製造科技

教學是指擁有特定知識、技能、態度等內容的人，為了傳達給缺 乏這些內容的人，在有意識的情況下所建立的互動關係（黃政傑，1997）。

教學應是有目的的活動，教學內容應符合認知意義與價值。本研究所 要發展的教學活動是以生活科技課程中的製造科技做為教學主軸。因 此，為了了解製造科技的內涵與本質，透過文獻探討了解製造科技教 學之教學目標與教學內容。

以下分別就科技教育、科技教育課程內涵與架構、製造科技定義、

製造科技系統、教學目標、教學內容進行分項說明。

一、 科技教育

美國國際科技教育學會（International Technology Education Association, ITEA）於 2002 年提出科技是創新、改變、修正自然環境 以滿足人類需求與欲求的行為。隨著時代的進步，科技活動不斷的在 我們生活當中發生。為了讓我們能夠適應科技世界的生活，每一個人 皆必須具備使用、管理與了解科技的基本能力，此即為我們所謂的「科 技素養」(technology literacy)（ITEA,1996）。我們可以知道，既然科技 素養是每個人皆必須具備的基本能力，那麼科技素養的教育就必須納 入正式課程當中（ITEA, 2005）。因此，在國中小與高中階段的科技教 育課程主要以培養全民的科技素養，以協助學生學習與科技世界互動 所需的知能（李隆盛，2005）。

二、 科技教育課程內涵與架構

科技教育主要是為了培養學生的科技素養，因此 ITEA 針對科技 教育提出了完整的課程架構。在 1996 年所發行的美國人應具備的科技

29

素養（Technological literacy for All Americans）中分析科技是由知識

（knowledge）、程序（process）與系統脈絡（context）交織而成，其 中知識部分包含了(1) 科技的本質與演進；(2) 個人、社會、文化與科 技間的關聯；(3) 科技的概念與原則。程序部份則包含了(1) 科技系統 的設計與發展；(2) 科技系統特性的決定與控制；(3) 科技系統的使用；

(4) 科技系統使用後的後果與衝擊評估。系統脈絡則包含了(1)資訊系 統；(2)物質系統；(3) 生物系統。2002 年 ITEA 於科技素養標準

（ Standards for Technological Literacy）中說明科技素養教育的學習重 點在於科技的基本要素，即知識、程序與系統脈絡。因此將其發展成 一份標準，其包含了科技的本質（The Nature of technology）、科技與 社會（Technology and Society）、設計（Design）、在科技世界中應具備 的能力（Abilities for a technological world）與設計世界（The Designed world），其課程架構如表 2-4。

30

資料來源：修改自 ITEA（2002:15）

李大偉、游光昭（1994）在「國民中學教科書技學素養教育內涵」

中所發展出的科技素養內涵架構如表 2-5。

31

資料來源：李大偉、游光昭（1994：80）

台灣的科技教育課程名稱為生活科技，高中生活科技課程綱要中

32

資料來源：教育部（2008：329-330）

由上述文獻可知，科技素養教育包含了認知（相關知識）、情意（與 社會的關聯）、技能（設計與解決問題的能力）。科技素養教育除了幫

33

助學生了解科技相關知識、科技與環境、社會的關聯，除了知識外更 著重動手實作。本研究所發展的教學活動將融入環境議題，並將科技 相關知識與設計實作加入活動中。因此，將教學活動內容鎖定製造科 技與設計實作部分。

三、 製造科技定義

Lindbeck、Williams 和 Wygant（1990）將製造（manufacturing）

定義為轉化自然資源為產品的過程。Wright（1990）將製造定義為轉 化自然資源成為工業標準材料，在轉化為產品的過程。石延平等人

（1994）認為製造是將材料轉化為有用產品的歷程。ITEA（2002）定 義製造是實體物品的生產過程。綜合學者對製造的定義，製造是一個 過程，有效的將自然資源轉化成產品的過程。

石延平等人（1994）認為製造科技的定義可以透過特徵描述、相 關學科比較與知識體屬性來探討。其定義製造科技是一知識體，是人 類為了解決問題，運用知識、工具和技術來改變材料性質，以達到提 升產品價值滿足需求，同時製造科技是人類運用資源轉化成工業和消 費產品的技術性調適系統，是科技的一個子系統（蔡錫濤，2005）。

四、 製造科技系統

傑克森坊課程理論利用泛用系統模式（general system model）提 出了科技系統架構與內涵，包含了(1)輸入（Input）；(2)處理（Process）；

(3)輸出（Output）；(4)回饋（Feedback）四大階段（引自石延平等，1994），

關係圖如圖 2-3 。

34 圖 2-3 泛用系統模式

資料來源：修改自石延平等人（1994：100）

Wright（1990）提出科技系統包含了五個基本元素，這五個基本 元素分別為(1)輸入（Input）；(2)處理（Process）；(3) 輸出（Output）；

(4)回饋（Feedback）；(5)目標（Goals）。「輸入」階段包含了六項，分 別為人力資源、自然資源、設備、資金、知識、能源；「處理」階段包 含了轉化程序與管理程序，轉化程序包含了完整的生產程序，亦即將 自然資源轉化成標準的工業材料後，再進一步轉化成產品，轉化的過 程稱為加工。管理程序的部分則是為了管理人所建立的系統，大致上 將人力分成研發人員、生產人員、行銷人員、工業關係、財務管理人 員等；「輸出」階段除了產品，尚有噪音、汙染、液態化學廢料等；「回 饋」階段則是一個適應系統，可提供給自己資訊加以控制整個程序。

