國家教育研究院主編：《國民中學自然與生活科技課本》，臺北：國家教育研究院，95.5.8修訂版。
從國家教育研究院主編《國民中學自然與生活科技課本》來看，九年一貫國教及12年國教，真是一綱多本的紛陳時代。然而，筆者研究各家版本後，最好的版本還是國家教育研究院主編《國民中學自然與生活科技課本》版。因此，拙作以介紹國家教育研究院主編《國民中學自然與生活科技課本》為主，尤其是國家教育研究院主編《國民中學自然與生活科技課本》的第五冊第六章，乃將全章內容引路如下。其他，即陳述筆者的意見供參，粗標楷體是引文，新細明體乃筆者的意見。
教師手冊第二章
地球為一固態行星，其特殊點在於具有海洋和特別的大氣成分，因此孕育了生命，並提供生命繼續繁衍、發展的環境。因此，本章主要討論整個地球的狀況，依據三態：氣態、液態、固態，分述地球大氣圈、水圈和岩石圈的概況。本章接續《第一章地球在太空中》，設定以太空旅行歸來的方向：首先接觸到大氣圈，看到地表覆蓋著水圈，再回到陸地上的家園岩石圈。因而共分為五節:《2-1大氣圈》、《2-2水圈》、《2-3海洋》、《2-4固態的地球》及《2-5地球上的生命》。分述: (1)大氣分層和組成; (2)水的分布與循環; (3)海陸分布、海底地形和海水運動; (4)固態地球的分層; (5)地球上產生生命的條件等各方面地球基本性質，探討大氣、海洋和固態地球的現象、組成以及作用。由於討論的範圍極大，希望儘量由學生的經驗引起動機，擴大至整個大尺度的討論，同時也避免紛雜的名詞記誦，而著重現象和觀念的理解。由想像著手，請學生想像我們由太空中回到地球，首先可看出地球外圍覆蓋著大氣層，接奕著進入大氣層，討論大氣的性質、分層和組成。接下來，討論水圈。接續上一節，由天空中飄浮的雲朵著手討論水循環，再談到水分布，探討水資源和地下水的使用。由於海洋學範圍廣大，故而將海洋獨立為2-3節。2-3節海洋:先觀察海陸分布，再進一步探討海底地形，認識海水的運動、海洋的影響。其中海底地形中敘述之海溝和中洋脊與板塊構造學說相關，將在下冊《第九章地殼的變動》中再度提到。而海水運動中敘述海流的基本概念，與聖嬰現象息息相關，故建立學生概念，做為第六冊聖嬰現象的先備知識。2-4節固態的地球，回到我們居住的陸地，由此引入對地球內部的探究，讓學生了解目前科學研究不一定能用直接的方法觀測研究各種現象，常常要利用間接的方法推理才能建立合理的模型，研究地球內部的構造就應用了間接的方法。同時，也讓學生在了解地球內部分層之外?還知道岩石不一定是堅硬剛性的，地球內部還有軟流圈的存在，為第二冊《第九章地殼的變動》討論板塊運動建立基礎。最後，2-5節《地球上的生命》概略總述地球大氣和水圈提供生命繁衍發展的條件，此外，略述地球環境變化多端，處處皆有生命，為後續各章討論生物學提供引子。本章的教學希望讓學生能對整個地球有個宏觀的認識，能以整個地球為出發點，了解固態地球、水圈和氣圈對人類生活的影響，進一步認知地球的獨特性，珍惜地球環境。（頁67）案：這是由上而下的抽象論教學，(想像、感覺、符號、概念、超越)非由下而上的具體經驗論教學。
第三冊 第二章創意與設計
