科技史教學的新場域　

科技史教學的新場域－

以科技博物館實施印刷科技史活動為例

曾琪淑 國立科學工藝博物館 助理研究員 學習科技是現代人最重要的課題之一，因為科技是自古以來人類為了克服 自然、解決問題而創造出來的工具及技術。而科技教育的意義則在促使學生獲得 足夠的科技知識與科技能力，以適應社會，解決科技生活會遇到的問題。其目標 在培養學生對科技本質、科技概念、科技發明歷程、科技態度以及實作技能等的 認知與經驗。其中學校相關教材中少見具體統整分析科技演進歷史的探討，本文 從科技史教學的意涵切入，以科技博物館作為科技史教學的場域為主軸，提出一 項運用博物館蒐藏品的活動案例，並簡要分析其活動成果，期能作為學校進行科 技史教學的重要參考。 壹、科技素養教育的重點 科技教育著名學者Hacker 及 Barden (1987) 認為科技是人們控制和改變自 然環境的手段和方法，也是人類適應環境的主要工具，因而提出科技一詞的定義： 1. 科技是改變資源以滿足人類需求的知識之總和。 2. 科技是人類生存的一種策略。 3. 科技是人們控制和改變自然環境的手段和方法。 4. 科技是一種理論 (如科學) 的實際應用。 5. 科技是知識的應用和應用性的知識。 6. 科技是社會變遷的主要動力。 7. 科技是人類適應環境的主要工具。

8. 科技是運用科學、材料和人力資源，以達成人類期求目標的歷程。 9. 科技是運用我們的知識、工具、和技能以解決實際問題並擴展人類的能力。 10.科技是人們運用工具、資源、和程序來解決問題或擴展他們的能力。 所以學習科技是現代人最重要的課題，科技是人類克服自然，為了解決問 題而創造出來的工具方法，教育的意義則在使學生獲得足夠的科技知識與科技能 力，以適應社會，解決科技生活會遇到的問題。科技教育乃在研究科技及其對個 人、社會和文化的影響，使人們能妥善運用科技工具，並具備持續發展的能力。 但是科技教育的目的並不是某一種專門知識或技能的傳授，它最大的目的是培養 學生的「科技素養」，具有解決問題的「應用」能力。簡單來說科技素養就是一 種應用能力，一種懂得如何「使用」、「管理」、「評估」以及「理解分析」科 技的能力(International Technology Education Association，2006)。科技素養是人類 善用其知識、技術能力、價值判斷能力及相關資源，以便適應社會生活變遷、改 善現在生活、解決相關問題及規劃其生涯的基本能力(朱益賢，2006)。Dyrenfurth (1991）認為科技素養便是著重在培育學生對於科技的知識（knowledge）、技能 （skills）、以及態度（attitudes）等三方面的素養。 根據教育部在國民中小學九年一貫課程綱要中的詮釋（教育部，2003）， 科技素養教育的重點有三： 一、科技的發展與影響：主要讓學生認識科技的演進歷程及其對人類的影響。 二、科技的範疇：教導學生認識現代主要科技領域之系統、資源、程序及產品。 三、科技的應用：讓學生能以各種方式表達科技的創意和構想，並進行科技產品 的設計與製作。 其中科技的發展與影響，從歷史觀點來思考科技如何發生，轉變並存在現 今社會的學習課程，有助於提升學生科技態度，可說是科技素養教育的關鍵。

