設計與製作：運用個人與團體合作的創意來製作科技的產品。
 

利用聯想與腦力激盪，以圖像表達想法繪製概念圖，也能進行小組的創意激盪，以收集思廣益之效。利用Inspiration軟體，可以輕易繪製上述圖像，並能在概念中再建立註解或是子概念，讓學生發展創意，表現自己想法，同時能夠利用多種思考的方法，思索變化事物的機能和形式。

由中華創意發展協會主辦的「全國少年科技創作競賽」，以寓教於樂的方式，將創意思考融入多元化的趣味性競賽中，依比賽訂定的主題，提供特定的機械組件與工具，讓學生在閱讀組合圖及說明書後自由創作，同時兼具功能與造型。培養學生「好思考、樂思考、喜創作、肯創作」的科技素養與能力。同時，在比賽期間，也讓學生可以針對作品加以維修調整與改進，更符應課程綱要中的「執行製作過程中及完成後的機能測試與調整」精神。

許多電腦軟體與工具，諸如數位相機，攝影機，動畫製作或是文書排版軟體，可以讓學生表達自己的想法與創意，並加以具體呈現。西班牙Francisco教授製作、由師大黃福坤教授加以中文化推廣的Easy java simulation ，讓老師只要有一些程式基礎，可以將數學或科學方程式，以動畫方式加以呈現，且能呈現即時的互動模擬。在教學的應用上，老師能讓學生看見兩者之間的關連，也可以引導學生利用此工具設計製作自己的科學動畫作品。

台灣學校網界博覽會活動，以小組方式進行專題研究，可以讓學生「利用口語、影像(如攝影、錄影)、文字與圖案、繪圖或實物表達」的方式，針對調查對象進行觀察，訪問與資料蒐集，再進一步完成專題作品網站。

以桃園縣石門國中所製作「寂靜的水蓮～台灣萍蓬草的冬天」為例：學生實地踏查這個國寶級植物的原生地現況，利用錄影，拍照的方式保存記錄，也拜訪地區相關人士。他們對物種保育的生態觀念影響了許多人，也激發了社區人士的環保意識，轉化為復育萍蓬草的行動。整個過程，在在體現了自然與生活科技領域中，希望培養孩子的科學素養，同時讓他們以自己的語言，設計作品，表達對自然生態的關切與努力，並發表於網路上與他人分享。




 

科學應用：應用科學探究方法、科學知識以處理問題的能力。
 

自然與生活科技領域的教學目的，並非只是知識的灌輸而已，也包含學生科學態度的養成，並希望他們能將科學知識與方法應用於生活和工作之中，對於和科學相關的社會議題，能做科學性的理解與研判。

學習加油站中，由大仁國中製作的生活科技教材庫，利用影片動畫的方式介紹各種工具的介紹及使用法影片。

日常生活使用的工具裡，有許多是簡單科學原理的應用的成品。在「DK機械大百科」，以模擬動畫的方式，讓你目睹各種機械運作、科學原理運行。一些日常用品的原理，透過多媒體的呈現說明，以及幽默風趣的動畫詮釋理論，學習科學可以是這麼有趣的！

「利用科學知識處理問題」，可以融入在電腦輔助教學軟體的設計中。例如：『上天下地闖通關之地理氣象篇』電腦輔助教學軟體，以任務達成的方式，在闖關的過程中，藉由解決問題進而了解各種地理景觀和自然氣象的形成。自然學習到有關地理及氣象的知識。

組隊參加網路專題製作活動，可以讓學生利用團隊合作方式，應用所學的科學知識和方法，來判斷或驗證科學理論或說法，或是對於與科學相關的社會議題，做科學性的理解與研判。同時，在處理問題時，訓練學生能分工執掌、操控變因，做流程規劃，有計畫的進行操作。

