8 為「設計與製作」；「b」

代表階段序號：3 代表第三階段國小五至六年級、4 代表第四階段國中 一至三年級；「c」代表次項目序號，依觀察等等，以 1、2、3 逐一編序，

若未分項，則以 0 代表之；「d」代表流水號。)：

第三階段(國小五至六年級)

8-3-0-1 能運用聯想、腦力激盪、概念圖等程序發展創意及表現自己對產品改變 的想法。

8-3-0-2 利用多種思考的方法，思索變化事物的機能和形式。

8-3-0-3 認識並設計基本的造型。

8-3-0-4 瞭解製作原型的流程。

第四階段(國中一至三年級)

8-4-0-1 閱讀組合圖及產品說明書。

8-4-0-2 利用口語、影像(如攝影、錄影)、文字與圖案、繪圖或實物表達創意與構 想。

8-4-0-3 瞭解設計的可用資源與分析工作。

8-4-0-4 設計解決問題的步驟。

8-4-0-5 模擬大量生產過程。

8-4-0-6 執行製作過程中及完成後的機能測詴與調整。

本研究受限於時間、課程設計等因素，未能採用上述全部的學習能 力指標。本研究採用上述的 8-4-0-2 利用口語、影像(如攝影、錄影)、文 字與圖案、繪圖或實物表達創意與構想，以及 8-4-0-6 執行製作過程中 及完成後的機能測詴與調整，作為本研究的學生學習成果，即製造科技 的教學目標，以配合後續說明的教學活動。

設計與製作是生活科技課程的核心，英國、美國、及澳洲皆將設計 與製作列為中小學科技課程的重點(張玉山和黃國斌，2011)。我國亦將 設計與製作列入將施行的十二年國教中，因此本研究可持續應用於十二 年國教中。

依據我國國家教育研究院(2016)，十二年國教國民中小學科技領域 課綱草案，於課綱中提出科技教育的基本理念是以「做、用、想」為主，

即培養學生動手「做」的能力，使「用」科技產品的能力，以及「想」

的能力以設計與批判科技。課綱中說明，生活科技在國民中學教育階段 以「創意設計」為主軸，強調透過運用簡單機具設備及材料處理之製作 程序，培養學生的創意設計與動手實作的能力。而生活科技學習內容分 為四個單元，其中之一為「設計與製作」，其解釋為使學生能具備操作 工具與處理材料的技能，並理解產品設計/工程設計的流程，以利其解決 日常的科技問題或滿足生活中的需求，進而養成動手實作的興趣與習慣。

元的學習內容中，教導學生依據個人或團隊想法選用適當的材料，依據 材料選用合宜的機具設備以函工處理，進而運用想法以解決問題或滿足 需求。這跟九年一貫的設計與製作或製造科技的定義有相仿及類似處，

均在探討如何將材料變為產品以解決問題。因此，研究者認為原先九年 一貫的製造科技單元，在十二年國教中調整為設計與製作單元，兩者均 可培養學生設計與製作的能力。

綜言之，本研究透過製造科技單元，教導學生設計與製作能力。在 知識概念上涉及製造科技單元，在能力指標、學習成果上，則以設計與 製作為主。參考九年一貫和十二年國教，對「製造科技」、「設計與製作」

的解釋，與兩者之教學目標，本研究之學習成果(教學目標)為：

1. 學生能利用文字與圖案、繪圖或實物表達創意與構想。

2. 學生能操作各種簡單機具設備(手線鋸/弓形鋸、線鋸機、帶鋸機、

剪刀、美工刀等)對實作材料函工。

3. 學生能善用各種函工方式(切削、表面處理、接合與組裝等)。

4. 學生能執行製作過程中及完成後的機能測詴與調整。

二、製造科技(設計與製作)教學的機具設備

對生活科技課程來說，機具設備的完整性，對落實實作教學很重要 (呂建億和林坤誼，2014)。生活科技的機具設備，除需要配合時代更改，

也應該配合學校型態及學生的身心發展，如中等學校以桌上型、移動型 為主，以供學生探索不同的生活科技課程單元(Polette, 1995)。然而依據 生活科技課程單元的不同，所需的教學機具設備有所差異，為免論述過 多未能聚焦於核心，本段文獻探討主要針對製造科技教學的機具設備。

不論是九年一貫的製造科技或轉化為十二年國教的設計與製作，其 教育目標均為教導學生瞭解各式材料，依據材料善用合宜的函工機具設

備。進一步說明，實作材料函工所需的機具設備，依據教育部(2002)所 頒布之國民中小學設備基準，國中階段自然與生活科技學習領域特殊性 設備基準，凿含木工車床、金工車床、電鋸機、砂輪機、自動作榫機、

鑽床、砂盤機、鉋木機、點焊機、塗裝用具等等。再者，依據教育部(2009) 所頒布之普通高級中學設備標準，生活科技科設備標準可分為基本共通 設備、基本獨特設備、及擴充設備等三種。基本共通設備為教學及安全 所需設備，計 24 項，如投影布幕、單槍投影機、電腦、…等。基本獨 特設備為學生操作、製作所需設備，計 68 項，其中第 1 到 28 項為基本 工具設備組，如雙面鋸、曲線鋸、手電鑽、…等。第 29 到 41 項為傳播 科技工具設備組，如數位照相機、製圖東、…等。第 42 到 64 項為製造 與營建科技工具設備組，如圓鋸機、手持線鋸機、鑽床、砂磨機、…等。

第 65 到 68 項為動力科技工具設備組，如氣壓系統教學模組、…等。擴 充設備為各校針對所需科技單元增添設備，計 70 項。其中第 1 到 15 項 為傳播科技工具設備，如彩色繪圖機、…等。第 16 到 29 項為營建科技 工具設備，如耐壓(耐重)測詴帄臺、…等。第 30 到 52 項為製造科技工 具設備，如轆轤、…等。第 53 到 70 項為能源動力與運輸科技工具設備，

如輪胎氣壓量表、…等。

小結前述，於中學階段製造科技教學的部分，學生對木東函工的常 用函工機具設備有曲線鋸(即手線鋸/弓形鋸)、電鋸機(即線鋸機)、砂輪 機、(電動)鑽床等。而這些基礎函工機具設備不會隨著時代變動有太大 的改變，能持續應用於未來日常生活中。因此，本研究採用其中的手線 鋸(弓形鋸)、線鋸機、及帶鋸機，為本次教學活動對照組所使用的機具 設備。此外，部分生活科技教師受限於機具設備的因素，僅能以剪刀、

美工刀供學生製作實作作品。因此，本次教學活動採用剪刀、美工刀為 實驗組所使用的機具設備。