普通教室之製造科技規劃管理
高睦凱 國立台灣師範大學工業科技教育系 研究生 壹、前言 科技教育的轉變眾所皆知，工藝課程與生活科技課程的內容也有許多研究在 探討，而在實務上更令第一線教師頭疼的，絕不能排除教室規劃的影響。越來越 多的科技教師是以普通教室來實施科技教育的教學，然而，如此並不見得能滿足 科技教師及學生的需求。 科技教室的規畫可依實際教學實施的需要，分成下列三種類型(MSDESE, 1991；方崇雄，1996；林天印，1998)： 一、綜合型科技教室(comprehensive laboratories)：綜合型科技教室將各種科技 群集（包括：傳播、營建、製造、運輸科技）所需的設備集中在一間科技 教室中，各種教學活動皆可在此進行，使用上非常地多樣化。 二、科技群集型科技教室(cluster laboratories)：群集教室內只實施一種科技系 統的教學，如傳播科技教室、營建科技教室、製造科技教室等。換句話說， 在科技群集教室中的設備與空間規畫，將針對某一科技系統的需求來購置 與設計。教室空間的分割通常是為特殊形式的設備或活動所設計的，如傳 播科技教室中的暗房。三、科技單元型科技教室(technological specialization (unit) laboratories)：傳統 上大多數的工藝教室就是以科技單元來區分。這類教室中只放置單一科技 項目的設備，是為了針對特定科技領域做深入的探討，及適應進階或特殊 需要的教學。如木工場、金工場等。隨著課程改變，已不太需要這類單元 教室的教學，不過這些教室仍然可以用在職業教育前的訓練或工業大學的 預備教育。 學者雖已有針對科技教室規劃的研究，如台北市立國民中學生活科技教室空 間與設備之研究（顏郁欣，2000）及高級中學生活科技教室空間與設備規畫準則 之研究（高頌洲，2001），卻少有研究探討在普通教室實施科技教育課程的教室 需求與管理。由於製造科技是科技教師常用的教學主題之一，在教學時又有比較
多的操作機會，因此本文將針對製造科技在普通教室教學所面臨的問題與解決辦 法做一探討。 貳、科技教室角色 Polette(1995)認為一般的學術性科目只需要普通教室及一些教學資源就可以 教學，科技教育則不同於一般科目，必須有組織地結合教室理論和實際工作。科 技教育的目標在培養學生的科技素養，其本質在提供實際動手做的經驗，使用現 代科技社會中的工具、材料及程序，並瞭解科技的決策對社會及環境的衝擊，能 明智的使用設備、資源以及解決問題的方法。因此，科技教育的教學環境與普通 教室不同，需與課程目標、教學內容及教學策略配合，以達到最佳的教學效果。 傳統的工藝工場是根據工業的發展現況來訓練學生所應具備的技術方面的 能力，因此在教室的需求上與科技教室有相當顯著的差別，傳統工藝教室及科技 教室的不同，可參考下列比較表。 表 1 工藝教室與科技教室之比較 工藝教室 科技教室 目標 技術能力的發展由工廠系統而 來 廣泛的科技概念由資訊時代的 科技素養而來 課程 教材本位 系統本位 教室設計 教師中心-教師為主要資訊來 源 學生中心，學生自我導向，模 組本位-教師為協助者 教室位置 非學校核心位置 學校核心位置-可整合各學科 教室設備 較大，屬半工業化，重複性高 較小，高品質，重複性小 教室空間 較大，且主要限制在單一的材 料與活動 彈性並適於各種教學活動 資料來源：Polette, 1995；方崇雄，1996。 在一般教學上，教室的規劃管理屬於教室紀律或班級經營中的空間管理，而 科技課程的教學不應視為普通科目的教學，更不應以普通科目的教學方式來實 施，原因在於科技課程有非常多使用工具及設備的機會，而學生從事科技活動也 需要相當程度的空間。雖然有許多中等學校設有獨立的生活科技教室，在教學活 動的規劃上並無特別問題，但仍有學校採用普通教室來實施生活科技的教學，而 且並無妥善的教室安排與規劃。因此，如何運用普通教室的資源來實施生活科技 的教學，是許多科技教師迫切需要解決的問題。
