生活科技與學校環境教育的整合

生活科技與學校環境教育的整合

—「校園節水創意競賽」

*張美珍、**王裕宏 *國立科學工藝博物館科技教育組副研究員 **國立科學工藝博物館科技教育組研究助理 壹、緣起 由高雄市政府教育局指導，由市立大仁國中承辦的生活科技競賽已行之有 年。歷屆競賽活動的辦理，大部份由國立高雄師範大學工業科技教育學系協辦， 由系主任召集研議訂出考題，並同時邀集相關教授擔任評審工作。整個競賽活 動，從學生報到、參加競試、評審至頒獎，所有流程在一天就辦完了。帶隊的生 活科技教師，於競賽當日同時參加由承辦學校辦理的教師研習或專題演講活動， 並於會後召開座談，討論生活科技教育在學校推展的狀況。因而，生活科技競賽 也成了全市生活科技教師一年一度難得的聚會！ 95 學年度的生活科技競賽有了很大的改變，因高雄師範大學工業科技教育 學系朱耀明教授的介紹，及大仁國中前任林校長的邀約，國立科學工藝博物館加 入了這次競賽活動的籌辦。因為競賽的主題──「節水」，因而獲得經濟水利署 在經費上的奧援，使得競賽活動形式有了大的改變。而另一個關鍵是來自教育局 二科科長陳武雄（現任一科科長）的大力支持，除了使競賽活動辦理形式的改變 外，更重要的是為得獎學生爭取的福利──可列入高中多元入學的成績計算中。 這對於學生與指導老師雙方都是很大的“刺激”與鼓勵。 這一連串的因緣促成了「校園節水創意競賽」成為高雄市 95 學年度自然與 生活科技學習領域中的生活科技創意競賽！ 貳、生活科技與環境教育的整合 以「節水」為此次競賽活動的主題，是運用生活科技執行並落實環境教育的 一個創發的點子。科技教育最大的特色它是個一絕佳的整合學科，學生的學習是 建立在社會學習及真實情境上的學習上（Theodre, 1999）。國中生活科技課程中， 教師們指導學生學習包含製造科技、運輸科技、傳播科技與營建科技乃至於生物

科技等各個科技系統的議題，但仍不脫離生活上的食衣住行育樂等應用層面。科 技素養教育的目的不外是讓現代國民成為具使用、管理、評估與瞭解科技的能力 的公民（Dugger, 2001）更使人人具備解決實務問題、調適和環境互動關係所需 的基本能力（李隆盛，民 85）。 環境教育中「水資源的利用」是一個非常重要的議題。而「水資源的利用」 是不是個問題呢？根據國際水資源管理學會的研究，到 2025 年全球生活在乾旱 地區的十億多人，將面臨極度缺水。台灣的年平均雨量高達 2510mm，是世界平 均雨量的 3.5 倍，從這樣的數字看來，水資源好像不會是我們的問題，但是台灣 的人口密度高，每人平均分配降面量只有 4.4mm，其實還不及全世界平均值之六 分之一（林憲德，2006）。水資源的保護與有效利用便成了環境教育的重要議題。 國內水資源教育的推行主要由經濟部水利署主導，希望從目前每人每日平均用水 量 290 公升至民國 100 年時減至 250 公升（陳伸賢，2006）。而這個目標的達成就 必須透過教育推廣，政府機關包含學校校園的用水都是重點推廣單位。 在這樣的背景與條件下，校園節水創意競賽作為生活科技競賽的主題，更具 意義。學生每天上學都要用水，但並非每個學生都會注意到學校的用水狀況。「校 園節水創意競賽」的辦理，以高雄市各公私立國民中學學生為對象，但透過創意 活動的辦理，期盼能讓學生們瞭解地球水資源有限的觀念外，更引導學生思考有 效的用水與節水的概念。為了引導學生們在創作的歷程中，真正關心學校的用水 真實狀況並確實進行團隊創作，活動的設計是多元的，包含了資料蒐集、現況分 析、會議討論、創意決策分析乃至於模型的製作與最後的成果發表等。 從科技知識的運用層面來看有「了解」、「使用」、「製作」與「控制」（Hameed， 1988)，這項競賽活動便涵括了這四個層面。學生們必須先了解節水的相關知識、 學會如何運用這些知識、進而設計出自己的節水系統、最後進行反思討論這樣的 設計能達到何種效果。這樣的活動設計不僅對國中學生、對指導老師們都是一項 新的挑戰！ 參、創意競賽紀實 全新的競賽型式使得籌備工作變得異常龐雜，除了訂定競賽規則與實際的比 賽之外，提供給競賽學生使用的創意筆記、指導老師說明會、師生教育訓練、領 隊會議等等，全都是為了讓競賽活動能順利進行，讓學生與指導老師瞭解活動的

