國中製造科技教學內容編撰之探討

國中製造科技教學內容編撰之探討

蔡勝安 國立台灣師範大學工業科技教育學系研究生 壹、 前言 最新公布的 97 年課程綱要(教育部，2008)中指出：「自然與生活科技之學習 應該重視培養國民的科學與技術的精神及素養」，其中素養一詞素養(literacy)是 指一般公民應付日常生活中實際任務的能力(朱益賢，2006)。因此，延伸至生活 科技教學時，科技素養(technological literacy)的培養，則成了生活科技教學的最 主要目標。

而從國際科技教育學會(International Technology Education Association , ITEA , 2006)對科技素養所下的定義：「一種懂得如何「使用」、「管理」、「評 估」以及「理解分析」科技的能力」，即可得知，科技素養強調的是科技的應用， 應用科技來解決生活中所遭遇問題的能力。然而，科技的本質是不停的變化、創 新，生活科技教師在面對日新月異的新科技時，必然不能永遠以相同的教材與方 式，而必須隨著時代而改變。 一位美國的高中教師 Karl Fisch，利用暑假收集整理了許多數據資料，他利 用了這些真實的數據資料做了一段短短六分多鐘的影片「你知道嗎？」(Did You Know？)，播給他所任教學校的老師看：「你知道嗎？每個月 Google 必須處理 27 億次搜尋；你知道嗎？我們每天傳輸的手機簡訊數量已經超越了全世界的人口總 數；你知道嗎？今年全世界會製造出 1.5×1018 byte 的全新資訊這大約比人類在 過去五千年所製造出來的資訊還要多；你知道嗎？新的科技知識大約每兩年就會 成長一倍，對正要就讀大學的學生來說，他們前兩年所學的知識在三年級就全部 過時了；你知道？………美國前教育部長 Richard Riley 認為，2010 年最迫切需

要的十種工作，2004 年時根本不存在。我們必須教導現在的學生畢業後投入目 前還不存在的工作，使用根本還沒發明的科技，解決我們從未想像過的問題。」 (朱學恆譯，2007)。 面對以爆炸般速度不斷更新的知識與科技，面對習慣每日吸收大量資訊的 「吞世代」（Tweens）學生，那些教學內容是適合學生，是可以給學生帶來實質 幫助，同時也是學生們願意吸收的，將是所有教師必須面對的重要課題。因此， 本文將以生活科技之製造科技領域為主題，針對如何選擇出適當的教學內容做出 探討。 貳、 製造科技的意義與教學 製造科技是所有科技的基礎，自人類開始將石頭做成可以利用的石矛、石斧 開始，製造科技便對人類的發展產生重大的影響，人們生活中所有用的、穿的、 吃的、看的，廣義來說，都是製造科技的結果。 英文中製造(manufacture)一字，源自拉丁字“manu factus”，其義為以手工做 出東西(Mish, 1990)。當名詞解釋的製造(manufacture)，則常被定義為「將材料轉 化為有用產品的歷程」(Kalpakjian & Schmid , 2005; Savage & Sterry,1990; Wright, 2004；引自洪莞媜，2006)。 基本來說，製造科技即是人類利用工具，將自然界中的原料做成對人類有用 的產品，進而幫助人類解決問題或帶來方便，其所蘊含的知識視實際的，是需要 實踐的。王皆富(1993)認為：「製造科技是一種融合理論與實作的知識體」，蔡錫 濤(1993，1995)亦提出：「製造科技乃是解決人類生產實務問題的實踐性知識，是 將原料轉變為有用物品的程序」。因此，製造科技的教學主要乃以讓學生動手實 做為主，讓學生透過實際動手的過程中，去體會製造科技所蘊含的知識與技術， 進而能運用於生活中。 而製造科技所包含的內容，即是一件產品從原料到對人類使用完為止，其中 所包含的過程，是一個完整的程序，也是一個包含各領域知識技術綜合的成果。

