美國中小學科技教育課程現況及其啟示

(1)

專輯論述

美國中小學科技教育課程現況及其啟示

張玉山

自從去年九丹份，教育部公佈了九

年一貫課程總綱綱要，全單民眾對本次

課程改革就投以熱窮的期盼。尤其是小學第…線的科技教育工作者，東對 i這

次的九年一貫科技課程指以殷切期詐。

接教育部(民 88) 及萬芳高中(民 88) 九年一貫課程鑼鼓的公開討論區可以發現，我們這一群組活科技教師確實腰現了立的關結力量 c 雖然課相改革本身不免政治的角舟， f或是對於教育理想的追求，但不應放棄，陸鼠，本文以英屬科技教育課程為餌，探討其機說，並椅從中探求可以可|厲措績，或引發國內九年一黨科技課程規畫目的啟示。以下將依，序引介美!巍中小學概況、建科技課程蠟這輯、以雛吉尼且好!為代表的實倒分軒，最後並綜合韻混所得，提出九年一貫科技諜程規艷的啟示興建議 G 、美國中小學教育概況 …、中小學學韶本上，美國學的教育為五年， f果育舉校和幼概園構成，再者，初等教和中等教育館起東共計十三年，這都是全盤繞一的(吳文倪及轉漢清騙，民

81 )

0 {旦去是中小學的十二年，則由多種變之先組合，包括(王家通，民 86

;

!是文提及楊漢清瓣，民 81

) :

六三三輯(招中、中六二四制; 六六制(六年一貫制中學)

;

五三問制或閱四四斜。在目前，則 i丈茲去自制較為普濤，因此，

其年設分界點 (benchmark) 多以 K-5 、 ι

車、 9 12 為主贅代表。二、中 IJ \學教爾京醫當前較具影響力的小學辦校京話，當屬美國搜導和課程研究搗會所提出的現代小學六項任務(真文說及楊澳清騙，畏 81)

:

(1)增進兒童的總康和發展兒童的體格; (2) 增進兒童的心想髏康和發展兒議的人搖; (3) 發展兒童對社會和科學世界的認識; (4) 發展兒童有效參與民主社會的技能; (5) 發展兒童符合昆主生甜的續擴觀; (6) 發展兒童的觀造性活動。而中學部份，貝IJ 屬美國中等教育改

組發員會所撞出的七大哥期(翼文侃及楊

漢清蝠，民 81): (1)報持身心健康; (2) 掌握)舉習基本技能; (3) 成為家庭有效成員; (的養成就業組能; (5) 勝任公民體

;

(6) 蜂於利用聞單時間; (7) 真有道德養。二、教嚮權貴與課程樣讓國謀取 1是方分權制度，教育的權屬於各劑，而各小[，(又常將教臂的實 -圍‘民、、

(2)

權限委任給地方的學餒，盟此，地學校制度顯露分鼓(王家蓮，醫皇宮教育係靈台各鼎的主正接路l'煌的課程標准，高。…般而言，大多由小[，[教機關棍定課程的大網 (framework)

(College Entrance

ina

t i on

Bo 訂這 CEEB) 及美盟

American College Testing: Act)

外，近年來多數小[，[為了綠

的基本能力水準，在高中麥加一種「基本能

(minimum competency test)(

86) 。、蒞臨中小學科技課程往，美矗教育體賣多屬於阿拉 (學軍)權貴範星星，思鼠，、澳替自或設置，有一套了悴，專業學會捏在各地與協助推動上， 1占有相性，飼如在全國琵科技教育和關國際科技教育學會 (ITEA) 、閥職業教育學會科技教育組 (Technology

(National Association of

Industrial Technology)

三驛聽論述許多持;也害其專較真境摸者提 Texas 、 Connecticut

Geor 豆 1 a 、 Mainε 、法 ew Jersey 、

P e n n s y 1 v a n i

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Mi 忌 SOU f1、 Nev丸，

York State

、 South

Carol

ina 、 South

Dakota

、 Massachusetts ‘ Indiana 、

Tennessee 、 Vermont 、 Vi

rginia

Washington 、及 Wisconsin 1998)0 然而近兩三年來，的要求-矗定課程的性的 j聽說 3 在美國時科技教輯發展其科技教育專案 C 、美聾全民科技教竇導讓「美矗全民科技毅

(T

echnology for All

Ameríc 註口已

Proj ec t '

