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科技与生活


科技與生活 (生活科技核心課程)

李大偉 台灣師大 科技系
2005.10.20

目錄
一、科技的本質
1. 科技的內涵 2. 科技的系統 3. 科技的演進

二、科技、科學與環境
1. 科技與科學 2. 資源的應用 3. 科技對環境的影響

三、

科技世界
1. 科技範疇 2. 各科技系統概述

科技的本質

科技的內涵與系統

定義 1.「用以達成實用目的的知識組織」
– Mesthene(1970) Technological Change. N.Y.: Mentor

?科技是個知識體(knowledge body)
?有實用的功能

定義 2.「真正被發展、應用的智慧」
– Ferre(1995),Philosophy of Technology Englewood Cliffs, N.T.: Prentice Hall

?是智慧的,不是盲目的 ?是應用、實用的,不是只有理論。

定義 3.「能夠延伸人類能力的任何工具、技術、產品、 流程、設施或整體及處理事物的方法」
– Schon(1967),Technology and Change,N.Y.: Delacorte

?包括物品、材料的處理
?包括非物料、或管理、控制的方法及程序 ?延伸、擴大人的能力

定義 4.「科技是一種發展和塑造抽象的經濟文化和社 會價值的歷程;同時也是利用特定的問題解決 活動來完成物品或技術的歷程」
– Stephen Cutcliff(引自:W.B.Waetjen, The autonomy of technology as a challenge to education. Bulletin of S.T.S., 7(1&2),28-35

定義 5.「技學是人類運用知識、創意、資源和行動, 以解決實務問題和生活環境困難為目的,所從 事設計、製造和服務,並使用各種產品、結構 及系統,以延伸人類的潛能,來控制、修正自 然或人造系統,並探討其對社會、環境所產生 衝擊的知識體與行為表現。」
– 康自立、蔡錫濤(1997),技學素養教育研討會

科技 整合模式
人類的 社會 知識 意志 自然
人造物品或器物

製作活動 或程序
使用

C. Mitcham(1978),Type of technology, In P.T. Durbin (ed.) Research in philosophy & technology, Greenwich, CT:JAI press

科技的特性
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 科技的輸出結果是物質的而非意識形態的。 科技過程的本質是生產性的。 科技是一種對人類有特定目的的活動。 科技是以資源為基礎的人類活動。 科技是利用和產生一複雜知識體的活動。 科技是具有特定方法的活動。 科技是在特定的社會文化及環境情境中產生的。 科技是基於實行者的心智狀態而形成的。

McGinn (1978), What is technology, In P.T. Durbin (ed.) Research in philosophy and technology.

科技的特性

1. 改變或控制環境。 2. 科技是全面的,幾乎無所不在。 3. 科技是不可逆的,當新的科技發展出來之後,人們再 也無法安於舊科技。 4. 科技具有累加性,亦即新的科技是基植於以前科技的 發展。 5. 現代科技通常是有計畫的更新。 6. 現代科技的運作常常是集中化控制。
續下頁

科技的特性(續) 7. 現代科技引起人們對它更多的依賴性。 8. 任何現代科技都是某一大系統的次級系統。 9. 現代科技威力強大。 10. 現代科技常常以放棄某些能力來換取更大的 控制能力。 11. 現代科技改變我們對時間和空間的感受。 12. 現代科技運用特殊的語言和知識。 13. 現代科技注重生態的平衡。
Wiens and Wines, (1996), Technology and quality of life, In R.L. Custer and A.E. Wiens (ed.),IL:McGraw-Hill

科技的 綜合特性 ? 科技包含“控制(control)” ? 科技通常含有副效應(side effects) ? 科技系統可能“當機(fail)” ? 科技持續地影響人類社會及其歷史

? 選用科技的決定是很複雜的

科技的內涵 一. 工業--以工業所用技術為主 二. 應用科學(applied science)--物理、生物、傳 播… 三. 資源-- 原料、能源、資訊 四. 生產活動--製造、營建、傳播…

科技內涵分類
觀點 工業觀 代表學者 Warner,1947 科技內涵分類 製造、營建、運輸、動力、管理

Olson,1963 Towers, Lux和 Ray,1966

製造、營建、運輸、電子、動力、 管理、研究、服務 製造、營建

續下頁

觀點 應用科學觀

資源觀

科技內涵分類 Goetsch& Nelson, 1. 物理科技:製造、營 建、運輸、動力能源 1987 2. 資訊傳播科技:資訊 處理、圖文傳播、電 子傳播 3. 生物科技:農業、健 康醫療與醫藥 物理科技系統、傳播科技 Savage,1990 系統、生物科技系統 原料、能源、資訊 Bell, 1973
續下頁

代表學者

觀點 代表學者 人類 DeVore,1980 生產活動觀 Snyder& Hales,1981 Savage& Sterry,1990 石延平等,民83

科技內涵分類 生產、運輸、傳播 製造、營建、運輸、傳播 生產、運輸、傳播、生物 生產科技:製造、營建 運輸科技:運輸、能源 資訊科技:資訊、傳播 農業與生物科技

資料來源:石延平、康自立、李隆盛、曾憲政 (民84)技學的範圍與內容之研究,國科會計畫

? 傑克森坊課程理論(Jackson’s Mill)
– 人類三個調適系統(adaptive system) ?意識形態的 ?技學的 ?社會的

? 四大生產活動
?傳播 ?營建 ?製造 ?運輸

四種活動的 “系統模式”
投入 (input) 程序 (process) 產出 (output)

