壹、緣起-旅程的開始 - cirn.moe.edu.tw ·...

壹、緣起-旅程的開始

10 年了!回想當年參加南區奈米 K-12 種子教師研習開始，每星期到成大上課研習，生物背景

的我，非常認真專心的聽著教授講著原子、電子軌域、掃描式、穿隧式顯微鏡…等等物理的或化

學的原理，滿頭霧水真是惶恐心虛，真所謂隔行如隔山啊!還好，成大醫學院微生物教授的一堂課，

稍稍修補我被量子力學擊潰的信心，我在思考卻懷疑自己，怎樣才是奈米種子教師呢?

這趟奈米的旅途絕不是以科技教育先軀自詡為開始，倒像胚珠發育為種子，得不斷自我成長

甚至掙扎，於是我的第一份奈米教材竟得在生產完坐月子時萌生，也許該覺得驕傲!當計畫進行到

2004 年推廣時期時，路竹高中奈米團隊盎然的發芽了。幾年來，從校內到他校到社區，都市到郊

鄉離島，甚至偏遠山區，支持我們的是學生進步的學習動機，是學生學習樂趣的笑容，是他們知

道他們不被放棄的心情，即使他們就讀的不是第一志願的高中。於是，將一個蹣跚草創的完全中

學提升到奈米科學教育受肯定的優質高中，累出一身病也累出一身成就感與熱情，我們甚至已經

準備好了，十二年國教學校奈米科技特色課程，我們和學生一起走過的這個奈米旅程，會永不止

息的。生物教師李宜靜

奈米科技是最新興的科技，由於它將長久以來所建立的科學理論做了一番大改革，這對科學

教育者，確是一大震撼。當我瞭解這領域對未來世界及人類生活將會是一大貢獻，我就毅然決然

投入這領域，也因本校是屬於鄉下型學校，需要建立屬於自己的特色，身為學校的物理老師，就

開始了奈米之路。10 年中為了理念，經歷了多少大大小小的折騰，沒錢找錢，寫計畫等，為寫教

材，為設計實驗加入大學團隊，爭取資源，踏遍了高雄屏東台南，各高中、國中、國小，甚至前

進到台灣各需要我們的角落，2年半前就這樣倒在校內(腦出血)，被送入加護病房，大家擔心路

中的奈米就將沒落，哪知道稍微好轉，我又奮不顧身的進行奈米志業。如今很高興的是路中已將

奈米教學建立為特色，在教育界已將路中與奈米畫上了等號，我會繼續為我服務的路中竭盡所

能，將奈米教學之路滲透到各莘莘學子中發芽茁壯。物理教師鍾志輝

1999，路竹高中剛成立。我們思索著：位於北高雄的偏遠的社區，基測最後志願的公立學校

（甚或二招的困境），直升率偏低的高中部，如何走出困境，什麼策略能優質化。完全中學的高

中部，一定得作為學校的火車頭，營造一個學習的文化，社區型高中一定要走出自己的特色。

2004 年開始，積極投入奈米推廣教育，從教材的撰寫、活動的設計、動手做材料的找尋、單

元目標的設定，團隊逐一對話討論、行動研究。在校內，與自然科老師溝通，提供參考資料，融

入各科教學。開設學校本位課程，將「路科探索」轉型為「送奈米到各班」。不定期辦理專題講座，

讓師生分享「小而美的奈米世界」。

多年來奈米教育推廣的還算有些成績，同學們對自然科學興趣的提升、教材研發廣受好評，

校內同仁不吝指教，學校特色的建立，與國內外同好交流等。心中感恩及珍惜每一前進的足跡，

也互勉再一起邁向「Higher Ground」。地球科學陳光榮

貳、奈米旅程的目標與足跡

根據 Norman Poire. Merril Lvnch,提出奈米科技將從 2025 年迅速發展到 2081 年。奈米革

命的時代來臨，作為科學教育的老師，我們期望以學生本位學習為理念:

