從生活科技製造領域教材分析探討科技創造力的啓發　

從生活科技製造領域教材分析

探討科技創造力的啟發

林彥志*、朱益賢** *國立桃園高級中學實習教師、**國立臺灣師範大學工業科技教育學系副教授 啟發學生的創造力一直是生活科技教學的重要目標，但從九年一貫課程實施 一綱多本的教材之後，這些教材是否能夠達成啟發創造力的目標，是值得進一步 去檢視與探討的。本文即針對現行的生活科技教科書進行分析，整理出各教科書 教材內容與啟發學生創造力的關連性，提供生活科技教師及教科書使用者參考， 協助他們瞭解與融合各教科書的優點，加以運用而能有效啟發學生的創造力。 壹、科技創造力的涵義 「創造力」是大家較耳熟能詳的語詞，但是在生活科技教育的領域，宜積極 倡導的是「科技創造力」，兩者有何不同將在本節中有清楚的定義與解釋。換言 之，本文中所探討與分析的主題不是廣泛的「創造力」，而是聚焦在「科技創造 力」上，並進一步闡明在教學上應如何去啟發學生的科技創造力。 一、創造力的定義 創造力是指在問題情境中超越既有經驗，突破習慣限制，形成嶄新觀念的 心理歷程（張春興，1991）。關於創造力的研究始於 1950 年代，當時身為美國 心理學會理事長 Guilford 呼籲各界要重視創造力的研究，自此行為科學界與教 育界學者攜手合作進行各種創造力研究，迄今已有輝煌的成果。而其中與本文 分析較為相關的創造力理論有智力結構論與創造力成份理論，陸續探討如下： （一）智力結構論 Guilford 於 1959 年發表智力結構論，他將智力解釋為三個向度的

立體結構，包括「思維內容」、「思維產物」以及「思維運作」，其中 思維運作包含了六種不同的方式，分別是認知、記憶收錄、記憶保存、 擴散思維、聚斂思維以及評價，其中的擴散思維和聚斂思維與創造力 有很密切的關係。擴散思維是指解決問題時不被唯一解法所限，而能 依情況從不同角度考量的一種思維方式。聚斂思維是指依照求知法則 去解決問題，藉以獲得正確答案的思維方式。所以按依照 Guilford 的 原意，這裡的「擴散思維」在心理特徵上就是創造力。後來，Guilford 用流暢性、變通性和獨創性這三種心理特徵來界定創造力（張春興， 1997）。因此在生活科技的教學應用上，於作品設計與選擇加工方法 與材料階段，應激發學生的擴散思維發展出各種解決方案，然後再以 聚斂思維選定具體可行的執行方案。 （二）創造力成份理論 依據 Amabile（1983）的創造力成分理論，她為創造力下了一個 定義：創造力是一種新奇、適當、有用、正確或是具有工作價值的反 應，而且必須具啟發性的而非按照步驟解決問題。Amabile 所提出早 期的創造力成份理論，她認為創意力必須具備三項因素（見表 1） 表 1. Amabile 創造力成份理論中的三項因素 領域相關技能 創造力相關技能 工作動機 包括 z 領域相關知識 z 須具備的技能 z 特殊領域相關才能 包括 z 適當認知型態 z 對產生新奇意念的知識 探索 z 引導性的工作型態 包括 z 工作態度 z 承擔工作的知覺或是自 身動機 藉由 z 先天的認知能力 藉由 z 訓練 藉由 z 針對工作的內在層次或

z 先天的感官和動作技能 z 正式與非正式的教育 z 意念產生的經驗 z 個人特質 是內在動機 z 顯著外在限制的存在與 否 z 個人最小化外在限制認 知的能力

資料來源：Amabile, T. M.（1996）. Creativity in Context, p. 84

此三項因素中，領域相關技能是指個體必須先熟悉某一個領域，在知識、 情意以及動作技能方面都要有一定程度的了解，並且具有特殊的天賦，如此才 有發揮創造力的基礎；創造力相關技能是指產生創造反應的認知和個人特質： 此外工作動機是指工作態度、內在動機以及外在動機。 Amabile 的創造力成份理論可應用於創造力教學上，在進行生活科技教學 時，首先須將「領域相關技能」教授給學生，也就是將相關的基本知識和技能 教給學生，而後由教師引導學生運用「創造力相關技能」來發揮創造力。 二、科技創造力的定義 科技創造力與創造力的不同在於，科技創造力兼重「概念的形成」和「實 作能力」。葉玉珠（2004）歸納近年來知名創造力理論，提出科技創造力的概 念，並將科技創造力定義為：科技創造力乃個體在科技領域中，產生一適當並 具有原創性與價值性的產品之歷程。此創造歷程涉及認知、情意及技能的統整 與有效應用，科技創造力的發揮並非天馬行空，而必須透過理論與實務結合方 可達成。換言之，創意表現乃為個體的知識與經驗、意向（包括態度、傾向、 動機）、技巧或是策略與環境互動的結果。 李大偉、張玉山（2000a）認為：科技創造力就是科技活動中所展現的創 造力。科技創造力不只是多種意念的提出，同時更要有工具的操作與材料的處 理，最後還要有成果的出現，也就是要包含科技的程序。因此科技創造力與一 般創造力之差異，在於科技創造力更加強調意念的執行以及執行的成果。