參、製造科技教學的教室需求 規劃科技教室的目的是創造一個有效拉近教學目標和學生學習間距離的環 境，在規劃時有以下因素需考量（陳威志，1998），科技教育教師、學校行政人 員以及建築師可透過這些考量因素作為更新或規劃科技教室時的參考： 一、空間的彈性： 二、教室的美觀： 三、特殊需求學生的考量： 四、教室的控制與監督： 五、安全考量： 六、噪音標準和控制： 七、媒體的運用： 八、環境控制： 九、管線設備的考量： 十、光線和照明考量： 十一、 教室的造型： 十二、 教室位置的選擇： 十三、 輔助空間的考量： 十四、 其他因素： 若依照科技群集區分（Polette, 1993；顏郁欣，2000），科技教室包括製造 科技教室、營建科技教室、傳播科技教室、運輸科技教室及綜合科技教室。其中 製造科技教室（manufacturing laboratory）的空間規劃指出，在製造科技的課程 中，學生必須處理各種材料及製作產品，所以製造科技教室應配備許多種類的設 備，讓學生有機會探索各種不同製造過程及進行學習活動，並協助他們瞭解製造 概念。一般中學的科技教室應包含廣泛的各種設備與材料，讓學生可以利用各種 材料及設備來解決製造活動的問題。選擇桌上型且品質好的設備，機具的選擇也 應彈性，如此可提昇與其他科目的整合，讓學生對於科技世界有完整的瞭解。 Polette 建議製造科技教室規畫時應考慮到下列空間，如設計資源區、教學 區、材料加工區、材料儲存區、辦公室等，分別說明如下： 一、設計資源區 學生在製造科技活動的設計階段，需要一個安靜的地方來思考、討論及使
用各種資源，如參考書、錄影帶、電腦、模擬軟體、印表機等。而製造科 技活動在使用機器時，會產生大量噪音與灰塵，為避免設備遭受太多灰塵 而受損且確保安靜的思考環境，設計資源區應與材料加工區有所區隔，設 置在獨立且乾淨的房間中，並以透明的玻璃牆來隔間，讓老師無論在教室 的那個位置，都可監視全教室的狀況。 二、正式教學區 教學區應至少有標準教學功能（如講述）。教室應至少可容納 24 名學生， 並使用可移動的桌椅，以提供最大的彈性，方便講述、小組工作、全班活 動等。教室內可用大桌子，放置各種設備，如電腦、手提式繪圖板等，並 可讓各組自行聚在大桌旁，進行討論、專題研討等小組活動。一般來說， 教學區最好鄰近材料加工區，並以玻璃牆區隔，保持視線的良好讓教師能 在任何地方監控整個教室與實驗室。 三、材料與成品儲存區 材料儲存空間大小最好依教室尺寸按比例來決定，一般建議以製造設施的 20%的大小作為存放材料、補給品及學生作品的地方。這個區域應有足夠 的長度來容納各式尺寸的材料。 四、材料加工區 材料加工區是整個製造科技教室的主要部份，材料的加工、完成、組合、 包裝皆在此進行。這裡需有儲存設備的空間，用來存放多餘或少用的設 備。有效率的製造課程需要實驗室的彈性，以便能輕易的在短時間內重新 安排，符合空間的需求。由於工具、設備及材料的種類需求繁多，所以製 造科技教室是所有科技教室中最多變的。再者，設備必須能夠隨需要移動 到不同位置，以便能提昇材料處理的效率。一個標準的製造設施應包括三 個形式的設備： 1.永久固定式：尺寸、重量及需與其他固定性設備連結的設備，必須永久 固定位置的設備。如銑床、陶瓷窯爐等。 2.半彈性式：可移動的大型（半固定）儀器設備。雖然笨重，但大多數的 工作台及機器仍可隨活動需要搬到希望的位置。 3.完全彈性式：可以輕易隨製造活動變換位置的彈性設備。如手提機具、 包裝機器及任何裝置輪子的設備等。