關係如圖 2-4。

輸入 處理 輸出

回饋

35 圖 2-4 科技系統模式

資料來源：修改自 Wright（1990:20）

石延平、蔡錫濤、李建嶠、林麗萍（1996）更進一步說明各元素

36

圖 2-5 製造科技的系統架構圖

資料來源：修改自石延平等人（1996：37）

綜合國內外學者對製造科技系統的研究，本研究做為教學內容之 製造科技系統採泛用模式做為主軸。投入階段為七要素，分別為人力、

知識、材料、廠房設施、能源、資金、時間；處理階段則採用 Wright 所提之轉化與管理程序，其中轉化程序為兩階段，管理程序包含研究

37

五、 製造科技素養教學目標

透過教學，教師能夠啟發學習者的潛能，經由對學習外在條件的 安排使學習者達成目標（黃政傑，1997）。因此，進行教學活動設計前，

應先為此教學活動設定其教學目標，以預期學生透過此教學後的學習 成果。本段透過國內外的文獻了解製造科技素養教學應達成之教學目 標，同時蒐集學生相關之起點行為，進而發展綠色設計融入製造科技 之教學內容。

蘇錦頓（1994）提出製造科技素養教育的意義與目標在於(1)了解 製造科技素養的內涵；(2)了解製造科技與社會的關係；(3)了解製造科 技的各項資源；(4)了解製造科技的行業類別；(5)了解製造科技中生產 規劃、設計、零件加工等技術系統的工作原理；(6)了解製造科技與其 他科技領域的關係；(7)了解製造科技的演進與未來發展趨勢；(8)了解 製造科技的產品行銷與服務相關行業；(9)了解製造科技的職業生涯；

(10)能評估製造科技對人類社會文化環境的衝擊；(11)有能力去了解和 適應製造科技所帶來的社會現象。

蔡錫濤（1999）將製造科技素養教育目標分成 29 項，分別為(1) 了解製造的意義；(2)了解製造的重要性；(3)了解製造工業的領域；(4) 了解製造科技的起源；(5)了解製造科技的演進；(6)了解製造科技史上 的重要事蹟與發明；(7)了解台灣地區製造業發展歷程；(8) 了解台灣 地區製造業發展趨勢；(9)了解製造科技投入要素（人力資源、材料、

廠房與機具、資金、能源）；(10)熟悉一次加工方法；(11)熟悉二次加 工方法（鑄造及模塑、成形加工、切削加工、熱處理及其他調質方法、

接合組裝、表面塗裝）；(12)熟悉尺寸量測；(13)了解製造自動化；(14)

38

了解製造企業的設立；(15)了解製造企業的組織；(16)了解產品的設計 與研發；(17)了解生產管理（製程規劃、工廠佈置、安全管理、品質 管理、物料管理、排成及派工）；(18)了解產品銷售；(19)了解財務管 理；(20)了解人力資源管理；(21)了解製造科技應用實例；(22)了解我 國主要的勞工法令；(23)能評估製造業的產品責任與風險；(24)能評估 製造業的社會責任；(25)了解製造夜的生涯機會；(26)了解製造對社會 的衝擊與影響；(27)了解製造對文化的衝擊與影響；(28)了解製造對環 境的衝擊與影響；(29)了解如何善用製造科技。

以上的教育目標可以將其歸納為三大類，(1)讓學習者了製造科技 的本質、發展現況與演進；(2)讓學習者了解製造科技系統；(3)讓學習 者了解製造科技對個人、社會、文化與環境之衝擊與影響。

ITEA（2002）提出 9-12 年級的學生應從製造科技課程教學中建 立 7 項能力，包含了(1)能夠讓產品維持在最佳的使用狀況；(2)了解不 同的材料有不同的特性，其可分為自然的、合成的與複合的；(3)瞭解 依據預期的使用期限會製造出耐用程度不同的產品；(4)製造系統可分 成不同的類型，例如：大量生產與連續生產；(5)了解具互換性的零件 能提高製造過程的有效性；(6)化工技術提供人類一種變更與修改材料 以製做化學製品的方法；(7)行銷包含建立產品的地位、了解其潛能、

宣傳、市場區隔與販售。

從上述文獻可了解到，一個完整的製造科技素養教育必須能將製 造科技的本質、製造科技的系統與製造科技對生活週遭的影響對學生 進行完整但精簡的傳達。因此，本研究之教學目標包含了本質、系統 與生活影響三大項，輔以認知、情意與技能方式呈現。

39

六、 小結

製造科技是科技的子系統。製造科技是人類為了解決問題，運用 知識、工具和技術改變材料性質，轉化成工業和消費產品的技術（蔡 錫濤，2005）。製造科技的教學透過製造科技系統模式介紹，分別就輸 入、過程、輸出與回饋四項要素說明，並將製造科技加工過程中之材 料特性、加工方法等知識與技術傳達給學生。綠色設計是產品的永續 設計，在產品設計與製作的過程中能考量其產品對環境的影響。因此，

在製造科技教學中融入綠色設計的概念，不僅僅只是讓學生學習製造 科技相關的知識與技能，同時也能將科技對生態環境的影響之議題融 入課程中，進而促進學生在進行設計與實作時都能符合節能減碳的行 為。

40