本研究的目的在探討國小自然與生活科技領域教科書中科學史在文本中所佔的比重，並就教科書中科學本質與科學態度的比重對學生培養科學素養能力之影響，以及科學新興議題奈米科技發展史設計教學活動融入國小科學教育，並就科技對人類生活的利弊進行探究與省思。
本研究採準實驗設計，以桃園市奈奈國小高年級學生為研究對象，參與的實驗組有三個班，以數位媒體設計「科技發展史與奈米科技省思」課程融入教學，對照組也有三個班，以一般教學模式進行「科技發展史與奈米科技省思」教學，教學時間7堂課，為期四週。
在奈米科技發展史及科學家的發明故事授課後進行省思探究，並編纂「科學態度量表」、「科學本質量表」實施前後測，進行量化研究。並透過教學影帶、動手做實驗、教師訪談及學習單回饋等相關資料匯集再進行質性研究。主要研究結果如下:
一、國小自然與生活科技領域教科書中科學史在文本中所佔的比重受科學素養能力指標影響確有增加。
二、教科書中因為科學史文本增加，學生科學素養能力指標中的科學本質與科學態度的比重也有增加，有利於培養學生科學素養的能力。
三、發現學生在課室中接受奈米科技新興議題的課程教學反應熱烈，對科學素養的內化也是有所助益。
四、「科技發展史與奈米科技省思」教學融入課程後，對國小高年級的學生學習自然與生活領域的「科學態度」和「科學本質」結果是正向，而且有助益的。
五、高年級學生對「科技發展史與奈米科技省思」課程設計很有興趣，也對奈米科技新興議題接受度很高，感受到在日常生活中使用科技產物會多一份責任，思考科技對環境的利弊，對於學習科學史抱持肯定而樂於學習的態度。

This study aims to explore the proportion of the history of science in the nature and life science textbook of elementary schools, as well as the influence of the weight of scientific nature and attitude conveyed in the textbooks on the development of students’ scientific liter-acy. Moreover, this study discussed and reflected on the integration of the development his-tory of emerging science issues of nanotechnology into elementary education, as well as the negative and positive effects imposed by science and technology on human life.

This study adopted quasi-experimental design. The subjects were senior students at Taoyuan Nainai Elementary School. The experimental group included three classes, in which the course of “Reflection on History of Science and Technology and Nanotechnology” based on digital media was integrated into teaching. The control group also consisted of three classes, where “Reflection on History of Science and Technology and Nanotechnology” was taught through regular classroom teaching. There were 7 sessions over 4 weeks.

After teaching the development history of nanotechnology and stories of scientists, teaching reflection was performed. Pretest and posttest were conducted using the self-administered “Scientific Attitude Scale” and “Nature of Science Scale”. Qualitative study was conducted after collecting data from teaching videos, hands-on experiments, interviews with teachers, and feedback on worksheets. The results are as follows:
1.Influenced by the index of students’ scientific literacy, the proportion of the history of science in nature and life science textbook of elementary schools is increased.
2.Due to the increase of articles on the history of science in textbooks, the ratios of scientific nature and attitude in the index of students’ scientific literacy are increased, which is beneficial for cultivating students’ scientific literacy.
3.It is found that the course on the emerging issues of nanotechnology is well received in class by the students, which also contributes to the internalization of scientific literacy.
4.he integration of “Reflection on History of Science and Technology and Nanotechnology” in teaching positively influenced the initiation of senior students to learn the “scientific attitude” and “nature of science” in nature and life, which is termed as conducive.
5.Senior students showed great interest in “Reflection on History of Science and Technolo-gy and Nanotechnology” and high acceptance of the emerging issues of nanotechnology. They felt an additional responsibility in using scientific products in daily life as they would think about the positive and negative effects of science on environment. As for learning the history of science and technology, they held a favorable attitude and showed willingness.