TfAAP 或 TAA)

(National Science Foundation

,

NSF) 及航太總署 (National

Aeronautics

and Space Administration

,

NASA)

供資金贊助，並由國際科技教灣舉會

(lnternational Technology Education

A s

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n ' 1 T EA )

(ITEA ' 1998a

;李隆盛，民 87) 。 (一)理講基護專案指出，科技「動的幫幫 J( h 泣 man innovation 況且 ct ion)( 李建盞，民 87)

,

于發展行動系統所需的知品解決摺題或擴展人額的潛能 (Custer ， 1997) 。其內涵賞自「科

(universals of technology)

宇模式包括科技程序、科及科投系絡 (context s)= 體域包括: (1)設計統; (2) 決定及控制科設

(3)

專聽論據

(behavior of

technological

s y s t e m s) ;

(3)使用科技系競;及待)評鑑科技系競所帶來的影響與結果 o 科技的知議領域想括:(1)科技的特性與演進; (2)關濤(

1 i

nkaεes) 及(3)技的概念與原

則。上述七個要素分期交織在下列三個

系絡中:(1)資訊系統; (2) 生化系統;及 (3) 實體系統 o (二)課程絮構 (見義 1

)

(三 )TAA 科技課梅內容根據該粵東的研發進度，目前的容標准 (content standar 的尚處於草案階段，以下所引用資料， 1系轉理居第三版本的草案 (second draft) 。此一內容架構告括「本黨與歷史、設計、發展與製 j霞、使用與管理、評鑑、連結」等六大項，從中可以若出其結構性觀{系。 (見表 2

)

二、維吉尼亞州的科技課程除了全國性的科技課程規割文獻，本文將進一步從窗際推展的現說，介紹觀的科技課程。蓋以縫吉尼亞知為棚，從基本理念、宗譜、及各階段科技課程規艷，進 f于介紹，並深入到學校的層融，瞭解其具體實施狀況。 (一)基本理念表 l TAA 科技課的聽聽架播小學

K-2 及子 5

課程目標

科技引介

(introduction to)

修習學主事

_每一年

繼吉尼亞州教育廳指出，科技數育旨在使學生能夠瞭解、使舟、及控制科技。教材內容、福概科技的發展，及其對人們、環境及社會的影響 o 學生將舉如何邊，輝、、及時需IJ 科技的聽選與自己的未來給在教材主詣，在科技實驗室中，生對科技概念:、程序與系鏡等的聽用，將發展其獨對的 i!ltl兒，便其在未來成躊主動的控制者。在教學實胞方面，教舉活動必須以成就感與滿足感鵲第要件，其次為鼓勵能事科技探索活動，者為將所學應用到其他的領域中，後是同持強化科學與數學科的學習

(Virginia Department of Education •

1998a) 。 (二)科拉教會宗宵維吉尼 21'1'1科按教育旨在發展學者的科技黨襲。教育且標但括 (Vírginia

Department of Education • 1998b) :

初中

6-8

1.能瞭解科技的動態性質，個括其發展、影響、及各種可能哩。 2. 幸IJ 用問題解決、自迪、與設計等科技程序。 3. 能分車具、材料、程序、能

源、資訊、及人力等科按系較

素。 4. 在科按程序當中，能應用科學原高中

9

“

12

科技探索科技專精

(exploration

00 (concentration in)

每一年

至少兩年

蠶料來源:

ITEA.

(99

7).

Standards for technology

educatior廿一 content

standards grade K-12 (second draft) .p5.

i 刊 ')l) I 7 I

! 1;

(4)

流…

向度表 2 r 內容標準」概聽

心 2 年級

設計仕 -2 包揖產品製作;

3 - 5

產品與系統的製作} 產品與系統的發抖展與裂造科技的使用與管理仗 -2 是科設的建 I • 思)

3-5 年級

﹒設計、規及賽是作養品系統 ﹒安全 ﹒素描與製重重 .材料、處理序、及 ﹒評價、傳播、及解釋 ﹒正確使用字及符號 ﹒幫易的大最製這 (包含在上連設計的向度 rþ) ﹒系統、次級系 I

