九年一貫科技素養教育課程教學設計與實施

九年一貫科技素養教育課程教學設計與實施－

以自然與生活科技領域「科技發展史」為例

*_林人龍、**_黃進和、*** 宗靜萍 * 台北市立金華國中教師、台灣師大工業科技教育博士候選人 ** 台北市立南港高中教師、台灣師大工業科技教育博士候選人 *** 高雄市立空中大學媒體處處長、台灣師大工業科技教育博士候選人 壹、科技序曲 「你會覺得那怎麼樣？沒有衣服，沒有廚房，沒有刀叉，沒有冰箱，沒 有中央空調。沒有火，冰川期又正在來臨。你要變成劍齒虎的一頓美餐 呢，還是要通過設計來解決問題呢？」 需求刺激發明活動的信念不斷地被用來說明許許多多科技事物的形成。我們的 祖先必須設計與製造賴以生存的全部必需品，他們所能用的全部東西只有石頭、皮 革、骨頭、枝條、樹葉和莖桿－還有更多的石頭（史前石器時代人 類從事科技活動的唯一證據）。通過使用生活週圍的原始材料，先 民們開始在通向我們當代成功的道路上邁步了。科技思想的閃現， 幫助他們提供了食物和住所，以及能與兇猛的食肉動物和山頂部落 對抗的武器。

如同進化論對於生物演進歷程的解釋，工具與人造物製作的初步階段給予我們 祖先的那一點生存優勢，在漸漸形成的多樣性科技活動中，促進了人類朝著進化的 道路發展。隨後我們和「自然」拉開了距離，在物質世界努力地改善我們的機遇。

科技圍繞在我們的週遭。我們所生活的世界中，每一樣存在著的事物不外自然 生成與人工的設計；自然界的演化是隨機的，但是人工器物的演進卻是人類有意識 的活動，一如「科技衍化（The Evolution of Technology）」的作者喬治．巴塞拉（George Basalla）指稱：「器物的演變是代代承襲的結果。」了解週遭一切人造器物如何形成， 有助於我們瞭解生產技術沿革的本質，以及現代複雜科技的運作。本文將以「今古 發明」－探索科技發展的過去、現在以及未來為主軸，就九年一貫課程自然與生活 科技領域中「生活科技」能力指標－科技的發展，提陳其教學活動設計與實施之基 本理念，並以七－九年級為教學對象，設計出 10 節、每節 45 分鐘的實際教學活動 示例（如附錄），俾對於此領域之教學提供實質之教育參考價值。 貳、科技史學習意涵、內容及方法 科技無所不在，很難想像，就在你 每一舉手投足之間，科技的影響如影隨 形。會讓人訝異的是，今日我們所使用 的每樣事物，從手工具的槌子、自動門、 蒸汽機、水泥建築、交通工具甚至消防 車無一不是古代科技的智慧結晶。「科 技」意味著對環境的操控以滿足人類在 食物、庇護場所、通信以及衛生保健等等的需求。在最近的一萬年的人類歷史中， 各種科技的發展與自然環境、人類的社會以及科學互為影響。 科技的生活不僅影響個人，同時對於人類社會文化與物質文明的演進也有極大 的作用。進入 21 世紀，我們的學生在他們的每日生活中，理所當然地使用著各式各 樣的科技產物，卻由於如此緊密而熟悉，逐漸失去對科技發展的基本認識與思考。 因此，有必要在科技的教學活動中融入科技發展史的概念，透過覺知、理解以及探

好奇，體察人工器物的演變與現代科技的關係，進而在科技的正面與負面影響上做 出理性的判斷。 設計並實施有關科技發展史的教學活動，目的在促使學生們以模組學習的形 式，結合有關科技各個面向的探究與主題作業，詳細地描繪出人類科技發展的全貌。 主要活動架構可由以下五個循序的學習子題（每一子題內容參見活動設計概要示例） 構成： 一、「什麼是科技？」－學生對生活週遭科技事物覺察、理解的自我評價，並検視 與分類各種日常生活器物，依據他們所知人類的需求確認科技的主要類別， 然後呈現出科技的最初定義。 二、「科技演進史實」－學生藉閱讀、蒐集科技史相關資料，共同討論科技發展歷 史事件，建立科技年表，進行科技重要發明或器物演進主題研究海報設計與 製作。 三、「科技事物如何運作」－學生依據所選定的主題，設計並製造出一個簡單科技 人造品模型，諸如老式收音機、投石器、針孔照相機、發報機或是簡易機械 與工具等，利用實際動手操作的經驗，從工作模型中探討並確認出其牽涉到 的相關科學原理。 四、「科技的影響性」－學生利用他們探究的結果以及對各種科技事物之間關係的 理解，検視科技在個人、社會、文化以及環境等各個層面的影響，提出個人 的看法。 五、「明日的科技」－學生就過去科技的演進、現代科技的實景，構想未來人類科 技世界的發展遠景。 在教學策略的運用方面，生活科技教師可導入一種５Ｅ的學習模式：「投入－ 探索－解釋－計畫－評估（Engage-Explore-Explain-Elaborate-Evaluate）」，這種模 式讓學生主動地涉入他們的主題活動，藉由反思反映出他們所探究的成果。教師另 可安排學習活動成果分享做為形成性評量，鼓勵學生運用資訊工具將設計成的科技 發展海報以及科技工作模型製成電腦簡報進行分組報告；此外要求每一位學生針對 整個學習活動歷程，撰寫一份書面報告做為總結的評量，其內容可包括對科技發展