中文摘要 I
ABSTRACT II
第一章 緒論 1
第一節 研究背景與動機 1
第二節 研究目的與待答問題 5
壹、研究目的 5
貳、待答問題 5
第三節 研究範圍與限制 6
第四節 名詞釋義 7
第二章 文獻探討 10
第一節 科學教育與科學素養 10
壹、科學教育與科學素養 10
貳、科學教育與科學本質 12
參、科學教育與科學態度 14
肆、科學素養與科學史課程的相關實徵研究 17
第二節 科學史在教科書的重要性 19
壹、科學史的角色與功能 19
貳、各國科學史在科學課程發展之現況 23
參、我國科學史在科技教育課程的發展現況 30
肆、自然與生活科技領域教科書中的科學素養能力指標 33
第三節 科技發展史與奈米科技發展的省思 37
壹、工業革命的發展演進 37
貳、工業革命對人類社會文化的影響 39
參、奈米科技發展的影響 40
肆、科技發展史及奈米科技相關的實徵性研究 41
第三章 研究設計與實施 46
第一節 研究設計的理念與架構 46
壹、研究設計的理念 46
貳、研究架構 47
第二節 研究對象 50
壹、國小自然與生活科技教科書 50
貳、『奈米科技發展史與奈米科技省思』的教學模組設計 52
參、教學課程規劃 54
肆、奈米教學課程設計夥伴 57
伍、研究者的立場角色 58
第三節 研究工具 59
壹、教科書中科學史的內容分析 59
貳、調查問卷 59
參、半結構式訪談資料 60
肆、學習單 60
第四節 信度與效度 61
壹、專家效度 61
貳、三角檢證法（triangulation） 61
第五節 資料蒐集與內容 63
壹、資料蒐集 63
貳、資料的分析 65
第四章 研究結果與討論 67
第一節 教科書的科學史與能力指標組織比重及發展現況 67
壹、科學史在教科書中所佔之比重與份量 68
貳、課綱微調後科學素養能力指標與科學史課程之現況分析 81
第二節 奈米科技發展的教學設計 86
壹、課程設計理念 86
貳、奈米史課程特色 87
參、課程規劃 88
肆、教案設計 90
第三節 奈米科技發展史融入教學活動之省思 91
壹、參與奈米科技發展史教學的學校 91
貳、半結構式訪談 91
參、奈米教學實驗 99
肆、學習單 100
第四節 『科技發展史與奈米科技省思』對人類科技發展之特色 101
壹、奈米科技發展史對學童科學素養學習之成效 101
貳、研究者的省思與成長 107
第五章 結論與建議 110
第一節 結論 110
第二節 建議 113
壹、中文部分 115
貳、英文部分 121
附錄 124

參考文獻
壹、中文部分
丁加華（2006）。文化：科學教育的價值追求－文化視野中的小學科學教育探索與反思。江蘇，教育實踐與研究，教育科學出版社。
王文科（1986）。教育研究法，頁453-463。五南圖書出版有限公司，台北市。
王鑫（2013）。美國教改2061計畫，科學發展，第486期，國立台灣大學，台北市。
史蒂芬．霍金（2000）。時間簡史：從大爆炸到黑洞。台北市：藝文印書館。
史蒂芬•霍金著，許明賢、吳忠超譯（2002）。時間簡史，新北市：藝文印書館，ISBN 957-520-002-0。
吳淑敏（2008）。傑出女性科學家成功因素與性別議題之探討。資優教育研究，8卷1期，頁19-46，中華資優教育學會，台北市。
呂素蓉（2014）。奈米科技融入現行國中課程教師教學與學生學習情形之探究（未出版碩士論文）。國立新竹教育大學，新竹市。
呂紹海（2007）。國小自然與生活科技教科書中科學史內容的分析研究（未出版碩士論文）。國立新竹教育大學，新竹市。
坎貝爾凱利（Martin Campbell-Kelly）撰文，王怡文翻譯(2009)。電腦的起源，科學人雜誌http://sa.ylib.com/index.aspx（2009/10/01）。
