生物科技概念指標之研究
朱耀明 莊如芬
* 國立高雄師範大學工業科技教育學系壹、緒論
一、研究背景與動機
「 生 物 科 技 教 育 」 對 現 代 人 或 教 育 界 而 言 是 一 個 新 的 名 詞 ， 雖 然 我 國 已 把 生 物 科 技 列 為 國 家 重 點 發 展 科 技 ， 但 僅 只 侷 限 於 產 業 及 學 術 研 究 領 域 ， 在 教 育 領 域 也 僅 大 學 有 相 關 的 科 系 來 開 班 授 課 ， 一 般 生 物 科 技 常 識 僅 靠 新 聞 媒 體 零 零 碎 碎 的 相 關 報 導 而 已 。 教 育 是 百 年 樹 人 ， 為 培 育 國 家 未 來 與 其 他 國 家 競 爭 的 生 物 科 技 人 才 ， 除 產 業 及 學 術 研 究 外 ， 尚 需 各 階 段 學 校 教 育 有 完 善 與 系 統 化 的 紮 根 教 育 不 可 。二、研究目的
本 研 究 之 目 的 如 下 ： (一) 探討 生 物 科技 的 概 念 內涵 。 (二 ) 建 構 高 中 及 國 中 小 學 生 物 科 技 概 念 指 標 。貳、文獻探討
一、生物科技的概述
(一 ) 生 物 科 技 的 定 義 生 物 科 技 是 新 興 的 科 技 領 域 ， 依 人 類 的 目 的、 需 求 不同 而 有 不 同的 定 義 範 圍。 洪 德 生(2004)指 出 生 物 科 技 係 指 運 用 生 命 科 學 方 法 如 基 因 重 組 、 細 胞 融 合 、 細 胞 培 養 、 發 酵 工 程 等 為 基 礎 ， 進 行 研 發 、 製 造 產 品 或 提 升 產 品 品 質 ， 以 改 善 人 類 生 活 素 質 的 科 學 技 術 。 研 究 者 認 為 生 物 科 技 和 其 他 科 技 不 同 之 處 在 於 ， 除 了 是 人 為 技 術 ， 生 物 科 技 尚 需 利 用 生 命 體 為 基 底 ， 也 就 是 利 用 生 命 體 生 產 有 益 人 類 的 物 質 或 達 成 人 類 生 活 需 求 之 技 術 。 (二 ) 生 物 科 技 的 關 鍵 技 術 ： 生 物 科 技 是 一 系 列 關 鍵 技 術 的 整 合 ， 是 結 合 傳 統 與 現 代 的 技 術 ， 其 關 鍵 技 術 包 括 新 生 物 技 術 和 傳 統 生 物 技 術 。 以 下 簡 略 說 明 新 生 物 技 術 與 傳 統 生 物 技 術 之 內 涵( 朱 文 深 ，2001) 1. 新 生物 技 術 ： (1) 基 因工 程 技 術 ：亦 稱 遺 傳 工程 技 術 ， 係 指 在 細 胞 外 利 用 任 何 可 行 的 方 法 ， 將 核 酸 分 子 進 行 人 工 剪 切 、 組 合 ， 再 嵌 接 於 病 毒 、 質 體 或 其 他 載 體 系 統 ， 構 築 重 組 分 子 ， 經 由 轉 錄 或 轉 譯 作 用 送 入 寄 主 細 胞 內 ， 進 行 複 製 與 表 現 。 (2) 細 胞融 合 技 術 ：指 將 兩 種 不同 細 胞 經 藥 物 或 電 流 的 處 理 ， 使 其 融 合 ， 產 生 兼 具 兩 種 母 細 胞 遺 傳 性 狀 的 融 合 細 胞 之 技 術 ， 利 用 此 技 術 可 以 將 腫 瘤 細 胞 與 產 生 抗 體 的 細 胞 融 合 ， 製 成 融 合 瘤 細 胞 。 * 為本 文 通 訊 作者(3) 蛋 白質 工 程 技 術： 藉 由 蛋 白質 工 程 技 術 可 以 改 變 蛋 白 質 的 理 化 特 性(如：酸 鹼 與 溫 度 耐 性)及功 能，產 生具 有 新 穎 特 性 的 蛋 白 質 。 (4) 體 細胞 複 製 技 術： 係 指 將 生物 之 體 細 胞 以 無 性 生 殖 的 方 式 大 量 繁 殖 成 為 生 物 個 體 的 技 術 ， 動 物 體 細 胞 複 製 技 術 是 最 近 才 發 展 成 功 的 技 術 。 (5) 幹 細胞 技 術 ： 係指 以 營 養 培養 基 繁 殖 幹 細 胞(stem cell)，使 其 分 化 成為 組 織 的 技 術 。 幹 細 胞 存 在 於 人 體 許 多 組 織 中 ， 不 但 具 有 再 生 能 力 ， 而 且 具 有 能 夠 分 化 成 為 人 體 各 種 細 胞 的 潛 力 ， 如 心 臟 、 肺 及 肝 等 。 2. 傳 統生 物 技 術： (1) 組 織培 養 技 術 ：係 指 將 活 體內 取 出 的 組 織 或 細 胞 之 一 小 部 份 ， 在 無 菌 狀 態 之 營 養 培 養 基 中 進 行 人 工 增 殖 或 分 化 的 技 術 。 廣 義 的 組 織 培 養 包 括 細 胞 培 養 、 器 官 培 養 。 (2) 細 胞或 酵 素 固 定化 技 術 ： 係以 物 理 或 化 學 方 法 將 酵 素 或 細 胞 與 高 分 子 、 不 溶 性 物 質 的 擔 體 結 合 ， 而 利 用 於 連 續 反 應 的 技 術 。 酵 素 或 細 胞 經 固 定 化 後 ， 對 熱 、 酸 鹼 、 有 機 溶 劑 、 變 性 劑 或 蛋 白 質 分 解 酵 素 等 之 耐 受 性 提 高 ， 且 酵 素 或 細 胞 可 不 斷 接 觸 與 分 離 ， 而 達 到 重 複 使 用 的 目 的 ， 具 有 降 低 成 本 、 提 高 效 率 、 產 品 易 回 收 等 優 點 。 (3) 發 酵技 術 ： 係 指大 量 培 養 生物 細 胞 ， 進 行 生 化 代 謝 反 應 ， 以 生 產 有 用 物 質 之 技 術 。 發 酵 技 術 從 早 期 的 微 生 物 到 近 代 的 植 物 細 胞 與 動 物 細 胞 的 培 養 利 用 ， 成 為 生 產 各 種 生 物 技 術 產 品 的 必 要 手 段 。 (三 ) 生 物 科 技 系 統 依 照 科 技 系 統 模 式 中 ， 包 含 的 輸 入 物 質、處 理 過 程、輸 出 產 品 及 影 響 結 果 為 何， 因 此 將 生 物 科 技 的 組 成 要 素 、 技 術 及 產 品 影 響 放 入 ， 也 可 形 成 生 物 科 技 系 統 模 式 ， 如 下 圖2-1。 (四 ) 生 物 科 技 的 特 性 因 為 生 物 科 技 材 料 是 以 生 物 體 為 主 ， 因 此 運 用 生 物 技 術 製 造 的 產 品 具 有 特 點 為 ： 1. 原 料以 再 生 性 資源 為 主 。 2. 污 染性 低 。 3. 能 源依 存 度 低 。 4. 產 品種 類 多 樣 化。 5. 技 術應 用 廣 及 醫療 、 特 用 化學 品 、 食 品 工 業 。 6. 附 加價 值 高 。 7. 產 品獲 利 期 間 長。 人 類 為 使 壽 命 增 長 、 生 存 能 源 不 短 缺 、 及 提 升 生 活 品 質 ， 生 物 技 術 是 未 來 生 活 中 不 可 或 缺 的 關 鍵 科 技 。 (五 ) 生 物 科 技 的 應 用 ： 生 物 科 技 不 斷 的 日 新 月 異 ， 發 展 ㄧ 日 千 里 ， 生 物 科 技 的 應 用 相 當 的 廣 泛 ， 生 物 科 技 的 內 涵 可 包 括 基 因 圖 譜 、 生 物 製 藥 、 基 因 工 程 等 ， 然 則 其 應 用 的 範 圍 則 包 括 了 農 業 、 食 品 、 醫 藥 、 化 學 、 能 源 、 工 業 等 多 方 面 。 如 下 圖 2-2 所 示 。
生物科技 的內涵 生物科技的應用 基因工程 遺傳 工程 酵素 工程 醫藥工業 食品工業 能源工業 環境工程 化學工業 農業科技 其他 圖 2-2、 生 物 科 技 的 內涵 與 應 用 圖 (廖 居 治 ， 2003) 因 為 生 物 科 技 產 品 從 研 究 到 應 用 需 要 較 嚴 謹 的 評 估 期 ， 因 此 現 階 段 生 物 科 技 應 用 領 域 大 約 可 分 為 農 業 、 醫 藥 、 環 境 等 方 面 的 應 用 。 茲 介 紹 幾 項 生 物 科 技 的 應 用 內 涵 如 下 ： 1.生 物科 技 與 農業 ： 生 物 科 技 在 農 業 方 面 的 應 用 ， 多 是 利 用 分 子 轉 殖 技 術 ， 將 從 動 、 植 物 及 微 生 物 細 胞 中 部 分 特 定 的 基 因 ， 轉 殖 到 其 他 目 標 經 濟 作 物 中 ， 使 基 因 改 良 作 物 獲 得 其 原 來 沒 有 的 特 性 ， 或 改 良 原 來 的 缺 陷 ， 以 達 到 容 易 控 制 品 質 且 是 快 速 改 良，進 而 提 高 農 產 品 的 經 濟 價 值 的 目 的。 生 物 科 技 在 食 品 領 域 的 範 圍 包 括 ： 保 健 食 品 、 食 品 添 加 物 、 食 品 工 業 用 酵 素 、 釀 酒 、 食 用 油 脂 、 香 料 發 酵 菌 種 的 改 量 、 食 品 品 質 及 安 全 檢 測 、 基 因 轉 殖 作 物 、 廢 水 及 廢 棄 物 處 理 等 。 若 由 食 品 之 加 工 流 程 來 看 ， 生 物 科 技 從 原 料 品 種 之 改 良 、 採 收 、 加 工 製 程 的 改 善 與 開 發 、 儲 存 期 間 的 控 制 、 品 管 及 檢 驗 分 析 之 應 用 、 廢 棄 物 之 處 理 與 再 利 用 等 流 程 ， 均 可 看 出 應 用 的 實 例(圖 2-3)(廖 啟 成 ，2003)。 