參、科技史課程目標與相應能力指標 一、學習活動目標：「科技：形塑我們的生活世界」 本課程活動發展與設計是以學生為中心，透過小組合作學習的方式，進行一 個完整的科技發展史模組化的學習，將就「科技發展的過去、現在與未來」為主 軸，達成以下所列六個主要的學習活動方向： 二、能力指標：對應九年一貫課程綱要「自然與生活科技」七－九年級相關能力 指標 4.科技的發展： 「科技的本質」：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。 「科技的演進」：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。 科技的過去、現在與未來 描 繪 早 期 科 技 的 例 子 列 舉 各 個 不 同 時 期 人 類 主 要 的 發 明 與 創 新 舉 出 科 技 人 造 物 不 斷 演 進 的 例 子 及 其 背 後 所 隱 含 的 運 作 原 理 討 論 科 技 在 個 人 與 社 會 的 衝 擊 與 影 響 評 估 各 種 科 技 對 於 環 境 的 衝 擊 與 影 響 提 出 現 代 尖 端 科 技 的 例 子 以 及 未 來 的 發 展

「科技與社會」 4-4-3-3 認識個人生涯發展與科技的關係。 4-4-3-4 認識各種科技產業。 4-4-3-5 認識產業發展與科技的互動關係。 肆、科技史課程傳遞之概念與重要知能 一、主要概念： 理解任何科技的發展，在於思考其脈絡背景，科技人造物如何製成與運作， 以及其社會、政治、經濟與環境的影響。因此，在本教學活動過程中，教師須引 導學生理解以下科技發展史應涉及的概念： （一）科技的意義與內涵，科技涵蓋的人類生活領域與範圍，科技與科學的區 別。 （二）人類科技活動的起源，科技演進時期的劃分與重要科技事件的形成，各 種科技人工器物的發明與技術創新。 （三）科技事物設計與建造的歷程，科技設計與科學原理的互動，科技設計在 工程的應用。 （四）科技活動對自然資源的利用與限制，科技對經濟發展、社會文化的貢獻， 科技在人類生活的正負面影響。 （五）科技的成果是一種人類智慧的累積，人類未來科技的成長奠基於過去的 發展，現代科技將持續推動明日科技的發展。 二、重要知能： （一）「什麼是科技？」 1.科學與科技追求不同的目的。科學是心智的產物，科學的探究在揭露並了 解主宰我們生活世界和宇宙的大自然法則；科技的設計則是在滿足人類的 需要和解決人類的問題，科技在本質上比科學更直接影響到人類社會，它 幫助人們適應環境，實現欲望。 2.科技是人類改變生活世界滿足需要與欲望並解決實際問題的一種方式。科 技活動的範疇涵蓋建造安全的住所、生產食物、研製抗癌藥物以至佈建綿

不可能辦到。 3.少了科技的幫助，就不可能有新產品與系統的發展，也就無法解決問題。 4.科技的發展是一種人類的活動，是個人與眾人需要的結果，並且需要創造 性的能力。 5.科技知識與技術過程的本質與發展是環境的運作。 （二）「科技演進史實」 1.演進（進化）是一系列的改變，某些是逐漸的，某些是偶然發生，表明了 事物、生命、自然與設計的系統目前的形式與功能，現有的事物源於過去 的物質與形式。 2.科學常藉新科技的運用推進科學的探究，解決科技的問題常常導致新科學 知識的產生。新科技時常擴展目前科學理解的層次並提出新的研究領域。 3.科技演進的事實是人類需求的反映、技術進化的結果、人工器物多樣性的 呈現。 4.依據人類運用自然資源材料的形式，科技的發展可分為七個時期： (1)游牧狩獵時代，史前人類利用容易取得的木頭、骨頭或石頭製成工具與 武器，並且已知道如何用火。 (2)金屬器具時代，提高工作的特殊性，刺激了社會結構的變遷 (3)早期機械時代，機械鐘與印刷機的出現，知識開始標準化並廣泛散佈。 (4)自動化模擬時代，早期蒸氣動力的應用，許多工廠開始大量生產，逐漸 取代手工的製造。 (5)蒸汽機時代，蒸汽機動力的全面運用，影響了所有經濟與社會生活的領 域。 (6)內燃機引擎時代，內燃機引擎迅速普及，短短五十年內取代了蒸氣引擎 成為主要的動力來源。 (7)現代電力與電子控制時代，加上邁入二十一世紀資訊科技時代，比任何 時期更迅速更徹底地改變人類的生活。

