國高中實施環境與社會議題融入製造科技教學
之差異性探討
范斯淳 國立台灣師範大學工業科技教育學系碩士研究生 前言、環境與社會議題融入製造科技教學的重要性 在生活科技的教學當中，製造科技為重要的科技領域之一，製造科技對人類 與環境之影響相當深遠，教師在進行教學時應使學生加以瞭解。無論是在原料的 取得、生產加工的過程、還是完成後產品的運送與使用，都會對我們的環境造成 一定的影響。而人類所製造出來的科技產品，也對我們的社會與人類的生活形態 帶來巨大的轉變。 在國高中不同階段的科技教育當中，教師常常面臨的一個問題即是國高中的 教科書內容沒有很大的差異（方崇雄、林坤誼，2004）。且因教科書當中針對製 造科技中環境與社會議題之著墨不多，導致教師在進行此方面之教學活動時，常 需自行進行補充教材的蒐集與製作。但因這方面的議題過於廣泛，其牽涉的內涵 也常常涵蓋不同的領域專業知識（如：核能、環境污染等），教師在進行教材的 編排、抉擇與教學設計時，往往不容易進行教材內容與深度的取捨。 因此，本研究之目的，在於探討實施環境與社會議題融入製造科技教學時， 教材內容取捨與教學方式之差異性。換言之，就是希望能瞭解面對不同階段的學 生，生活科技教師應如何實施環境與社會議題之教學。故以下將先針對目前之教 學現況與可能遭遇的困難加以探討，而後分別從學生身心發展之角度、以及科技 教育之角度加以分析，以瞭解教師在面對國、高中不同階段的學生，應如何實施 環境與社會議題融入製造科技之教學，以供生活科技教師教學之參考。壹、現況分析 本段主要將從現行課本內容之分析，探討目前在製造科技之教學中，環境與 社會議題內容安排之情況，以及教師在教學上可能遭遇的困境。 一、教科書內容現況分析 在現行之國高中教科書當中，林彥志與朱益賢（2006）曾針對桃園地區國中 選用之自然與生活科技課本加以統計，發現較多學校採用之版本主要為南一、康 軒、翰林等三家出版社。故本研究在國中階段將針對上述三家出版社之教科書加 以探討，而高中階段針對龍騰出版社所出版之生活科技課本加以分析。 其中，在國中階段三家出版社所編輯之自然與生活科技課本內，關於製造科 技中環境與社會議題之著墨皆不多。在南一版之教材內容方面，雖有探討到與環 境相關之議題（例如：再生能源、綠建築、永續發展等），但在製造科技的單元 當中，卻完全未提到與製造科技相關之環境與社會議題（南一書局教科書編撰委 員會，2006a，2006b）。而在康軒版的教科書當中，在一年級上學期「科技的展 望」單元當中，則有提大量生產工業產品，導致傳統工藝品的沒落，此外在延伸 閱讀中則提到專利的概念；而在製造科技的單元當中，則略有提到材料製造過程 中與產品的使用對生態環境可能造成破壞與污染，並提到應做好減量、再利用、 回收與再生的工作（康軒文教事業股份有限公司編輯部，2004a，2004b）。另外， 在翰林版的教材內容當中，則是在製造科技的單元當中，提到過度開發會造成生 態破壞、生產過程之廢棄物與廢棄材料會造成環境污染、以及淘汰的科技產品若 處理不當會造成污染等問題（翰林出版事業股份有限公司編輯委員會，2005）。 綜合各家出版社之內容後，整理比較如表 1 所示：
表 1 不同版本國中自然與生活科技教科書內容比較 版本 製造科技中環境與社會相關議題內容分析 南一版 ¾ 一上「科技與生活」單元：探討與環境相關之議題（例如：再生 能源、綠建築、永續發展等），但非單就製造科技領域。 ¾ 二下「製造科技」單元：未提到與製造科技相關之環境與社會議 題。 康軒版 ¾ 一上「科技的展望」單元：提到大量生產工業產品，導致傳統工 藝品的沒落，此外在延伸閱讀中提到專利的概念 ¾ 二下「製造科技」單元：簡略提到材料製造過程中與產品的使用 對生態環境可能造成破壞與污染，並提到應做好減量、再利用、 回收與再生的工作。 翰林版 ¾ 二上「製造科技」單元：簡略提到過度開發會造成生態破壞、生 產過程之廢棄物與廢棄材料會造成環境污染、以及淘汰的科技產 品若處理不當會造成污染等問題。 