巫俊明(1997)。歷史導向物理課程對學生科學本質的了解、科學態度、及物理學科成績之影響。物理教育。1(2)，64-84。
李名揚(2012)。2012公民素養大未來—科學素養，創新的原動力。科學人，遠流出版事業股份有限公司，台北市。
李嘉齡（2000）。Vygotsky 近側發展區（ZPD）的理論意涵及其在教學研究上的啟示。國立教育研究院籌備處第105 期國小主任儲訓班專題研究，307-318。
杜祖貽編，王道還譯(2004)。科學革命的結構。台北市：遠流出版社，53-62頁。
杜默、張麗瓊、周靈芝、吳家恆合譯(2007)。詹姆斯．坎頓原著(James Canton)。超越未來10大趨勢(The Extreme Future)。遠流出版社，台北市。ISBN：9789573260448。
沈姍姍主編(2010)。國際組織與教育。台北市：高等教育文化事業有限公司。
周珮儀、鄭明長（2008）。教科書研究方法論之探究。課程與教學季刊，11（1），193-222。
周珮儀、鍾怡靜（2013）。聯合國教育科學文化組織，教科書研究與教科書修訂指引。教科書研究，第六卷第一期，143-154。
周斯畏、孫思源、朱四明(1999)。網路科技對教育的影響—學習環境、學習型式、師生互動與教學內容的探討。
周慧珊（2014）。科學故事角活動對五年級學童自然與生活科技領域學習興趣的影響（未出版碩士論文）。國立新竹教育大學，新竹市。
林煥祥主編，執筆者：林煥祥、劉聖忠、林素微、李暉（2008）。臺灣參加 PISA 2006成果報告，行政院國家科學委員會計畫編號NSC 95-2522-S-026-002，國立花蓮教育大學，花蓮市；國立高雄師範大學，高雄市。
林樹聲、趙金祁(1999)。大學教育中通識化科學課程的必要及實踐進向。[Science Curriculum in General Education: Ideas and Feasible Approaches]。通識教育，6(4), 1-18。
林寶山（2008）。科學素養50年：它對學校教育的意義。亞太科學教育論壇，第九期，第一冊。
法蘭茲．卡夫卡（Franz Kafka）, 譯者：彤雅立、黃鈺娟（2008）。給米蓮娜的信：卡夫卡愛情書簡。台灣，書林出版有限公司。
邱美虹（2007）。歐洲科學教育研究理論與教學實務之學術參訪心得論文集---以瑞典、芬蘭、丹麥、法國為例。國立台灣師範大學科學教育研究所，台北市。
邱美虹、劉俊庚（2011）。我國科學教育發展回顧與展望。國家教育研究院編，新北市：國家教育研究院，181-198頁。。
南一書局（2013）。國民小學自然與生活科技（1-8冊，含習作、教學指引、教師手冊）。臺南市：南一書局企業股份有限公司。
姜忠義、成國祥編著(2004)。奈米生物科技，台北市，五南出版事業股份有限公司。
洪若烈(2010)(主編)。各國近期中小學課程內涵與取向研析。新北市：國家教育研究院籌備處。
洪振方(2000)。從科學史、哲的深思啓發科學教育的反思。科學與教育學報(4),1-2。
耶範特．特安奇、伊莉莎白．比爾森（2011）。卡爾．薩根的宇宙：從行星探索到科學教育。上海：上海科技教育出版社。
胡炳元（2003）。物理課程與教學論，浙江：教育出版社。
范斯淳（2012）。美日科技教育課程及其啟示。教育資料集刊，第五十五輯，「2012 各國技職教育」。國立臺灣師範大學科技應用與人力資源發展學系，台北市。
孫春在、朱俊豪、徐愛蒂(1998)。超媒體教材建構研究。資訊與教育，67，13-25。
孫雲英（2010）。中學生必須認識的科學史。臺北市：聯經出版事業股份有限公司。
徐光台(1995)。從科學史的觀點來看通識教育中科學教育與人文教育的會通問題。通識教育，1-12。
徐明珠（2011）。未來黃金十年，職場與教育趨勢之研究。國家政策研究基金會，臺灣，台北市。