（一）將奈米知識轉化成適性教材，讓學生能吸收科技新知，改善低成就群學生的學習態度。

（二）以多元教學及有趣動手做，培養學生對新興科技的興趣，提升學生在學習上的動機及成校。

（三）啟發科學研究興趣，訓鍊學生研究及解決問題的能力，再激發中高成就群學生的潛能。

1

（四）以奈米教師 PLC，和其他教育夥伴共同成長，促進其他教師社群之發展。

（五）建立學校特色課程，成為社區學習中心，促進學校發展為優質高中。

※全國唯一成立奈米科技教學應用推廣中心之高中

整合社區產學界資源

結合南區奈米 k-12 團

隊、中山大學通識教育中

心、高雄師大科學教育研究

所、成大微奈米研究中心、

臺灣大學物理系、東南技術

學院國立高雄第一科大、長

興化工、國立工藝博物館、

立統儀器、豪元實業為主要

資源，支援專業人員、器材、

設備、技術等，由奈米科

技應用教學中心來整

合。

知識的耕耘

編輯：特色課程教

材，動手做教材，盲人

教材、手語教材。

推廣：教師成長工作

坊、學生研習、動手實

驗、成立奈米科技推廣

中心，將奈米生活素

養耕耘於師生及社

區民眾。

深化的表徵

融入各式展覽活動：臺

灣國際奈米週本校負

責動手做攤位、高雄縣

教育博覽會、台南縣創

造力博覽會等展示，深

化師生及大眾對奈米

科技教育的了解。

共享與成長

奈米科技教育雙語

網站，網站內將開發的

教材、簡易實驗、奈米新

知、活動訊息、電子報、

國內外奈米教學網的連

結，提供社區集國內外師

生教學使用。與多所學校

交流及合作，教學相長，

促進雙方教育交

流。

鄉土人文的關懷

與社區結合即走訪縣內

特殊教育學校、教育不利

地區等辦理奈米演講及實

驗課程。融入鄉土、關心

生態，重視實用，強調奈

米教育生活化。

科學教育的前瞻

6 次獲高雄縣科展團體

總冠軍及 2次團體亞軍。

98 年全國科展研究奈米碳

黑獲高中物理組第一名，

並獲總統召見。研究斷層

泥的奈米結構，入選全國

科展，為國內地科奈米

研究另一方向。

國際接軌

臺灣國際奈米週、美國亞

利桑納州立大學 Rama 教授及鄰

近中學學校教師，每年必定到本校

參訪及交流；本校也至美國參訪亞利

桑納州立大學及威斯康辛州立大

學、美國西北大學、芝加哥大學、普

渡大學並參加普渡大學中學教師奈

米科學營、阿拉伯聯合大公國的阿布

達比介紹本校推動模式。加拿大溫哥

華第二中學、蒙古大學及附屬高中到

校交流，2011 獲選教育部到日本

奈米攤位參展、校長獲育部

遴選到日本教育考察。

符合國家教育施政主軸

推動科學教育、改進中小

學科學教育課程與教材、學

校發展特色創意特色走向國

際。依教育部中程施政計畫

（99-102 年）揭櫫，期勉本

校建立特色課程，強調與社

區整合，深化學生學習，兼

具因材施教輔育功能，最終

能成為社區文化中心。

2

科學館二樓奈米教育推廣中心奈米教育推廣中心科學館奈米走廊

溫哥華第二中學到校參訪 2012 至香港中文大學參訪演講 2012 紐西蘭 Kingsway school 參訪

奈米團隊歷程：

（一）高中部成立之初（1999），實驗研究組鍾組長結合國高中自然科同好，戴嘉亨、陳光榮、

林烈毅等老師，以科學教育、科展專題研究為策略，提升高中部研究風氣，作為路竹地

區文化推展的火車頭。

（二）2004 年起鍾志輝、戴嘉亨、李宜靜、林烈毅等老師參與南區 K-12 奈米種子教師培育及

發展教材，路竹也成為南區推廣種子學校，2008 年本校成立奈米推廣課程教學發展小

組，負責撰寫課程教材及到本校各班、各校推廣奈米教育。

（三）分工如下：

分工職稱職稱姓名職掌

執行秘書高中物理教師鍾志輝教學相關活動之執行與推動、開發教材實驗

副執行秘書校長秘書兼高中物

理老師戴嘉亨

教學相關活動之執行與推動、採購器材、開發教材

及實驗、奈米網站的管理製作

課程發展

小組成員高中地球科學教師陳光榮教學相關活動之策劃執行與推動、開發教材及實驗

課程發展

小組成員高中生物教師、導師李宜靜

融入生物教學相關活動、開發教材及實驗、班級奈

米課程安排協調

課程發展

小組成員

網管組長、理化教師

、電腦教師林烈毅教學相關活動之執行與推動、奈米網站的管理製作

※團隊成員鍾志輝、戴嘉亨、陳光榮老師，因對科學教育的貢獻，於民國 93、96、97 年獲得

高雄縣特殊優良教師。

（四）運作模式：各成員每月定期進行午餐會報一次，並隨時進行不定期的討論各項事宜。每

ㄧ推廣計劃另行專案工作協調，負責各專案分工。2009，PLC 隱然成型，並將經驗分享

其他團隊。團隊成員雖進進出出，在鍾老師及核心幹部引導下，銜接始終無縫，方案順

3

利推展。

陳光榮老師地科融入教學 2011 團隊與高師大科教所合作會談 2012 奈米團隊 PLC 教學研究會

参、深耕學習 LCHS NANO

一、本校高中奈米特色課程的安排：

（一）自然科（物理、生物、地科、化學）奈米融入教學

（二）因應十二國教學校特色課程，高二開設「奈米科技」

課程。

（三）直升或樂學生，暑期連接教育「奈米簡介」。

（四）高一排定班級活動規劃 3-4 小時「奈米乾坤大」。主要內容有奈米簡介、奈米產品體

驗、大自然的奈米等課程。

（五）高二利用班級活動規劃 3-4 小時「奈米實作課程」。主要內容有奈米磁顆粒、奈米碳

黑及其他動手做等課程。

（六）E化互動教材，奈米電子報、各科融入奈米概念教學。

（七）舉辦「精英科學營」、「親子科學營」、「弟弟妹妹一起來」、「教師專業成長營」、

「各項展演」、「研習」融入奈米專題或單元教學。

（八）奈米境教：結合美術課程將學校舊的牆壁，重新繪製併塗上奈米塗料，校園近門噴水

池變成奈米蓮葉生態池，建構科學館公式橋，奈米展示中心等。

（九）參觀奈米教育推廣中心、奈米海報展示。

二、奠基的奈米課程

（一）本校特色課程的設計內容

課程名稱教學流程活動照片

1.0 奈米乾坤大高一（3-4 節班級活動）、高二「奈米科技」課程

1-1 奈米科技概說＊說明 50 年有一新科技突顯，2025 年是奈米科技

廣泛應用的時代

＊彩虹片活動（蝕刻法）

＊由人造衛星影片看奈米（數量級比較）