資料來源：本研究整理。 另外，在高中教科書方面，龍騰版之生活科技（核心課程篇）當中，科技對 環境影響的相關議題是單獨在第三章「科技、科學與環境」的內容當中探討，其 中提及資源的運用、各項環境污染的類型以及環境保護的相關議題；而在製造科 技章節中僅提到材料的種類、用途與材料的加工方法（黃炯、鄭銘和、賴顯榮， 2007）。 二、教學上可能遭遇到的困難 由上述分析可知，國中階段自然與生活科技教科書當中，在製造科技方面多 是介紹材料種類、加工方式等內容，對於環境與社會議題所提及之內容較少，且 多為一筆帶過，未有較詳細的描述，亦缺乏可供教師參考實施之教學活動。在這 種情況下，教師在教學的過程中，可能會遭遇到以下幾種困難：(1)學生可由教科 書獲得的資訊不足，需由教師自行蒐集並製作補充教材；(2)教師在進行教材製作 時，內容之深度與廣度難以取捨；(3)教學活動之設計變化性較低，多運用影片播
放的方式或以分組報告、個人報告方式進行，學生學習興趣不高。 而在高中教科書方面，則是將環境與社會議題獨立出來做整體性的探討，而 未於製造科技單元中單就環境與社會議題加以探討。此一編排方式雖可將討論的 層次提升至各科技領域之上，探討科技對環境與社會整體的影響，但在個別科技 領域當中，則較難進行深入之探討。教師僅能針對科技對環境與社會的影響做廣 泛的介紹，在教學內容上，甚至容易與國中階段生活科技教師所教學的內容有所 重複，或是深度不足，難以引起高中學生之注意力與進行較為深度的思考。 有鑑於此，本研究為釐清國高中在實施環境與社會議題融入製造科技教學 時，應有之差異性與教師應掌握之重點，以下將先就國高中學生身心發展之差異 進行探討，以瞭解不同階段之學生在學習上之差異。 貳、學生身心發展之主要差異 人類的智力在青少年時期會快速的發展，於青少年末期時則接近成熟的狀 態，但在青少年前期與青少年後期當中，在抽象思考能力的發展程度上，仍具有 一定的差異（王家通、陳伯璋、吳裕益，1993）。在心理學家 Piaget 所提出之的 研究中，人類智力的發展可分為四個主要的階段（引自謝文全，1996）： (1)感覺動作期：初生到四歲屬感覺動作期，僅能憑肌肉與感官來瞭解外在世 界。 (2)前操作期：兩歲到四歲屬前操作期，是憑事物外觀或當時狀態來瞭解外在 世界以及進行判斷，因出自兒童直覺，故亦稱直覺期。 (3)具體操作期：七歲至十一歲屬具體操作期，此時已發展出邏輯推理能力， 但因內省與抽象思考能力尚未發達，故需藉助具體事物的操作，以瞭解科學的概 念或原理。 (4)形式操作期：十一歲以上即進入形式操作期，青少年可運運抽象符號與文 字，進行抽象思考、推理、判斷，且不需依賴實際之操作，此階段又稱反省思考 期。
依據 Piaget 之理論，雖將十一歲以上之青少年皆歸屬於形式操作期，但因抽 象思考能力之發展需有一段時間才能達到成熟，故此一階段的學生常常同時具有 具體操作期與形式操作期的特徵。吳裕益（1981）的研究便指出，國中階段達到 形式操作期之學生僅佔百分之十六至百分之四十，其餘幾乎皆仍屬具體操作期； 而在高中階段才有百分之七十八至百分之八十六的學生達到形式操作期（引自王 家通、陳伯璋、吳裕益，1993）。此外，謝文全（1996）亦指出，國中學生之具 體操作高於形式操作，而高中學生之形式操作高於具體操作。 由此可知，雖然在國中階段開始，學生便開始發展出抽象思考的能力，但仍 屬較為少數，需到高中階段方能具備有較為完整的抽象思考能力。故教師在進行 教學時，在國中階段的教學上需提供較為具體的內容，而在高中階段，則可引導 學生進行較為深度的分析、批判與省思。 參、國內外課程綱要與課程標準之比較 除上述透過學生身心發展之角度探討國高中生學習之差異外，本段落將以科 技教育課程編排之角度，比較國內外課程綱要與課程標準之內容設計，藉以瞭解 國、高中不同階段之生活科技課程在環境與社會議題上教學之區別。 一、九年一貫課程綱要 國中小階段所遵循之九年一貫課程綱要中列有六大課程目標，其中與本研究 較為相關之課程目標，包含「3. 培養愛護環境、珍惜資源及尊重生命的態度。」 以及「6. 察覺和試探人與科技的互動關係。」等兩大目標（教育部，2003）。而 在分段能力指標方面，在國中階段和環境與社會議題較為相關者，則如表 2 所示：