綜合創造力理論以及學者對科技創造力的看法，本文試著為科技創造力下 一個定義：「科技創造力係運用領域相關的知識與技能，透過創造思考方法引 導得出多種概念與構想，並且加以執行以得出實際成品的能力。」 三、科技創造力的內涵 因為本文嘗試著分析教科書的內容是否能啟發學生的科技創造力，因此依 據科技創造力的定義，進一步整理出科技創造力的內涵包含「基礎專業知能」、 「創意思考方法」、「創意評量方式」三個向度，並作為生活科技教材的分析項 目。 （一）基礎專業知能：Amabile（1996）創造力成份理論中，其中一個成份因 素為領域相關技能。且李大偉、張玉山（2000a）認為科技創造力要有工 具的操作以及材料的處理。因此就教科書而言，必須提供學生基礎專業知 能，應包括：科技概念、材料特性、材料加工方法、工具介紹以及工具操 作，只有讓學生能夠瞭解材料與工具的方法，並且能自由靈活地運用，方 能有助於學生在創造思考的過程中，綜合運用以產生新的構想，並且能夠 將構想實際執行。 （二）創意思考方法：在教學活動的設計上，雖然讓學生按照解決問題的步 驟進行，不過過程中仍須適時以創意思考方法來引導學生發揮創意，例如 腦力激盪法或是自由組合創思法（李大偉、張玉山，2000b），而不是以籠 統地以一句「請學生發揮創意」帶過引導創意思考的過程。 （三）創意評量方式：創造力是一種特殊的能力，所以必須利用適當的評量 方式來評量學生科技創造力發揮的程度，依據以上學者的看法，評量科技 創造力不外乎以「歷程」評量和「成果」評量。在原本的生活科技教學評 量上，就很注重最後實際作品的總結性評量，然而，光是評量作品僅能評 出學生科技創造力的一部份，應此也要在「歷程」中進行形成性評量，去 了解學生是如何產生構想以及如何在多種構想中進行選擇，如此方算是完 整地評量出學生的科技創造力。

貳、生活科技製造領域教材分析 生活科技教材包含許多科技領域，因為科技創造力強調歷程與實際成果，因 此本文先選擇設計與製作並重且運用多種材料與工具的「製造科技」領域，來進 行分析與探討，將來再逐一分析其他科技領域的教材內容。 此外，因為市售教科書有許多的版本，很難將所有的版本一起加以分析，因 此挑選市佔率較高的教科書來加以分析，經調查後取得桃園地區各校使用教科書 的情形 (見表 2，詳細數據資料見附錄一)。 表 2. 桃園地區國中使用教科書版本統計 (學校數＝34) 七年級 八年級 九年級 版本 學校數 % 學校數 % 學校數 % 康軒 23 67.6 19 55.9 15 44.1 南一 6 17.6 8 23.5 7 20.6 翰林 4 11.8 7 20.6 10 29.4 小計 33 97.1 34 100.0 32 94.1 其他 1* 2.9 0 0.0 2** 5.9 合計 34 100.0 34 100.0 34 100.0 註：*部編版，**未使用教科書 從表 2 中得知桃園地區的七至九年級國中學生多用康軒版教科書，其次為 南一版和翰林版，一共達到九成以上的市場佔有率。因此本文以康軒、南一以及 翰林三個版本的教科書，作為分析生活科技製造領域教材內容的依據。 一、康軒版教材內容（93 年 2 月初版） 康軒版的製造科技部分以材料介紹為主，包括材料的種類與特性、材料 的用途、材料的加工方法等等。 一共介紹了木材、金屬、塑膠和陶瓷的材料種類和特性、加工成形、接