貳、科技史教學的意涵 科技教育的目標在培養學生對科技本質、科技概念、科技發明歷程、科技 態度以及實作技能等的認知與經驗。然而學校相關教材中卻少見具體統整分析科 技演進歷史的探討。事實上，人類歷史可說是一部科技發展史，任一項科技產品 的發展，其中的發想、創意、衝突、妥協等過程，這樣的歷程是怎樣產生？又是 如何演變至今日的面貌？這當中有許多絕佳的科技教育課程內涵。Bybee 與 Loucks-Horsley（2000）曾提到：「假使科技教師們無法深切的體認他們所欲教 導的科技概念，那麼他們也不能夠期望學生能夠學習科技的概念。」因此教 師在教導科技教育課程時，若能充分運用科技史教材融入教學，才能真正達到九 年一貫課程的訴求。 所謂「科技史」就是專門研究發明、生產、使用人造物品（artifact）的一門 學科，換言之, 就是人類將當時的社會現況、政經環境、文化傳統等交互作用的 結果。從歷史角度來學習科技，讓學生在現實世界中可收互相印證之效，了解科 技與人文的交互面向，為科技素養奠定深厚基礎。教育研究者(游光昭、林坤誼、 洪國峰，2008)指出，在現階段中小學的教科書中，有關科技史的內容，多以平 鋪直述的簡介石器時代、鐵器時代、銅器時代、工業時代、以至資訊時代的科技 產品為主，較難以見到是以透過歷史觀點的角度，來進行科技的學習。也由於缺 乏此種歷史觀點的省思，學習者便缺乏透過歷史經驗將過去與現在進行統整或分 析比較；或無法透過對歷史的了解，使自己不必重蹈覆轍，並於真實世界中更有 準備。 過去的研究曾顯示，科技史教學可以幫助學童學習科技概念，亦能引發學童 體會人類解決問題的歷程，提供文化學習的機會（Dewey，1966）。同時，Slaby (1973)亦曾提及科技史可以讓學生瞭解科技及科技演變所牽動的社會變遷，同時 也讓學生瞭解科技並不是所有人類問題的答案，因為科技是必須被引導的。換言 之，科技的發展是一個運用創造力思考克服問題的過程，而這個過程就是設計適當 的流程，運用可利用的資源，及有效解決問題的歷程。缺乏對這種歷程的認知，就

會造成學生運用科技知識或科學概念的不連貫，Duschl（1990）就認為一個合理的 科學學習過程，應該讓學童從科學史的角度了解目前所知的科學知識是如何形成 的，而不要只告訴學生什麼是正確的科學知識。洪振方（1998）也指出，透過科 學史融入教學，能讓學生「見習」科學家的思考歷程，問題的探究歷程，藉以激 發學生批判思考的能力，並增進對科學本質的認識。科技史的學習本質亦然，科 學史的學習效益同樣將適用於科技教育上。 我們往往過分強調科技的未來性，卻忘記告訴學生這些成果是怎麼來的？ 為什麼？前人的足跡怎麼走才會走到現在的光景？歷史的背景可能是艱辛的，是 晦暗的，但是科技的光環如果沒有這些內容，歷史將是空洞的，我們的下一代不 了解科技的歷史軌跡，也很難幫忙他們走向未來。 參、科技史教學設計與新場域的開發 科技史意義深遠，兼具科技與人文內涵，故教學準備的內容常會影響課程 設計與活動安排。制式教育的教學方式常引導學生透過閱讀、討論、操作等方式 進行，然而在教學策略方面，科技史課程並不適用單純的講述法，應充分利用教 學媒體以吸引學生對科技發展史教材產生興趣，並於科技發展的關鍵點中搭配運 用學習單、講述之線索、以及教學媒體上之提示，讓學生能夠發揮創造思考並進 而學習探索科技的技能。以下綜合幾篇教案研究，可歸納出幾個教學方法：（程 俊博，2005；程俊博、游光昭，2006；林人龍、黃進和、宗靜萍，2004；游光昭、 林坤誼、洪國峰，2008） 一、開發科技史教材，以故事敘述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所 蘊含的經驗內涵。 三、搭配教學媒體，如投影片、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，並循序完成學 習子題。 六、依據選定主題，設計並製造簡易科技人造品模型，利用動手操作經驗， 探討相關科學原理。 從這些教學設計中可看出，受限於課堂環境，科技史的敘述仍無法跳脫模 擬與想像，缺乏物件的見證力，學生的學習成效難以深化。九年一貫課程實施後， 課程架構與內容的改變，使得教學場域走出教室及校園，擁有豐富資源及歷史物 件的科學或科技博物館成了生活科技教育的新場域。 博物館的學習環境特別的主因在於其典藏。這些典藏是具高度文化價值的 物件與資訊，是經過精挑細選且反應時代意義的珍品，也可能代表科學重要發 明、發現及研究的物件，可能是最古老的、最大的、最稀有的或是最複雜的。博 物館將這些有價值的物件以更故事性、更具文化脈絡的方式展現，吸引觀眾的目 光，驚嘆、認識及瞭解物件的由來，同時讓學生有機會對物件進行探索學習 （Leinhardt & Crowley，2002）。美國探索館館長歐本海默（Frank Oppenheimer） 曾提到，博物館可能成為學習的良好場所，它提供直覺及經歷的環境，可使觀眾 將學習過的東西串聯整合在一起，促使進一步的學習更為輕鬆愉快 (蕭瑞棠， 2004) 。而博物館藉由展示，呈現科學在社會與文化中的貢獻，可讓學習者了解 科學在人類生活上的意義與地位，更是在在地強化學習者科學素養中的「科技發 展」層面(蔡秉宸、靳知勤，2004)。 從這個觀點來看，博物館豐富的蒐藏品，尤其具有特殊性的科技物件，恰 好補足了科技史教學課堂上的欠缺。博物館本身就是一座大型科技史教室，有源 源不絕的教材。以國立科學工藝博物館為例（以下簡稱科工館），其蒐藏宗旨即 明訂：探討科技基本原理及發展沿革、紀錄科技發展重大影響及反省科技發展歷 程，與前述科技素養教育重點不謀而合。博物館的觀眾很多元，運用博物館的目 的不盡相同，所以博物館的學習是一種複雜的互動經驗。在博物館中學習科技 史，運用其獨具的典藏資源，與制式教育環境中的學習大有不同。博物館可以將