生 物 科 技 應 用 在 農 業 方 面 有 增 加 產 量 及 提 昇 產 品 品 質 兩 大 目 的 。 因 此 從 人 類 生 活 中 ， 農 業 是 國 民 生 活 中 最 直 接 的 基 本 需 求 ， 也 是 永 續 生 存 的 要 件 ， 為 提 升 傳 統 農 業 的 單 位 面 積 產 能 及 農 產 品 精 緻 化 ， 適 當 的 運 用 生 物 科 技 將 是 農 業 創 新 發 展 的 未 來 方 向 。 輸入 處理 輸出 影響 ․DNA 重組(剪 切、接合) 組織培養 基因轉殖 酵素工程 ․生物產品(糖漿、寡 糖) ․改良動、植物(抗病 毒，質、量更佳) ․特定用途的微生物 (清除油污) 動、植物保育 優生 保育 專利 道德 法律 ․生物體(動植 物、微生物) ․生物體上的物質 (細胞、酵素) 圖 2-1、 生 物 科 技 系 統模 式
圖 2-3： 生 物 技 術 在 食品 產 業 之 應用 (資 料 來 源 ：生 物 產 業 技 術 概 論 (p.137)， 廖 啟 成， 2003， 新竹 ： 清 大 出版 社 ) 2.生 物科 技 與 環境 環 保 生 物 科 技 發 展 的 現 況 包 括 生 態 保 育 與 污 染 防 治 之 生 物 技 術 ， 舉 凡 利 用 生 物 程 序 、 生 物 細 胞 或 其 代 謝 物 質 、 或 分 子 生 物 技 術 於 自 然 環 境 中 進 行 環 境 的 復 育 、 控 制 及 偵 測 ， 以 改 善 人 類 生 活 環 境 品 質 的 技 術 皆 可 函 括(陳國 誠，吳 建 ㄧ ，2003)。 環 保 生 物 科 技 是 因 應 環 境 保 護 及 人 類 永 續 發 展 的 目 的 ， 因 為 生 物 科 技 較 一 般 物 理 或 化 學 技 術 而 言 ， 成 效 較 佳 ， 且 沒 有 二 次 污 染 的 疑 慮 ， 需 多 先 進 國 家 正 積 極 推 動 相 關 法 案 、 開 發 技 術 並 推 廣 運 用 。 台 灣 地 區 地 狹 人 稠 無 法 承 受 大 量 的 汙 染 ， 因 此 生 物 科 技 除 了 解 決 環 境 保 護 的 問 題 ， 還 要 作 為 開 發 新 能 源 工 具 ， 畢 竟 地 球 是 現 階 段 人 類 唯 一 的 棲 身 之 處 ， 為 使 生 命 永 續 發 展 ， 生 物 科 技 結 合 環 境 保 護 是 重 要 發 展 趨 勢 。 3.生 物科 技 與 醫藥 衛 生 生 物 科 技 在 古 代 就 被 應 用 ， 第 一 個 疫 苗 是 由 法 國 巴 氏 德 發 明 的 狂 犬 病 疫 原料 採收 加工 成品 儲存 運輸 銷售 應用： 甲、利用發酵技術使加工製程效率化 乙、發酵生產菌種之改良 丙、特殊食品成分之合成 丁、機能性保健食品之開發 品種改良 新品種開發 原料增產 應用：抗病轉殖基因動、植物 應用：抗氧化劑、防腐劑之合成 品質管理與檢驗分析應用： 甲、加工過程之監控 乙、致病菌之檢驗 丙、原料真偽之鑑定 應用： 甲、纖維素轉換為 生質或酒精。 乙、乳清轉換成高 果糖漿。 廢棄物 方式：冷藏、冷凍、脫水、保存、輻射 等保鮮應用
苗 ， 到 了 1880 年 Pasteur 製作 減 毒 疫 苗 ， 開 始 建 立 人 類 對 疾 病 免 疫 和 製 作 疫 苗 的 重 要 概 念 。 人 類 科 學 史 上 的 一 個 重 要 里 程 碑，人 類 生 命 科 學 的 登 月 計 畫── 人 類 基 因 體 計 畫 。 物 種 基 因 序 列 中 的 功 能 基 因 ， 大 致 可 分 疾 病 預 防 、 診 斷 、 治 療 三 階 段 應 用 ： (1) 臨 床的 檢 測 與 疾病 的 篩 選 上， 如 病 原 檢 驗 、 疾 病 基 因 檢 驗 、 法 醫 證 據 鑑 定 等 ； (2) 藥 物的 發 展 部 份包 括 新 藥 物的 開 發 、 藥 物 的 生 合 成 等 ； (3) 農 用 動 物 與 植 物 的 部 份 包 括 食 品 檢 驗、品 種 鑑 定、疫 病 檢 測 等(周 如 文 ， 2005)。 生 物 科 技 在 近 年 來 的 迅 速 發 展 ， 尤 其 和 醫 藥 衛 生 的 結 合 發 展 ， 所 展 現 的 生 命 延 續 價 值 和 商 機 ， 似 乎 越 來 越 吸 引 人 。 因 此 ， 我 們 在 了 解 生 物 科 技 和 未 來 生 命 的 關 係 後 ， 應 該 要 有 智 慧 判 斷 其 後 續 可 能 發 生 的 問 題，並 且 重 視 科 學 倫 理。 (六 ) 生 物 科 技 的 發 展 與 衝 擊 1. 