合組裝以及表面處理。以木材為例，首先介紹實木以及夾板、木心板、纖維板 和粒片板四種板料。而加工方法有刨削、鋸切、鑚孔、車削和銼磨等，並附有 機具或工具圖片，有助學生對工具的認識。其次接合方式則以圖文簡要介紹了 膠接、釘接和榫接的特性。最後是表面處理，除了表面塗裝的程序以外，更一 一介紹各階段所採用的漆。讓學生對這幾種常見的材料有概括性的了解。 在教學活動以風鈴量產製作為主題，透過分組活動讓學生了解大量生產 的涵意。活動步驟原則上按照問題解決的模式進行，並且在提出構想的步驟 中，要求學生利用腦力激盪法提出二至三個想法記在活動紀錄單上，引導學生 發揮創意力。書中附有常見手工具介紹，讓學生能夠認識手工具以及使用注意 事項。 此外，在其他章節中有提及材料科學，除了介紹玻璃、陶瓷和金屬以外， 還介紹了衣料纖維、液晶以及奈米等較新的材料。 二、南一版教材內容（95 年 2 月修訂版） 南一版從生活的角度來導入製造科技的概念，介紹我國製造科技發展以及 製造科技系統架構，並有相配合的教學活動(7-1 製造科技系統-以創意包裝盒為 例)。 在材料方面，介紹金屬、塑膠及陶瓷材料特性、加工方法以及與生活的關 係，並且有教學活動輔助。而活動設計詳列製作步驟，必要時會利用照片輔助 學生了解。此外，其他章節中有陸續介紹材料科技和奈米科技未來的發展。 書中並規劃一些教學活動讓學生發揮創意，但在如何運用創造力相關技能 的部份，則缺乏相關的引導與介紹。例如：「使用圖文傳播的知識彩繪你的包 裝盒」（活動 7-1）、「使用電腦或手繪圖設計出所需的文具盒，以及喜歡的色彩 等。」（活動 7-5）、與「請同學發揮創意，設計最有創意的陶瓷日常用品」（活 動 7-6）等，但對於如何產生創意則未進一步闡述。 三、翰林版教材內容（94 年 8 月初版） 翰林版的製造科技領域一共分為三節，首先談到製造科技的定義與發展，

從科技發展的角度，導入製造科技的定義以及製造科技系統模式，其次是常用 材料，針對陶瓷、塑膠、玻璃、複合材料以及奈米材料做簡要介紹，最後是材 料加工與工作安全，條列介紹材料的加工方法，包括：切削、成形、鑄造與模 塑、調質、接合組裝以及表面塗裝，在書中的附錄上還有常見手工具照片和說 明，讓學生可以對常見手工具有初步的了解。而在工作安全的部份，除了個人 自身的安全注意事項還介紹了外在環境的部分，以及企業管理的 5S 和 6S/3U 的概念。 另外，有單獨章節介紹產品的製造與行銷，讓學生了解一件產品從設計、 生產到行銷的過程。整體而言，教學內容以專業領域為主，較強調於認知的部 分。 四、製造科技教材綜合分析 針對三種版本教科書製造科技教材內容，經進一步分析比較整理出下表 3。 表 3. 生活科技教科書製造領域教材內容比較分析 項目 康軒 翰林 南一 出版日期 93 年二月初版 94 年八月初版 95 年二月修訂版 製造概念 主要介紹製造科技中 的材料及其加工方法 以製造科技系統模式 為基礎導入製造科技 的概念 從日常生活和實作取 向的角度引入製造科 技的概念 材料介紹 介紹木材、金屬、塑 膠和陶瓷的特性、用 途和其他 相關知識 針對陶瓷、塑膠、玻 璃、複合材料以及奈 米材料做簡要介紹 介紹金屬、塑膠以及 陶瓷材料特性

加工方法 針對材料的不同介紹 不同的材料處理方式 條列介紹材料加工 法，包括：切削、成 形、鑄造與模塑、調 質、接合組裝以及表 面塗裝 介紹金屬、塑膠及陶 瓷的加工方法 表 3. 生活科技教科書製造領域教材內容比較分析(續) 項目 康軒 翰林 南一 工具介紹 依照加工方式大略地 介紹工具 另附有常見手工具照 片和說明 不特別強調工具介紹 及注意事項，僅有部 分工具圖片 管理概念 無 企業管理的 5S 和 6S/3U 的概念 無 工作安全 無 個人工作安全 分散在各活動中的注 意事項 KSA 較強調認知 較強調認知 兼有操作及認知 教學活動 以操作步驟為主進行 分組活動，由教師從 旁引導 多為分組活動 詳列步驟引導活動進 行，並以照片輔助。 多為個人活動。 參、製造科技教材與科技創造力 本文中先嘗試定義了科技創造力，並界定出與啟發學生科技創造力相關的 「基礎專業知能」、「創意思考方法」、與「創意評量方式」三個向度。並利用這 三個向度與三個版本教科書的內容來進行交叉分析，整理得到表 4，呈現現有教