課程上的輔助教材轉化成具體的歷史物件，課堂上的模型操作也可以在還原的歷 史脈絡下盡情探索，透過具像的實物，內化學習成果，對科技史輔助教學將別具 意義。 來到科技博物館的學生，將會在博物館裡看到世代累積的知識，館方可幫 助他們藉由實際文物去體驗，藉由展示呈現創造發明的歷程。從電晶體到電腦、 竹帛寫字到無版印刷，學生在博物館的數小時內，就歷經了這些科技的歷史，可 能就和很多科學家、發明家神交數世紀。博物館的任務將是發展一套學習計畫， 提供適切的學習內容，讓所有來到科技博物館的學童，也能像牛頓般「站在巨人 的肩膀上」。 肆、博物館如何進行科技史教學---以印刷科技史為例 印刷科技屬於生活科技範疇六大科技領域之傳播科技，隨著數位時代的來 臨，雖然使得平面印刷失去絕對優勢，但印刷技術改變了知識傳承的方式，複製 的概念，加速圖文傳播的速度，大大降低一般人獲得知識的門檻。現代人日常閱 讀書寫常會接觸印刷，即使是數位印刷，電腦輸入列印的技術進程，也源自印刷 的概念，所以印刷科技史的講授，與學生自身經驗相關，讓他們通盤了解切身科 技的歷史，有助提升科技素養，非常適合作為科技史入門教材。若能利用博物館 的印刷藏品設計教學內容，不僅可深化科技史內涵，也可引導教學朝向活潑多元。 在博物館進行科技史教學，可以透過多種教學方法與科技史的學習內涵結 合。以下以印刷史為例，可以進行的教學活動有： 一、將過去的時空架構在現在的時空中： 讓學生了解歷史最好的方法就是直接把它放入歷史，這不是一般展示場景 的模型可以塑造的。博物館蒐藏的排版房，設計實用精巧，在這個時空中， 每個學生都可坐上椅子，盡情擺弄編排排版桌上的鉛活字，搖搖桌上專用 的補字鈴，體驗那個時代印刷廠的苦與樂。