生 物科 技 的 發展 歷 程 ： 盧 素 涵(2002)藉 回 顧 全 球 生 物 技 術 自 1865 年 至 2001 年 間 的重 大 發 展 並 概 述 關 鍵 技 術 的 突 破 歷 程 。 首 先 ， 整 理 生 物 科 技 發 展 的 演 化 路 徑 ， 初 步 將 其 發 展 歷 程 概 分 為 三 個 階 段 ：1.基 因 、 染 色 體 、 核 酸 與 DNA 結 構 的 發 現 (1865 － 1972)； 2.遺 傳 工 程 與 基 因 科 技 (1973－ 1995) ； 3. 人 類 基 因 組 計 畫 與 生 物 晶 片 (1996－2001)。 2. 生 物科 技 對 人類 衝 擊 ： 生 物 科 技 是 最 近 幾 十 年 來 新 興 的 一 門 科 技 整 合 體 。 事 實 上 利 用 微 生 物 來 製 造 食 品 ， 例 如 啤 酒 、 醋 、 酸 乳 酪 及 乳 酪 已 有 8000 年 的 歷史 了(徐泰 浩 、 曾 耀 銘 譯，1993)，最 近 幾十 年 以來 受 科 技 發 展 快 速 之 賜 ， 生 物 科 技 的 技 術 廣 泛 應 用 於 農 業 、 化 學 、 醫 藥 、 工 業 其 他 方 面 。 發 展 生 物 科 技 目 前 已 經 是 世 界 各 國 正 積 極 努 力 的 目 標 ， 生 物 科 技 的 重 要 性 具 有 以 下 幾 點 ： (1)正 面的 影 響：提升 國 家 競爭 力、改 善 人 類 的 生 活 、 掌 握 時 代 的 脈 動 、 促 進 經 濟 發 展 等 。 (2)負 面的 衝 擊 ：倫 理 問 題 、生 理 問 題、 社 會 問 題 、 宗 教 問 題 、 政 治 問 題 、 安 全 問 題 等 。 3. 生 物科 技 的 發展 趨 勢 ： 生 物 科 技 創 造 許 多 就 業 機 會 、 促 進 全 球 性 經 濟 發 展 及 在 某 些 層 面 改 善 人 類 生 活 ， 如 果 每 個 人 都 能 以 關 懷 生 命 ， 尊 重 大 自 然 為 前 提 ， 審 慎 評 估 生 物 科 技 對 整 體 社 會 、 倫 理 、 人 文 、 產 業 發 展 、 健 康 醫 療 安 全 及 公 共 衛 生 方 面 的 衝 擊 ， 認 知 現 階 段 限 制 範 圍 ， 並 選 擇 正 確 的 發 展 項 目 。 那 麼 生 物 科 技 未 來 的 發 展 與 社 會 貢 獻 將 無 可 限 量(周 如 文 ，2005)。 綜合以上所述，生物科技是二十一世紀 中，具備龐大經濟商機及利益的領域，也將 成 為 經 濟 重 心 ， 其 對 社 會 與 倫 理 方 面 的 影 響，也引起全球關心。生物科技的發展對人 類的生活帶來許多的影響與衝擊。因此，如
何透過有效的教育方式，及早建立學生正確 的生物科技核心概念，確實值得深思。
二、概念的意義與特質
(一 ) 概 念 的 意 義 ： 概 念 是 人 類 思 考 和 了 解 的 工 具 ， 亦 是 學 習 的 基 本 單 位 ， 所 以 經 過 有 意 義 的 學 習 而 獲 得 的 概 念 ， 才 能 使 人 類 能 夠 具 備 更 深 入 思 考 的 能 力(黃 台 珠 ， 1984)。 所 以 ， 概 念 是 知 識 系 統 的 組 成 單 位 ， 也 是 認 知 上 極 為 重 要 的 一 環 ， 它 可 用 來 代 表 外 界 事 物 及 事 件 的 共 有 性(鄭昭 明，1997)，換 句 話 說 ， 概 念 也 是 一 群 觀 念 或 事 實 的 基 本 特 徵 。 (二 ) 概 念 的 特 質 概 念 存 在 於 人 的 心 智 中 ， 當 人 接 觸 到 世 界 上 的 各 種 事 物 與 現 象 ， 並 試 圖 找 出 其 共 通 性 ， 將 此 共 通 性 符 號 化 ， 因 此 概 念 有 三 種 特 性：共 同 性、符 號 化、使 用 者(黃台 珠 ，1984) (三 ) Bloom 教 育 目 標 分 類 系 統 (修 訂 版 )之 概 念 知 識 分 類 Bloom(1956) 率 多 位 學 者 共 同 制 定 教 育 目 標 分 類 系 統 的 認 知 領 域 ； 分 為 知 識 (Knowledge)、理 解(comprehension)、應 用 (application)、分 析(analysis)、綜合(sysnth) 與 評 鑑(evaluation)等 六 階 層 ， 這 是 多 數 教 師 及 教 育 相 關 領 域 專 業 人 員 耳 熟 能 詳 的 內 容 ， 在 歷 經 五 十 餘 年 ， 由 Anderson 等 學 者 發 起 重 新 修 訂 教 育 目 標 分 類 系 統(如 圖 2-4)， 此 二 者 主 要 的 差 異 在 於 由 原 來 的 名 詞 改 為 動 詞，並 將 原 先 的 單 向 度 區 分 為「 知 識 向 度 」 與 「 認 知 歷 程 向 度 」 雙 向 度 。 