科書製造科技教材與科技創造力的相關連性。 從表 4 可以得知現有教科書中在基礎專業知能墨較多，三個版本均對於製造 概念、材料特性、加工方法和工具介紹有很多的介紹與說明。比如說康軒版將一 些機具以及常用手工具進行介紹；南一版將塑膠成型加工的壓縮成型、擠製成 型、射出成型、吹瓶成型、吹帳成型、真空成型以及澆鑄成型七種方式簡要說明 並且輔以圖片幫助學生了解；翰林版則介紹了木材、金屬、塑膠、玻璃、複合材 料以及奈米材料，並且強調工作安全。這些基本專業知識對學生進行創意思考並 且將之具體化十分的重要。 表 4. 現有教科書與科技創造力相關性分析 向度 康軒 翰林 南一 製造概念 ★★ ★★ ★★ 工具操作 ★ ★ ★★ 工具介紹 ★★ ★ ★ 材料特性 ★ ★★ ★★ 基礎專業知能 材料加工方法 ★★ ★ ★★ 創意活動設計 ★★ ☆ ★ 創意思考方法 創意思考引導 ★ ☆ ☆ 創意過程評量 ★ ☆ ☆ 創意評量方式 創意成果評量 ★ ☆ ☆ 註：★★表相關性高 ★表有相關 ☆表無相關內容 然而，對於工具操作卻較為不足，由於教科書在本質上就擅長於文字和圖表 的呈現，因此在認知方面的基礎專業知識有很大的幫助，不過卻通常僅止於文字 說明。唯南一版本的教學活動（以活動 7-5 塑膠材料加工-創意文具盒之設計製 作為例）在工具操作上配合圖片說明，讓學生了解操作要領以及注意事項，配合

授課教師的講解，使學生在實際操作上能夠更得心應手。 在創意思考引導以及成果評量的方面，康軒版有較多的相關連的內容。康軒 版對於創意思考引導，呈現在以「量產風鈴」為主題的教學活動中，活動步驟以 創造性問題解決模式為出發點，引導學生進行創造思考以發揮科技創造力。配合 教學活動的進行，康軒版在成果評量方式上，除了針對產品構想進行形成性評 量，也針對整個活動進行總結性評量，讓授課教師不僅評量學生創意思考的過 程，同時並評量學生創意的執行結果以及成效。翰林版的教學活動以蒐集資料與 分組討論為主，而南一版的教學活動較強調技術性的操作，二者在創意思考引導 以及成果評量上，對學生科技創造力的啟發較為有限。 肆、結論與建議 透過對科技創造力內涵的探討，與對現行生活科技教科書製造科技教材內容 的分析，本文提出了下列幾點的建議，提供教科書編修者與使用者以及生活科技 教師參考。 一、對現有教科書的建議 (一) 根據對生活科技教科書製造領域教材分析結果，發現在基礎專業知能上 已有充實的內容，讓學生在製造概念、工具認識、工具操作、材料特性以 及材料加工方法上都有一定程度的了解，比如說各版本都針對數種常見的 材料包括木材、金屬、塑膠和陶瓷等，介紹其性質以及加工方式，讓學生 在問題解決的過程中有更豐富的思考，而且不只是概念的產生，還包括能 夠將概念實物化的能力。但在工具的使用方面相對不足，宜增加圖片說 明，或提供其他媒材來配合教學。 (二) 要啟發學生科技創造力，必須引導學生「如何」創造思考。透過創造思 考方法的學習，學生才能巧妙運用材料與工具，設計與製作出有創意的作 品。因此在教科書的內文中，於適當的地方提示一些創意思考方法；在教 學活動設計上，能採用問題解決模式，引導學生提出多種解決方案；最後