,

統、及功能 ﹒使用與管理將技系統 ﹒安全譚震地島工具及材料 ﹒操作體易的間

6-8 年級

品與系 ﹒研究、瀏言之、及修正 ﹒材料、處理程、主具及系統 ﹒利用不間的媒來許攪‘傳播、及解釋，在宮發使用字彙及符壞化用適當的資 '1i: 全擬、設計原、設和車不娟的模式嗨訐鑫與製亨呈 f牛 t 並予傳憐 ﹒衡殿、改善、及使用不同的策略系統主材料、、選擇室主析、及隸制系統 ﹒診斷及校正系

9-12 年級

.接究、並鵲選構想 ﹒設計產品與系藐 ﹒研究‘測及修正 .安全 ﹒設計原則 ﹒材料、序、工統 ﹒音字纜、傳播、及解釋 ﹒正鋒模;在及詩號 ﹒製{乍…餾或系統 ﹒製程的發落實、及翩化 ﹒選用續蠶的源 ﹒安全 ﹒許價、於1 麟、及行銷樣發 .將言?鑫與事是文件化投播 ﹒改善、精鍊使用不同的略 ﹒系統導向的考 ﹒系統分析 ﹒微觀系蓋章系統 ﹒系統的種定性 .組成、材料旭 !

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(5)

專題講活科技影響與結果訥許鑑科技的史連結、立E 組裝還

Jm

-蒐 ﹒語(賢、發悶、沒討論科技的影響 ﹒村民科技棚瞬 ﹒纜於人類改變或修整自然境的方式，是科技 ﹒科技與詞人活及家庭生活宮、不 ﹒科技按鐘結到他科的學習 ﹒籍的科技，他經域的得拉總結在起放棧道圈系統

(open loop

syste 約) ﹒幸自調賠制機制作封闊的遲巨變系統 ﹒蒐集資料 ﹒評價、發問、決定 tradeofss .討論、傳播科技的影響 ﹒組織資料、科用資料，以決定如向改革或如何使戶在科技 .科技的蘊勢 ﹒科技是人類活動 ﹒聲明與萃新 ﹒人們用以發科技的工具、材料、知 i原統緝錯誤 ﹒和別的系 ﹒系統導向的思 ﹒人類‘主淡互交、環境的交互作用 ﹒影響與結果 .資料 ﹒收集、分析、解釋資軾的不時方法 ﹒趨勢、結及佇 ﹒傳播及字彙的正確，便用 ﹒斜設 ﹒科技的歷史 .發明與革新 ﹒社會與文化中的科技 .在我 fr，社文化中，科技所扮演的角色 .科技發接與經濟‘政治、社議題的臉聯性 ﹒與其他學習域的關 ﹒科技被站來劉更新的科技但使某些科技的萃新 ﹒調瓷、蒐集料，分析、融合科技的影響與結果 .科馬言平鑑，將 ﹒哥!怒地區、威家、及全球進步的科投影響 ﹒斜拉知識的本 ﹒科役的靈史 ﹒發續與草草新 :﹒生誼 ﹒社會、交往、及詮界上的科技 .科技知議 !連續域知識的連結 ﹒科技變讓

•

1在科技棋域中，瞭解及使用其他領域的知譏 ﹒新科技的發有賴於研設的結 7

₆

(6)

則、工程概念、及科技系統 O 5. 在廣泛科技導向的生涯領域中，能發現與發展個人的興趣與能力。 (三)小學的科技課程一一科技覺知維吉尼亞州小學(

K - 5

)科技教育旨在發展學生對科技的覺知 (awraeness) ，使其對科技社會具備應有的知識、能力、與態度。以科技為導向的活動，整合各科學習成果，使學生在獲致科技覺知的同時，也提高其對他科的學習動機。因此，該州國小科技教育課程以科技覺知及強化學習為主要宗旨，而其具體目標包括 (Virginia

Department

of

Education ' 1998c)

1.探索人們如何創造、使用、及控制科技。 2. 在解決科技相關問題時，應用數學、語文、社會科、科學、健康、美術等知識。 3. 利用工具與材料，探索自身對科技的興趣 O 4. 透過科技的使用，展現自信心。例如維吉尼亞州在 1995 年完成一項

計畫 'Christa

McAuliffe ProjectJ

名為 UN 口 ES( 利用故事來整合科學與科技

教育 )(Using

Novels for

Interdisci-plinary Technology Education and

Science)