李隆盛(2005)認為：「製造科技是為了解決人們面臨的問題，而運用所需知識和 技術的集合體」；王淑慧(1994)亦指出：「有關材料、技術、機具、流程、管理與 設計與製作的技巧與方法，如家具的設計與製作生產、日常用品的製造等，都是 製造科技所蘊含的內容。」因此，製造科技的教學除了讓學生動手做出一個實際 產品來之外，更包含了對一個產品的材料，加工技巧、設計到行銷使用等各方面 的知識與技術，讓學生可以從多元的知識中獲得完整的學習。 而隨著科技的發展，製造科技所探討的不再僅是產品與人的關係，更進一步 的包含了產品與社會、人與社會的關係。從越來越多的研究報導中可知，製造科 技對環境產生了巨大的衝擊，各式各樣的汙染環保問題，已直接影響到人們的生 活與發展。因此，製造科技的教學除了知識性的內容之外，亦開始引導學生針對 科技發展與環境維護間的衝突問題，進行思考與探究，進一步的思考人類、科技 與環境三者間的關係。 綜合上面所述，可知製造科技的內容十分廣泛，而且隨著時代的不斷演進， 有越來越多的內容與議題不斷的被包含進去。然而教學的時間是有限的，教師的 能力與學生的學習能力亦有其一定的特色與限制，如若真要將所有內容都納入教 學中，其結果必然是學生的學習效益低下。而教學的主體是學生與老師間的互 動，教師本身的能力與教學方式，學生的學習型態與趨向，加上教育理論政策的 推動，都是影響教學成功與否的關鍵所在。因此，以下作者將分別從理論觀點、 學生觀點以及教師觀點，探討三者對製造科技亦或生活科技課程之觀點，嘗試從 中整理出同時符合三者觀點的教材內容選擇規準，以做為第一線生活科技教師的 參考，以便其從包羅萬象的製造科技內容中，挑選出最適合的教學內容，進而達 到製造科技教學的教育目標。 参、理論上製造科技教學所應包含的內容 最新修正的九年一貫課程綱要(教育部，2008)中指出，科技與資訊的發展和 應用，已成為衡量一國國力強弱盛衰的重要指標，因此培養學童具備運用科技與

資訊的能力，乃是教育的重要目的。而在運用科技的基本能力方面，其內涵應包 含下列三個能力層面: (1)科技的發展與影響 -- 認識科技的演進歷程及其對人類 的影響，(2)科技的範疇 -- 認識現代主要科技領域之系統、資源、程序及產品， 以及(3)科技的應用 -- 能以各種方式表達科技的創意和構想，並進行科技產品的 設計與製作。其能力層面及能力指標細項如下表 3.1： 表 3.1 運用科技基本能力內涵 科技的發展與影響 科技的範疇 科技的應用 1.認識科技的各個發展階 段。 2.認識歷史上重要的科技 發明。 3.瞭解科技與其它學科的 關係。 4. 瞭解科技與個人的關 係。 5. 瞭解科技與家庭的關 係。 6. 瞭解科技對環境的影 響。 7. 瞭解科技對社會的影 響。 8. 瞭解現代社會和科技有 關的職業。 9. 瞭解當前的重要科技議 題。 1. 認識營建科技的系統、 資源、程序及產品。 2. 認識製造科技的系統、 資源、程序及產品。 3. 認識運輸科技的系統、 資源、程序及產品。 4. 認識資訊科技的系統、 資源、程序及產品。 5. 認識傳播科技的系統、 資源、程序及產品。 6. 認識生物科技的系統、 資源、程序及產品。 1. 能利用口語表達科技方 面的構想。 2. 能利用圖形、文字與符 號表達科技方面的構想。 3. 能利用影像與聲音表達 科技方面的構想。 4. 能利用草圖表達科技方 面的構想。 5. 能製作模型表達科技方 面的構想。 6. 能閱讀工作圖。 7. 認識科技產品的外觀與 功能。 8. 認識問題解決與設計程 序的關係。 9. 能模擬科技生產過程。 10. 能製作科技產品。 資料來源：教育部，2008 從前段所述之製造科技的意義，及上表所列的運用科技基本能力內涵可以發 現，製造科技教學所必須包含的內容，包括了對製造科技的系統、資源、程序及 產品的認識，製造科技對個人、家庭、社會、環境的影響，產品的設計與製作， 以及產品的實際運用等內含在內。