在教師手冊中，詳細介紹各種創思方法，鼓勵教師配合教學運用。 (三) 教科書在評量表的設計上，要兼顧形成性以及總結性的評量方式，在評 量項目上，宜針對學生創造思考過程以及最後的產出均進行評量。例如從 構想草圖、解決方案、材料的創意運用、目標的達成度，均有檢核及評量 的機制，並納入評量表的設計中。 二、對生活科技教師的建議 (一) 對第一線的生活科技教育工作者而言，不能靜靜等待書商重新編修教 材，覺得教科書有不足之處，宜採用自編教材來彈性調整的教學內容，以 提升教學成效。考慮將教學內容結合社區特色、地方文化、學生需求、學 校條件和家長期望，以發展課程特色提升教學品質。 (二) 站在引導學生發揮科技創造力的立場來說，首先應該先針對基礎專業知 能中的工具操作、工具介紹、材料特性和材料加工方法進行介紹和基礎實 作練習，使學生對材料和工具有一定程度的了解後，才能讓學生在創思過 程中有能力分析問題並且綜合應用所學。 (三) 第一線的生活科技教師們在編輯教材內容時，除了認知、情意、技能等 基礎專業知能之外，尚需在教學活動的設計上，加入引導創意思考的活 動，重視創造力的培養。 (四) Amabile 強調工作動機會影響創造力，因此在教學評量上，宜採用更多 元評量的方式，不僅僅針對學生學習成果也要針對其創造思考過程加以評 量，這樣易於營造出教室內創意思考的氛圍，鼓勵學生發表自己的見解和 看法。藉由評量方式的改進（外在動機）來引發學生創意思考，進而投入 積極去解決老師交代的任務（內在動機），這樣學生才會主動學習並發揮 科技創造力。 目前臺灣社會已進入以腦力決勝負的「知識經濟時代」，不論是創新思考、 批判思考或解決問題之能力，皆是未來公民的重要基礎能力，因此生活科技教 師應將倡導科技創造力，當成是科技教育工作的推動重點，讓學生更具有競爭

力。 參考文獻 李大偉、張玉山（2000a）。科技創造力的意涵與教學（上）。生活科技教育月刊， 33（9），頁 9~16。 李大偉、張玉山（2000b）。科技創造力的意涵與教學（下）。生活科技教育月刊， 33（10），頁 7~15。 葉玉珠（2004）。「科技創造力測驗」的發展與常模的建立。測驗學刊，51（2）， 頁 127~162。 教育部（2006）。國民中小學九年一貫課程綱要實施要點。台北市：教育部。 張春興（1997）。教育心理學。台北市：東華。 張春興（1991）。張氏心理學辭典。台北市：東華。 國民中學自然與生活科技課本二年級上學期（2005）。台南市：翰林。 國民中學自然與生活科技課本第四冊二年級下學期（2006）。台南市：南一。 國民中學自然與生活科技課本第四冊（2004）。台北：康軒。

Amabile, T. M.（1996）. Creativity in Context. Boulder, Colorado：Westview Press. Amabile, T. M.（1983）. The Social Psychology of Creativity. N. Y.：Springer-Verlag.

附錄一：桃園地區各國中採用教科書情形一覽表 一年級 二年級 三年級 學校 人數 版本 人數 版本 人數 版本 桃園 1100 翰林 1100 南一 1100 康軒 青溪 874 康軒 874 康軒 1126 翰林 文昌 370 康軒 370 康軒 370 康軒 建國 430 南一 430 康軒 441 南一 中興 1208 南一 1208 康軒 1208 南一 慈文 1000 康軒 1000 翰林 1000 翰林 福豐 600 康軒 500 康軒 470 康軒 振聲 434 南一 434 南一 425 南一 同德 558 康軒 558 康軒 578 翰林 會稽 300 康軒 300 翰林 大有 395 康軒 395 翰林 350 翰林 壽山 800 康軒 800 南一 800 南一 八德 650 南一 650 翰林 650 翰林 大成 800 南一 900 康軒 1032 南一 永豐 600 康軒 600 南一 600 翰林 大園 700 康軒 700 康軒 700 康軒 竹圍 300 康軒 300 康軒 300 康軒 南崁 665 康軒 665 翰林 683 康軒 山腳 200 康軒 200 康軒 200 康軒 光明 400 康軒 400 南一 496 康軒 大竹 372 康軒 200 翰林 379 康軒 龜山 350 部編本 350 康軒 359 康軒

幸福 200 康軒 200 康軒 0 大崗 200 康軒 200 康軒 200 康軒 迴龍 150 康軒 150 康軒 150 翰林 大溪 400 翰林 400 翰林 400 南一 大漢 100 翰林 100 南一 100 翰林 仁和 650 翰林 650 南一 650 翰林 鳳鳴 300 康軒 300 康軒 300 翰林 鶯歌 200 南一 200 康軒 200 南一 介壽 康軒 康軒 康軒 龍潭 康軒 康軒 康軒 凌雲 康軒 康軒 康軒 石門 康軒 南一 康軒 合計 15306 15134 15267 資料來源：學園社