表 2 國中階段環境與社會議題相關能力指標 能力要項 次項目 分段能力指標 4.科技的發 展 科技的演進 4-4-2-1 從日常產品中，了解台灣的科技發展 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.科技的發 展 科技與社會 4-4-3-1 認識和科技有關的職業 4-4-3-2 認識和科技有關的教育訓練管道 4-4-3-3 認識個人生涯發展和科技的關係 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 7.科學應用 7-4-0-5 對於科學相關的社會議題，做科學性的理解 與研判 資料來源：整理自教育部（2003）。 由上述九年一貫課程綱要之課程目標與能力指標之歸納與分析，可發現在其 課程目標與能力指標之文字敘述中，多採用「察覺、認識、瞭解」等文字敘述作 為能力指標的內容，故由此可知國中階段較重視「察覺、瞭解科技」等層次，以 建立學生對於科技知識之基礎為主要教學目標。 二、高中九八生活科技課程綱要 在高中階段，目前現行之高中課程綱要雖為高中九五暫行綱要，但不久後將 改為實施高中九八課程綱要，故本文採用高中九八課程綱要作為探討之對象。在 其中列出之課程綱要總體目標包含以下六項（教育部，2008）： 1. 提昇人文、社會與科技的知能。 2. 加強邏輯思考、判斷、審美及創造的能力。 3. 增進團隊合作與民主法治的精神及責任心。 4. 強化自我學習的能力及終身學習的態度。 5. 增強自我了解及生涯發展的能力。 6. 深植尊重生命與全球永續發展的觀念。
而在課綱之中，生活科技必修課程之課程目標，則有以下三點（教育部， 2008）： 1. 引導學生理解科技及其對個人、社會、環境與文化的影響。 2. 發展學生善用科技知能、創造思考及解決問題的能力。 3. 培養學生正確的科技觀念、態度及工作習慣，並啟發其科技研究與發 展的興趣，進而從事生涯試探。 由上述之課程目標可以發現，高中階段除提升學生之科技相關知能外，更重 要的目標，在於加強學生邏輯思考、判斷的能力，並理解科技及評估其對個人、 社會、環境與文化的影響。 而在教材綱要的內容細項中，與製造科技之環境與社會議題相關知內容，則 如表 3 與表 4 所示： 表 3 核心課程 主題 主要內容 說明 一、科技發展 2.科技的影響 2-1 科技與生活、社會、文化的關係。 2-2 科技與工業、經濟發展及國家競爭力的 關係。 2-3 科技引發的環境變化及污染，環境保護 意識的培養。 2-4 科技引發的道德與法律的問題。 二、科技世界 1.科技的範疇 1-1 製造科技的材料、加工方法及應用。 資料來源：整理自教育部（2008：329）。 表 4 進階課程 主題 主要內容 說明 製造科技 4.製造產業 4-1 製造產業的概況。 4-2 製造科技對社會與生活的影響。 4-3 製造科技發展趨勢。 資料來源：整理自教育部（2008：332）。
綜合上述針對課程目標與教材綱要之分析，研究者認為教師在高中階段探討 與製造科技相關之環境與社會議題時，除可探討較為深入之知識內容外，更應加 強學生由不同面向探討科技議題的能力，使思考提高到「判斷、省思」的層次。
三、ITEA 科技素養標準（Standards for technological literacy）