，針對 K-5 設計各一學年的活動，其主題 (theme) 依 K 至五年級之次序為:營建、傳播、連結、社區、探索、及生存等六種，供州內各小學參酌使用。此外，負責人 C

a t h e r i n e

N e y

(1

998

)更在網路上分享「三隻小豬」等十三種科技問題解決活動，以達到「整合各科所學於活動中」的目的。

7

專題論述 (四)初中的科技課程一一科技探索維吉尼亞州初中(

6 - 8

)科技課程強調應在主動學習情境中，透過實務性的問題解決經驗，發展學生的高層次思考能力。故其課程宗旨在於提供學生科技探索的機會，其中更有兩大含義，其一在協助學生發現與探索自身的興趣、態度、及能力;另一則在提供學生有關科技的經驗。因此，該州初中科技課程特別強調協助學生，在教育的與科技的選擇中，進行探索與準備。其課程內涵以科技的資源、程序、系統、及影響等四個要素為主 (V

i

月 lnla

Department of

Education '

1998d) 。初中科技課程共分三段，可以合乎六、七、八年級學生需要，每一段文可設計成 9 、 12 、 18 、或 36 教學設計，完全視地區需要而定 O 各年級課程內容如次 (Virginia

Depart-ment of Education ' 1998e) :

六年級:強調資源與問題解決。學生將發現，不論是那一種科技系統，都需要一些共同性的資源，同時，問題解決不但是科技的主要程序，更是思考與創新構想的方式。課程主題為「科技介紹 J 除了程序、能源、資訊、人力等基本科技要素之外，學生更要學習傳播、營建、製造、運輸等四個科技系統;最後，更要瞭解科技對社會、環境、文化等影響，作為末來決策的參考。七年級:強調問題解決中的創造

力。課程主題為「發明與革新 J

學生根

據既有的發明，建立一套模式，並探索末來發明與創新的可能性。之後，再探索當前面臨的各種科技問題;最後，學生利用模式與系統程序，發明新產品或 1<)')<) {I 一 7 J J

'1-

，月 flJ 主收了 i3:2 '{E 7 !IIJ

(7)

論述 '荳能作智判斷 (V i 月 inia

Department of

Education'

1998f) 。具體甫詩，高中科技諜報目標包括: 1. 評估科技的人、環境、 2. 塵封設計概念，來解決揖題，並摟晨 3. 利用科技棄頭來撩解科技作 c 4. 在題解決、創造、與設計的過程中，應用科學服敏、工程概念、及科技系頭。 5. 發展個人對科技興工程相關 j是興趣與能力。其下分為設計與科技(內容佳話科技、科技許鑑)、工程(內升紹、工程研究與發鵑)、技 ff 豆豆 7 1I)J I J 計、五程製屬與設計、聽聽製圖與 )、電腦控制與自動化、科投原理等五 '唯後攜手芳街在建構中。學、對我置茁啟示從形， J.;)、及，發現其。目前區內勢正積極發展

'萃;三美國經驗，針空手九

揖載，現輯方富美盟 TAA 科技標準的幼稚闌到高中，在九年一質科技課程規制方面，意注意內頓的系設性、縱的連質性、與橫向 (一)在內洒的系蹺t!: 方面不論科技課程是單獨設科、或;其整活動出現，抑或融入於其能各科目中，其讓科內 i惱均應有系統惜的

8

(8)

設計，由科技教育的理念推論至各階段應有的課程兩涵。理念性與系統，同應是今後九年一貫科技課程發展應注意的重點。 (二)在縱向的連貫性方面由於科技課程的活動導向與學科整合特性，使得各年級或各階段內容重複與脫節現象，殊難避免，尤其在國小、國中、高中三階段之間的銜接困難，更顯見九年一貫科技課程發展的困難與挑戰性。 (三)在橫向的統重要性方面基於科技課程與數學、科學、社會等學科之間的關連性與密不可分，前述美團 TAA 及維吉尼亞州科技課程研發過程的人員參與，與結果的教室實際應用，均十分重視科目連繫與整合的觀念。因此，九年-買科技課程之研擬，宜明確規範科目間的連繫與統整之處，或具體建議其作法，以免因學科本位主義作祟，導致課程聲合的原意，交流於形式。二、國小的科技課程方面美國小學階段的科技課程，多半以「科技覺知」為核心，並以整合型或綜合活動方式早現，類似國兩「聯課活動」的型態 O 但是從美團 TAA 及維吉尼亞州小學科技課程實例中發現，其課程內涵仍有一個系統性的規劃'並設計有單元式的探索活動，供師生參考採用。因此，就國內業已公佈之「九年-貫課程總綱綱要」來看，今後關小科技課程可在專科教材、綜合活動教材、教材融入各科等三方面，強化學童的科技素養。 (一)透過專科教材根據前述九年一貫課程總綱綱要(教