（三）「科技事物如何運作」 1.每一件實用的人工器物均必須經過構想、測試、設計、製造、修飾，形成 最終產品的科技歷程。 2.科技的設計與科學的探究存在一種共棲共生的關係： （四）「科技的影響性」 1.人類利用環境資源進行科技活動，以維持並改善他們的生活方式，大自然 的豐富資源將持續不斷被用為這個目的。 2.地球的資源有限，人類逐漸提高資源的消耗，嚴重抑制了某些資源恢復補 充的自然過程，最後耗盡那些資源無法再生。 （五）「明日的科技」 1.科技事物的演變依一種可以解釋的時序變遷方式進行，現在的形式是由過 去的材料和形式而來，未來的科技世界也將受現在科技發展的影響。 2.人類形塑未來生活世界的能力來自產生新知識、發展新的科技、並且將創 新的構想與他人分享。 由原始的大汽機能改進成蒸汽機，並進一步演化為一般熱機和內燃機， 引起動力革命，正是由於十八世紀後西歐社會中已產生了科技→科學→ 科技這一循環加速效應（金觀濤、劉青峯，1994。興盛與危機，科學技 術與古代社會）。 礦井抽 水技術 紐可門 大汽機 瓦 特 蒸汽機 內燃機和 一般熱機 真空研究 熱學研究 潛熱理論 卡諾循環和 一般熱機理論 熱力學 科技→科學→科技之間互相促進的循環

伍、科技史課程教學活動範例 以下所示活動設計概要示例，內容包括：活動子題名稱、學習目標、相應能力 指標、教師活動引導程序、所需材料與設備、評鑑要點、可用資源或參考資料、學 生學習活動單等數項。

九年一貫生活科技教學活動—以科技史為例（一）

一、活動名稱：「什麼是科技？」－科技生活的一天 二、教學節數：一節 三、教學目標： 本單元的教學活動設計是科技史教學模組的第一部分，主要的目的在透過「思 辨」的方式，讓學生從日常生活中體認人類與科技的關係。教學活動的具體目標與 預期學學生達成之能力目標為： 1.了解並定義「科技」的內涵。 1.1 學生能說出科技的定義以及與人類的關係。 1.2 學生能說出「科技世界」造成的影響。 2.認識各項科技產物，包括收音機、行動電話、電冰箱、烤麵包機、PDA、捷運。 2.1 學生能說出不同科技產物在日常生活中應用的情形。 2.2 學生能說出不同科技產物演進的過程。 2.3 學生能說出未來生活需要什麼樣的科技產物。 3.設計出未來生活中需要的科技產物。 3.1 學生能利用問題解決的方法設計未來生活中需要的科技產物。 3.2 學生能說出未來生活中所需科技產物的種類及意義。 四、活動概說： 人類與科技的關係是密不可分的，只是生活在其中的我們感覺不到它的存在。 舉例來說，每天早上我們在前一晚設定好的鬧鐘聲中醒來；也可能是在預設的廣播 節目聲中睜開眼睛；更可能是在行動電話下載特殊的鈴聲中開始新的一天，走進浴 室拿起電動牙刷刷牙，打開水龍頭洗臉，盥洗完畢走進廚房著按下烤麵包機烤出香 噴噴的吐司，再從冰箱中拿出鮮奶，吃完早餐後，拿出 PDA 查詢一下今天的課表及

該帶的文具用品，然後搭電梯下樓，走到公車站或捷運站搭公車或是捷運到學 校…..，這一連串日復一日的生活瑣事，說明了現代人是生活在充滿科技的世界裡。 本教學活動單元的設計理念是讓學生：從對科技的認識→體認人與科技的關係 →需求設計→思辨現在構思未來→。透過協同教學或整合其他學科知識，如藝術與 人文等，來完成完整的教學活動。 在教學策略方面，運用學習活動單的型式讓學生充分發展自我導向的學習方 式，學生能就教師所提供的學習線索，掌握學習活動的主題概念，學生可利用教學 媒體與學習活動設計單製作及設計未來生活中所需科技產物，學到科技世界與人類 需求間的關係，進而思考科技在人類演進的過程中所扮演的角色。整個單元學習過 程，學生是以問題解決的方法逐步完成一個以「科技生活的一天」為模組的學習活 動。學習遷移方面，學生在了解科技的內涵與科技對人類的影響後，有助於學生更 適應未來的科技社會。 五、主要概念： 1.科技的定義與內涵。 2.科技產物的構造及型態。 3.科技產物的作用。 4.增進科技產物的功能。 六、活動程序： 時間 老師的活動 具體目標 學生的活動 第一節 發下學習活動單，說明本單元主 題內容與學習標。 利用投影片介紹生活中各種科 技產物，並和同學共同討論各種 科技產物的型態及功能 1.2 2.1 2.2 2.3 聆聽老師說明，瞭解 學習活動目標。 回想並記錄一天生 活中可能接觸到科 技產物。 七、重要知能： 1.認識今日世界並了解科技在日常生活中的重要性。 2.清楚了解科技的演進過程。 3.省思人類與科技間的關係。 4.預測科技未來的發展。