五、辦公室區 辦公室區應配備有電話、電腦網路及電腦周邊等設備，且不會被教室及設 備噪音干擾，方便老師做教學準備。另外，老師的教材、參考書、材料目 錄及過去的學生作品等也可存放在此。 在教室各區域面積方面，則視學生的年齡層及科技教育課程的結構來決定。 Polette 認為，初中階段的製造科技活動每位學生需面積 8.4 到 14 ㎡，而 11.6 ㎡ 是最佳大小，空間足夠進行製造科技活動與存放手工具及設備，以提供 24 位學 生使用（如圖一）。 圖 1 初中階段製造科技教室設施建議區域與空間分配 資料來源：Polette, 1993；顏郁欣，2000 另外，在教室形狀方面，任何不會造成教師視線死角的教室形狀，都是可行 的。不過，以教學目的及監督學生的觀點來看，教室的最佳形狀應該是寬：長=2： 3 的長方形，這樣的形狀對於設備與工作台安排有最好的效果。而製造科技教室 應該設置在較低的樓層，以方便笨重材料的運送。在教學設備方面，製造科技教 室設備需求可能包括：基本常備的動力設備來處理木材、金屬、塑膠等；標準的 電動手工具；電腦與周邊設備；電腦輔助設計、電腦輔助製造及模擬軟體；簡單 的機械人與 CNC 設備；基本的焊接設備；鑄造設備；材料測試儀器；包裝設備； 簡單的圖文設備；影印機；桌上型材料處理機具。 教室與計畫區 辦公室區 活動儲存 材料與設備儲存 材料加工區 半彈性區 彈性設備區 固定設備區
依據上述的技巧可以規劃一間獨立且完善的製造科技教室，而普通教室的規 劃受限於空間與設備等因素，除了妥善應用上述技巧之外，還有更多需要探討的 問題。 肆、普通教室實施製造科技教學的困難 於教室實施教學時，常有許多非預期的問題會產生，其中對於生活科技教師 影響甚大者，莫過於教室的管理，許多學校並沒有專門的科技教室可供教師使 用，生活科技教師與其他科目教師一樣跑班上課，而使用的教室當然也僅是普通 教室，在一般教學活動中，有效能的利用以下教室管理技巧，能夠預防或解決學 生的問題行為（張德銳、陳賜福，1991）： 一、審慎安排教室的空間： （一）地板空間的安排 （二）交通空間的安排 （三）講桌的擺置 （四）牆壁空間的設計 （五）設備儲存空間的安排 二、善於掌握教材的重點和教學的時間 （一）過渡階段 （二）開始教學階段 （三）上課步調 （四）提供協助 三、建立教室的常規和程序 然而生活科技教師於普通教室實施製造科技教學活動時，上述管理技巧並不 能應付普通教室的所有教學活動，為探討製造科技在普通教室實施的現況，本文 以訪談為資料收集方式，針對一同修習製造科技研究的七位台北地區生活科技教 師（含正式與代課教師）做訪談，用以瞭解生活科技教師在普通教室上從事製造 科技上課時所遭遇到的困難或障礙。歸納訪談結果，整理如下： 一、在普通教室無法有效從事製造科技教學 二、普通教室缺乏工場管理的相關安全制度且難以實施 三、普通教室缺乏科技課程所需的設備或設施
四、普通教室空間不足 五、普通教室無法達到九年一貫的生活科技教學目標 六、跑班制度造成科技教學上更大的不便 伍、管理與解決方法 針對上述所得的實施上的困難，並歸納受訪教師期望的改善方向，整理並建 議管理或解決的方法如下： 一、教室需有完善管理制度：教師可設計一套規範制度，列表說明各注意與 要求事項，力求學生執行，即使於普通教室上課，仍須有工場安全的概 念。 二、教師選擇活動需考慮實際情況，以能夠執行為原則：教學活動需求的機 具應優先考慮學校能夠提供的設備，如果有學校無法提供的機具，教師 可以考慮替代材料、機器、工具，教學活動以能夠執行為原則。 三、學校可規劃移動式機具台，於上課前請學生將小型機具送至教室：教師 可要求學校或自行製作移動式機具台，方便學生推送，僅需於課程需要 才向器材室借用。 四、教學活動以個人作品為原則，減少小組所需求的大空間，並可達到發揮 個人創意設計的功能：製作作品要求規格縮小，以達到符合製造科技要 求為原則，教師可於材料、製造流程、作品設計做活動的設計與變通， 從事分組活動時，活動內容不要求製作大型作品，著重於作品的設計與 生產管理。 