Think Quest，如同網際網路的奧林匹克國際大賽。鼓勵學生製作以教學為主旨的網站。高雄左營國中的林沛瑩同學，與加拿大及愛沙尼亞等國隊友共同完成的「學習曲線」The Learning Curve ，獲得2000年跨學科類銀獎。 這個作品概述人類的學習歷程，涵蓋生物學相關資訊、人們學習的方式、從何學習、以及學習階段，引導讀者將探索知識的基本概念。如此，來自於全球孩子們的創意表現，在網路的輔助之下，有了更多合作交流、發表分享的機會。

 

思考智能：資訊統整、對事物能夠做推論與批判、解決問題等整合性的科學思維能力。

讓學生對事物有自己的想法，能從「這是什麼？」、「怎麼會這樣」的詢問開始，提出想探討的問題，並多方思考，提出各種解決的方法。藉由科技的輔助，可以讓學生自行操弄變因，觀察事物的演變結果並驗證自己的想法，或是引發更深層的探索與推論。

「假如學物理就像玩電動，那一定能吸引更多的孩子樂於學習科學」，這是師大物理系黃福坤教授架設「物理教學示範實驗室」網站的初衷。網站裡有數十個物理現象的動態模擬動畫，讓學生親手驗證物理現象與定律的關聯和實驗操弄，增加獨立思考與解決問題的能力。網站上提供許多思考問題，讓學生以自己的想法來解釋與驗證，也有科學原理的解說，以及教學上的建議。同時，黃老師還設計可以描繪方程式圖形的網路討論區，讓自然與數學學習的網路溝通環境，更臻理想。

美國密西根大學Krajcik教授製做的「MODEL IT」，讓學生組合測量得來的實驗數據，定義這些變因之間的關連，以建立事件因果關係的質性模型，同時可以動態調整變因的量，觀察彼此之間的影響結果，並加以驗證自己的推論。對於複雜現象，自己建立「模型」予以視覺化，對於綜合與推論思考的訓練，有很大的幫助。

老師可以設計專題式學習（Project-based Learning）或問題導向式學習（Problem-based Learning）的課程，安排能引發學生調查、組織概念的導引問題。透過學生著手調查，發展專題成果的歷程，讓他們體驗蒐集、分析、綜合資料、作結論、以及發表等內在思維的外顯表現機會。不僅，藉由科技工具，搜尋與整理資料。也透過電腦網路和他人互動，經由網路應用及透過同儕間的相互學習更為多元。教育部規劃的「自然生態學習網」設計有主題探索活動，讓學生可以報名參與，網站也提供線上學習單與調查紀錄工作室，讓學生不僅體驗一次專題式學習的完整歷練，同時也能與他人分享自己的收穫。

此外，這些教學活動多以小組合作的方式進行，讓學生能分工執掌、安排工作流程與計畫，在過程中的團隊之內腦力激盪，也可以利用網站論壇方式，表達自己的想法並接受他人批評；同時，在欣賞與檢核他人的意見和看法，也可以再得到新體驗與見地。

 

科學態度：處事求真求實、感受科學之美與威力及喜愛探究等之科學精神與態度。

在自然與生活科技課程的安排與規劃下，讓孩子們喜歡探討事物，感受發現的樂趣，同時培養細心的研究態度與科學精神。老師可以利用電腦輔助資源，安排情境與設計活動，鼓勵孩子勇於也樂於嘗試。科學態度並非特定的教學主題課程，而是在教室教學或實驗活動中，表現於孩子們行為之中的。

操弄電腦與應用資訊融入教學的態度與歷程，和科學學習的態度養成歷程頗為接近。對老師而言，找到好的資源與工具，嘗試應用於教學之中，開始喜歡探討，進而發現樂趣，也在不斷地修正自己的教學過程中，細心切實，求真求實，務實地看待資訊科技對教學的助益。老師的言教與身教，都會對孩子發揮影響作用。

中央大學舉辦的探究式學習網站，結合「網路學習」與「科學展覽」的精神，強調「主動性」、「合作性」、「深度性」的「網路探究式學習」特徵，學習與探究歷程都可以在網上發表與互動討論，『網路科展人人做，探究學習隊隊行』使人人都有歷練與成長的機會，也開拓了科展的新視野。