21創意思考，活動21解決問題程序的練習，22設計方法，活動22光碟收納櫃的設計，23製圖與識圖。本章摘要：1.科技問題解決的步驟為:問題、問題意識(是問題、問題暗示解決之道與困難) (1)澄清限定問題，蒐集資料尤其是相同及相似問題的源起及其史之關鍵研究與工作(此即基本知識、功課、學習、請教、練習及準備的基本功)，(3)分析資訊研究反省批判，提出方案多案的回應解決之道及其利弊分析，(5)評估方案選擇最佳與次方案作成計畫，執行方案按計畫執行，(7)進行評鑑一邊作一邊對照計畫，尤其是理論操作與功效間的連結與彈性，將結果巨細無遺的記錄下來，改進構想完成全案的整體報告：計畫、執行、功效與獎懲檢討。2.當我設計一個產品時，首先出來的是問題意識經常會考慮把問題及意識具體化即實踐這個產品在蒐集與研究中即可得到的功能、材料、結構、製作方法、造型及色彩重點是：我在這裡面想要做什麼如獲得知識、練習操作、精進方便(經濟簡單實用)、美或藝術。
第三章溫度與熱量：31冷熱與溫度，實驗31簡易溫度計的製作，32熱量與比熱，實驗32比熱的測定，33熱的傳播方式，實驗33熱的傳播。本章摘要：1.用來測量物體冷熱的水銀和酒精溫度計，是利用物質熱脹冷縮生命是恆溫體，在其上下則不適，甚而死亡。物體在絕對零度是靜止不動的，溫度越高，基本粒子就越活潑，即密度變小(質量不變而容積變大，液態水的密度是一，固態水的密度小於一，氣態水的密度大於一。故，水壺裏的水開了，水壺蓋就被掀起來了或氣笛響了，這就是蒸氣機的原理而為工業革命也。)。
第四章物質的形態與性質：41物質的三態，實驗41利用冷劑製作果汁冰棒，42五花八門的物質世界，實驗42砂與食鹽的分離，演示實驗41碘昇華，43溫度與體積的改變，實驗43氣體的特性，44溶解與水溶液，實驗44濃度與飽和溶液。本章摘要：1.一般說來，大部分物質在常壓下，會以三種不同狀態展現，分別為固態、液態及氣態，統稱為物質三態，或物質三相。2.在常壓下，固態冰的熔點是0℃時，水的沸點大約為100℃。有些時候甚至固體也有可能直接轉變成氣體，我們把這種現象稱為昇華。3.每種物質都有它們的獨特性質。例如:金屬具有良好的導電性與導熱性，而氣體的導電導熱性卻很差;鑽石有高的硬度，而粉筆硬度相較下較為不好;海綿彈性不錯，而黏土彈性卻很差;銅有很好的導電性，石墨也是;鋁的延展性很好，而石墨延展性就差很多。4.不同物質的熔點、沸點、密度、比熱等都各有獨特的數值。以上列舉出來的這些特性，我們通稱為物理性質。5.化學性質是指物質在進行化學變化時，所呈現出來的快慢情形、難易程度或能否進行等的特殊表現。6.物理變化是狀態改變而原來的性質不變的變化，例如物質的三態變化(熔化、汽化、凝固、凝結、昇華)、糖溶於水、熱脹冷縮現象等，都是屬於狀態間的變化。7.化學變化是指物質的內部組成發生了改變，並因此產生成為另外一種物質，例如燃燒、氧化、鐵的生鏽、酒的變酸、食物的腐敗、光合作用等。在繪畫雕塑等，科學實驗或科技操作等，對於物理變化、化學變化及結構變化，(裝扮變化)都是非常敏感的，尤其是材料力學及色彩學，特為理論、知識與操作的基礎。否則，實做起來就要歷經很多的失敗及危險。故國最有名的人即華陀，他用自己及藥石等為實驗的對象，編著了《本草綱目》。西方最有名的就是愛因斯坦，他跟爺爺一起發現了皮啤酒的秘密，由是發現了原子彈及太陽的原理，這就是原子分裂或核融合的大自然奧秘。還有一個重大的奧祕就是萬有引力，這就是重量與太陽系等形成的原理。有另外一個奇想，那就是愛因斯坦的相對論E＝MC2。現在：