五、大型材料由教師統一規劃裁切，可拍攝影片或現場參觀：除小型材料由 學生自行加工處理外，部分大型材料的裁切，由於需求空間較大，可由 教師於課程時間內統一幫助學生裁切，並安排學生參觀以瞭解材料加工 處理的方法。 六、教室安排工作台，由桌椅拼組，教師提供一面桌墊完成工作桌。 七、教師根據教室大小，規劃安全範圍：教師應規劃學生操作時的動線與安 全活動範圍，要求學生於操作時遵守，避免不必要的危險，以期有效的 空間利用。 八、教師應規劃上課時間：教師應妥善安排課程需求時間，將機具、材料、
工作桌安排、分組、收拾等統一規定執行時間，以最少佔據上課時間為 主，請學生多利用上課前準備，並於下課前五分鐘停止活動，開始協助 整理教室。 九、教室安排方式可參考圖二。 圖 2 教室安排方式 門 口 教師辦公區 小組一 小組二 小組三 小組四 活動動線 活動動線 小組五 小組六 活動動線 活動 動線 固定機具區 門 口 材料儲存區 上述方法中，與教室空間的規劃相關的技巧如機具設置、工作台規劃、安全 範圍及教室安排方式；與教材重點及教學時間安排相關的技巧則包括活動執行 度、作品規格、材料規格及教學時間；與教室常規相關的技巧則是管理制度的建 立。妥善的運用這些規劃及管理方法，應可減少許多製造科技教學活動中可能會 發生的問題，有利於教學的進行。
陸、結語 於普通教室實施製造科技教學，不但有空間、時間的限制，因機具或加工所 造成的影響，對於相鄰班級也可能造成負面效果。在學校提供有限的資源狀況 下，生活科技教師更有責任利用有限資源來規劃與管理教室，為學生提供良好的 學習環境。因此生活科技教師進行教學活動設計時勢必要有所調整，教師要考量 的問題除了教室空間的安排、教材重點與教學的時間掌控及教室常規的建立外， 活動的安全性、材料與廢料的處理、機具與工具的使用及作品的展示等問題也應 納入考量，這些是比一般科目在普通教室教學更加需要注意的問題。 現階段中學的生活科技普遍使用普通教室上課，教師在教學資源的運用上， 雖有不便之處，若能根據學校情況與教學活動的妥善配合，加以規劃教室的配置 與使用，對於教學效果將能有所幫助。 參考文獻 中文部分： 方崇雄（1996）。科技教室的規劃理念與實務。中學工藝教育。29(1)，9-15。 林天印（1998）。如何做好科技教室的規劃工作。中等教育。49(1)，77-90。 高頌洲（2001）。高級中學生活科技教室空間與設備規畫準則之研究。國立臺灣 師範大學教育研究所碩士論文。 陳威志（1998）。淺談科技教室設施規劃的考量因素。生活科技教育。31(8)，2-6。 張德銳，陳賜福節譯（1991）。有效能的教室管理和教室紀律。國教世紀。26(6)， 14-23。 顏郁欣（2000）。台北市立國民中學生活科技教室空間與設備之研究。國立臺灣 師範大學教育研究所碩士論文。 外文部分：
Missouri State Department of Elementary and Secondary Education. (1991). Missouri industrial technology / technology education Guide. Columbia, MO: Author.
Polette, D. L. (1993). Facilities for teaching manufacturing. In R.D. Seynour, & R.L. Shackelford (Eds.), Manufacturing in technology education 189-214. 42nd Yearbook of the Council on Technology Teacher Education. Peoria, IL: Glencoe.