＊奈米科技的定義

＊奈米尺度的具體計算（快問快答）

＊魔術表演－口袋茶杯（蓮葉效應）

因有能力因有能力『『看見看見』』而展開無限空間而展開無限空間

奈米乾坤大奈米乾坤大

路竹高中科學棒棒堂鍾志輝陳光榮

NCLT

奈米小尖兵活動

4


1-2 大自然的奈米

＊巴斯洛德與蓮葉效應影帶

＊以 AFM 看蓮葉表面影片

＊動物的磁導航系統，由南加州的龍蝦影片討論

＊彩蝶效應與光的狹縫關係（觀察蝴蝶標本，九

孔貝殼）

1-3 奈米產品＊奈米鋼材彈性實驗

＊奈米油漆、奈米布、奈米傘、奈米馬桶（蓮葉

效應的運用，產品實際體驗）

＊光觸媒殺菌除污除霧（產品實際體驗）

＊奈米香與小尺寸效應（討論：奈米香的香味及

燃燒速度，為何不會造成牆壁污染？）

＊壁虎膠帶（卡通影片欣賞）

1-4 奈米檢測與

奈米倫理（選）

＊辨認奈米標章

＊電子力顯微鏡的操作原理（參觀科工館由專業

人員解說）

＊原子操控術（鄭天佐院士的金色寶島）

＊討論奈米粒子的無孔不入（2008 年科學月刊報

導）

＊對奈米的健康認識－人與自然和諧

＊討論：奈米可能對人類的影響

2.0 奈米實作高二（3-4 節班級活動「奈米科技」課程）

2-1 奈米碳黑與

奈米碳管

＊實際收集蠟燭不完全燃燒的碳黑

＊以滴水檢測碳黑的蓮葉效應

＊以 AFM 檢測奈米碳黑

＊實作或展示－巴克球模型

＊奈米碳管的發現（影片）

＊巴克球與奈米碳管的運用（產品影片） 2-2 奈米磁

＊以酸鹼中和法製作奈米磁顆粒（10 分鐘；注意

劑量，分散劑的功用）

＊說明奈米磁的生成機制（影片）

＊討論：哪些生物磁導航系統。

＊融入生命教育：觀賞鮭魚的回家之路（12 分鐘）

＊討論：鮭魚如何回家？

2-3 奈米布與蓮葉

效應

＊奈米布料實際加工（20 分，成品帶回家）

＊說明撥水劑的成分及加工法設計

＊實際檢測－超疏水性

＊討論：生活中哪些產品有自潔效果。

（產品體驗）

＊奈米布料的持久保養法

5


2-4 光觸媒

－除霧、除

污、殺菌

（選）

＊光觸媒樣本加工（注意對照組）

＊紫外線光照（25 分）

＊光觸媒的反應機制（PPT 展示）

＊檢測光照實驗結果

＊光觸媒產品體驗（光觸媒除菌燈、電扇）

2-5 奈米金

彩蝶效應模擬

DNA模型製作

液體彈珠

奈米傘

＊營隊活動時排入

＊高一、二由生物老師融入課程（DNA 的自主裝）

（二）融入自然科課程的設計（物理、生物）

本團隊與高師大科教所合作，所研擬的「奈米融入自然科教學」教學流程。以下擷取「奈

米磁系統」單元為例。※基本概念工具：Particulate Nature of Matter 物質的特殊性質

＊了解奈米

磁顆粒之

特性，並

探究其原

理與應用

【認知目標】

＊能知道物質磁性的來源

＊能清楚物質磁性的分類

＊能了解外加磁場對鐵磁

性與順磁性材料之影響

＊能認識奈米磁性顆粒

具有超順磁特性的緣由

【情意目標】

＊能體會磁性顆粒變至奈

米級後有異於一般磁性

物質的物理特性

＊能培養觀察能力與良好

的實驗態度

【技能目標】

＊能利用磁鐵觀察奈米磁

性顆粒超順磁特性

＊能使用奈米磁顆粒與矽

油形成磁流體

＊能藉由磁鐵觀察奈米磁

流體應用於軸封之特性

1.說明原子中電子的磁性有兩個來

源。一個來源是電子本身具有自

旋，產生自旋磁性；另一個來源

是原子中電子繞原子核作軌道運

動時產生軌道磁性。

2.解釋物質的磁性如根據在磁場中

物質磁化的強度與磁化方向，可

以分為「弱磁性」和「強磁性」

兩大類，弱磁性類可細分為反磁

性、順磁性和反鐵磁性等三種，

而強磁性類則可分為鐵磁性和陶

鐵磁性等兩種。

3.分析所謂順磁即是當一個物體受

到外加磁場後會產生感應磁場，

但外加磁場移除後，它殘留的感

應磁場會回到零。

4.說明鐵磁性為當外加磁場移除

後，它的感應磁場會存在，不容

易消失。

5.敘述當磁性顆粒之粒徑小到某一

程度，此時熱擾動的影響變大，

磁矩無法停留在一固定方向，會

讓磁顆粒能夠很容易改變磁化方

向，進而呈現出順磁性，稱為超

順磁。

【認知目標】

＊ 99 課綱選修物理一第四

章物質間的基本交互作用

第二節電力與磁力

＊ 99 課綱選修物理第十章

近代物理第一節電子的發

現

＊ 99 課綱基礎物理一第二

章物質的組成第一節原子

與原子核的組成

＊ 99 課綱選修物理第十章

近代物理第四節原子的結

構

6

＊了解奈米

磁導航，

並探究其

原理與應

用

【認知目標】

＊能知道物質磁性的來源

＊能清楚物質磁性的分類

＊能了解外加磁場對鐵磁

性與順磁性材料之影響

＊能認識奈米磁性顆粒

具有超順磁特性的緣由

【情意目標】

＊能體會磁性顆粒變至奈

米級後有異於一般磁性

物質的物理特性

＊能培養觀察能力與良好

的實驗態度

【技能目標】

＊能利用磁鐵觀察奈米磁

性顆粒超順磁特性

＊能使用奈米磁顆粒與矽

油形成磁流體

＊能藉由磁鐵觀察奈米磁

流體應用於軸封之特性

1.介紹自然界中許多的生物都有令

人驚訝的遷移行為。

2.介紹有些生物雖然不一定長距離

遷移，像蜜蜂或磁細菌可以感應

磁場變化產生覓食行為等，科學

家證實這些行為和地球磁場有

關。

3.介紹生物體內被發現具有能感應

磁場的奈米磁顆粒，它實質上就

是一種生物羅盤，生物界中的

GPS。

【認知目標】

＊ 99 科綱基礎生物(1)第三

章演化與生物多樣性

＊ 99 科綱基礎生物(1)第一

章生命現象

＊ 99 科綱基礎生物(1)第五

章動物體的構造與功能

＊ 99 科綱生物第九章動物

的神經與內分泌

＊ 99 科綱生物第一章生物體

的基本構造與功能第三節

細胞的構造與功能

【情意目標】

＊ 99 科綱生物第十三章生物

多樣性與保育

＊ 99 科綱基礎生物(1)第六

章生物與環境

【技能目標】

＊ 99 科綱中已刪除生物學的

研究方法章節

（三）融入自然科課程的設計（化學、地科） ※「奈米」融入基礎化學課程對照表

課程編次課程單元課程主題融入概念備註

（一）

主題一

物質的組

成

․元素與化合物

․物質的分離與純化