回饋 (feedback)

資源 (resources)

技術程序 (technical process)

工業應用 (industrial applications)

科技的影響 (technological impact)

科學泛用系統 模式及其內涵
回饋

投入

程序

產出

材料 人員 機器設備 能源

生產 管理

預期的 非預期的 污染 廢棄物 廢料

資訊
資金

以「傳播系統」 為例
傳播系統 資源
?相機 ?電腦 ?紙張 ?人 ?TV ?衛星

技術程序
?平板印刷 ?網版印刷 ?裝片 ?廣播

應用
?報紙 ?電視節目 ?書報 ?廣告

影響
?即時溝通 ?自然資源的消耗 ?隱私權的侵犯

科技教育概念架構之科技內涵模式
資源

人類的 問題與 需求與慾望 機會 科技的程序
人類: 需求 慾望 任務: 問題 機會

評鑑

解決 方案與衝擊

科技的知識
科技的程序: 分析 實現 測試 評鑑: 滿意的 優異的 不能接受 的 解決方案 衝擊

資源: 人事 科技的知識: 生物科技 工具與機器 傳播科技 資料 生產科技 材料 運輸科技 能源 資本 時間

完成:

Savage& Sterry (1990), A conceptual framework for technology education, VA:ITEA

科技的演進

? 自然世界的演進
?隨機的

? 科技的演進
?人類有意識的活動 ?人造器物的演進是世世代代延續的結果

? 人造器物進化
?是經過一連串改變,大部分是漸進的、延續性的 Ex.飛機 ?有些是偶然發生的,與先前的器物無關 Ex.電報、電話

?

科技發展的特性
1. 2. 3. 4. 需求--滿足需求是器物發明的動力 多樣性--類別、型態 延續性 創新與選擇

? 科技發展
?能解決問題,也帶來”新”問題 ?取決於“抉擇”

?是一種“trade-off”
?聰明的抉擇,基於國民的科技素養

? 科技的基本元素
?人造物 ?人造物是多樣的、延續的

?其選項不斷地接受”評估與選擇“

科技發展時期 (依材料與器物分)
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 游牧狩獵時:利用木頭、骨頭或石頭製成工具武器,知道 如何用火。 金屬器具時代:提高工作的特殊性。 早期機械時代:印刷機的出現,器物開始標準化並廣泛散 佈。 自動化模擬時代:早期蒸氣動力的應用,開始量產,逐漸 取代手工的製造。 蒸汽機時代:蒸汽機動力的全面運用。 內燃機引擎時代:內燃機引擎迅速普及,取代了蒸氣引擎。 現代電力與電子控制時代:資訊科技,徹底地改變人類的 生活。

(林人龍、黃進和、宗靜萍,2004,九年一 貫科技素養教育課程教學設計與實施,生活 科技月刊電子版,37(5),14-38)

科技進步的 六大推論
一. 科技創新對變化的人造物絕對有顯著貢獻。 二. 科技的進展,改善人類物質、社會、文化與精神生 活,並且加速文明發展。 三. 技術進步以及隨後的文明進步,可以明確地以速度、 速率、能量或其餘的一些量化的標準衡量。 四. 科技改變的起源、方向與影響都是完整地在人類控 制之中。 五. 科技克服自然界並且迫使自然界為人類服務 六. 科技與文明在西方工業化國家中達到了巔峰。
Basalla, 1988,The Evolution of Technology. N.Y : Cambridge University Press.

有機體與人造物之系譜樹形圖之 區別 資料來源:Basalla, 1988:138

?

瞭解科技的演進,可協助學生:

一. 培養科技態度、科技創造力、問題解決能力、批判 思考能力 二. 了解科技概念的緣起即型塑歷程 三. 具有人文素養及未來觀 四. 了解科技與社會演化的關係

? 一. 二. 三.

科技的迷思 人定勝天 科技萬能 創造與毀滅 (明天過後?!)

科技、科學與環境

科技與科學

「科技」 是甚麼? ? ? ? ? ? ? 收音機 電視 電話 電腦 電梯 冰箱 ? ? ? ? 汽車 飛機 太空梭 人造衛星

? 「科學」
– 探討 自然世界(natural world)

? 「科技」
– 探討 人文世界(man-made world)

科 技 (T)

科學 (S)

人類生活 (S)

? 科學
– 尋求基本的道理

? 科技
– 解決特定環境中的問題
DeVore(1980),Technology: An Introduction. MA: Davis Publication

? 科學
– 是觀察真實(reality),觀察自然環境 透過觀察、 實驗,產生更好的理論「更好」是更簡單、廣 泛、精密的描述真實透過更好的理論,擴大對 自然的理解。