M如果是一個石頭，它的能量或力量就有那麼大。譬如56公斤的沙，它就有5033029000926180000公斤-公尺/秒的能量或力量。同理，體重56公斤的我，我也有相同的5033029000926180000公斤-公尺/秒能量或力量。就此，我們是多麼有價值的東西啊！因此，我們不能小看任何東西。我們現在再來想，一棵56公斤的樹，它有多少的能量或力量呢？如果我們說它也有5033029000926180000公斤-公尺/秒的能量或力量，那是我們太小看這棵樹了。因為，它還會再長大，更會開花結果成樹林或森林，它自己更會變成神木。所以，我們確實不能小看任何東西。更重要的是：它養活了蜜蜂、蝴蝶及猴子等，讓動物不會餓死及冷死。那麼，我們呢？孟子說：人之異於禽獸者，幾希。然而，幾希是什麼呢？因此，筆者謂之：
仁即無限在有限忠之下學上達的事實論。
第五冊 第六章材料與製造(國教版的內容)
61材料面面觀，62材料與生活，63材料的加工，活動61文具收納組。你知道農業時代雨天穿的「蓑衣」和現在我們所穿的「雨衣」，分別是用什麼材料做成的嗎?想一想，為什麼現在日常生活所使用的物品和以前的不一樣?育沒有感覺，現在的生活比較舒適便利、比較多采多姿呢?這就是材料科技和製造技術進步，提升人們生活品質的例子。(202)61材料面面觀：圖6-1 (a)塑膠雨衣解決了(b)蓑衣笨重、滲水的問題。材料的發展：看看手中的課本、教室的椅子、門窗及大家常接觸的各種物品，都是由不同材料所製成。材料是製作各種不同物品的原料。人類為了滿足食、衣(圖6-1)、住、行等種種生活上的需求，從大自然中就地取材(圖6-2)，例如：取動物的皮毛製成衣裳，以遮蔽身體及保暖。更進一步將材料經適當的人為處理後，可製成工具和器物，例如以黏土，(有黏性的土都可稱為黏土，其中鐵含量在I %以下的黏土稱為「瓷土」，外觀呈現灰色或白色，燒成後為白色。鐵含量超過2 %以上者是「陶土」，外觀呈現黃褐色或深灰色，經高溫燒成後色澤轉為赤色或褐色。鐵含量越多，燒成後的顏色越深。)燒製成磚瓦、陶瓷，再用來搭蓋建築物，或利用銅、鐵、錫等金屬材料打造各式工具。因此，根據材料來源的不同可分為天然材料及人造材料兩大類。凡取自大自然的木材、石材及礦產資源等為天然材料，若經人為方式改變材料性質始可利用之材料，則屬於人造材料。(204)從人類的歷史即可看出，文明的進步深受人類運用材料的能力所影響。隨著社會進步，人類以科技發展出各種新的材料，同時改善利用材料的技術與方法，開發出可替代天然材料的人造材料，以供應人類生活上對材料的大量需求。材料科技的發展，使得人們不再完全仰賴天麼材料，材料在運用上因此有了更多空間。材料的種類：材料涵蓋的範圍很廣。屬於天然材料的有砂土、木材、石材、礦產、動植物纖維(棉、麻、毛皮)、橡膠等，原本就存在於自然中的物質。屬於人造材料者則有合金、玻璃、陶瓷、塑膠等經由不同處理方法所製成的材料。以下是幾種生活中經常使用到的材料：