而如再進一步對自然與生活科技學習領域的分段能力指標做分析，可以發現 其中與製造科技意涵相關連的能力指標，主要包含在科學與技術認知、科技的發 展、思考智能及設計與製作等四大項分段能力指標中，其細項如下表 3.2： 表 3.2 自然與生活科技領域之製造科技意涵能力指標 科學與技術認知 ~認識常見的科技 2-4-8-2 認識食品、食品添加劑及醃製、脫水、 真空包裝等食品加工。 2-4-8-3 認識各種天然與人造材料及其在生活中 的應用，並嘗試對各種材料進行加工與運用。 2-4-8-4 知道簡單機械與熱機的工作原理，並能 列舉它們在生活中的應用。 科技的發展 科技的本質 4-4-1-3 瞭解科學、技術與工程的關係。 科技的演進 4-4-2-1 從日常產品中，瞭解臺灣的科技發展。 科技與社會 4-4-3-1 認識和科技有關的職業。 4-4-3-4 認識各種科技產業。 思考智能 創造思考 6-4-4-1 養成遇到問題，先行主動且自主的思考， 謀求解決策略的習慣。 6-4-4-2 在不違背科學原理的最低限制下，考量 任何可能達成目的的途徑。 解決問題 6-4-5-1 能設計實驗來驗證假設。 6-4-5-2 處理問題時，能分工執掌，做流程規劃， 有計畫的進行操作 設計與製作 8-4-0-1 閱讀組合圖及產品說明書。 8-4-0-2 利用口語、影像(如攝影、錄影)、文字與 圖案、繪圖或實物表達創意與構想。 8-4-0-3 瞭解設計的可用資源與分析工作。 8-4-0-4 設計解決問題的步驟。 8-4-0-5 模擬大量生產過程。 8-4-0-6 執行製作過程中及完成後的機能測試與 調整。 資料來源：教育部，2008

從上表所列之能力指標中可以發現，製造科技教學所應包含的內容，包括對 生活中常見產品、材料、工具及加工方法的認識，瞭解科技發展所造成之影響與 延生之產業，培養創造思考與問題解決能力，以及實際設計製作產品的知識與能 力。 綜合上列所述可知，製造科技教學於理論上所應包含的內容，可歸納為下列 四點： (一)認識製造科技的意義、演進及未來發展趨勢 (二)瞭解製造科技與人類、社會、環境之關係與影響 (三)認識各類產業與產品設計製造之流程 (四)材料特性、工具使用及製造相關技術之認識 (五)培養創造思考與問題解決能力 其目的主要是讓學生從多方面的角度對製造科技有一個整體的認識，促進學 生瞭解各產業之特色，並具備於生活中設計、製作、應用科技產品之能力，除培 養基本動手做能力外，亦有性向判別之效。然而上述之觀點均是理論上較為理想 化之目標，於實際教學時往往因環境、資源、教師專業、學校特色等因素的差異， 使得第一線教師並未完全贊同上述之想法，因此，下段作者將從教師教學的觀點 來探討製造科技教學所應包含之內容。 肆、第一線教師認為製造科技教學所應包含的內容 Osborne(1995)認為而動手做(hands- on)產品的探究、學習，可以培養學生責 任感，而生活科技教學的最大特色，便在於讓學生從動手實做中，實踐所學到的 知識與技術，並進一步的從活動中學習到新知識，應用到實際生活中。 作者本身即為國中的生活科技教師，從近年之教學經驗，以及與其他資深教 師的訪談觀察中，可以發現大多數生活科技教師的教學大都以實做活動為主，其 中所蘊含的知識內容或相關補充資料，則透過實做過程中的教學指導與活動檢討 方式。如此一來，除了可以使生活科技的教學特色更為突顯外，將可使學生能深

切體會到其中的知識與技術之實際效用，進而有效的學習與應用。 作者於觀察其他生科教師教學過程中亦發現，生活科技第一線教師認為，激 發學生學習興趣與動機是首要的問題。由於生活科技屬於不考試的科目，這對生 活科技教師來說最大的益處，便在於無需考慮進度問題，有可以盡情發揮教學專 長的空間，然學生卻往往可能因此而較不具積極的學習意願。因此，在考慮到此 因素後，作者從觀察與訪談中發現，生活科技教師大都會避免於一堂課中講解太 多的理論知識，而是將其中的重要基本觀念與意涵挑出做強調與解析，利用學生 生活周遭常見的事物或新聞做例子，藉以提高學生的學習興趣。 再者，生活科技教師多認為生活科技的教學目標強調的是應用，學生所學的 知識與技能，必須要是學生生活中可以實際用上的，因此，不論是在教學內容的 選擇上，亦或實做活動的安排上，都必須考量到如何貼近學生的生活經驗，故教 師在教材的選擇上，大都認為應以較為具體的實際例子為主，概念性的相關知識 為輔，讓學生透過一個一個的實例，學習其中的知識與意涵。 綜合上述可知，第一線生活科技教師多認為，製造科技教學所應包含的內 容，須因應生活科技的教學特色與目標，歸納為下列幾方面之內容： (一)製造科技的基本觀念與內涵 (二)產品設計製作之流程與實做活動 (三)製造科技於日常生活中之應用與影響 生活科技教師認為製造科技教學之重點，在透過問題解決及動手實做的方 式，幫助學生理解吸收專業的知識內容；以重點內涵為主，貼近學生的生活經驗， 讓學生的學習興趣增加，增加實際的教學成效。 然而科技的本質是不斷的演進與創新，現代世界是個以爆炸般速度飛快演進 的世界。而隨著資訊傳播科技的發展與普遍，每天自然而然的吃下大量資訊的「吞 世代」（Tweens）學生，自然而然的發展出屬於他們這世代的學習方式，因此， 在探討製造科技教學所應包含的內容時，除了從理論上的理想觀點，以及第一線 教師的實際觀點外，亦應將新世代學生的特色與觀點列入考量，下段作者將以從