要旨──過程與成果並重。競賽活動的目的為： 1. 除可發揮創意提出校園節水具體計畫，並促使學校全面檢視校園用水 情況，以達到校園節約用水。 2. 建立學生正確用水觀念，提升學習相關水知識之興趣，進而運用至日 常生活中節約用水。 3. 透過校際生活科技知識、技能、及情意競賽，以激發師生教與學的潛 能及興趣，促進多元知能的發展。 4. 培養學生自我設計、集體創意及問題解決能力，活化應用生活科技的 知能，提昇學習的品質。 (一)、 競賽的設計與時程 競賽活動的設計是多元的而且是長時間的。參賽的隊伍必須經過三大階段： 1. 資料蒐集、現況分析、會議討論、創意決策分析 2. 模型的製作 3. 最後的成果發表等 活動的時程安排如下： 表 1: 活動時程安排 日期/時間 活動內容 參加人員 地點 備註 95/12/28(四) 09:00 - 11:30 Ø活動精神與內涵報告 Ø競賽內容與呈現方式介紹 Ø競賽規定與注意事項說明 Ø相關事項的討論及釋疑 各校指導老師 1∼2 人 大仁國中 會議室 參加人員登錄 3 小時研習時 數 96/01/11(四) 09:00 - 11:30 Ø參賽師生教育訓練 Ø創意計畫書的填寫說明 Ø省水器材與策略介紹 指導老師 1 人 參賽學生 科 學 工 藝 博 物 館 參加人員登錄 3 小時研習時 數 96/03/09(五) 08:30 - 16:30 Ø繳送參加人員報名表 Ø繳送校園節水創意計畫書 一式四份 各校承辦人員 大仁國中 教務處

96/03/15(四) 08:00 - 11:30 Ø領隊老師會議 Ø說明看板、模型製作規格 Ø評審場地佈置位置 Ø評審日之程序及注意事項 各校領隊老師或 承辦人員 科 學 工 藝 博 物 館 96/03/29(四) 08:30 - 16:30 Ø學生作品發表 Ø評審老師提問及評審 Ø頒獎 各校參賽學生及 領隊教師 1 名 科 學 工 藝 博 物 館 (二)、 創意筆記的設計與目的 為了讓學生實際解學校的用水狀況並隨時記錄他們的創作歷程，由 朱耀明教授帶領的活動策劃團隊編製創意計畫書。計畫書以提供學生學習 鷹架的構想出發，以系統化的方式列出幾個有助於學生思考與記錄的格 式，計畫書內包含四個部份： 1. 校園用水狀況分析（95 年全年的水費單 95.01~95.12 月） 學生們必須仔細檢視校園內的用水狀況，並加以分析。分析的方 式可依下列建議但不限制，當然可以透過小組討論出一個更佳的方式 進行分析。切記必須是「有憑有據」的科學方法，並儘量以圖表型式 呈現，讓評審委員可很快的看出其分析的數據。當然除了自來水的水 單的收集外，各子系統的用水量分析也可以加入，例如：廚房用水、 庭園噴灌系統、廁所用水、清潔用水以及其他如地下水源或廢水回收 系統等。而用水量的分析除了以月份比較外，當然也可以依子系統的 使用量加以比較，分析出那些地方的用水最多。 2. 學校節水構想與策略分析 經過上述的用水狀況分析後，便引導學生開始進入研提構想的階 段。學生們可透過團隊的討論，提出節水的構想。在這個部份，計畫 書要求學生明確描述資料的收集、問題分析以及創意來源等歷程，然 後提出節水的各種策略。期盼在這樣的架構下，學生能明確的表現出 他們創作的歷程。 節水系統設計圖與策略說明的表列形式是研究者的精心設計，無 論是一種節水的設施構想或是某種特別的策略，都可以用圖像表達出 來。學生們呈現出來的圖說可以是完全不同的創意設計，也可以是同