木材：木材來自樹木，屬於天然可再生的資源，是人類很早就開始利用的天然材料之一，具有吸、脫濕及溫度調節的功能，有美麗的紋理及溫潤的色澤，故自古以來是人類所鍾愛的材料之一。木材在室內及室外使用上都給人溫暖優雅的感覺，常用於製造家具、木製藝術品等。但某些樹種也有容易變形、易腐朽、易燃、質地不均勻及各方向強度不一致的天然缺陷。木材製品若廢棄後，可以經由回收、掩埋、燃燒等方式處理。但隨著天然木材資源的減少與現代科技的發展，木材的使用已漸漸被其他材料所取代。乃一方面，如回收木材拋棄料再製造、研發木料再利用、由木材衍生新材料等技術，可更為有效地利用木材資。例如密集板或塑合板就是一種環保板材，塑合板之密度較密集板高，兩者都是將木材碎屑與膠合劑混合之後，經高溫高壓製造而成，容易切割、使用彈性大，常見於市上的DIY (Do-It-Yourself)家具或組合式系統家具。它最大的功能是被製成紙！
塑膠：塑膠材料又稱為高分子聚合物，約在二十世紀初才被研發出來。利用化學方法將石油、煤、天然氣等原料科製成的高分子聚合物，可應用於各行各業。如果你仔細注意生活周遭環境，會發現有許多塑膠類製品，如垃圾袋、塑膠容器、寶特瓶、原子筆等。塑膠材料因為原料成分及分子結構的不同，分為熱塑性塑膠與熱固性塑膠兩大類。熱塑性塑膠加熱時軟化，冷卻後變硬成形，再加熱又可軟化再次成形，如保鮮膜、塑膠袋。熱固性塑膠加熱到某一溫度後就硬化而永久成形，成形後即使再度加熱也不再軟化，如一般電器產品外殼。塑膠材料輕巧、便宜、易加工、不易腐爛是其優點，但也因為塑膠不易腐爛，其廢棄物會對生態環境造成極大的汙染。(207)
陶瓷：陶瓷材料的主要來源是黏土，經過成形、素燒、上袖及釉燒等一連串的製造流程後，成為日常生活上使用的陶瓷製品。陶瓷材料具有耐高溫、耐磨、耐腐蝕的特性，是電與熱的絕緣體。飲食用的碗盤，建築物內外的壁磚、地磚，裝飾用的陶瓷花瓶、壁畫，做為廚具的淘瓷鍋、刀具，衛浴設備中的洗臉盆、馬桶等，都運用到陶瓷材料。隨著現代陶瓷科技的提升，發展出精密陶瓷工業，使得陶瓷材料的應用層面擴大，延伸到太空科技、電子產品及生物醫學等範圍，廣泛應用在高科技產業及日常生活用品中。(208)
金屬：金屬材料具有獨特的金屬光澤、不透明、富延展性、易於加工成形，是電與熱之良導體，用途很廣。我們通常將金屬材料分為鐵金屬及非鐵金屬，使用較普遍的非鐵金屬有銅、鋁、鎂、錫、鉛等等。為了提升金屬材料的抗蝕性、強度與硬度，人們常利用塗裝、電鍍或製成合金等方法來改進。由兩種以上的金屬、或金屬與非金屬結合而成的混合物，稱為合金。生活中常用的金屬零件(如鐵釘、螺絲)各種手工具(如鐵鎚、鋸子)、電線、硬幣、汽車引擎及車身、用於建築的鋼筋等，處處可見金屬材料的蹤跡。另外如鋼(鐵與碳)、不鏽鋼(鐵、鉻、鎳)、鋁合金、黃銅(銅與鋅)等，都是各具特色的合金材料。材料的發展與應用可為人們帶來便利的生活。而二十世紀以來，由於材料科技的蓬勃發展，使得每一種新材料的發現與利用，都為人類文明發展帶來重強大的影響，使得社會上各領域的生產與生活條件逐步得到改善。(209)