․分子的概念

奈米尺度、小尺寸效應

奈米物質的製作

小而美的奈米世界

（一）

主題二

原子構造

․原子與原子核的相對大

小

․能階的概念

․元素的分類

奈米尺度

奈米的量子穿隧效應

小尺寸效應

彩虹珠

奈米金

（一）

主題三

化學反應 ․實驗式、分子式、示性

式、結構式、分子模型富勒烯

奈米碳管

C60 與奈米碳管

（一）

主題四

常見的化

學反應

․氧化還原的概念

․常見的氧化劑與還原劑

及其應用

奈米物質的製作

奈米零價鐵、去污

奈米金製作

奈米零價鐵、去污

（二）

主題一

物質的構

造與特性

各種物質的特性

小尺寸效應

表體比效應

奈米乾坤大

（二）

主題二

含碳元素

的物質

․烯、奈米碳

管的結構

․奈米碳黑的結構與應用

․碳的結構異構物

․核苷酸及核酸

富勒烯

奈米碳管

奈米碳黑

奈米尺度

C60 與奈米碳管

碳黑的製作

碳黑的性質

7

（二）

主題三

化學能源

․石油分餾及其主要產物

․化學電池與燃料電

池

․替代能源，包括簡介臺

灣的再生能源

光觸媒燃料電池

奈米金觸媒

太陽能發電

光觸媒燃料電池

奈米金

（二）

主題四

化學應用 ․化學、化工與日常生活

的關係

․化學、化工對環境永續

發展的重要

․化學、化工對先進科技

發展的重要

奈米科技、奈米材料研發

奈米與環保、零價鐵去污

奈米碳黑、奈米倫理

仿生學與奈米研究

奈米零價鐵除污

奈米檢測

奈米倫理

仿生學與奈米材料

（三）

主題一

物質狀態 ․大氣、氣體的通性光觸媒除污

光觸媒除霧

奈米金

無所不在的清潔工

光觸媒除霧

奈米金的很不同

（三）

主題二

物質變化 ․反應速率

․濃度、接觸面積、溫度

對反應速率的影響

․催化反應與催化劑

小尺寸效應、比體表效應

光觸媒原理、奈米金

奈米碳黑、零價鐵去污

無所不在的清潔工

光觸媒除霧

奈米金的很不同

奈米乾坤大

※「奈米」融入地球科學課程對照表

課程編次課程單元課程主題融入概念備註

上冊第一章緒論時空尺度奈米尺度小而美的奈米世界

上冊第一章地質年代 C14 定年奈米尺度碳知過去氧望未來

上冊第二章地球的手護臭氧層破洞奈米尺度碳知過去氧望未來

上冊第三章礦物與岩石礦物晶形 X 光繞射

上冊第三章礦物與岩石生物沉積岩彩蝶效應碳酸鈣的孔隙

上冊第五章板塊構造說認識斷層斷層泥斷層泥的奈米結構

上冊第六章海洋與大氣雲霧的形成光觸媒除霧光觸媒除霧

上冊第九章環境與永續污染奈米零價鐵奈米零價鐵除污

上冊第九章環境與永續礦產光觸媒大自然的清潔工

上冊第九章環境與永續能源奈米科技小而美的奈米世界

下冊第五章壯麗的大地褶皺與斷層斷層泥斷層泥的奈米結構

（四）教學模組（含教師手冊、學生手冊、ppt 檔、影片檔）單元：蓮葉效應、尺度效應、奈

米磁流體，可供教師完整配套教學

單元學生手冊單元教材單元教師手冊

8

三、「特色課程」的適性調整

（一）本課程定位為「社區型高中」中上程度的同學，期能對奈米科技有依基本認識，並從

實作中磨練實驗技能，科學情意等基本科學素養。

（二）本校高一 1班為「數理實驗班」可做較深入科學原理、定量計算的課程調整。

（三）本校高二 1、3、4班分別為「自然組班級」課程可做較深入科學原理、定量計算的調

整，並著墨與正式課程的結合，試探多元中的進路發展。

（四）本校高中 1-7、2-7 班分別為「體育班」，調整具體性操作為主、以「仿生學」、「運動

力學」、「生活運用」為主軸，做較基本的奈米認知及操作。

四、創新的奈米系列教材：

（一）編撰科學教育教材含教師手冊內含科學趣味實驗、科學研究法及新興科技介紹。

（二）編寫奈米科技補充教材第一冊及第二冊及通用教材：內含奈米科技簡介、大自然奈米

科技、蓮葉效應、彩蝶效應、磁導航系統、壁虎效應、奈米應用。如右下圖奈米補充

教材是在清華大學協助下編寫完成、內部奈米結構都是在清華大學拍攝，沒有引用他

人相片及內容。

（三）編寫奈米盲人點字教材：主要針對奈米科技簡介，專為一個協助盲人閱讀的教材，分

送各大圖書館及盲校，並經台北市啟明盲校教師及學生試教後定稿。

（四）拍攝奈米手語教材，並上網供聾啞學生閱讀。

（五）設計開發奈米科技實驗教材：奈米傘製作、奈米布製作、奈米光觸媒實驗、奈米液態

彈珠實驗、奈米金配置、奈米磁顆粒、奈米磁流體、彩碟效應模擬實驗、DNA 模型製

作、C60 與奈米碳管模型製作、奈米碳黑等。值得推薦的是：奈米傘製作，參考 2006

年時代雜誌報導設計，為師生都想擁有一把的創意作品。液態彈珠實作獲得第六屆全

國奈米教材競賽的佳作獎，神奇機制尚待多方研究。

（六）自行開發奈米教具：奈米碳管模型鉛筆、彩虹片、奈米探索片，Smart ball （光致色

變珠）。

彩虹片 Smart ball ball 奈米科學教材奈米傘製作

學生玩奈米碳動手作奈米磁學生玩彩虹片奈米碳上的水滴角度

五、有效的教學方案：

85 °

9

（一）教學改進流程：奈米教學是根據團隊所研發出的教材再經過多場教學、行動研究，最

後根據學生之反應加以修正改進，改進之流程如下圖所示。

（二）教學改進之歷程

由教學結果本團隊教學法經歷四個階段（如右圖）

1.第一階段：純粹口述法，學生與老師較無互動且無法引起學習動機。

2.第二階段：口述法與電腦簡報並行時學生對於資料較能注意但其注意力無法持續。

3.第三階段：增加動畫於簡報資料，動畫內容有實際自行拍攝實驗影片、電視廣告資料、

FLASH 動畫與學術所提供實驗動態資料，動畫之加入能有較高的吸引力並能引起學習

動機，進一步能加深學生對於教材之印象，由於動畫僅是穿插性質，其餘時段學生之

注意力會下降。

4.第四階段：加入簡易實驗，一方面提供學生動手做機會，以驗證教材所要告知之資訊，

再者對於教材有更深刻印象。另一方面培養學生操作與情意目標，且整場教學活動較

為生動有效率。

（三）單元式的教學，利用「送奈米到各班」、「奈米研習營」、「專題演講」實施，自然

科課堂教學，則配合教材融入奈米概念，以收陶冶之功。

奈米研習營奈米研習營奈米融入式教學-動手做奈米融入式教學-地科

（四）學生感言回饋:

教材撰寫

教學活動

搜集回饋資訊

修正教學內容

參考研討會資料

參考相關書目

教授諮詢

現場學生回饋

教學團隊激發

觀摩他人演講提供改進方針

口述法（演講）

口述法+電腦簡報

口述法+電腦簡報+動畫

口述法+電腦簡報+動畫+實驗

奈米很好玩~可以比上課多懂一些東西(有人不是說玩＋學習≧學習嗎!?)，我覺得一邊玩一邊學

習比上課學到的還多，可以更加了解奈米這兩個字，也可以在回答問題時獲得奈米小禮物，總之，

就是很好玩!。高二施佩岑

經過老師生動的教學，讓我不會覺得自然科是個難懂的東西，也讓我更了解奈米經過實驗讓我

看到奈米的神奇。高二史昀宣

讓我們進一步了解到奈米科技的運用，並藉由奈米科技也能使用到我們的日常生活，像是不會

被弄溼的奈米傘，讓我們收穫良多。高二劉宇豐

我覺得透過這次的奈米實驗，讓我學到很多!原來用火燒紙杯，杯底被燻黑然後滴一滴水，使

水滴在杯底自由移動，也是一種奈米原理。高二黃迺晴

10

參、行動研究－教材的精進與學習效度的回饋

題號與答對百分率前後測分析圖

一、此圖為針對高一生做「蓮葉效應」單元的學習成效研究，從前後測結果分析，學生經過教學

前與後的對照，發現學生優增長，但是電子能階對學生學習而言是相當抽象，較難理解。（所

以，後來才又設計變色珠「Smart ball ball」）。老師教學時要再三舉例或是類比來教學。

奈米的特性，答對率顯示學生對較需用心去背誦的內容，有些同學較困難。此分析偏向認知

理解，對情意、技能目標未加探討，並沒有作傳統的「難度雙向分析表」討論。

二、針對「奈米科學營」的前後測（如下）：

（一）總結：引發各級學生對奈米科學的興趣，與教師所採用的教學策略及師生互動模式有

關。

（二）討論與建議：

1. 可能由於教師安排的教學內容過多，減少了以師生互動或學生為主的教學模式的時

間。

2. 以具體操作的實驗或動手做課程，有較高的學習成效。

（三）調整策略：高一主題課程每單元設定二～三個亮點，確定動手做可提升學習績效。

經過老師的奈米實驗課，才發現原來生活中處處都是科學，現在也有很多的商人利用這樣的奈

米發現製造出防水的生活用品技術，例如奈米傘。因為奈米,造就現在生活的便利。高二陳雨欣

從前的我對於「奈米」是什麼都不懂，但因為一次的機會之下，我參加了學校舉辦的研習，讓

我了解了很多。我喜歡探討微小分子，因為奈米也讓我看到壁虎腳上吸盤、孔雀羽毛等結構的排列

方式等..。參加這次的研習活動不僅讓我對「奈米」有更深入的了解，還讓我學習使用奈米的儀器，

以奈米的角度看世界，使我對世界的觀點有不同的收穫。高一洪珍霓

11

三、高中～彩蝶效應課程奈米融入教學實施研究結果分析

※情境興趣實驗組與對照組比較，顯示未達顯著性差異

組別人數平均數標準差調整後平均數 F 顯著性

實驗組 29 42.6897 8.28123 40.680 2.947 .092

控制組 29 35.5172 9.44011 37.527

※單元學習成效實驗組與對照組比較，顯示達顯著性差異


實驗組 29 11.2414 1.76585 11.968 36.582 .000

控制組 30 8.1667 2.08580 8.880

※奈米融入學習成效實驗組與對照組比較，顯示未達顯著性差異


實驗組 29 6.1379 1.86556 6.001(a) .055 .816

控制組 30 5.9667 1.49674 6.103(a)

分析：（一）單元成效有顯著的提升，代表課程的效度明顯。對於本校發展的教材教法是很大的肯

定。（二）情境興趣顯示未達顯著性差異，據開放問答訪談質性分析，顯示本校此課程已有一定

口碑，施測前此一項目平均值即很高。（三）奈米融入學習成效，顯示未達顯著性差異。據開放問答訪談質性分析，顯示本活動同

學學習傾向「育樂營」心態，教不嚴謹，此乃目前「正式課程」獨立「奈米主題」不

明顯所致。備註：此分析與中山大學通識教育中心及科工館合作。

12

肆、營造奈米風

一、班級經營策略

（一）課程教材本身： 1. 著重生活化：以「彩虹片」說明「蝕刻法」；以「蓮葉」及「芋頭葉」說明「蓮葉效應」；以「奈米香」、「奈米金」說明「小尺寸效應」等。

2. 著重實作：實作可增加學習效果，增進學習「技能」目標，也從中鍛鍊「情意目標」，實作之產品可帶回家，增進親子感情。

（二）活潑的教法： 1. 高一主題課程：投影片配合示範實驗（影片）進行，配合學習週期，每 10-15 分鐘有一驚奇（亮點），「引起動機強烈」，使上課隨時有創新點子。

2. 高二實作課程：每 4-6 人一組，採「合作學習」，適度分組討論，實作成果作為評量分數。如有組別有「不同創見」，可作為科展主題。

（三）融入自然科各科： 1. 整理奈米補充教材，利用教學研究會與同仁分享。如「彩蝶效應」，物理老師傾向「光子晶體」的概念，生物老師傾向「結構色」解釋，可促進多元思考，自然科各科的