在 International Technology Education Association [ITEA]（2000）所出版之科 技素養標準（Standards for technological literacy）中，主要將科技素養的標準分 為五大類（科技本質、科技與社會、設計、在科技世界所需的能力、及設計的世 界）共二十項，每項標準下另列有不同階段之分段能力指標。其中，與環境和社 會相關的議題，乃是列在科技與社會的分類之下，如表 5 所示： 表 5 環境和社會相關知科技素養標準 分類 標準 學生應就科技對文化、社會、經濟和政治的影響有所瞭解 學生應就科技對環境的影響有所瞭解 學生應對社會在科技的發展與使用上所扮演的角色有所瞭解 科技與社會 學生應對科技對歷史發展所造成的影響有所瞭解 資料來源：整理自 ITEA（2000：15）。 而探討製造科技的科技素養標準，則是列在設計的世界此分類之下，主要在 探討製造科技系統、材料的使用與行銷等議題，其中未列及製造科技與環境及社 會相關的內容。 由上述針對 ITEA（2000）科技素養標準之分析可發現，其安排方式是將科 技與社會相關主題之層次提高到各科技領域之上加以探討，而非分散與各科技領 域之中。但就其分段能力指標內容加以觀察（如表 6 科技對環境的影響），仍可 發現其在 6-8 年級階段之內容多為瞭解與認識，9-12 年級階段則重視不同面向的 思考與較深入之專業技術的學習。
表 6 科技對環境的影響 分類 標準 分段能力指標 ¾ 瞭解廢棄物管理是很重要的社會議題 ¾ 科技可用於修復天然災害所造成的損失，並 停止使用不同產品與系統所造成的浪費 ¾ 瞭解科技的發展與使用常使經濟與環境形成 對立的角色 科 技 與 社 會 學生應就科技對環 境的影響有所瞭解 ¾ 人類可以透過發明再利用、減量與回收的技 術，以節約水、土地與能源 ¾ 當節約能源的新技術被發明時，考慮其副作 用是很重要的 ¾ 透過科技的協助，可以提供不同的環境監測 報告以做為決策之用 ¾ 以科技化的生產流程可增加產出，降低對環 境的負面影響 ¾ 人類設計新科技以降低其他科技帶來的負面 影響 ¾ 在判斷一項科技之好壞前，必須衡量其對於 環境正負面之影響 資料來源：整理自 ITEA（2000：68-72）。 綜上所述，就國內外之科技素養標準與課程標準加以分析，可以瞭解到國中 與高中階段，在製造科技環境與社會議題教學上之差異，應著重在教材內容之深 度與教學方法之取捨上。在國中階段，應著重於「察覺、認識、瞭解科技」的層 次、而高中則應著提升到「省思、批判科技之正負面影響」之抽象思考的層次。 而為使教師在教學上能有更為明確之依據，以下將就教材內容之取捨與適用之教 學策略加以探討，以瞭解教師在教學設計上應注意的事項。 肆、教師在教學內容取捨與教學設計上應注意的事項 透過本研究上述針對國高中學生身心發展程度之探討與國內外科技教育課 程綱要及課程標準之分析，可以歸納出教師在實施環境與社會議題融入製造科技 教學實應掌握的幾項基本原則，分述如下：
一、國中階段 （一）教材內容取捨 教師在進行議題的選擇與教材內容取捨時，國中階段盡量給予具體、明確之 知識傳達。由上述之文獻探討可知，國中學生仍較為傾向具體運思期的思考特 徵，故在進行環境與社會議題融入製造科技教學時，需給予較為明確的事物或實 例。 （二）教學策略與方法 在教學策略與方法的運用上，教師可運用具體之影片加以輔助，例如：透過 新聞報導探討製造過程中污水排放所造成的河川污染時，教師可同時播放實際的 相片或是影片，藉以加強其感受。但在運用影片輔助教學時，教師應先行擷取重 點段落，再於課堂上播放，若影片過長學生很容易失去注意力。 另外亦可與實作活動加以結合，例如：在進行製造科技實作活動時，要求學 生記錄其製作過程中材料的損耗、產生的廢棄物與廢棄材料數量，以及成品完成 後的處理方式。藉此，讓學生具體瞭解到製造科技生產過程中對環境的影響。 二、高中階段 （一）教材內容取捨 高中之教學，教師除給予環境與社會議題之相關資訊與知識外，可延伸綜合 不同科技領域或給予不同角度之觀點，引導其進行判斷思考及省思。在高中階 段，大部分的學生已較具有形式運思期之特徵與思考能力。故教師在進行環境與 社會議題融入製造科技教學時，除了單純的資訊傳達外，更應讓學生能有不同的 角度進行深入的思考。 （二）教學策略與方法 在教學在教學策略與方法的運用上，教師可從學生生活中常見的製造科技產 品著手，例如：可讓學生探討起司漢堡在製造的過程中，由原料取得、運送、加 工、完成到送至消費者的手上，其整體過程中對於環境所造成的影響；並比較國