事實知識(Factual Knowledge) 概念知識(Conceptual Knowledge) 程序知識(Procedural Knowledge) 後設認知(Metacognitive) 記憶( Remember) 了解(Understand) 應用(Apply) 分析Analyze 評鑑(Evaluate) 創作(Create) 修訂版(Anderson et al ,2001) 知識(Knowledge) 理解(Comprehension) 應用(Application) 分析(Analysis) 綜合(Synthesis) 評鑑(Evaluation) 舊版(Bloom,1956) 認知歷程 向度 Cognitive Process Dimension 知 識 向 度圖 2-4、 Bloom 教 育 目 標 分 類 系 統新 舊 版 本 對照 圖 (譯 自 Anderson et al， 2001， p268) 資 料 來 源 ： 譯 自 A taxonomy for learning﹐ teaching﹐ and assessing： A revision of Blooms’educational objectives﹒ (p268)﹐ Anderson et al﹐ 2001﹐ NY； Longman﹒
Bloom 的 認 知 目 標 分 類 手 冊 修 訂 版 (Anderson& Krathwohl， 2001)將教 育 目 標 分 類 分 成 知 識 向 度 和 認 知 歷 程 向 度 兩 部 分 ， 前 者 為 協 助 教 師 區 分 教 什 麼 ， 後 者 在 促 進 學 生 保 留 和 遷 移 所 習 得 。 在 語 法 分 析 教 育 目 標 型 分 段 能 力 指 標 的 語 句 後 ， 分 離 其 動 詞 部 份 與 名 詞 部 份 ； 並 將 認 知 歷 程 向 度 套 在 動 詞 部 份 ， 將 知 識 向 度 套 在 名 詞 部 份 ， 作 為 解 讀 分 段 能 力 指 標 的 基 礎 機 制 。 1. 知 識向 度 知 識 向 度 區 分 為 ：A.事 實 知 識 、 B.概 念 知 識 、C.程 序 知 識 、 與 D.後 設 認 知 知 識 。(Krathwhol，2002)。 其 中 本 研 究 所 要 探 討 的 概 念 知 識 ， 在 上 述 分 類 中 所 代 表 的 意 涵 是 指 基 本 要 素 與 較 大 的 結 構 共 同 發 揮 功 能 的 互 動 關 係 。 因 此 概 念 知 識 又 可 細 分 為 ： Ba 分 類 和 類 別 的 知 識 (knowledge of classifications and categories)：意指對 不同事物的 類別、等級 、區分和排 列 的 知識；例如 ：生物體的 種類，生物 科 技 的演進。
Bb 原 理 和 通 則 的 知 識 (knowledge of principles and generalizations)：指透過觀 察現象所摘 述的摘要， 更重要的是 可 用 於描述、預 測、解釋或 決定行動與 採 取 的方向；例如：生物科技的應用，技術。 Bc 理 論 ／ 模 式 ／ 結 構 的 知 識 (knowledge of theories，models，and structures)：意 指 對 複 雜 的 現 象 、 問 題 和 事 物 提 出 清 楚、完 全 與 系 統 性 的 觀 點，以 理 論 和 模 式 呈 現，亦 可 用 來 描 述、了 解、解 釋 和 預 測 現 象，是 事 實 與 概 念 中 最 抽 象 的 層 次；例 如：生 物 科 技 的 系 統 模 式，生 物 科 技 的 功 能 。 2. 認知 歷 程 向 度 ： 在 認 知 歷 程 向 度 部 分 ， 修 訂 版 分 為 較 低 層 次 的 記 憶 、 了 解 、 應 用 和 分 析 ， 以 及 較 高 層 次 的 評 鑑 與 創 造 ， 其 中 記 憶 和 學 習 保 留 具 密 切 關 聯 ， 而 另 五 種 則 與 學 習 遷 移 有 關 。 由 於 Bloom 之 教 育 目 標 分 類 系 統 主 要 針 對 認 知 領 域 加 以 闡 述 ， 且 為 一 般 教 師 所 熟 稔 、 也 是 目 前 教 師 教 學 與 評 量 常 引 用 的 系 統 ， 因 而 在 說 明 時 可 減 少 其 艱 澀 難 懂 之 缺 點 。 此 外 ，Bloom 教 育 目 標 分 類 系 統 ， 一 方 面 可 具 體 說 明 各 階 段 應 習 得 之 知 識 概 念 ， 一 方 面 也 可 能 說 明 各 階 段 學 生 應 具 備 之 能 力 ； 是 兼 具 教 與 學 角 度 出 發 的 教 育 目 標 分 類 系 統，比「CLD 理 論 學 習 達成 四 階 層 」 之 範 疇 及 分 類 更 清 楚 易 懂 ， 因 此 適 合 做 為 本 研 究 生 物 科 技 概 念 分 類 指 標 訂 定 依 據 。