科際整合。 2. 自然科老師將可融入奈米之單元，結合「課程發展小組」，落實於教學活動，形成綿密的「奈米教學網」。

（四）深入班級活動及各科－「蜘蛛網推廣法」 1. 本團隊出發，連結自然科教師 2. 以自然領域出發，連結各領域召集人 3. 以各領域召集人出發，連結各領域教師 4. 以班導師及 Nano Sentra 出發，協助班級奈米課程 5. 協助各領域融入「奈米」知識

（五）學校整體之情境教育 1. 科學廣場 C60 意象 2. 科學新館「入門之橋」、「奈米蓮池潭」 3. 奈米教育推廣中心、奈米海報展示。 4. 奈米 E 起來 5. 奈米歌曲，「奈米」為主題的填詞比賽。「中英文奈米教材文摘」早讀活動。 6. 重大慶典的奈米禮品及校慶的全校奈米動手作。

奈米歌曲 CD 奈米推廣中心教材展示校內科學廣場奈米展奈米海報

帶領國中部自然科教師的參與

13

二、大家 E 起來奈米 http://nano.lchs.ks.edu.tw

（一）為適應資訊快速、永續經營及與國際接軌，以及無圍牆學

校、雲端學習的概念，本校建置奈米科技應用數位教學網

站，網站內容科學新知、奈米科技教材、奈米實驗教材、網

站連結、活動報導、討論區等，可說是相當豐富。（二）將本校自行開發或撰寫的教材呈現在網路上，供全國師生上

網瀏覽及指教。鼓勵同學隨時 E 化學習，也舉辦「網路學奈米，路中送奈米」活動。

（三）建立英文奈米網站，內分各領域的相關知識。而且一進入首

頁，就可以聽到奈米的演講及手語教學，提供壟啞學生學習。

三、學蜘蛛人趴趴走（回饋教材教法）

（一）辦理東南技術學院高雄縣教師 AFM 研習。（二）參觀工研院奈米科技中心（本校師生各一梯次，南區奈米種子教師ㄧ梯次）（三）參訪國家奈米中心（本校學生二梯次）。（四）協助台南二中、鳳山高中、聖功女中、台東高中、虎尾高中、德光女中、中山工商，

辦理學生奈米研習營。（五）協助培訓虎尾高中、德光女中、文山高中（高雄）、大同高中（屏東）、屏東女中、師

大地科 79 級老師、旗美高中、慈幼高工、等奈米種子教師。（六）辦理高雄縣中小學教師奈米研習。（七）高雄縣校長會議受邀展示奈米教育成果。（八）台南縣創意科學博覽會受邀擺設奈米攤位。（九）本校老師參觀台北市麗山高中（學校本位：科學實驗學校；北區奈米種子學校）（十）每年寒（暑）假應成大微奈米中心邀與科工館合作，辦理南區「高中生奈米研習營」。

伴與高師大、中山大學合作研究學生成效研究。

參訪成大微奈米中心教育局奈米傘製作營中小學教師奈米研習

2010 工研院奈米中心 2011 台北麗山高中取經台北紡研所參觀奈材料

14

伍、鄉土人文社區關懷

一、社區奈米旅程 ─ 提升高中部視野，兼具鼓勵優質學生進入就讀奈米教學攜手深耕計畫-到校到班奈米師生研習茄萣國中 102.03.27、阿蓮國中 102.03.13、一甲國中 102.03.01、路竹高中國中部（34 班）、田寮國中（1 班）、嘉興國中（2 班）、橋頭國中（2 班）、彌陀國中（2 班）、湖內國中 102.3.26（8 班）、永安國中 102.03.11~102.03.12

慈濟園區奈米營

2013.3.17

德光女中動手作奈米

2013.01.21

前峰國中動手作奈米

2013.01.22

花蓮壽豐國小能源教

育推廣 2013.01.13

二、奈米營隊

高雄縣中小學教師奈米營、福誠高中、鳳西國中、鳳甲國中、

高雄縣中芸國中（鄉下地區）、高雄縣圓富國中（鄉下地區）、

潮寮國中（鄉下地區）、大社國中、三民國中、文山高中資

優班、田寮國中…

三、原住民區（弱勢團體）奈米旅程

花蓮縣立吉安國中、屏東縣車城國中（偏遠地區）、屏東縣

小琉球國中（離島地區）、屏東縣獅子國中（原住民）、台北

市啟明盲校、屏東縣文樂國小

四、社區關懷

路竹地區奈米親子營、「弟弟妹妹一起來」奈米營社區家長奈米成長營併親職教育、家長會致贈奈米產品，宣達奈米教育。

五、PLC 到學習型組織

（一）高中地理科奧林匹亞競賽、小論文比賽、地理實察的舉辦。（二）高雄縣國中社會科教學輔導團（在本校）的研習、評量試

題競賽全國得獎，網頁製作全國得獎。

（三）本校、本縣教師專業成長營、精進教學營、創意思考融

入奈米科技。（四）高中英文科教學研究會，音樂科教學融入奈米科技簡介。（五）國中部自然科教學研究會，使本校師生學習無縫接軌。

搶手奈米產品－奈米杯筷組

2008 三民國中（那瑪夏）

2008 來義國中

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（六）家長座談會「置入性行銷」融入奈米科技產品介紹，並以奈米竹筷組及變色珠作為各

項活動來賓的伴手禮。（七）利用行政會報、導師會報、課發會，各項集會簡介奈米知識，引介奈米新發現。

教師專業成長營精進教學營奈米科技融入研習

六、社區的肯定

（一）家長會長：「路中的奈米教育」在本縣很有名，家長會成員透過我，想拿你們的奈米杯，

奈米筷在家用。因為孩子有帶回來，我們一起討論才有話題」。這兩年校慶、各活動貴

賓我們也以這兩樣作禮物，經濟實惠。科學館的爭取，是路竹高中這幾年努力，尤其

是科學教育方面的成就。（二）數字會說話：（數據來源教務處註冊組）

1.以招生平均分數來看

入學年度 93 94 95 96 97 98 99 100 101 入學平均成績 162.52 166.81 158.97 165.49 169.82

301 (412) ＊＊＊

2.以近幾年入學同學 PR 值來看

年度 96 97 98 99 100 101 最低 47 47 53 35 48 23 P5 49 49 55 41 52 33 P50 50 54 57 55 65 54 P95 80 83 84 88 82 83 最高 88 90 92 98 91 94 以近幾年入學同學 PR 值來看，本校高一入學新生之「質」（入學成績）逐年提升，代表