二、從發展史中，放大單一技術點至日常生活中： 以我們每天接觸到的印刷字體為例，把活版印刷字體列出來，與我們每天 看的報紙、課本、電腦印表機的字體比一比，可以討論字體改良演進與版 本的關係。 三、藉由實務操作，教導學生印刷科技領域之系統、程序及產品面： 引導學生參與鑄字過程，從書寫、製版、雕刻銅模到灌鉛、鑄字、排架， 整個流程做一遍，藉以了解國字；也可以讓學生在熟悉的電玩操作環境下， 造出另一種無鉛的字，在遊戲中比較字體字形的百變發展。 四、從「人」的觀點，以說故事手法，與學生雙向溝通： 博物館可以整理有關台灣鑄字機使用的相關機材如鉛活字、銅模、彫刻機 等，為學童營造一個字型開發的故事場景。這個故事中的物件就是活生生 可觸摸的蒐藏品，傳達的訊息是字的歷史：從先民雕版字、木活字、造模 技術的種字、鑄造鉛活字、機械雕刻或電鍍字、照相打字以及電腦字，皆 是源自鑄造活字的技術這一故事脈絡。 科工館自1997年開始有計畫蒐集印刷科技產業文物，時逢活字印刷產業式 微，許多印刷相關器械走入歷史。於是從銅模雕刻、手搖鑄字、打樣機、活版及 圓盤印刷機到各式鉛字、字架及排版房陸續到位，至今約300餘件蒐藏，足以架 構完整的印刷史故事。這些有歷史的科技物件不像一般材質脆弱的蒐藏品，必須 放在環境控制的櫃內遠觀，反之經過修復後，在特定人員指導下，開放給學生及 民眾動手操作，比定製型的教材教具更能傳達科技教育的意義，端視如何將這些 科技物件「素材」，轉化成讓學生及老師使用的「教材」（黃俊夫，2009）。 科工館這次嘗試處理的素材是活版印刷文物，轉化成「印刷你我他---一本 書的科技史」教材。這道「菜」的主角是館藏印刷文物，不再只是平面展示版的 點綴性見證，而是當成展示的主體來呈現其內涵，依照展示路線的鋪陳來敘說故 事，輔以文物展演活動，以達到科技史的教學目標。

在1930年代至1960年代，活版曾扮演相當重要的角色，從啟蒙、成熟到鼎 盛而轉型、開啟其他平凹版及網版的應用時代。1990年代數位資訊的時代，電腦 科技軟硬體的發展促進印刷生產機材設備的研發突破，推翻印刷業傳統技術與生 產製程，不論是印刷產品、市場或印刷作業程序及產品品質要求，皆有不同於以 往的革命性轉變。在這樣的文物背景下，我們如何去呈現「活版印刷」曾經扮演 的角色？一本書的誕生，可能是你我他皆可接觸了解的印刷歷史，活版印刷會使 書籍製作引發思古幽情嗎？現在的印刷可能結合新的科技，具有新的功能，成為 我們日常使用的產品。歷史不能重演，但是書籍的誕生過程，可以藉由科技物件 再現技術史實。探索印刷機具的發展，將可了解印刷科技文明，印刷科技發展， 以及研究科技史的方法與知識。 這次活動單元的設計，主要透過博物館豐富多元的輔助資源，探索印刷科 技的發展史。文物展示期間一個月，雖然每一項文物皆可操作，但受限於時間及 安全性，科技史教學的當天只加入「手動打樣機」文物演示活動的內容。展示的 主題聚焦於「製作一本書」的科技，挑選完整印刷流程中相關館藏文物，包含銅 模雕刻機、鑄字機、鉛字架、打樣機、五開活版印刷機、騎馬釘壓平機＆平裝書 上架夾板、裁紙機及各式印版古書樣本，營造歷史氛圍。在活動策略方面，一方 面充分利用視聽媒體，挑選珍藏印刷鑄字的老師傅現場操作訪談，難得一見的技 術傳承影像紀錄，於文物展示旁播映，讓活動參加者事先觀賞，引導進入印刷的 歷史背景。同時運用教具動手作，現場教作「動畫小書」、「壓凸卡片」，透過簡 易機具的操作原理，先有初步印刷概念，逐步深入探究的活動主題，進入「打樣 機」文物演示的內容以及相關的科技史。最後針對參加學童作滿意度問卷調查， 作為活動修正參考。活動設計概要如下示例：