三、指標
(一 )指 標 的 意 義 指 標 乃 是 用 一 件 事 代 表 另 一 件 事 的 狀 態 或 變 化 ， 為 「 一 種 指 示 量 數 ， 用 以 測 量 事 物 的 品 質 或 數 量 」。用 做 指 標 者 可 以 是 數 字 、 符 號 、 文 字 或 是 顏 色 等 ， 事 實 上 概 念 是 實 證 研 究 的 基 礎 ， 指 標 則 是 概 念 的 量 數 ， 因 為 指 標 能 夠 化 繁 為 簡 ， 且 能 清 楚 表 述 ， 因 而 能 對 概 念 更 進 一 步 的 了 解 ， 並 提 供 做 為 價 值 判 斷 的 參 考 依 據 。 指 標 的 建 立需 要 經 過 資 料 蒐 集 、 分 析 、 解 釋 後 才 能 略 見 雛 形( 羅 英 豪，2000)。 (二 )指 標 的 特 性 Johnstone(1981)認 為 指 標 是 一 種 統 計 量 數 ， 能 反 映 某 種 現 象 的 重 要 層 面 。 他 指 出 指 標 應 具 有 下 列 五 個 特 性 ：1.指 標 能 指 出 普 遍 的 狀 態 ， 但 未 必 具 有 高 度 的 科 學 精 密 度 ；2.指 標 與 變 項 不 同 ， 變 項 僅 能 反 映 特 定 層 面 ， 而 指 標 卻 結 合 有 關 概 念 的 變 項 ， 呈 現 制 度 的 縮 要 圖 像 ；3.指 標 是 可 量 化 的 數 字 ， 必 須 依 據 建 構 的 法 則 ， 解 釋 指 標 的 意 義 ；4.指 標 的 值 是 短 暫 的 ， 適 用 於 少 數 或 一 段 時 間 ， 可 能 是 特 定 的 月 份 或 年 份 ， 也 可 能 是 過 去 一 段 時 間 ；5.指 標 是 理 論 發 展 的 起 點 。 透 過 良 好 的 指 標 人 們 能 容 易 、 清 楚 的 瞭 解 某 一 體 系 所 包 含 的 重 要 層 面 ， 因 此 ， 研 究 者 在 建 構 指 標 時 應 掌 握 簡 明 性 、 適 當 性 、 信 效 性 、 重 要 性 、 可 行 性 、 可 得 性 及 比 較 性 等 規 準 ， 並 清 楚 的 界 定 指 標 ， 方 能 建 構 出 一 套 合 適 且 實 用 的 指 標 體 系 。
四、生物科技概念知識建構分析
生 物 科 技 涵 蓋 16 個 領 域，包 括：微 生 物 學 、 化 學 、 細 胞 生 物 學 、 分 子 生 物 學 、 食 品 科 學、化 學 工 程 學、動 物 學、植 物 學 、 生 理 學 、 遺 傳 學 、 食 品 技 術 工 程 學 、 生 化 工 程 學 、 生 物 化 學 、 免 疫 學 、 動 物 培 養 學 及 醫 學 工 程 學 ； 此 外 生 物 科 技 還 應 包 含 生 物 科 技 的 本 質 、 生 物 科 技 的 演 進 、 分 子 生 物 科 技 的 基 本 知 識 、 分 子 生 物 科 技 的 主 要 技 術 、 操 縱 原 核 細 胞 基 因 之 表 現 、 真 核 細 胞 的 表 現 系 統 、 蛋 白 質 工 程 技 術 、 診 斷 試 劑 、 疫 苗 及 治 療 製 劑 、 生 物 性 分 解 作 用 、 工 業 微 生 物 產 品 之 生 產 技 術 、 基 因 轉 殖 動 物 、 基 因 治 療 及 生 物 科 技 之 社 會 觀 等 15 個 主 觀 念(Tseng﹐1997)。顯然，生 物 科技 是 一 種 跨 學 門 的 科 技 ， 其 本 質 與 內 涵 與 其 他 科 技 有 所 不 同 。 綜 上 所 述 ， 研 究 者 選 定 之 文 獻 資 料 ， 以 能 概 論 全 面 生 物 科 技 的 主 題 內 容 為 主 ， 其 中 以 周 如 文(2005) 所 寫 之 生 物 科 技 概 論 ， 其 內 容 範 圍 較 廣 及 完 整 ， 因 此 以 其 內 容 的 大 綱 及 要 點 為 主 軸 ， 歸 納 出 六 大 主 題：「 生 物 科 技 的 簡 介 」、「 生 物 科 技 發 展 簡 史 」、「 生 物 科 技 核 心 關 鍵 技 術 」、「 生 物 科 技 的 應 用 」、「 生 物 科 技 的 社 會 性 議 題 」 做 為 歸 納 核 心 知 識 的 主 要 領 域 。 並 在 綜 合 整 理 國 內 外 各 生 物 科 技 內 涵 ， 參 考 各 家 書 本 的 內 容，依 據Bloom 教 育 目標 認 知 領 域分 類 系 統 ， 將 每 個 單 元 中 的 概 念 項 目 找 出 ， 研 究 者 先 統 合 各 家 論 述 相 同 之 處 ， 定 出 主 要 領 域 ， 以 構 成 本 研 究 的 「 生 物 科 技 概 念 知 識 」 內 涵 ， 整 理 如 下 表 2-1 。參、結論