。

專題論述育部，民 87) 的規定，未來國小課程將分為七大學習領域，其中之一為「自然與科技」。希望能借鏡歐美「科學與科技」

(Science and

Technoloy “T)課程

模式，透過妥善的整合方案，將科學與科技作最適切的整合，而不是各行其事的「合併」 (三)經由活動教材在前述九年一貫課程總綱|綱要所提列第七項學習領域一一綜合活動，亦可以將科技問題的解決活動安排在其中，以便將各科的學習成果，作綜合性的應用與表現，即類似本文前述 Christa

McAuliffe

Project 的作法。 (三)教材融入各科以往科技課程的融入，多半以「放任」的方式，讓其他科目的教材發展者，依其「喜好」而定，即使該科教材內合科技內涵，也多屬於片斷、不連貫 O 因此，國小科技課程綱要中，宜積極安排，使融入各科更多、更完整的科技素養 O 三、國中的科技課程方面美國 TAA 及維吉尼間州初中(

6 - 8

)科技課程多以科技探索為核心，強調學生科技素養的培養與科技系統概念的養成，使其對科技社會具有消極適應與積極創新的知能 O (一)強化科技操作能力國內教育環境因長期在升學主義壓力下，主主日學科幾乎成為國中生學習的全部。因此，有關科技材料、機具等要素的實地操作經驗，反而有明顯不足的現象。尤其在工藝轉型為科技教育之際，許多學者與國中教師便擔心科技課程將淪為教室講授的男一門科目。因 I <)<)l) {I 一 7 JJ 小川 fllU!z(( -'2 在 7 川

(9)

此，盟中階段的九年一賀科技課程，重括科技的本質，強輯操作與說自動的質地參與， .L-:.z溝通科技的增釋，學習科技的內癌。 (二)系統觀念:培餐國 TAA 及維吉尼亞外|初中階段科技課程卡分強調「科技系統 j 的機愈。 !盡丈 1t 背景的差興，盟內在具體的科技「操作經驗 j 己顯然不足，更遑論攝象概

;金的科技「系說知識 J

思此，九年一貫

科技課程應持持強化學生醫科校要素的結合能力，建蟬其系競攝念， 1其制其未來從事科技的創新。 (三)科技生涯的探黨即使企罷教宵觀念曾經在國內盛行一詩，但是在「升學第一 J 的觀念下，「兢業導向 j 依舊不受國內教育界的纜。但是說美麗維吉尼亞州、i 輯中科技課程來看 r 和接生涯探索 j 已經成器其重要的課程目標之一 o 閻麗，科技生涯發展的理念，不應只是在觀念主主導的層次，更主意;該明文規範在課程顯要中，以便進一步落實在教室活動襄 ο 閥、廳中酷的科按課程方臨國 TAA 及雄吉尼亞 1H 雨中( 9 輛 12) 科技課程多以「科技專輯 j 或「科技進階」為蟻，心，較為強調科技生蠶的定向與備，其詞亦含有工程預備的意味。雖然國內居前煎餅訂之九年一黨科技課程，並末將高中階段課程納 λ 探究範圈，但於教育不斷往上擴充發展的總勢，以及完全中學、綜合高中等要教育政策現實下，在競劃九年一賀科技課程時，亦應將高中階段科技課程納入量，並且把握摸導向、增加選鋒、及各元設計等三項重要原對 o 7 t!i

(

~-)強先生涯導向中階段的科技課程應怯生涯向、生涯基本違章備等為主要功能走位。 (二)如選修機會中瞎棧宜閱設多種嶄技選轄程，讓學依其興鸝興 '1生向，自由選倍。 (三)進行多元設討針對普溫高中華言意就讀大學工程科的學生，給予學研討導冉的科技課程，如墓聽工相科學與科技原理教學:對工類科職業向中準備進入技衛學院就生，自IJ 韜予工程轉向的科技課程，如電子科技、電牆科技等對於非工業類科職槳學生與其揖普通高中學生，則給予生活轉向、窗用轉向的科技諜如醫建科技、傳播科技等。

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(作者 3ft，為花蓮師院美勞教育學系講師，並就讀於台 7i; 師大工業科技教育系博士

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