一種策略但在功能上的增進，產出第一代、第二代，一直修改完成。 接下來則進入「決策」的過程了，許多的創意構想如何決選出一 個可行的方案落實推動呢？決策歷程提供了一個簡單的表格，讓學生 說明創意的決策因素： “分析各種節水策略與設計圖，你們會考慮哪些因素？如何 決選出最後參賽的節水策略？例如：策略的影響層面、它的 永續性、可行性、成效、創意…等等。” “提供下列表格，請你們依自訂的考量因素，針對各種節水 策略加以評判其利弊得失，並加以說明。” 最後再運用一個彙總評分表決定出最佳模型或策略。首先定義出 決策的因素、為每項因素訂定它的權重，再針對每個模型進行評分， 最後便可加總取得最佳策略與模型了。 3. 節水創意構想描述與表現 根據上述的歷程選出一個策略及設計作為本次競賽的作品，而後 參賽者必須將這個節水策略的優點、重要性提出，以便說服評審拿高 分。其中包含說明模型的主要功能，並提供可能的數據分析，說明系 統如何達到節水的功效（例如每天可以省多少水？等等）。 4. 小組會議討論紀錄 創意筆記的最後一個項目是參賽小組的開會記錄。為了瞭解各個 團隊合作狀況，會議記錄的形式包含團隊討論的過程，例如：點子由 那位成員提出的？其他組員提供了那些建議？討論中是否有新的想法 產生？或是爭論（甚至產生爭吵），最後如何逹到共識等等…。 (三)、 競賽的評審與獎項 耗時費力的歷程記錄，是本次競賽學生與老師們最大的挑戰，但也 是創意競賽的重點。從公布競賽的方式開始（95 年 12 月 28 日）至教育訓 練(96 年 1 月 11 日)兩週的時間，各校派出了參賽的團隊。高雄市 45 所公 私立國中，共有 44 個團隊報名參加，其中有 4 所學校未報名，但也有 3 校推舉出 2 個團隊。師生一起參加節水的教育訓練，半天的時間，介紹了 節水的設施與政府推行的節水措施，學生們的創作之旅於焉開始！ 為了讓大家的辛苦有最佳的回報，獎項包含團體獎：全市分南北兩

區各選出第一名至第三名各一隊，得獎學生每位各頒發獎狀乙紙，獎盃乙 座，指導老師獎狀乙紙。除了歷年生活科技競賽原有的團體獎項之外，今 年度更有最佳模型獎、最佳創作歷程獎、最佳創意獎、最佳簡報獎與水利 署署長獎。 評審團隊的陣容也比往年大許多，評審委員的工作從 3 月 20 日就開 始了，來自高師範大學的教授們、水利署與工研院的工程師以及博物館的 研究團隊所組成的評審團，分為三組先行審查創意計畫書，每個隊伍的創 意都有三個以上的評審給分，力求公平。3 月 29 日的決賽，又分為初審 與複審兩個階段。經評審團會議決議配分比例為：計畫書內容與記錄 (40%)、模型的創意(15%)、構想的可行性(10%)、展示（25%）以及簡報 (10%)。詳細的評量標準可參考附錄 1。 表 2: 得獎隊伍 區別 名次 編號 學校 作品名稱 南區 第一名 A18 鹽埕國中 永續鹽埕--校園節水 第二名 A12 中正國中 全校循環用水系統 第三名 A09 英明國中 省水妙計 北區 第一名 B02 龍華國中 漏水感應器 第二名 B14 立德國中 校園中水回收計畫 第三名 B05 明華國中 省水大作戰 最佳歷程獎 B02 龍華國中 漏水感應器 最佳創意獎 A15 前金國中 『足省』妙計 最佳簡報獎 A09 英明國中 省水妙計 最佳模型獎 A07 道明中學 多明尼各再生節水系統 水利署署長獎 A16 五福國中 移動式節水洗手台 肆、活動的成效 從學生的創意計畫書中，評審團看到了學生們努力的成果，都給了極高的肯 定。尤其是對於校園用水狀況的分析，更讓來自水利署與工研究的工程師們深為 感動，透過這樣的活動，無論學生們是否得獎了，這個歷程將讓學生們對水的有