九年一貫生活科技教學活動—以科技史為例（二）

一、單元教學活動名稱：「科技演進史實」－科技的發展 二、教學對象：七∼九年級(男女生) 三、教學時數：三節 四、教學目標： 本單元的教學活動設計是整個科技史教學活動的第二部份，主要目的在透過師 生間的互動，使學生從生活週遭科技產品的發展，瞭解科技史的意義，並進一步學 習到應用科學方法進行科技探索的知識。因此本教學活動之具體目標與預期學生達 成之能力目標為： （一）具體目標 1.瞭解科技發展的意義。 2.瞭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、科技、或相關知識。 5.培養合作學習與問題解決的能力。 6.養成隨手蒐集資料的習慣。 （二）能力目標 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。 4-4-3-4 認識各種科技產業。 4-4-3-5 認識產業發展與科技的互動關係。 五、活動概說： 生活週遭的科技產品，例如時鐘、電視機、冰箱、音響、手機、汽車、建築物…. 等，並不是一開始就是現在的造型，操作的方式、功能等也和過去的產品有極大的 差別，這些科技產品有些已經歷經數百年、數千年的發展，也有僅是數年或數十年 的新產品，但是它們可能因為結合更新的科技，增加了新的功能，或改變了造型等，

成為現在我們所見、所使用的產品。探索科技產品的發展，將可瞭解人類的科技文 明，科技發展，以及研究科技史的方法與知識。 本教學活動單元的設計，主要是以說故事的方式，探索科技的發展史。首先由 教師示範說明，以生活週遭常見的科技產品為例，介紹科技產品的發展，期間，在 不同的發展階段輔以介紹科學與科技演進的知識，使學生具備清楚的科技發展概 念。示範結束前說明故事題材、資料蒐集的方式，提供學生學習探索科技史之技能。 其次由學生模仿教師的示範，以自訂的題材探究科技發展，並報告資料蒐集與學習 成果。 在教學策略方面，教師示範教學時宜充分利用教學媒體引導學生進入科技探索 領域，教導學生科技發展的概念與學習探索科技的技能。同時運用學習活動單，讓 學生發展自我學習導向與問題解決的方式，並參考教師提供之學習線索，透過學生 間與師生間的互動，逐步深入探究的活動主題，以及相關的科學、科技或數學知識， 最後以說故事方式呈現學習成果。 六、主要概念： 1.科技發展的意義。 2.過去科技發展文明史。 3.探索科技史的方法。 七、所需工具設備與材料： （一）設備：(1) 美工刀 12 支、(2) 剪刀 12 支、(3) 鋼直尺 12 支、(4) ＯＨＰ投 影機 1 部、(5) 錄放影機 1 部、(6) 電視 1 部、(7) 電腦 1 台 （二）材料與教學媒體：(1) 膠水 12 瓶、(2) 全開海報紙 12 張、(3)科技發展投影 片或電腦多媒體。

八、教學活動程序： 主題 時間 老 師 的 活 動 能力指標 具體目標 學 生 的 活 動 發下學習活動單，說明本單 元主題內容與學習目標（學習活 動單）。 1.聆聽老師說明，瞭解 學習活動目標。 利用投影片或電腦多媒體複 習科技的意義與生活週遭的科 技產品（學習活動單）。 4-4-1-2、4-4-1-3 1、2 2. 聆 聽 並 回 答 老 師 問 題 ， 回 想 先 前 教 學 內 容。 第 一 節 利用投影片或電腦多媒體， 以說故事方式介紹科技發展的 意義與探索的方式（學習活動 單）。 4-4-1-2、4-4-1-3、 4-4-2-1、4-4-3-4、 4-4-3-5 1、2、3、4 3.注意學習內容，記錄 重 點 並 和 老 師 同 學 討 論，回答學習活動單內 容。 分配學生學習組別，以 3-4 人為合作小組，並交代小組任務 （學習活動單）。 5 4.聆聽老師說明，討論 小組活動主題。 5.討論小組成員任務分 配。 第 二 節 引導學生深入主題探索，提 供必要的資源參考與協助。 4-4-1-2、4-4-1-3、 4-4-2-1、4-4-3-4、 4-4-3-5 4、5、6 6. 蒐 集 資 料 、 整 理 紀 錄，開始進入主題。 7.下課後仍繼續探索， 以完成此主題作為課後 作業。 安排各組報告學習成果，提 供必要的協助與補充。 4-4-1-2、4-4-1-3、 4-4-2-1、4-4-3-4、 4-4-3-5 4、5、6 8.聆聽同學報告內容， 記錄重點並和老師同學 討論。 科 技 的 發 展 第 三 節 依據各組書面與口頭報告、 小組成員任務貢獻情形、學生間 互動情形評量學生學習成果。 4-4-1-2、4-4-1-3、 4-4-2-1、4-4-3-4、 4-4-3-5 5、6 9. 報 告 及 繳 交 活 動 作 業 ， 回 答 老 師 相 關 問 題。 九、重要知能： 1.因應人類各種不同的需求，促使科技產業不斷發展，科技產品更是不斷推陳出 新。 2.人類的需求是促進科技發展的動力，科學與科技新知則是科技發展的能源。 3.科技發展的目標，除了要提升科技水準及促進經濟發展外，也要提升人民生活 品質，故而在推動相關科技政策時，須重視應用科技，期能提升衛生科技、農 業科技、生物技術、氣象與地震科技技術、能源與環保等領域之水準，進而促