教學現場中所實際觀察到的現象，對製造科技教學內容做出探討。 伍、從新世代學生觀點探討製造科技教學所應包含的內容 身處訊息取得相當方便的科技世界，每個人每天有意無意接收到的資訊，可 能就超過 200 年前一個人一生接收的資訊量，而自出生便面對如此龐大資訊的新 世代學生來說，這些資訊影響了他們做事的觀念、交朋友的方法以及他們面對學 習時的態度，而其中最大的影響，便是讓他們習慣了「變」。 新世代學生習慣變化的事物，不喜歡一成不便的學習，因此當他們面對生活 科技此一無考試壓力的學科時，毫無新意的教學內容與教學方式，是無法讓這些 已經習慣新鮮事物刺激的學生產生學習意願的。作者從自己本身的教學經驗，以 及實際觀察其他教師的教學過程中發現，學生大都喜歡新奇有趣的新科技，渴望 知道一些自己不知道、有趣又真實發生的事物，不喜歡空談的專業知識。因此， 如以學生的觀點對製造科技教學內容做出探討，新的產品、新的功能、新的產業 等「新」的、「實際」的內容，將是所必須蘊含的內容。

Howard & Strauss (2000)指出美國二十一世紀新世代的學生，不同於以往的 X 世代或嬰兒潮世代，他們有被需要（special）、團隊取向（team-oriented）、成 就導向（achievement-oriented）、自信（confident）等特質(引自)，而作者從實際 觀察中亦發現，現代學生較有自信，希望表現自己，他們在學習新東西時，不喜 歡有太多的限制，喜歡掌握自己的學習進度。因此，如以學生的觀點對製造科技 教學內容做出探討，可以帶給學生較多自由發揮空間的內容，將是所必須蘊含的。 再者，不論是新世代或舊世代的學生，由於其心智年齡的發展正處於活動力 旺盛的階段，故對於可以動手實際去碰碰看的學習內容，往往反而因此願意花時 間去動腦筋，特別是與其有貼近感的知識或技術，往往較能激發學生之學習興 趣。從實際教學中的觀察可以發現，學生們於實際動手做中常會遇到很多問題， 但由於學生對於去解決面臨的問題感到興趣，所以亦可因此而主動學習到更多的 東西。因此，如以學生的觀點對製造科技教學內容做出探討，動手實做的活動，

將是不可少的內容。 綜合上述可知，新世代學生的學習趨向是喜歡新奇有趣的新科技，專業知識 內容必須與其有貼近感，而非空談；喜歡自己掌握學習的速度，喜歡從實際動手 過程中學到比聽課更多更有趣的東西。而如以此學習趨向做為挑選製造科技教學 內容之準則，製造科技教學所應包含的內容可歸納為下列幾方面之內容： (一)新發明、新科技、新產品及新的影響 (二)可以自己安排學習速度的內容 (三)將專業知識融入其中的、具挑戰性的實做活動 陸、製造科技教學所應具備的內容 綜合上述之探討，作者從理論上觀點、第一線教師觀點以及新世代學生觀 點，整理出其各自認為所應包含之內容，如下表 6.1： 表 6.1 不同觀點之製造科技教學所應包含之內容 理論上觀點 (一)認識製造科技的意義、演進及未來發展趨勢 (二)瞭解製造科技與人類、社會、環境之關係與影響 (三)認識各類產業與產品設計製造之流程 (四)材料特性、工具使用及製造相關技術之認識 (五)培養創造思考與問題解決能力 第一線教師觀點 (一)製造科技的基本觀念與內涵 (二)產品設計製作之流程與實做活動 (三)製造科技於日常生活中之應用與影響 新世代學生觀點 (一)新發明、新科技、新產品及新的影響 (二)可以自己安排學習速度的內容 (三)將專業知識融入其中的、具挑戰性的實做活動 如將上表所列之重點內容加以比較，可以發現「製造科技的基本概念」是真 正瞭解製造科技的重要基礎；「製造科技發展所帶來之影響」是所有人必須學會 去思考的議題，亦是激發學生對科技產生多方面思考的重要內容；「挑戰性的實