獲得多年十大兒童優質網站的科學小芽子，規劃有『小小觀察家』活動，鼓勵小朋友發揮創意及科學求知的精神，從事自然觀察與記錄、研究，利用文字、繪圖或拍照的方式，記錄整個觀察過程。最後再將長期觀察累積的資料，歸納整理成心得報告，而在這一段期間，可以與指導老師互動請教，體會科學求真的精神與態度。利用網路發表，傳達與分享的機會，可以引導學生更細心，對所進行的研究更為嚴謹探討，同時，在網上討論互動時，也學會持平審視爭議，而不偏頗採證。

台北縣瑞柑國小地處山谷，生態資源豐富，學校規劃親子觀察活動，家長與學生合作進行主題探索，針對生活周遭的事物進行長期觀察，更深入追蹤調查。同時，也有專家協助問題的解答與研究建議，培養孩子們研究意願與思考習慣，設法解決自己面臨的問題。

高雄市莒光國小吳聯科、葉玉美、江德怡老師設計「半屏山豐富之旅」課程，探討高雄半屏山的生態資源與地質，學生能依據自己所理解的知識，做最佳抉擇與學習。同時，在岩石，礦物，化石的比較的課程設計裡，讓學生能體會「細心、切實的探討，獲得的資料才可信」。

培養學生的好奇，合作，虛心，細心，只是利用科技工具，是無法直接養成科學態度與改變內在想法的。端賴老師善用科技並融合於教學情境之中，才能協助學生在科學探索的過程裡，達成心智開發的教學目的。

 

科技的發展：了解科技如何創生與發展的過程。

科技在生活中扮演著重要的角色，尤其像網路，手機等，幾乎成為不可或缺的生活要素，同時也常見媒體報導新科技的誕生對人類社會發展的重要影響。此外，在教學過程中，師生親自操弄科技工具的資訊融入教學歷程，也是科技與人類密切互動的最佳展現。

高雄的國立科學工藝博物館，館內的主題即為科技發展與人類關係的介紹。包含有多個展示館。館方製作的「虛擬博物館」終身學習光碟，更利用虛擬實境方式表現，以透視樓層的方式，將每個展出主題透過3D立體影像導覽，讓使用者上網或利用光碟即可身歷其境。展場定期舉辦的科學活動，如諾貝爾獎百年特展，DNA問世50週年特展與SARS病毒特展等也都有成立網站專區，讓我們可以看見人類在科學研究、科技發展的努力之下，又會對人類社會本身帶來什麼樣的影響？

在虛擬科技教育教學資源中心，則致力推展社會大眾科技教育，提昇全民科技素養，可以下載科技主題的應用學習單。從現代人的觀點看古代的科技發明，也能讓學生對科技的發展有另一番體會。老祖宗的智慧～中華科技發明，呈現中華民族數千年來完整的科技發明資產，介紹先人如何運用科技發明以解決生活上所遭遇到的問題。例如：有指南針，地動儀的3D影片，也有地震儀結構的2D分解與故事解說等內容。

國立自然科學博物館製作的「中國人的科學智慧」終身學習光碟，以「天文地學」、「數學」、「建築與橋樑」三大單元，闡明其發明原理與功能，以作為中國人科學與智慧的代表；並配合中小學自然、地球科學教材，介紹中國鴉片戰爭以前自然科學和生產技術的發展狀況。

「揭開星空的奧秘觀天術」，介紹世上各地區、各民族、各時代，祖先對曾經發生過的天文現象之印象與對天之看法。

而科工館的「航向太空世界」，利用網路資訊科技，以聲光動影的精彩畫面，帶領我們認識人類如何追逐飛行的夢想，如何飛離地面，進而航向太空世界，從太空看家園。老師更可以帶學生到美國太空總署NASA網站的教育專區看看，介紹給老師和學生有關太空探險的現況與科技發展的進步程度。孩子們可以親手打造太空梭、體驗發射倒數計時的緊張與太空人的生活經驗。