進民生福祉。 4.科技產業的創新與發展，不僅需要人才、技術、資金、及知識的匯流，同時也 需要建構產業發展的整體性，營造適宜的發展環境，乃得以使高科技產業不因 其產品生命週期的短化現象而欠缺持續力。 5.研究發展乃是一國在長期間落實科技產業之建立及擴充其競爭力的重要手段， 與制度面的相容性極為重要。 6.過去四十餘年來，臺灣科技產業的發展，可說一直是在一種全面性由政府主導 而民間參與的主動政策方針之下進行。 7.政府針對科技產業所 採取之介入研究發展的一貫政策，大體上包括直接設立研 究機構、移轉部分研發資源及成果於民營產業、直接間接的補助、貸款、融資 和利 用稅式支出的間接支援於民營產業等方式，來鼓勵產業研究發展工作的進 行。 8.我國在推動整體科技發展方面，「國家科學技術發展十二年長程計畫」(民國八 十年至九十一年)為我國邁向二十一世紀科技發展之綱領及策略性計畫。 十、評鑑要點： 學習成果評量分為日常與作業評量。 （一）日常評量： 1.學生自評部分：分為參與程度與貢獻程度兩項，由各小組組員自我評鑑。 2.學生互評部分：分為參與程度與貢獻程度兩項，由各小組組長評鑑組員。 3.教師評鑑部分：分為參與程度與貢獻程度兩項，由教師評鑑各小組組員。 （二）作業評鑑： 1.小組互評部分：分為故事創意與整體效果兩項，由各小組組長互評。 2.教師評鑑部分：分為符合基本標準、創意、裝訂效果、編排效果與小組合作 情形五項。

十一、學習活動單： 生活科技學習活動作業單 班級： 姓名： 座號：

科技的發展

生活週遭的科技產品，例如時鐘、電視機、冰箱、音響、手機、汽車、建築物….等，並 不是一開始就是現在的造型，操作的方式、功能等也和過去的產品有極大的差別，這些科技 產品有些已經歷經數百年、數千年的發展，也有僅是數年或數十年的新產品，但是它們可能 因為結合更新的科技，增加了新的功能，或改變了造型等，成為現在我們所見、所使用的產 品。 什麼是科技發展？ 科技為什麼要發展？ 科技是如何發展的？ 我們是如何知道科技在發展？ ◎學習活動目標：瞭解科技發展的意義與探索的方法。 ◎學習活動任務：從生活週遭中選擇一項科技產品，蒐集各種書刊、雜誌、電子媒體、報紙、 廣告、網路…等，了解此項科技產品發展的過程，發展的原因與相關知識。然後將所蒐集的 圖片、文字資料、影片等，試著以最吸引人的方式，把它們拼貼在老師提供的全開海報紙上， 或者製作成電腦資料，並且設計顯著的標題文字來呈現科技的發展。最後必須有一人負責將 小組的學習成果報告出來，以分享全班同學。 ◎小組成員： 小組主持人： 資料整理： 紀錄： 報告： ◎活動主題： ◎故事開始：

九年一貫生活科技教學活動—以科技史為例（三）

一、活動名稱：「科技事物如何運作」－古代機械探源 二、學習目標：本單元的教學活動設計是整個科技史教學活動的第三部份，學生們 必須透過資料的蒐集，選擇一項感興趣的古代科技器物，分析其發 展、機械運作的原理，並進行雛型的實作。 三、相應能力指標：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。 四、教師活動引導程序： 1.老師提出簡單機械的種類及其運作原理，說明其發展已有數千年之久，引起學 生進一步探究的興趣。 2.要求學生分組討論，選擇一項古代的機械發明，並開始收集資料，作業單的內 容進行構思。 3.老師提示作業單的內容，引導學生對他們所選擇的主題進行討論，並完成作業 單的內容。 4.學生從他們的主題中，歸納出科技事物的運作原理，提出報告與全班同學分享。 5.要求學生準備簡單的卡紙、膠水、剪刀等資源，構思作業單中機械的設計，並 進行雛型的製作。 6.提出機械設計的報告，並說明其運作的原理。 五、評鑑要點： 1.作業單內容 30% 2.機械雛型作品 40% 3.口頭報告 30% 六、學生學習活動單：