學業成績較優的學生，進入本校比例成上升趨勢。更有成績達明星第一志願同學，首選路竹

高中（推甄入學），且有意願從事科學專題研究，亦請本團對指導，代表本校優質形象已逐步

建立。

3.高中部新生入學地區統計

年度 93 94 95 96 97 98 99 100 101 總人數 272 267 266 246 216 262 234 238 212 路中 76 97 99 82 93 104 89 86 83 比例 27.9 36.3 37.2 33.3 43.1 39.4 38.0 36.1 39.2

16

社區 81 82 101 93 77 81 88 84 86 比例 29.8 30.7 38.0 37.8 35.6 30.7 37.6 35.3 40.6 路社 157 179 200 175 170 185 177 170 169 比例 57.7 67.0 75.2 71.1 78.7 70.2 75.6 71.4 79.7

備注：1. 路中：路中高中國中部畢業同學 2. 社區：以行政區與路中接壤之原高雄縣岡山

鎮、湖內鄉、永安鄉、阿蓮鄉、茄萣鄉諸國

中畢業同學。 3. 路社＝ 1 ＋ 2

從本校國中及「社區國中」入學比例來看，趨勢逐年升高，雖然近年來採樂學

入學的同學看不出入學成績，但社區家長

及同學，對本校凝聚力逐年上升。社區對

本校信心的上升，代表本校多方努力成績，但「科學棒棒堂」的多方觸角及校內學習型組

織的催化，應不無影響。

陸、榮耀路中 Glory Lu-Chu

一、媒體隊路竹高中科學教育的報導：

（一）高雄路竹高中奈米教材奪獎（2008-07-21）華視教育大特寫電視節目特別報導「為了把優秀學生留在當地就讀，不少學校開始執行優質化，不但翻新設備，並且讓課

程更多元，高雄的路竹高中近年來不斷研發奈米教材，加強科學教育，也該校學生屢屢拿下科展大獎。路竹高中是南部奈米教材的研究中心，不但要讓學生了解什麼是奈

米，還要寫成教材，運用在生活當中。」

（二）體驗奈米魔術宅港學童驚奇台灣日報（2008.10.09 17:22）

路竹高中老師鍾志輝將水倒進口袋裡，竟然沒流

出來，原來是身穿奈米衣。（記者盧萍珊攝）

記者盧萍珊／學甲報導口袋倒水竟然不會流出水來！簡直像變魔術。由

教育部南區奈米科技Ｋ─１２教育中心舉辦的「南瀛走透透推奈米」列車，昨天抵達宅港國小，學生

們首次動手將鐵砂包覆水，製成一顆顆的彈珠浮在

水面，大家直呼實在太神奇了。由教育部主辦的奈米下鄉趴趴走，昨天在宅港國

小舉行，由學校五、六年級學生參加。負責指導的

路竹高中實驗研究組長鍾志輝首先表演「特技」，

將一整杯水倒進衣服口袋裡，沒想到水竟然沒流出

來，著實讓學生們大開眼界。在旁學生猜測，鍾老師的口袋應有塑膠袋，要不

就是老師會變魔術，將水變不見了。聽到孩子們的

「創意」答案，鍾志輝說，其實是身穿奈米衣，衣

服塗上奈米塗料後，就能有這種功效。

0

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40

50

60

70

80

90

90 91 92 93 94 95 96 97 98 99

年度

入學

比例

路中比例

社區比例

路社比例

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（三）1. 南台灣路竹高中，推動奈米教育成效卓著（2009.7 中國時報半版報導）