【印刷你我他】科技史教學展演活動設計

主題 一本書的科 技史 教學地點 科工館 展示長廊 人數 20-40 人 教材 蒐藏品 授課講師 維護師 時間 50 分鐘 活動 概說 一本書的誕生，可能是你我他皆可接觸了解的印刷歷史，活版印刷會使 書籍製作引發思古幽情嗎？現在的印刷可能結合新的科技，具有新的功 能，成為我們日常使用的產品。歷史不能重演，但是書籍的誕生過程， 可以藉由科技物件再現技術史實。探索印刷機具的發展，將可了解印刷 科技文明，印刷科技發展，以及研究科技史的方法與知識。 活動單元的設計，主要透過博物館豐富多元的輔助資源，探索印刷科技 的發展史。現場以展示、視聽影片、簡易教具鋪陳教學環境，科技史教 學的當天則加入「打樣機」文物演示，作為印刷演進範例。透過手動機 具的操作原理，逐步深入探究的活動主題。並鼓勵參加學童將成品帶回 家後與電腦列印成品比較，加深今昔科技對比之印象。 輔助 活動 「鉛字情緣」紀錄片影像欣賞、「打樣機」演示、動手作「動畫小書」、 「壓凸卡片」 教學 方法 講述法、觀察法、影片教學法、動手做教學法、演示法、操作法 輔助 媒體 電視 DVD、紀錄片、油墨、刷子、打印機文物、版型、印刷機教具 具體目標 能力目標 教 學 目 標 1.了解科技發展的意義 2.了解過去科技發展文明史。 3.學習探索科技發展的方法。 4.認識科技發展所伴隨的科 學、技術及相關知識。 4-4-1-2 了解科技與科學的關係。 4-4-1-3 了解科學、科技與工程的關係。 4-4-2-1 從日常產品中了解科技的發展。 4-4-2-2 認識科技發展的趨勢。 4-4-2-3 對科技發展的趨勢提出自己的看 法。 4-4-3-5 認識產業發展與科技的互動關係。

活動程序 活動內容 教學方法 教學資源 時間 備註 壹、準備活動 一、展示現場播放影片及簡易動手 作，引導參加學童進入情境。 二、講師自我預演教學流程 貳、發展活動 一、說明本次活動內容，介紹文物 展示背景。 二、引起動機：請學生觀察現場文 物，思考印刷的起源?複印及傳播的 需求? 學童思考與回答問題 三、略述印刷發展史中演進關鍵點： 印章－拓印－雕版－泥活字 ︳木活字 ︳鉛銅活字 活版－平版－凹版－凸版－網版 四、介紹活版印刷流程 雕刻銅模－鑄字－鉛活字－排版 － 打樣－印刷－裝訂 五、淘汰原因－現代印刷優點 六、文物演示舉例：「打樣機」背景、 功能及操作 七、文物活用體驗。 講述法 觀察法 講述法 講述法 演示法 操作法 影片 教具 展示文物 各種印版樣 書 展示文物及 說明版 1 分 2 分 10 分 5 分 2 分 10 分 20 分 鼓勵學童發 言 可現場導覽 鼓勵學童思 考 讓每個人動 手實際體驗

伍、結論 這次活動是博物館透過展示，結合科技史教學活動的新嘗試。一般學生對於 課堂上枯燥的史實講述，總是興趣缺乏；博物館展示如果純粹以圖版呈現科技 史，同樣也很難讓人印象深刻。「印刷你我他」的科技史教學設計，充分利用博 物館場域的特性，採取幾項策略，大為提高學習動機與活動成效。一是以文物展 示為主軸，影片教學、教具DIY等輔助資源為副軸，鋪陳現場的教學環境，醞釀 接下來的教學流程。半侧展示長廊圈起不大的空間，成為「不像教室的教室」。 二是教學內容簡單具體。整個活動流程，從一進入展區，就可看到一本書的印刷 流程說明，且與文物對照，主題聚焦，所有進入展區的學童，可於短時間內得到 一些印刷概念。到了展演時間，比較容易施展科技史的講述，並將原有的概念推 進一層。所以參加者雖然是不特定對象，但是現場空間與活動時間配置，讓參加 學童有充分時間可反覆接收相關主題的訊息。三是讓展示中的文物實地操作。這 項設計打破了參加者與文物之間的疏離感，讓印刷科技史的概念成為可動手印證 的知識。 根據活動後所做的滿意度問卷調查結果顯示，對此次活動的課程所傳達的知 識感到很滿意的有63%，對場地空間及學習收穫感到很滿意的各有61%、對活動 整體的感覺感到滿意的也有55%。至於活動的學習成效方面，則有98%的學童認 為在這次活動中學習到印刷科技發展史的概念。可見透過博物館豐富多元的輔助 資源，讓學生探索印刷科技的發展史，將可逐步達成科技素養教育的重點。相對 於學校科技史教育實施的限制，博物館若能充分運用館藏文物，作有計畫的轉化 與教學設計，將可成為相當理想的科技史教學場域。

活動區入口的印刷流程示意大圖版 配合主題的文物展示

「動畫小書」的輔助教學（左圖）及打樣機的操作教學（右圖）。

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