內生產與國外進口對於環境造成的影響差異。此外亦可使由不同的角度來探討時 下熱門的科技產品或科技議題對環境之正負面影響，例如：太陽能版雖可製造出 再生能源，但其在製造生產的過程中，是否對環境產生更大的污染？這些污染比 較起這塊太陽能版所能發出之電力，是否值得？…等不同面向的思考，藉此刺激 學生進行省思，提升其批判思考的能力。或是可由科技史的角度，引導學生探究 某項製造科技產品對人類生活形態所造成的影響，或是人類使用科技對環境與社 會造成的轉變，例如：探討電視對全球人類所造成的影響…等。 綜上所述，在教材內容的取捨方面，無論教師選擇之主題為時下熱門的環境 議題、或是單就某項製造科技的產品加以延伸，只要設計得當並掌握上述之原 則，應可使學生有很大的收穫。 結論 科技對環境影響、以及科技與社會相關議題，在生活科技之教學中為不可或 缺的一項重要課題。不同科技領域雖可加以區分為製造、運輸、營建、傳播、能 源與動力等不同科技領域，但其彼此間仍是具有互相關連之特性。因此在環境與 社會議題的探討上，可將其層次提升至各科技領域之上，探討科技對環境與社會 整體的影響，但仍須將其融入各科技領域，進行較為深入的教學。 因此，環境與社會議題融入製造科技教學而言，以在國中階段，教師應配合 製造科技的活動，給予較為具體、容易體會之內容，主要著重在「察覺、認識、 瞭解科技」的層次。而在高中階段，則應給予較為深入的知識內容，透過製造科 技產品或科技史等議題，給予不同面向的探討，使其能提升到「省思、批判科技 之正負面影響」之抽象思考的層次。 本研究因環境與社會議題之範疇過於廣泛、且具有時代性，故主要著眼點並 不在於教師應教學之內容為何，而是探討應如何進行環境與社會議題融入製造科
技之教學，並探討國高中在教學上應有何之差異性，並提出教師在教材內容取捨 與教學上可用之方式，希望能對於國高中現場教師之教學有所助益。 資料來源 方崇雄、林坤誼（2004）。高中生活科技教材的省思與展望。生活科技教育，37 （2），3-10。 王家通、陳伯璋、吳裕益（1993）。中等教育。高雄：復文。 林彥志、朱益賢（2006）。從生活科技製造領域教材分析探討科技創造力的啟發。 生活科技教育，39（8），29-42。 南一書局教科書編撰委員會（2006a）。國民中學自然與生活科技第一冊。台南： 南一。 南一書局教科書編撰委員會（2006b）。國民中學自然與生活科技第四冊。台南： 南一。 康軒文教事業股份有限公司編輯部（2004a）。國民中學自然與生活科技課本第一 冊。台北：康軒。 康軒文教事業股份有限公司編輯部（2004b）。國民中學自然與生活科技課本第四 冊。台北：康軒。 教育部（2003）。自然與生活科技領域課程綱要。台北：教育部。 教育部（2008）。普通高級中學課程綱要：普通高級中學必修科目「生活科技」 課程綱要。2008 年 6 月 21 日，取自 ftp://140.111.102.129/course/overview/16.pdf 黃炯、鄭銘和、賴顯榮（2007）。生活科技（核心課程篇）。台北：龍騰。 翰林出版事業股份有限公司編輯委員會（2005）。國民中學自然與生活科技課本 第三冊。台南：翰林。 謝文全（1996）。中等教育—理論與實際。台北：五南。
International Technology Education Association. (2000). Standards for technological literacy: Content for the study of technology. Reston, VA: Author.