? 科技
– 是創造真實(reality),創造人文環境透過實 作,產生更好的器物或方法「更好」是更 堅固、可靠、敏銳、快捷透過更好的器物、 方法,來產生新的環境。
Skolimowski(1966),International perspectives on technological literacy, Council on Technology Teacher Education 40th yearbook, IL: MacGraw-Hill

科技與科學的 比較
科技 科學

? 探討人類創造的世界 ? 著重“如何(how to” ”know how” ) ? 創造知識 ? 直接介入 ? 採用嘗試錯誤或由實務得來 的方法 ? 關心問題的解決方法及該解 決方法的相關知識 ? 使用下列文字的組合:
– 應用(Application)、工具、工 具性原則(Instrumental Principles)、對需求的反應、 人造物品、實務、有效性、經 驗法則、發明、創新

? 探討自然界或孙宙 ? 著重“是什麼(what is” ”know what” ”know why” ) ? 發現知識 ? 分離的、產生知識本身即是目 的 ? 由理論中心得來的研究假設引 導 ? 關心實際現象及其基本的意義 ? 使用下列文字組合:
– 理論、理論性原則、研究、依理 論推論

科技與科學的 比較(續) 科技
? 成功與否由社會及市場接受 的程度決定之 ? 行動導向,且需要人為介入 ? 不斷探究方法與結果的關係 ? 系統導向 ? 製作、從事事物 ? 追求實用性 ? 依賴科學和數學

科學
? 成功與否非由對社會的效用 來決定 ? 研究、理論導向 ? 客觀的對待研究事項 ? 原理、定律導向 ? 瞭解事物 ? 追求真理 ? 依賴科技和數學

Dugger(1994),The relationship between technology, science, engineering, and mathematics.The Technology Teacher,53(7),5-23

資源的應用

? 物
– 土地 – 生物資源(動、植物、微生物…) – 礦產(金屬、非金屬) – 能源:原生(石油、煤、風、水、潮汐、太陽能…) 次生(汽油、酒精、電…)

? ? ? ? ?

人力資源 時間 資金 資訊 人際關係???

科技對環境的影響

科技對環境的影響 (正面) 1. 適合居住(舒適、安全……) 2. 便利(路、橋……) 3. 景觀(藝術、地標、象徵……)

科技對環境的影響 (負面) 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 破壞生態 破壞臭氧層(紫外線) 污染(水、土壤、空氣、噪音、熱……) 土石流 溫室效應(二氧化碳增加) 酸雨 土壤沙漠化 地層下陷

環保4R ? ? ? ? Reduction Reuse Recycling Regeneration 減量 再使用(筷子) 回收(寶特瓶、鋁罐) 再生(廢輪胎製成跑道原料)

科技世界

科技的範疇
1.傳播 2.營建 3.製造 4.運輸 5.能源 6.生物

傳播科技
輸入
?圖畫 ?符號 ?文字 ?聲音 ?影像 ?原始資 料 ?資訊

處理
?圖文傳播

輸出

影響
?訊息傳遞快 速、便利 ?影響工作及 生活型態 ?資訊太多 ?隱私權

?報紙 –設計 ?雜誌 –編排 ?書籍 –複製(印刷、影印、攝影) ?TV ?電子傳播 ?電影 –調變(AM,FM) ?各類資訊 –轉換(類比/數位)
–有線/無線

?資訊廣播
–www –E-Mail –BBS

營建科技
輸入
?材料 ?設備 ?資金 ?人 ?能源 ?時間

處理
?企劃 ?設計 ?施工 ?監造

輸出
?建築 –房舍 –住宅 ?土木 –環境 –水利 –道路

影響
?舒適 ?便利

?景觀破壞 ?生態改變 ?廢料 ?污染

製造科技
輸入
?材料 ?工廠 ?設備 ?資金 ?人力 ?知識 ?時間

處理
?加工 ?銷售 ?管理

輸出
?產品

影響
?方便 ?改善生活品質

?污染 ?廢料

運輸科技
輸入
?在出發地 的人、物

處理
?陸上 ?水上 ?空中 ?太空

輸出
?運送人、 物到目的地

影響
?加速人與 物的移動 ?經濟 ?人際關係 ?污染 ?事故

能源
輸入
?初級能源 ?非再生(煤、 石油、天然 氣) ?木材 ?重元素(鈾、 鈽)

處理
?運送 ?轉換 ?儲存 ?應用 ?節約

輸出
?初級能源 ?次級能源
–電力 –汽油 –酒精 –液化石油

影響
?製造 ?運輸 ?污染 ?安全

?動力(power)

生物科技

?利用生物體或來自生物體的物質去製造或衍生 某個產品,或改良動、植物或開發特定用途之 微生物

生物科技
輸入
?生物體 (動、植物、 微生物) ?生物體上 的物質(細 胞、酵素)

處理
?DNA重組(剪 切、接合) ?組織培養 ?基因轉殖

輸出
?生物產品(糖漿、 寡糖) ?改良動、植物 (抗病毒,質、 量更佳 ?特定用途的微 生物(清除油污) ?動、植物保育

影響
?優生 ?保育 ?專利 ?道德 ?法律


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