本 研 究 對 於 生 物 科 技 核 心 概 念 的 選 取 ， 是 依 照 研 究 者 參 考 大 量 的 生 物 科 技 相 關 資 料 ， 從 一 系 列 事 實 知 識 中 找 出 核 心 概 念 知 識 ， 經 2 次專 家 座 談 大致 確 定 科 技概 念 向 度 及 生 物 科 技 核 心 概 念 內 涵 ， 最 後 經 三 次 德 懷 述 專 家 問 卷 確 認 生 物 科 技 概 念 指 標 及 國 中 、 小 學 及 高 中 階 段 適 合 之 生 物 科 技 核 心 概 念 指 標 。 本 研 究 結 果 說 明 如 下 ：一、生物科技概念內涵
生 物 科 技 是 一 種 跨 學 門 的 科 技 ， 其 本 質 與 內 涵 與 其 他 科 技 有 所 不 同 。 因 為 生 物 科 技 的 內 涵 與 應 用 相 當 的 廣 泛 ， 例 如 內 涵可 包 括 基 因 圖 譜、生 物 製 藥、基 因 工 程 等， 然 則 其 應 用 的 範 圍 則 包 括 了 農 業 、 食 品 、 醫 藥 、 化 學 、 能 源 、 工 業 等 多 方 面 。 在 綜 合 整 理 國 內 、 外 各 生 物 科 技 內 涵 書 籍 ， 參 考 各 家 書 本 的 內 容 ， 並 經 過 專 家 座 談 討 論 ， 歸 納 出 指 標 內 涵 ， 確 定 生 物 科 技 概 念 指 標 涵 蓋 領 域 及 向 度 ， 分 別 為 「 生 物 科 技 的 本 質 」、「 生 物 科 技 的 內 涵 」 、 「 生 物 科 技 的 演 進 與 發 展 」 三 領 域 ， 三 領 域 下 又 包 含 七 項 科 技 向 度 ， 歸 納 整 理 如 下 ： 表 2-1、「 生物 科 技 概 念知 識 」 內 涵 (一 ) 生 物 科 技 本 質 有 三 項 ： 生 物 科 技 的 定 義 、 意 義 、 目 的 、 功 能 、 生 物 科 技 的 分類、生物科技的 要素、模式 或系 統。 (二 ) 生 物 科 技 概 念 內 涵 有 二 項 ： 生 活 常 見 的 應 用 或 成 品 、 生 物 科 技 的 材 料 、 設 備 、 原 理 、 技 術 與 方 法 。 (三) 生 物 科 技 的 演 進 與 發 展 趨 勢 有 二 項 ： 生 物 科 技 的 發 展 歷 程 與 趨 勢 、 生 物 科 技 的 影 響 與 衝 擊 。 依 照 七 項 科 技 向 度 建 構 完 成 的 生 物 科 技 概 念 指 標 共 二 十 三 個 指 標 題 項 。 其 中 生 物 科 技 本 質 領 域(見 表 4-15)包 含 八 個 指 標 題 項；生 物 科 技 的 內 涵 領 域(見 表 4-16)包含 八 個 指 標 題 項 ； 生 物 科 技 的 演 進 與 發 展 趨 勢 領 域(見 表 4-17)包 含 七 個指 標 題 項 。
二、生物科技概念指標
本 研 究 結 果 根 據 各 學 習 階 段 分 類 ， 國 小 階 段 包 含 六 個 指 標 ； 國 中 階 段 包 含 十 一 個 指 標 ； 高 中 階 段 包 含 六 個 指 標 。 說 明 如 下 ：(下 列 「 a-b-c-d」 的 編 號 中 ， a 代 表 科 技 概 念 領 域 ；b 代 表科 技 概念 下 的 向 度； c 代 表 學 習 階 段 序 號 ；d 代 表流 水 號) (一 )「 國 小 階 段 」 生 物 科 技 概 念 指 標 1-1-a-1 了解生物科技對生物體的重要性 1-2-a-1 能 知 道 生 物 科 技 在 農 業 、 醫 藥 衛 生、環境等方面的常見產品 2-1-a-1 舉 例 說 明 常 見 的 生 物 科 技 產 品 及 1.生 物 科 技的 簡 介 包 含 生 物 科 技 的 定 義 、 原 理 、 意 義 、 目 的 及 系 統 等 … 2.生 物 科 技發 展 簡 史 生 物 科 技 之 發 展 歷 程 (依 對 象 、 技 術 和 利 用 性 分 )、 現 階 段 生 物 科 技 產 業 範 圍 ， 3. 