生活科技活動單－「古代機械探源」

選擇一項你們感興趣的古代機械主題分別回答以下的內容： 〝紙上動力機械設計〞

設計者：班級：

座號：_____ 姓名：

日期：

說明：以下的圖框中一共有六個動力機械的結構，請你依照它們的設定

條件完成設計。（直接繪製於背頁圖紙上，並做出每一個機械的雛型測

試看看）

古代的機械 名稱： 它是如何被發明的？ 它能做什麼？ 它在什麼地方被發明 出來？ 為什麼它被發明出 來？ 它何時被發明的？ 誰發明了它的？ 誰來用它？

● 概 念

問題解決的方法

假 設

試 驗

一般性測試

改進解答

製 作

評 估

A

B

A

B

C

B

A

A

A

C

A

B

C

B

B

機械的移動

槓桿

樞軸（旋軸）

凸輪

從動輪

連結器

導桿

固定端

移動端

旋軸位置

移動方向

Ⅰ.拉下槓桿A時,

Ⅲ

Ⅴ

Ⅱ延續前一個構想,

Ⅳ

Ⅵ

槓桿B同時旋轉

槓桿A上下拉動時

,B和C同時旋轉

拉下槓桿A時,B會

同時向上移動,反

之亦然

轉動圓盤A時,

B會上下運動

延續構想Ⅰ,拉動A

時,B和C會向同一個

方向旋轉

延續構想Ⅴ,拉動

A時,B和C會以相反

方向旋轉

九年一貫生活科技教學活動—以科技史為例（四）

一、活動名稱：「科技的影響性」－科技的影響 二、教學節數：一節 三、教學目標： 本單元的教學活動設計是科技史教學模組的第四部分，主要的目的在透過師生 間討論的方式，讓學生從日常生活中充分認識科技對人類造成的影響。教學活動的 具體目標與預期學學生達成之能力目標為： 1.了解科技的過去、現在及未來。 1.1 學生能概述石器時代主要的發明及發現與人類使用科技的情形。 1.2 學生能概述農業時代主要的發明及發現與人類使用科技的情形。 1.3 學生能概述工業時代主要的發明及發現與人類使用科技的情形。 1.4 學生能概述資訊時代主要的發明及發現與人類使用科技的情形。 2.敘述科技對個人所造成的影響及衝擊。 2.1 學生能舉例說明科技對個人所造成的影響及衝擊。 2.2 學生能思考並提出科技對個人所造成的影響及衝擊的應對之策。 3.敘述科技對社會所造成的影響及衝擊。 3.1 學生能舉例說明科技對社會所造成的影響及衝擊。 3.2 學生能思考並提出科技對社會所造成的影響及衝擊的應對之策。 4.評估不同的科技對人類生存環境所造成的影響及衝擊。 4.1 學生能舉例說明科技與環境二者間的關係。 4.2 學生能利用問題解決的方法設計出符合人類生存需求及滿足生活慾望的環 境。 四、活動概說： 生活在現代的人一聽到「科技」二個字，絕大多數人的反應是豎直耳朵而且眼 睛一亮，因為科技為生活帶來的便利及舒適是有目共睹的。讓人不知不覺中習慣科 技並依賴科技。甚至相信科技是萬靈丹，能提供人類更快、更便宜、更好用的科技 產物。但卻忽略科技有正面的功能亦有副作用產生，就向水一樣，可以載舟亦可覆

舟。 如以時間做區隔，科技所衍生的影響及衝擊可分為立即可見及長期累積效應兩 種。舉例來說，有人以為只要每間教室都有可以上網的電腦，學生的功課就會進步； 改造人體基因，就可以消除疾病或是縮短人類進化的歷史。但是班班有電腦，處處 可上網，表面上看來可以增進所有學生的學習成效，實際上卻忽略，現實社會中有 「資訊富者」及「資訊貧者」的差異，如此一來二者間的「資訊差距」是日漸擴大， 而非日益拉近。科技，對大多數人而言，有時候害怕、畏懼科技，有時候又樂於使 用。所以科技，對大多數人來說並非無關痛養，它限定我們可行的途徑，但也指導 我們的行動。這正說明如果能解科技所帶來的影響，就能善用科技支援及改善人類 生活，反之則會造成彼此間的疏離、孤立、扭曲甚至摧毀人類。本教學活動單元的 設計理念是：讓學生對科技有清楚的認知後，才能客觀評估過去、現在、未來科技 的價值，並與之建立正確關係。概念釐清→建立正確觀念→評估過去/現在→預測未 來→修正/循環。透過協同教學或整合其他學科知識，如社會ˋ公民等，完成完整的 教學活動。 在教學策略方面，運用學習活動單的型式讓學生充分發展自我導向的學習方 式，學生能就教師所提供的學習線索，掌握學習活動的主題概念，可利用教學媒體 與學習活動設計單製作及設計，具體提出科技對人類社會所造成的影響及衝擊。整 個單元學習過程，學生是以問題解決的方法逐步完成一個以「科技的影響」為模組 的學習活動。學習遷移方面，學生在了解科技的內涵與科技對人類的影響後，有助 於學生評估科技的正功能及副作用。 五、主要概念： 1.科技的影響。 2.科技的正功能。 3.科技的副作用。 4.增進科技的正功能並降低科技的副作用。