利用這些豐富的教學資源，融入於教學之中，不僅能鑑古知今看未來，也能上天入地遊太空，讓我們再次體會科技所帶來的便利與影響，同時讓學生認識到未來的生涯發展與科技之間的關係。

 

科學本質：對科學本質之認識。
 

「科學」是經由探究、驗證獲得的知識，可能因為新的現象被發現或改變觀察角度而有不同的詮釋。若能營造出像科學家研究與實驗方式的學習情境，讓學生從中仔細觀察並驗證自己的想法，再利用討論的方式，幫助學生連結學習內容與科學本質的內涵。

從不同的角度觀察，或利用不同的實驗方式來看待同樣的研究主題，都可以看見多樣的現象描述與結果詮釋，利用網路的溝通分享，進行交流討論，能增添學生更多的內化體驗與機會。

此外，在主題教學中，適度搭配該領域的科學史介紹，也有助於學生瞭解科學知識的形成過程，對科學面貌有較完整的認識。網路上的豐富資源，可以提供做為老師的參考素材，據以設計於教學活動中，配合適度的故事描述與想像引導，讓學生享受「察覺在『以新觀點看舊資料』或『以新資料檢視舊理論』時，常可發現出新問題」的學習樂趣。

由清華大學建置的清蔚園，利用網際網路知識園區的概念建立虛擬圖書館，在自然與生活科技領域應用方面，除了科學教育館、宇宙天文館和自然生態館之外，還有各主題的討論區，可以交流學習心得與發問。

科學期刊文章與新知報導，也常能見見關於科學演進的描述，甚至由於新學說的提出所引起的爭論。老師可以引導學生分析這些報導裡的各項論點，讓學生表達自己的看法與支持或反對的理由，以開放的心胸加以看待。例如由遠流出版社翻譯SCIENTIST的科學人、以及科學月刊雜誌，都有許多最新的科學報導與教學資源可供參考。

 

科學與技術認知：科學概念與技術的培養訓練。
 

自然與生活科技的主題，不僅有認知層次的題材，如動、植物的認識及其生長歷程與生態關係，物質與環境、科技產品的認識，還包括交互作用與現象的變化、平衡的介紹。

多元豐富的數位化教材，只要適合學習階段、契合教學主題，有適當的教學環境設備，都可以協助老師更清楚地表達呈現，讓學生能充裕完整地建構科學概念。

這些數位資源可以解決傳統教室中，不易明確描繪；實物展示與親手操弄的困擾；同時更能進一步呈現內部運作原理的動態過程，而不再只是以文字、口語或圖片表達而已。更能發揮提升學習的是：讓學生能親自操弄，反覆瀏覽與驗證。

數位博物館建置有一系列本土生物的豐富資料庫，各網站也設計許多教學單元或練習遊戲供老師和學生使用，自然生態類的數位博物館就有十三個之多（詳如文末網站連結），每年辦理的應用數位博物館資源教案設計比賽，可以看見其他老師們的應用創意，老師也可以設計主題導向的學習活動，讓學生利用這些資料庫來進行專題研究。

在現場不易操作或無法設計的實驗，可以利用模擬軟體或網站來協助教學，也可以讓學生自行虛擬地操弄體驗。在BIOLOGY LAB網站裡，先輸入設計果蠅的性狀後，觀察其後代顯性隱性的比例。或是在學習演化原理主題時，在網站上自行設計環境與生物的適應條件（如食物與天敵，生產後代的能力等），即可觀察物種千百年後的演化結果。這些遺傳或演化的教學主題，在以往都無法讓學生有深入的體會，更無法進行實驗，如今可以藉助電腦模擬之助，也有數據變化與統計圖，可達成更理想的教學效果。