恩斯特．費雪（Ernst Peter Fischer）著，陳恆安譯（2001）。從亞里斯多德以後－古希臘到十九世紀的科學簡史。台北市：究竟出版社。
恩斯特．費雪（Ernst Peter Fischer）著，陳恆安譯（2002）。在費曼之前－二十世紀的科學簡史。台北市：究竟出版社。
袁維新（2006）。論科學史的教育價值。自然辯證法通訊，（3）:72-77。
馬振基主編（2003）。奈米材料科技原理與應用。台北：全華科技圖書出版公司。
高肇暘(2010)。世界最偉大的科學經典。台北市：德威國際出版社。
高肇暘(2012)。世界最偉大的科學經典:智取成功的謀略妙計。新北市：德威國際文化。
高慧蓮(2006)。九年一貫課程提升學生科學本質能力指標表現可行教學模組之開發研究。科學教育學刊，14(4)，401-425。
康軒文教事業（2014）。國民小學自然與生活科技（1-8冊，含習作、教學指引、教師手冊）。臺北市：康軒文教事業股份有限公司。
張家倩（2007）。芬蘭高等教育現況探析。教育資料集刊，35，273-288。
張晶（2009）。科學史教育的歷史考察：將科學史引入科學教育的歷程。自然辯證法通訊，總179期第31卷，第1期。
教育部（2013）。國民中小學九年一貫課程綱要－自然與生活科技學習領域，臺北市：教育部。
許純瑜（2011）。高中學生奈米科技素養指標建構之研究（未出版碩士論文）。國立新竹教育大學，新竹市。
許穎琦（2009）。澳洲二維建構科技教育課程及其啟示，生活科技教育月刊，四十二卷 第四期，國立台灣師範大學工業科技教育系，台北市。
郭月婷、高慧蓮、王靜如、林曉雯、蘇明洲(2009)。國小自然與生活科技領域習作評量分析研究。論文發表於第二十五屆中華民國科學教育學術研討會，國立師範師範大學。
陳淑媛（1997）。融入科學史於高中基礎理化教學之行動研究（未出版碩士論文）。國立高雄師範大學，高雄市。
陳裕政（2012）。國小六年級學生學習動機、科學態度與科學探索能力之相關研究（未出版碩士論文）。國立屏東教育大學，屏東縣。
傅大為(1994)。H2O的一個不可共量史──重論「不可共量性」及其與意義理論之爭，第四屆美國文學與思想研討會論文選集，哲學篇。台北，南港：中央研究院歐美所， 95-122頁。
傑瑞米．里夫金（Jeremy Rifkin）著，張體偉、孫豫寧譯（2013）。第三次工業革命：世界經濟即將被顛覆，新能源與商務、政治、教育的全面革命。台灣，經濟新潮社。
黃光雄、周淑卿(1992)。英國國定課程評析。教育研究集刊，181-201。
黃英碩(2005)。掃描探針顯微術的原理及應用，科儀新知，第二十六卷，第四期。
黃茂在，陳文典(2012)。科學素養的內涵。教師天地，第178期，101年6月。台北市。元庚鮮（2000）。環境教育內涵與策略：全球性思考、草根性行動。臺灣教育，590期，頁51-55。
黃能堂（2004）。澳洲科技教育。生活科技教育月刊，37（3），8-24。
黃偉瀚、莊曜瑛、吳丞偉、章為皓(2004)。掃描探針顯微術的原理及應用，科儀新知, 25 (5),32。
黃湘武(1993)。皮亞傑理論在科學教育上的應用研究。西方社會科學理論的移植與應用，科學教育雙月刊，第37期，12-16頁。
黃儒傑（1997）。國民小學教科書選用方式及其合理性之研究：以台北縣市為例之初步調查。國立台北師範學院，台北市。
楊谷洋撰稿（2014）。奈米真的沒問題嗎? 國科會補助｢新媒體科普傳播實作計畫─電機科技新知與社會風險之溝通｣執行團隊，國立交通大學電機工程學系暨科技與社會中心智庫研究團隊，103年01月。
楊桂瓊(2009)。論證教學對國小學童的效益探討（未出版碩士論文）。國立中山大學教育研究所，高雄市。
雷國鼎（1993）。教育學。台北：五南。
靳知勤 (2012). <效化「基本科學素養」問卷.pdf>. 科學教育學刊.