效利用有深刻的認識。 創意的發想部份，大多數團隊受到教育訓練時提供資訊的影響，多半圍繞在 中水的處理運用為主，更有新建學校的學生提出異議，因為他們學校的用水系統 早已依水利署推廣的中水回收系統實施了，沒什麼好創新的了！但事實上仍有團 隊校跳脫了這個窠臼，從策略與管理面思考。其中令所有評審印象深刻的是前金 國中的「足省」妙計。她們不從如何節流或開源思考，而是從最根源的－如何保 持乾淨著手，因為乾淨了就不必用水洗囉！ 南北區的第一名，是勢均力敵的，鹽埕國中與龍華國中的創意計畫書幾乎不 分上下，只有一票之差。龍華國中也是捨節水方式不談，而以偵測漏水加以防範 水資源的流失，在創意得分上稍稍領先。 從前後測問卷的統計資料來看（問卷內容詳如附錄 2），對於學校用水系統 的覺知有明顯的改變，例如題項中「學校水表在那裏？」從 28%提升到 74.5%； 對於省水標章的認識 70%至 93%以及「我會把使用過不是很髒的污水儲存再利 用」的題項也從 67%提升至 93%。 對應計畫的目的來看，這項競賽的成效是超導預期的。參賽學生們全數發揮 他們的創意提出校園節水具體計畫；在用水觀念上也都有明顯的進步；而因為競 賽也激發了師生教與學的潛能及興趣，更重要的是真正達到了培養學生自我設 計、集體創意及問題解決能力，活化應用生活科技的知能，提昇學習品質的目標。 伍、來自教育現場的聲音－代結語 從決定了競賽活動的型態後，策劃成員都覺得這是生活科技競賽往上提升的 好機會，讓學生們學習真實的問題解決，用系統化的思考、資料蒐集、數據分析 而後體驗一下創發的歷程。無疑的這應該是一次真正的生活科技專案學習！但現 實的情境是：學生們沒有時間、指導老師們也搶不到時間。因多元的活動設計， 也讓老師與學生們倍感壓力與挫折，因為學生們原就有功課的壓力，而且創發歷 程是很耗時。幾位老師們反應： 「競賽的時間這麼長，二個多月！又遇到寒假，根本沒時間做！只好 在放假時間把學生找回來學校繼續做，不然，不可能做得完啦！」 更有老師反應這樣的活動不宜再辦！事實上在活動辦理之前大仁國中林前 校長即預測了可能的反對聲浪：

「說明會時我們都要帶鋼盔，否則大家會被釘得滿頭包！雖然如此， 我們還是應該要做做看，這是生活科技競賽的一個新轉機！」 因為有大家共同的努力，所以活動順利完成了。雖然這樣的改變確實給學生 及教師帶來相當大的負擔。但，我們也看到了極佳的成果，這也顯示出：生活科 技老師們確實可以帶出不同於一般科展的競賽成績，更展現出「生活科技領域」 的潛力。 參考資料

Dugger, W.E., Jr. (2001). Standards for technological literacy. Phi Delta Kappan, 82(7), 513-517. Available (retrieved April 09, 2007)

www.pdkintl.org/kappan/kdug0103.htm

Lewis, Theodre (1999). Research in technology educatoin – some areas of need. Journal of Technology Education. 10(2). Pp. 41-56.