六、活動程序： 時間 老師的活動 具體目標 學生的活動 第九節 發下學習活動單，說明本 單元主題內容與學習標。 利用投影片介紹生活中各 種科技產物所造成的正功 能及副作用，並和同學共 同討論如何增進科技的正 功能並降低副作用。 2.1 2.2 3.1 3.2 4.1 4.2 聆聽老師說明，瞭解 學習活動目標。 回 想 並 思考 科 技 產 物 對 人 類社 會 所 帶 來的影響及衝擊。 七、重要知能： 1.了解科技對人類的影響。 2.清楚分辨科技的正功能。 3.省思科技造成的副作用。 4.關心科技未來的發展。

九年一貫生活科技教學活動—以科技史為例（五）

一、單元教學活動名稱：明日的科技 二、教學對象：七∼九年級(男女生) 三、教學時數：三節 四、教學目標： 本單元的教學活動設計是整個科技史教學活動的第五部份，主要目的在透過師 生間的互動，使學生在了解科技的意義與科技的發展之後，更進一步應用已有的科 學、科技等知識，探索明日的科技。另外，本活動更期望學生努力於學習明日科技 的同時，也能適時反應科技對人類的影響，運用批判性思考，判斷科技對我們的正 面與負面的衝擊。因此本教學活動之具體目標與預期學生達成之能力目標為： （一）具體目標 1.養成隨手蒐集科技新知的習慣。 2.培養創新與批判性思考的能力。 3.認識科技相關知識。

4.認識科技創新發展的方式。 5.培養合作學習與問題解決的能力。 （二）能力指標 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。 4-4-3-4 認識各種科技產業。 4-4-3-5 認識產業發展與科技的互動關係。 五、活動概說： 最近在美國創下新票房紀錄的電影「關鍵報告」，是一部描述五十年後科技發展 的科幻影片，故事情節運用大量的科技產品，並結合未來車、預知犯罪偵防系統等 未來科技的概念，讓觀眾深信這就是未來的科技，人類未來的生活。明日的科技會 是什麼樣?明日的科技將會如何發展?本教學活動設計，係以蒐集科技新知的資料， 分析、批判可能的明日科技。透過明日科技的探索，學習科技創新發展的知識，及 培養創新的能力。 六、主要概念： 1.科技創新發展的方式。 2.創新能力與批判思考。 七、所需工具設備與材料： （一）設備：(1)美工刀 12 支、(2)剪刀 12 支、(3)鋼直尺 12 支、(4) ＯＨＰ投影 機 1 部、(5) 錄放影機 1 部、(6)電視 1 部、(7)電腦 1 台。 （二）材料與教學媒體：(1)膠水 12 瓶、(2)全開海報紙 12 張、(3)明日科技投影片 或電腦多媒體。