廖何信（2004）。專利，就是科技競爭力。台北：天下遠見。

劉克健 (2005)。小學科學教學中課程資源的開發與利用。[On the Development and Utilization of Curriculum Resources in Science Teaching in Elementary Education]. 南京曉莊學院學報,21(6),45-48。
劉京偉譯，Arthur Andersen著（2000）。知識管理的第一本書，台灣：商周出版社。
劉瑄儀、林佳青、簡國明(2007)。從各國奈米科技核心設施規劃方向看台灣核心設施計畫。[Taiwan's National Nanotechnology Development in Terms of Core Facilities: Learning from Others-USA, Germany, Japan, Korea, and China]。科儀新知(157)，82-88。
劉瑄儀、林佳青、簡國明(2007)。從各國奈米科技核心設施規劃方向看台灣核心設施計畫。[Taiwan's National Nanotechnology Development in Terms of Core Facilities: Learning from Others-USA, Germany, Japan, Korea, and China].科儀新知(157), 82-88。
德威TOP 100 Book編輯部（2013）。偉大之書：帶給人類的影響比權力還多。台北市：德威國際文化。
蔡蘊明(2014)。2014年諾貝爾化學獎－如何將光學顯微鏡變成奈米顯微鏡。國立臺灣大學科學教育發展中心，台北市。
鄭錦桂（2009）。國中小學英語教科書發展與評鑑。教育研究月刊，183，18-29。
翰林出版（2014）。國民小學自然與生活科技（1-8冊，含習作、教學指引、教師手冊）。臺南市：翰林出版事業股份有限公司。
龍金晶 (2013)。科技館展教功能發展的社會背景及教育思想研究。科普研究，4，007。
聯合國教科文組織（2013）。學習在 2015年後教育和發展議程中的地位。國際教育局， 瑞士日内瓦，2013年9月25日。
韓復智(2002)。爲科學史譜新篇—《中國科學史論集》評介，歷史月刊(179), 124-127。顏佩如（2007）。全球教育課程發展。台北：冠學文化出版社。
藍順德（2006）。教科書政策與制度。臺北市：五南。
顏弘志（2003）。全球科學教育課程發展之探究。台北：冠學文化出版社。
羅淑英（2012）。師培生對奈米科技融入國小科學課程實施之研究（未出版碩士論文）。國立新竹教育大學，新竹市。
蘇宜（2007）。宇宙掠影-天文學概要。台北：麗文文化出版社。

蘇進棻（2005）。對國民教育階段「一綱多本教科書」衍生問題的幾點建議。研習資訊，22(3)，63-70。
續潤華、王會娟（2010）。美國2061 計畫宣導的素質教育理念述評，繼續教育研究，第3期，江哈爾濱。
 
貳、英文部分
Anna Kuchment（2013）.Why America’s Kids Need New Standards for Science Educa-tion,Budding Scientist Home.
Antti Laherto（2010）.An analysis of the educational significance of nanoscience and nano-technology in scientific and technological literacy. Science Education International
Avraamidou, L. (2015). Reconceptualizing Elementary Teacher Preparation:A case for in-formal science education, International Journal of Science Education, 37:1, 108-135.
Baker, S., Lesaux, N., Jayanthi, M., Dimino, J., Proctor, C. P., Morris, J., Gersten, R., Hay-mond, K., Kieffer, M. J., Thompson, S. L. & Newman-Gonchar, R. (2014). Washington, DC: National Center for Education Evaluation and Regional Assistance (NCEE), Insti-tute of Education Sciences, U.S. Department of Education.
Barmby, P. , Kind P. M. & Jones, K. (2008). Examining Changing Attitudes in Secondary School Science , International Journal of Science Education, 30:8, 1075-1093.
Bowers, J. W. (1970). “Methods of Research in Communication”. Hougton Miffinco Press.
Buccheri,G., Gürber, N. A. & Brühwiler,C. (2011). The Impact of Gender on Interest in Sci-ence Topics and the Choice of Scientific and Technical Vocations,International Journal of Science Education, 33:1, 159-178.Content Analysis of Historical Sources, Sci & Educ (2012) 21:683–703.
Develaki, M. (2012). Integrating Scientific Methods and Knowledge into the Teaching of Newton’s Theory of Gravitation:An Instructional Sequence for Teachers’ and Stu-dents’Nature of Science Education, Springer Science+Business Media B.V. 2010.
Dobrin, C. V.（2012）.Improving Student Attitudes towards Science through Scientific Module Instruction,with Michelle Klosterman Wake Forest University, Department of Education.Challenges for Science Education Kubilay Kaptan , Ozden Timurlenk.
Duit,R.&Treagust, D. F. (2003). Conceptual change:Environmental and safety impacts of nanotechnology: What research is needed? Paper presented to the United States House of Representatives Committee onScience,Washington, DC.Steven E. Holley The Journal of Technology Studies.