2. 路竹高中科學館落成，楊秋興縣長蒞臨開幕，奈米魔幻秀表演，二樓設奈米推廣中心

（2010.11 台灣日報報導）

3. 其他平面媒體報導十多則（2007~2010）

（四）2012 奈米科技競賽路竹高中得第一（聯合報）（五）奈米教材競賽物理科全國金牌

（六）學生全國科展高中組物理科第三名

二、奈米教育的具體成績：

（一）教育部奈米科技教育 K-12 種子學校。

1.學校整體校譽：本校高中部入學成績逐年提高，學生對奈米科技的學習及興趣，相當高昂，會

自行製作奈米產品，如奈米衣、奈米傘、奈米珍珠乳液，社區家長及全國已將路竹高中當做就

是奈米的化身，也已認定本校特色。

2.學生學習效果：學生對本方案學習意願大，成效顯著，學生對外科展比賽奪全國多次大獎，由

團隊推展至全校隱然成型。成績有 98 年第 49 屆科展全國高中物理第一名、99 年第 50 屆科展

地科入選、100 年第 51 屆科展全國高中物理第三名、101 年第 52 屆科展全國國中物理第三名，

今年 102 年還在參賽中、2010 年臺灣國際科展三等獎及四等獎。

其中全國高中物理第一名是因發現了全世界物理學界的第一次新現象。

3.團隊獲教育部多項得獎：96 年教學卓越佳作獎、100 年教學卓越銀質獎、100 年教材優勝獎、

101 年教材金牌獎，可見團隊每年的成長即表現。

4.獲教育部及其他推廣單位，推薦參加國內外多項參展及觀摩，亦完成自編或協助教育部高中

奈米補充教材。今年更將教材加入教師手冊級學生學習手冊，已完成有奈米蓮葉校應、奈米磁

流體、奈米尺度。

5.與國內外多所高中交流奈米課程，拓展視野，提升同學人文關懷及科學素養，有多元文化的

進路思維：如加拿大第二高中、外蒙古等。

6.建立奈米網站，教材等上網公告，供全國教師及學生學習，內容有 pdf 檔、 ppt 檔、影片

檔，老師只要進入教學區就可進行教學，學生只要進入也可自我學習，也有奈米卡通影片及奈

米闖關遊戲，提升學習樂趣。

7.團隊成員經常獲派至國際發表：如美國、紐西蘭、香港、日本、馬來西亞。

8.國外知名大學來校參訪：如美國亞歷桑那州立大學。

9.協助國家奈米實驗室，建立開放全國民眾參訪動線及學習單。

10.奈米教學資源中心：呈列各種教材、書籍、影帶、奈米產品、開發的教具，大型動手區。

11.奈米情境教育及融入上課，有美術老師及學生共同創作奈米牆、公式橋。

18

12.獲教育部，撥款建立科學館，努力倍獲肯定。

13.團隊成員紛紛獲得高雄縣特殊優良教師獎有鍾志輝、陳光榮、戴嘉亨三位，其中鍾老師也

獲得 101 年科學教育年會選出為教學卓越獎教師。

14.學校校務評鑑已經獲得教育部優質認證學校(102.3.21 日剛出爐評鑑)，其中奈米團隊建

立學校的特色及典範是一大優點。。

台南創意科學博覽會奈米科學營受邀參加國際奈米展台灣國際奈米週

三、國際化的腳步：

（一）鍾志輝老師至阿拉伯聯合大公國阿布達比介紹本校推廣奈米科技教育。（二）本校團隊 95-99 年應邀至台北國際奈米展展示。（三）2006-2010 年台灣國際奈米展負責教育部展示攤位中的動手做攤位。（四）98、99 年「開創明日之星－奈米國家型科技人才培育計畫成果展」。（五）2011 二月鍾志輝老師至日本介紹國家推廣奈米「動手做」活動。（六）本校學生參加 APEC 青少年培育計畫，奈米主題研究發表。（七）2011 鍾志輝老師至香港中文大學發表學校奈米特色的建構（八）2012 陳光榮老師至紐西蘭介紹奈米動手作（九）2013 陳光榮老師至紐西蘭介紹奈米動手作（十）2013 二月鍾志輝老師至日本介紹國家型奈米計劃。 (十一) 2013 五月鍾志輝老師至日馬來西亞介紹型奈米動手作實驗。

到阿拉伯聯合大公國推廣奈

米教育蒙古大學附屬高中到校參訪美國亞歷桑納大學到校訪問

柒、感動與前瞻－給孩子希望是教育工作者

最大的榮耀一、幾年來，感受到路中奈米科學的魔力，同學、家長及

教育界對我們的教材、教具詢問度很高，擁有者也喜

歡我們的教具。隨著在學校的深耕、社區的推廣及國

際的交流，在在讓我們有心靈飽實感。有幾件感動的

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2009 年獲全國科展高中物理組第一名獲得總統接見表揚

事特別提出：（一）2007 年奈米碳黑不經意近距離拍照的「放電效應」，當時高一的 4 位女同學，努力研究

終獲全國科展第一名（2008.7.），並獲馬總統召見頒獎。隨後得國際科展（台灣區初賽），物理組第二名，第三名。據說是物理學界第一次發現。現在，鍾志輝老師仍繼續指導「奈

米碳黑發螢光」的科學研究，相信應是奈米科學研究

的重要發現。（二）2010 兩位學測達明星第一志願分數的同學，自願以路

中為首選，而且指定本團隊幫忙指導專題研究（當

然，義不容辭。）同班楊同學以第二自願分數（南二

中）進入本校，加入專題研究，2011.3.獲思源科技入選獎，代表國家比賽（如右圖）。

（三）蒙教育部及各界夥伴推薦，美國亞利桑那大

學、蒙古大學附屬高中、加拿大愛爾金第二

中學，到校參訪奈米課程，有幸代表國家推展高中奈米課程，交流國外高中的教材教法。二、即便如此，本團隊仍思考更加進步，也回應理查．費曼（美，奈米之父）那句話：

「There’s Plenty of Room at the Bottom .」（一）研發更貼近高中生需要的奈米，提升同學科學素養，設計更能貼近生活的實作，精進教

材教法，使奈米不只是科學的奈米，是貼近生活的奈米，讓同學適應未來的奈米生活。（二）迎接十二年國教，提供本校推展特色課程、經驗，供全國高中參考運用，也吸收他校或

其他產官學的優點，使「奈米高等學堂」像種子散播。（三）因應國際化的腳步，期能更廣泛的與國外同好交流，一方面吸收國際新知，互通資訊，

另方面可做國民外交並拓展視野。（四）為我們的學生創造任何可能的機會，把最好的科技帶進來給我們的學生、帶給全國的孩

子，深信臺灣有一天這些孩子們將會有諾貝爾獎得主的誕生，看到臺灣也看到路竹高

中，路竹高中永遠是科學界的奈米小尖兵的搖籃。

捌、困難與感恩

路竹高中為偏鄉型學校，國中部高成就學生經常外流到高雄市區或台南市區高中就讀，夾著

升學壓力又要高中部建立特色，很難！

當我們開始爭取每一展出及出席機會，沒錢辦活動或研習，就寫計畫或加入他人團隊幫忙做

事。這一步一腳印走來，漸漸的竟走出路竹高中的路，因應十二年國教的精神，我們推出完整的

奈米教育特色課程，不論師資、教具、教材甚至教法，我們都準備好了!

這一路走來艱困卻也無限的感恩!

鍾老師沒有被中風的身體擊倒，到現在信念仍然堅持；光榮老師和嘉亨老師被忙亂的行政工

作壓得喘不過氣來，仍積極投入；宜靜老師身兼導師及

每週將近二十堂的課，也曾被其他老師質疑為何暑輔的

課調開，為了成大研習或清大開會或寫教材？！還要去

溝通其他老師對奈米團隊的不了解，拼升學似乎是比較

重要的前提。

直到現在，學校老師們從懷疑到了解到樂於參與，

鍾老師為學校老師們辦的奈米研習總場場爆滿。這真的學生完成課程的快樂笑容

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是很大的欣慰，但最支持我們的，其實是學生們的成就及笑容!

很感謝許多的教授給予我們的協助，台大物理系傅昭銘教授、清大動力機械系葉哲良教授、

成大化學系陳東煌教授等，對我們邊寫教材的正確性提供了指教；中山大學黃台珠教授(原高師大

科教所教授)則在教材教法上給予我們建議。也感恩歷任的校長和主任們也給了很大的空間和支

持；還有編寫教材時他校老師的激勵與指教。

奈米旅程中，貴人不斷，當要感謝的人太多，所以就只能謝天了!

壹、緣起-旅程的開始 - cirn.moe.edu.tw ·...

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