生 物 科 技 核 心 關 鍵 技 術 生 物 科 技 核 心 關 鍵 技 術 ， 生 物 資 源 、 運 用 生 物 科 技 製 造 產 品 的 特 點 、 生 物 科 技 的 社 會 性 議 題 等 … 4.生 物 科 技的 應 用 生 物 科 技 與 農 業 、 生 物 科 技 與 醫 藥 衛 生 、 生 物 科 技 與 環 境 及 海 洋 生 物 技 術 等 … 5. 生 物 科 技 的 社 會 性 議 題 未 來 生 物 技 術 的 發 展 方 向 與 展 望 與 後 基 因 體 時 代 資 料 來 源 ： 本 研 究 整 理其用途 2-2-a-1 能分辨生物體的差異及其種類 3-1-a-1 能察覺並說出生物科技的重要發明 3-2-a-1 察 覺生 物 科 技 對生 活 的 影 響 (二 )「 國 中 階 段 」 之 生 物 科 技 概 念 指 標 1-1-b-1 察覺並描述生物科技的目的 1-1-b-2 能了解生物科技的定義 1-2-b-1 比較生物科技在農業、醫藥衛生、 環境等方面的應用並舉例說明 1-3-b-1 能了解生物科技系統的輸入、輸出 及處理過程 2-1-b-1 能認識發酵食品、基因食品等食品 加工及其特性。 2-2-b-1 了解生物體的組成 2-2-b-2 了解簡單的生物技術設備的特性、 功能及適用對象。 2-2-b-3 能知道簡單的生物技術原理，並能 列舉在生活中的應用。 3-1-b-1 了解生物科技各階段的演進 3-2-b-1 了解生物科技對社會的影響 3-2-b-2 了解生物科技對環境的影響 (三)「高中階段」之生物科技概念指標有 6 項 1-1-c-1 能 比 較 傳 統 生 物 科 技 與 現 代 生 物 科技 1-3-c-1 能了解生物科技系統模式 2-1-c-1 能 認 識 並 舉 例 生 活 中 常 見 的 分 子 生物科技產品。 2-2-c-1 能知道生物科技核心關鍵技術 3-1-c-1 了解生物科技發展的未來趨勢 3-2-c-1 了解生物科技對經濟的影響
肆、建議
在 研 究 過 程 中 ， 本 研 究 發 現 現 今 生 物 科 技 的 發 展 重 心 大 都 在 於 產 業 的 製 造 、 技 術 的 發 展 上 ， 直 接 提 及 生 物 科 技 教 育 的 部 分 則 較 少 觸 及 ， 因 此 ， 九 年 一 貫 自 然 與 生 活 科 技 學 習 領 域 如 何 配 合 社 會 的 脈 動 ， 推 動 生 物 技 術 科 技 教 育 ， 是 值 得 探 究 的 問 題 。 綜 合 以 上 所 述 ， 針 對 本 研 究 的 結 論 與 發 現 提 出 建 議 ， 以 供 提 升 能 與 進 一 步 研 究 之 參 考 。一、教育行政單位
(一) 生物 科 技 已成 為 明 日 之星，為 因 應生 物 科 技 帶 來 的 巨 大 衝 擊，教 育 行 政 單 位 可 參 考 本 研 究 概 念 指 標，配 合 九 年 一 貫 課 程 中 科 技 課 程 加 強 宣 導 效 果，鼓 勵 民 間 團 體 編 制 適 合 高 中 或 國 中、小 學 之 生 物 科 技 書 籍 或 影 片，以 提 昇 科 技 教 育 品 質 。 (二) 本 研 究 之 生 物 科 技 概 念 指 標 具 體 反 映 出 各 學 習 階 段 之 核 心 概 念，因 此 可 做 為 未 來 公、私 立 教 育 機 關 團 體 編 設 教 材 、 影 片 時 之 具 體 參 考 。二、教師方面
(一) 以 本 研 究 所 建 構 的 生 物 科 技 概 念 指 標 ， 作 為 教 師 發 展 生 物 科 技 課 程 設 計 的 概 念 依 據，以 及 相 關 活 動 規 劃 推 廣 之 參 考 。 (二 ) 本 研 究 指 標 是 依 據 九 年 一 貫 能 力 指 標 編 寫 方 式，並 具 體 劃 分 各 學 習 階 段 之 重 要 科 技 指 標，可 作 為 教 師 參 考 了 解 各 學 習 階 段 學 生 所 應 具 備 之 科 技 概 念，並 藉 此 診 斷 學 生 之 科 技 認 知 能 力 ， 作 為 補 充 教 學 之 參 考 指 標 。 (三 ) 現 代 教 師 應 具 備 對 生 物 科 技 之 敏 感 度，並 體 認 未 來 孩 子 們 應 具 備 的 科 技知 識、技 能 為 何 ？ 因 應 不 同 發 展 階 段 學 生 的 能 力，將 生 物 科 技 知 識 傳 授 給 學 生 或 統 整 ， 提 升 學 生 的 科 技 素 養 。
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