GÜNEY, B. G. ( 2012 ).The Use of History of Science as a Cultural Tool to Promote Students’ Empathy with the Culture of Science Educational Sciences: Theory & Practice - 12(1) • Winter • 533-539 Educational Consultancy and Research Center.
GÜNEY,B. G.（2012）.The Use of History of Science as a Cultural Tool to Promote Students’ Empathy with the Culture of Science, Educational Sciences: Theory & Practice - 12(1) • Winter • 533-539 ©2012 Educational Consultancy and Research Center www.edam.com.tr/estp
Hillman, S.J., Bloodsworth, K.H., Tilburg, C.E., Zeeman, S.I. & List, H. E. (2014) K-12 Stu-dents' Perceptions of Scientists: Finding a valid measurement and exploring whether ex-posure to scientists makes an impact, International Journal of Science Education, 36:15, 2580-2595.
Hodson, D. & Wong, S. L. (2014). From the Horse's Mouth: Why scientists’views are crucial to nature of science understanding, International Journal of Science Education,36:16, 2639-2665.
Jones, M. G., Blonder,R., Gardner, G. E., Albe,V., Falvo,M.&Chevrier,J. (2013). Nanotech-nology and Nanoscale Science: Educational challenges, InternationalJournal of Science Education, 35:9, 1490-1512.
Kaptan, K.& Timurlenk, O.( 2012 ).Nano Revolution – Big Impact: How Emerging Nano-technologies Will Change the Future of Education and Industry in America (and More Specifically in Oklahoma) An Abbreviated Account.Procedia - Social and Behavioral Sciences：51,763 – 771.
Khalick, F.A.E. (2012). Examining the Sources for our Understandings about Science: En-during conflations and critical issues in research on nature of science in science education, International Journal of Science Education, 34:3, 353-374.
Kuhn, T. (1962, rpt 2012).The Structure of Scientific Revolutions: 50thAnniversary Edi-tion. Chicago: University of Chicago Press.
Lan, Y.L.（2012）.Development of an Attitude Scale to Assess K-12 Teachers’ Attitudes toward Nanotechnology International Journal of Science Education, Vol. 34, No. 8, 15 May 2012, pp. 1189–1210.
Lyons, T.(2006). Different Countries, Same Science Classes: Students’experiences of school science in their own words, International Journal of Science Education, 28:6,591-613.
Masson, S. & V'azquez-Abad, J.（2006）.Integrating History of Science in Science Education through Historical Microworlds to Promote Conceptual Change，Journal of Science Education and Technology.
Maurines,L., Beaufil, D.（2012）.Teaching the Nature of Science in Physics Courses:The Contribution of Classroom Historical Inquiries,Springer Science+Business Media B.V.
Oon, P. T.& Subramaniam, R. (2015). University ProgrammePreferences of High School Science Students in Singapore and Reasons that Matter in theirPreferences: A Rasch analysis, International Journal of Science Education, 37:2, 367-388.
Osborne, J. R., Bell, B. F. & Gilbert, J. K. (1983). Science teaching and children's views of the world,European Journal of Science Education, 5:1, 1-14.
Osborne, J., Simon, S.& Collins,S. (2003). Attitudes towardsscience: A review of the literature and its implications, International Journal of Science Education,25:9, 1049-1079.
Pingel, F. (2010). UNESCO. guidebook on textbook research and textbook revision (2nd re-vised and updated edition). Paris: United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization.
Schwartz,R.& Lederman,N. (2008). What Scientists Say: Scientists’views of nature of science and relation to science context, International Journal of ScienceEducation, 30:6, 727-771.
Seker, H. &Guney,B. G.(2012). History of Science in the Physics Curriculum: A Directed
Timberlake, T. K. ( 2013 ).Modeling the History of Astronomy: Ptolemy,Copernicus, and Ty-cho 3 The American Astronomical Society. All rights reserved.
Vincent, D.（2010）.Using historical investigations in the classroom: History of science as a tool for teaching by SCIENCE SCOPE.
Vol.21, No.3, September 2010, 160-175.
Watts, Ruth. (2014). Females in science: a contradictory concept? Educational Research, 56:2,126-136.
Zhai, J., Jocz,J. A.& Tan, A. L. (2014). ‘Am I Like a Scientist?’:Primary children's images of doing science in school, International Journal of Science Education,36:4, 553-576.