做活動」是教師覺得較能達到教學成效的內容，亦是學生們較喜歡的學習方式； 「設計、製作、工具與材料等知識技能」則是學生實做活動進行的必備工具，亦 是其應用於實際生活中的必備能力；「新科技、新發明與新產品」則將可進一步 激發學生思考與學習的；而「創意思考」及「問題解決能力」則是製造科技教學 的最大目的。 綜合上面所歸納之重點，作者將製造科技教學所應涵蓋之內容整理如下表 6.2： 內容 比率 意義 製造科技的基本概念 5% 基本的概念性介紹，使學生認識製造科技是什 麼，如何演進、未來發展趨勢。使學生對於製 造科技有一初步而完整的認識。 製造科技發展所帶來 之影響 10% 從人類發展、社會發展以及環境發展等三個觀 點，介紹製造科技發展所帶給人們的影響，讓 學生學習不單從人的角度進行思考，亦要從社 會、環境等多方面的角度進行思考。 挑戰性的實做活動 60% 透過實際動手做的學習活動，激發學生之學習 興趣，透過挑戰性的問題，刺激學生學習思 考；將專業的知識與技術藉由實做中，讓學生 實際體驗，融會貫通，進而培養學生創意思考 及問題解決之能力。 設計、製作、工具與材 料等知識技能 15% 使學生具備動手做的能力，以及實際運用於生 活中的能力；穿插於實做過程中進行教學，使 學生能透過不斷的實踐，自然而然的學習並應 用。 新科技、新發明與新產 品 10% 透過貼近學生生活經驗的例子，藉由學生較感 興趣的新事物，讓學生對所學保持興趣，並刺 激學生的思考與想像。 (上表中之比率分配，用意在突顯出哪些內容是製造科技教學的重點，應特別加以強調。) 柒、結論 生活科技的教學期待帶給學生的不是空泛的知識，而是實際可以應用於生活 中的能力，因此，不論是製造科技領域亦或生活科技其他領域之課程內容，都應

以此做為篩選之準則。而本文中作者從三個不同的觀點，針對製造科技的教學內 容做出探討，目的在於提供第一線生活科技教師做參考，原因在於生活科技的教 學其實有很大的發揮空間，包括教學內容的選擇方面，生活科技教師均有相當大 的專業自主權，因此如何使學生得快樂，並學得實際有用的知識技能，將是值得 現代生活科技教師多做思考的議題。

參考文獻 王皆富(1993)。製造科技本質與演進之研究。國立台灣師範大學工業科技教育學 系碩士論文，未出版。台北。 王淑慧(1994)。生涯發展教育融入自然與生活科技領域之教學單元活動設計。國 教輔導雙月刊，44(2)，17-32。 朱益賢(2006)。從科技素養到科技創造力。生活科技教育，39(8)，1-2。 朱學恆(譯) (2007)。Karl Fisch 編製。你知道嗎？(Did You Know？)【影片】。 2009 年 2 月 10 日，取自 http://blogs.myoops.org/htsrv/trackback.php/54 李隆盛(2002)。行政院國家科學委員會補助專題研究計劃成果報告。中小學科技 教育學力指標之研究(Ⅱ)。國立台灣師範大學工業科技教育研究所。 洪莞媜(2006)。國中生製造科技概念知識評量之研究。高雄師範大學工業科技教 育研究所論文，未出版，高雄市。 符碧真(2009)。莉莉會議（Lilly Conference）會議內容摘要。2009 年 2 月 10 日， 取自 http://ctld.ntu.edu.tw/epaper/?p=968 教育部(2008)。九年一貫課程綱要。2009 年 1 月 8 日，取自 http://teach.eje.edu.tw/9CC/index.php 蔡錫濤(1993)。製造科技系統之內涵。中學工藝教育，26(10)，2-9。 蔡錫濤(1995)。製造科技教學活動設計的理論與實際。中等教育，46(3)，18-22。 International Technology Education Association. (2006). Technological Literacy for All: A rationale and structure for the study of technology. Reston,

VA:International Technology Education Association.

Osborne, F. et.al.（1995）.Evaluation of an instrument for measuring Multiple Intelligences. Research paper presented in the annual meeting of the Kentucky Academy of Science.