八、教學活動程序： 主題 時間 老 師 的 活 動 能力指標 具體目標 學 生 的 活 動 發下學習活動單，說明本單 元主題內容與學習目標（學習活 動單）。 1.聆聽老師說明，瞭解 學習活動目標。 利用投影片或電腦多媒體複 習科技的意義與科技的發展。 4-4-2-2 1、3 2. 聆 聽 並 回 答 老 師 問 題 ， 回 想 先 前 教 學 內 容。 第 一 節 利用投影片或電腦多媒體， 介紹明日科技的意義與探索的 方式（學習活動單）。 4-4-1-2、4-4-1-3、 4-4-2-1、4-4-2-2、 4-4-3-4、4-4-3-5 1、2、3、4 3.注意學習內容，記錄 重 點 並 和 老 師 同 學 討 論，回答學習活動單內 容。 分配學生學習組別，以 3-4 人為合作小組，並交代小組任務 （學習活動單）。 4-4-2-2、4-4-3-4 5 4.聆聽老師說明，討論 小組活動主題。 5.討論小組成員任務分 配。 第 二 節 引導學生深入主題探索，提 供必要的資源參考與協助。 4-4-1-2、4-4-1-3、4-4-2-1、4-4-2-2、 4-4-2-3、4-4-3-4、 4-4-3-5 1、2、3、4、5 6. 蒐 集 資 料 、 整 理 紀 錄，開始進入主題。 7.下課後仍繼續探索， 以 完 成 此 主 題 作 為 課 後作業。 展示各組學習成果，提供必 要的協助與補充。 4-4-1-2、4-4-1-3、 4-4-2-1、4-4-2-2、 4-4-2-3、4-4-3-4、 4-4-3-5 1、2、3、4、5 8.觀賞同學蒐集的資料 內容，記錄重點並和老 師同學討論。 明 日 科 技 第 三 節 依據各組書面與口頭報告、 小組成員任務貢獻情形、學生間 互動情形評量學生學習成果。 2、5 9.繳交活動作業，回答 老師相關問題。 九、重要知能： 1.科技活動是培養學生創新素養的最佳切入點：科技活動作為一種探索性的實踐 過程，具有科技性、實踐性和探索性的特點，其任務是探索未知，其最為突出 的特徵就是創新。 2.創新人才必須具有三方面的素養：創新精神、創新能力和創新人格。三者密切 相關，其中創新能力是核心。創新精神主要包括好奇心、探究興趣、求知欲、

的動力，也是培養創新能力的基礎。創新能力主要包括創造想像能力、創造性 思維、創造性地完成某種活動的能力。三者之間，創造想像能力是創造思考的 基礎，創造思維的具體化為創造性地完成某種活動的能力。創新人格屬於非智 力因素範疇，主要包括責任感、使命感、堅强的意志與毅力，有接受挫折與失 敗的心理準備。它對創新結果的最終實現有着重要的影響。 3.未來科技發展的速度將會越來越快，科技需要不斷的創新才能提昇競爭力，而 科技創新更需要具備創新能力的人才，以及通力合作的團隊。 4.科技發展必須以科技素養作基礎，應該兼顧人類需求與環境保護，並且以改善 全體人類生活品質，促進人類進步為目標。 十、評鑑要點： 學習成果評量分為日常與作業評量。 （一）日常評量： 1.學生自評部分：分為參與程度與貢獻程度兩項，由各小組組員自我評鑑。 2.學生互評部分：分為參與程度與貢獻程度兩項，由各小組組長評鑑組員。 3.教師評鑑部分：分為參與程度與貢獻程度兩項，由教師評鑑各小組組員。 （二）作業評鑑： 1.小組互評部分：分為創意與整體效果兩項，由各小組組長互評。 2.教師評鑑部分：分為符合基本標準、創意、裝訂效果、編排效果與小組合作 情形五項。

十一、學習活動單： 生活科技學習活動作業單 班級： 姓名： 座號：

明日科技

最近在美國創下新票房紀錄的電影「關鍵報告」，是一部描述五十年後科技發展的科幻影 片，故事情節運用大量的科技產品，並結合未來車、預知犯罪偵防系統等未來科技的概念， 讓觀眾深信這就是未來的科技，人類未來的生活。明日的科技會是什麼樣?明日的科技將會如 何發展?本教學活動設計，係以蒐集科技新知的資料，分析、批判可能的明日科技。透過明日 科技的探索，學習科技創新發展的知識，及培養創新的能力。 什麼會是未來的科技？ 明日的科技將會如何發展？ 未來的科技對我們都是有益而無害？ 如何避免科技對我們的負面影響？ ◎學習活動目標：認識明日科技的概念，學習創新學習的能力。 ◎學習活動任務：蒐集各種書刊、雜誌、電子媒體、報紙、廣告、網路…等有關明日科技產品 資訊，了解未來科技的發展方向，以及背後隱含的相關知識。同時利用小組討論方式，運用 以有的知識判斷此科技發展的方向對人類社會，甚至整個文明的影響。然後將所蒐集的圖片、 文字資料、影片等，試著以最吸引人的方式，把它們拼貼在老師提供的全開海報紙上，或者 製作成電腦資料，並且設計顯著的標題文字來呈現明日科技。最後將作業展示出來，以分享 全班同學。 ◎小組成員： 小組主持人： 資料整理： 紀錄： ◎活動主題：

參考資料 行政院國科會（2002），中華民國科技白皮書，91.7.5 摘自 http://www.nsc.gov.tw/whitepaper/menu.htm 行政院新聞局（2002），台灣科技發展的成果，91.7.5 摘自 http://www.gio.gov.tw/info/taiwan-story/science/down/3-3.htm 協 和 國 際 多 媒 體 （ 20 0 2）。 今 古 發 明 3： 城 市 建 設 D V D。 D i s co v er y C h a n n e l 。 周光发译，Basalla, G.原著（2000）。技术发展简史。上海：复旦大学出版社。 周絢隆譯，Clark, P. & Freeman, J.原著（2000）。設計。香港：三聯。

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