老師也可以帶學生在網站上虛擬解剖青蛙
，使用線上工具模擬青蛙的解剖實驗，可以清楚認識各個器官，以及體驗真實操作時該注意到的細節，卻不必完全依賴活體解剖的實驗課程。

化學週期表的元素介紹，可以利用虛擬實境的VRML方式呈現，觀察動態的元素組成以及質子、電子排列現象。密西根大學Krajcik教授製作ECHEM軟體，讓學生可以自己利用基本原子來組成化合物並觀察其立體結構。這些資源讓學生有機會利用滑鼠就能操弄原本肉眼看不見的微小粒子，也可以驗證科學認知的知識內容。

雲林縣西螺國中涂聖維老師製作直線運動教學動畫，在表現車子的運動過程中，同時繪製出物體的位置座標、速度加速度與位移距離的關係圖，幫助學生建立這些外顯現象與運動方程式之間的關連，不僅一目了然每個操控變因之間的因果關係，也能供老師規劃更深入的探討活動。

花蓮縣花崗國中王建忍老師也製作了一系列的科學動畫，如凸透成像動畫，利用滑鼠搬移小佛像在凸透鏡前的距離，可以立即呈現物體在透鏡前距離與實像虛像的成像關係。不僅讓學生愛不釋手，也在親自操弄的過程裡，建立正確的科學認知。藉由模擬操作、視覺化的動態呈現，有助於科學概念的認知與瞭解，建立與釐清。或是作為課後練習與再研討的議題資源，都非常理想。

此外，如天氣主題的教學，涵蓋許多專有名詞與現象，往往不易讓學生理解，若能適時搭配動畫的解說，反而更能吸引學生的注意力，提升學習興致。臺北市明道國小胡玉輝、黃麗津、黃國庭老師製作「多變的天氣」多媒體教材，適時利用動畫及照片表現，無論是氣壓的意義與高低氣壓的運轉模式、氣象圖判斷，或是像鋒面的運動方式、垂直剖面與平面天氣圖介紹，都有完整的資料可供利用，同時讓學生們學會觀測天氣的方法。

台北縣建安國小陳振威主任，設計「自己種菜樂趣多」主題課程，帶領學生實地學習種菜的方法以及認識植物的生長與繁殖。在過程中，學生按照自己的種菜計畫書執行，並觀察菜園的生態，利用廚餘製作堆肥。資訊科技則提供紀錄與發表的協助功能，利用數位相機與攝影機紀錄，搭配學習單與網站討論版，達成教學互動與成果分享。

由業者代理或自製的多媒體互動式光碟，設計精美，內容充實豐富，師生都可以從中找到許多有助於教學的資源。如光復代理發行的DK大百科，包含有宇宙，人體，自然，機械，恐龍大百科等，整合了圖像影音與模擬動畫等多種媒體，完整呈現一個主題領域或是單一的科學概念、現象。

數位博物館自然生態類網站：

植物大觀園 

蝴蝶生態面面觀

台灣的魚類世界

尋回台灣本土的淡水魚類

昆蟲數位化博物館—蟲蟲總動員

國立暨南大學數位典藏實驗室

蘭嶼數位博物館—人之島、阿里山山脈與鄒文化、大埔里的人文與自然

國立自然科學博物館國家典藏數位博物館

國立臺灣大學國家典藏數位博物館—動物

臺灣大學地質科學典藏數位化計畫

中央研究院台灣魚類資料庫

中央研究院台灣貝類資料庫

中央研究院台灣本土植物資料庫
 

在自然與生活科技領域中，有許多資訊科技融入教學的資源、工具與運用的策略和機會點，我以「配合能力指標項目與實例應用呈現」的描述，一一向您介紹。

1. 過程技能：科學探究過程之心智運作能力的增進。

科技應用案例：

科學探索的過程，原本就是一系列的學習體驗：從利用五官進行觀察開始，察覺事物的屬性與變化；再試著將事物依觀察所得之特徵與數量加以分類、比較。更高層次的科學過程還包括操弄實驗變因後，對因果關係之間的資料加以組織與關連分析，同時進行歸納、研判與推斷，最後，能選擇適當的方式與媒介傳達自己的結論與看法。