李隆盛(民 85). 科技與職業教育的課題, 台北市 : 師大書苑出版發行 林憲德（2006）.有水當思無水之苦－建立節水型社會，節水季刊,42. 8-13.

陳伸賢（2006）.從全面汰換省水器材—談永續水資源策略發展，節水季刊，42， 2-7。

附錄一：校園節水計畫書之評量標準 壹、計畫書內容與記錄(40%) 一、計畫書內容 1、學校狀況分析（例如：水費單收集與分析） 2、學校省水策略的分析 3、省水創意構想描述與表現 二、創意構想歷程記錄 1、構想歷程 2、模型製作 3、學習的支援 4、足以支援的資料 貳、節水構想的創意(15%) 一、流暢性 二、變通性 三、精進性 參、構想的可行性(10%) 一、具體可行性（容易執行與配合） 二、創意構想的影響性（節水的效率） 肆、展示（25%） 一、作品海報與布置 二、作品模型 伍、簡報(10%) 一、作品口頭報告 二、答詢

附錄二：節水競賽活動問卷 高雄市 95 學年度「自然與生活科技學習領域－生活科技」 校園節水創意競賽節水概念前測問卷 填答說明：本問卷旨在瞭解各位的節水概念，不是考試喔！請依你知道的狀況詳 實填寫即可！ 性別：□男 □女 年級：□一年級 □二年級 □三年級 1. 雖然地球上的水那麼多，可是大部分都是海水，淡水資 源中人類方便取用的水占不到 0.01%？ □對 □錯 □不知道 2. 海水占地球表面積約 70%，所以可以利用海水淡化有效 解決水資源供需失衡的問題。 □對 □錯 □不知道 3. 我們身體內的水約佔體重的 70%，失水若超過 15%也不 會有太大危險。 □對 □錯 □不知道 4. 雨水像是從天而降的寶藏，妥善收集處理的雨水可以用 來澆花、洗車、沖廁所、養小動物等等。 □對 □錯 □不知道 5. 根據統計台灣每年的平均降雨量為全球平均的 3 倍，又 常有颱風，所以台灣不是缺水地區。 □對 □錯 □不知道 6. 由於人類超抽地下水，容易造成地層下陷。 □對 □錯 □不知道 7. 水回收再利用及有效用水是節約用水的方法。 □對 □錯 □不知道 8. 1 度水大約是 1000 c.c.。 □對 □錯 □不知道

9. 請查看這張水單，95 年 8 月 30 日至 95 年 11 月 1 日間，用了幾度的水？

10. 下列二張圖是水表記錄兩個月的指針與數字，請算出本月的用水量是： 度

1. 我知道學校的水表在那裏。 □同意 □不同意 2. 我以前曾看過這個標章 。 □同意 □不同意 3. 我知道它 代表的意思。 □同意 □不同意 4. 我知道學校有使用省水馬桶。 □同意 □不同意 5. 我知道學校內有省水水龍頭，例如：感應式水龍頭或起波 器、調整器水龍頭。 □同意 □不同意 6. 學校水龍頭或水管有漏水的情況時我會覺得好可惜。 □同意 □不同意 7. 我覺得學校裏應該設置雨水、空調冷却水、RO 逆滲透排 放水等的廢水回收再利用設備。 □同意 □不同意 8. 我會建議父母或學校購買省水器材。 □同意 □不同意 9. 我會節約用水，例如隨手關緊水龍頭。 □同意 □不同意 10. 我會把使用過不是很髒的污水貯存再利用，例如用來澆花 或沖馬桶等。 □同意 □不同意 11. 我會規勸同學不要浪費水資源。 □同意 □不同意 12. 發現有漏水的狀況，我會立即通知老師或總務處處理。 □同意 □不同意 13. 從開學至今，我從未注意到學校的用水狀況。 □同意 □不同意