在老師的教學情境安排之下，這些活動往往能夠吸引學生樂於投入科學學習，並培養生活中主動探索的精神。資訊科技工具在科學探究的過程中，提供許多協助。在觀察方面，除了運用五官之外，可以利用數位工具的輔助，讓學生看見更遠，更小，或原本不易察覺的現象。在觀察記錄方面，科技可以協助保存事物的外觀或變化過程、將結果以數據資料方式呈現，這些都能增進觀察過程的效能與品質提升。

例如，學生利用數位相機與攝影機，拍攝記錄物體的外在特徵與變化歷程，可以記錄動靜態影像與聲音，還能包括所觀察事物的週邊環境。輸入電腦儲存後，可以進一步比較與分類，或是在教室中一起討論，同時做為報告發表的內容。若應用可連接於電腦的電腦顯微鏡，全班都能同時看到相同的放大圖像，老師不僅能輕易地介紹內容，並比較不同的操作方式所產生觀察結果的差異，如此，更是解決了傳統顯微鏡昂貴與使用困難的問題。若藉助網路即時通訊的功能，更可以讓觀察的過程更充滿挑戰與互動的樂趣。

在戶外進行觀察實驗，許多環境因素的數據如氣溫，聲音與亮度等，除了依靠傳統的溫度計、分貝計或光度儀，也能利用像松柏公司的Ecolog高互動科學實驗記錄儀。這類設備與軟體的搭配(Probeware)，輕巧的手持式裝置非常方便學生的研究活動，可以在戶外即時測量紀錄氣溫、亮度、音量、溼度和氣壓。將結果利用數據方式呈現，以供進行資料統計、處理、分析。

針對所觀察的對象加以記錄的資料，若都能以數位檔案或數據呈現，在累積一段時間或是合作調查的紀錄結果後，還能進行更多的資料分析與推論應用。將數據資料輸入試算表軟體，可以產生多樣呈現：如數字計算分析，繪製各種統計圖表，可以由資料的變化趨勢，看出其中蘊含的意義及形成概念。更可以結合簡報軟體呈現，數字修改時，圖表的立即變化，也能讓學生體會抽象數字的意義並懂得解釋圖表之間的數據關聯。

在比較與分類的能力養成方面，電腦輔助教學軟體提供許多情境學習的例子，或是由網路資料庫的使用，讓學生有更多嘗試與體驗的機會，表達自己的分類依據並與他人分享。

數位博物館的「植物大觀園」網站，有完整的植物資料庫可供檢索查詢，提供老師準備教材或設計整合於教學活動中。例如游時銘、李偲華老師設計「拈花惹草」教學活動，即以「植物大觀園」為出發點，設計一份完整的統整主題課程。按照教學設計引導小朋友瀏覽「植物大觀園」的網頁，找到自己的答案，並完成學習單。

在實驗開始前，教師先呈現預備觀察的目標與細節說明，讓學生在實驗階段，即可有更充足的經驗可以應付。例如台北市中山國小江美惠、林傳能老師設計的「蛹之生-養蠶」課程，帶領學生進行蠶的飼養與觀察。利用多媒體簡報先對學生實施「飼養蠶寶寶」的檢定測驗，提醒同學應注意之處，也提昇學習興趣。在藉由佈置蠶寶寶的家、認識蠶的構造及一生、養蠶生活週記撰寫等教學設計，藉機實施生命教育，使學生珍惜及熱愛生命，也安排了發表心得與觀摩他人成果的活動。

科技工具提供觀察活動的直接協助，軟體與網站則協助了資料分析比較的運算嘗試和心智運作的表現機會。同時，網路也是一個傳達與人際溝通的便利管道和橋樑。關於網路互動討論版的應用，將在稍後加以描述。