62材料與生活：材料在生活中的應用：隨者人類歷史的發展，不同的材料陸續被發現及使用，早期人類的歷史其實就是依照當時最具代表性的材料及工具來區分，例如：石器時代、青銅器時代等。材料的演變滿足人類生活、產業發展等多方面需要，也逐漸發展出更多高科技的技術與知識，帶動新興產業的發展，同時提升人們生活品質。優良的材料，搭配完善的設計與創意，才能為我們的生活帶來許多便利及樂趣。伐們以下將從食、衣、住、行等方面來瞭解材料在生活中的應用，以及它對人類生活的影響。食：遠古時代的人們，從大自然中去尋找大型葉片、貝殼或葫蘆來盛裝食物。後來，漸漸懂得利用自然材料或將其加工做成各種容器。生活在現代的我們就方便多了，有各種不同型式、材質的容器可以選擇，例如用透明的玻璃盤裝沙拉、用耐熱保溫的陶瓷鍋煮火鍋、用金屬罐頭儲存食物、用精美的紙張包裝月餅、用塑膠保鮮盒盛裝食物。由於各種材料的特性不同，像是使用微波爐時，要選用適合微波爐的玻璃或塑膠器皿，千萬不可將金轉屬容器或飾有金屬花紋的碗盤放入微波。(211)衣：衣服是由各種布料剪裁縫製而成，而布料則是由各種纖維經織布機編織而成的。根據來源的不同，纖維可分為天然纖維及人造纖維兩大類，而天然纖維則包含動物纖維及植物纖維。由於天然纖維產量有限，以及使用上的限制，科學家發明了較便宜的人造纖維，逐漸取代天然纖維。例如大家常聽到的尼龍(耐綸)纖維，就是人造纖維的一種，它被應用在製作衣物、降落傘、帳篷、雨衣、繩索等，幫人類克服了許多生活中的不方便。(212)辨認衣物質料最簡單的方法是憑個人的感覺，例如用眼睛觀察、用手摸摸看。除此之外，看衣物上的標示牌，也可以馬上知道這件衣服的材質，以及清洗和保養方法。住：自遠古時代，人們就開始利用岩石、樹木等天然材料來營造住所。隨著科技的發展，漸漸有各種人造建築材料產生，如鋼鐵、混凝土、磁磚、塑膠等。建築材料種類包羅萬象，各有其特性與用途，我們將於下一章中詳細說明。(213)
行：從人們就地取材、伐木砍竹來搭建便橋，漸漸有石橋、鐵橋的出現，近代的橋梁大多是使用鋼鐵或鋼筋混凝土搭建而成。鋼筋混凝土是現代建築中的主要材料，被大量用於土木工程，尤其是交通建設方面，諸如橋梁、隧道、高架道路、港口等重要設施。運輸工具方面，以汽車為例，早期汽車上的金屬材料主要是鋼鐵，但現在對汽車的要求除了要堅固耐用，也要安全舒適與節省能源。例如，現在的車體材料都是經過改良，使用質量較輕的鋁合金。(214)新興材料：新興材料指那些新近發展或正在發展之中、具有比傳統材料更優良性能的材料。人類在材料的研究運用及製造技術上的發展從未曾停歇，二十一世紀在材料科技方面的突破，不斷的創造出令人讚嘆的科奇蹟。半導體材料：有些物體，在某種條件下像絕緣體，某種條件下又變得像導體，被稱為半導體，如矽(Si)、鍺(Ge)等元素。半導體是一種導電性介於導體和絕緣體之間的物質。半導體材料是近年來發展科技產業非常重要的材料，大多數的電子元件都是以半導體材料製造而成的。舉凡電腦、手機等各種資訊產品與電器中，一定有半導體元件存在。拜半導體科技進步之賜，國內電子資訊業發展一日千里，在幾個科學園區或工業區內均設有大型晶圓廠，顯示我國在此領域的蓬勃發展。(215)複合材料：複合材料是由兩種或多種材料結合而成，擷取原材料的特性與優點，製成性能優異並能滿足需求的一種新材料，有截長補短的意義，但往往具有新的獨特性能。例如，防彈玻璃就是一種複合材料。臺灣許多尚存早期建築的建材，都是取自周遭可用的材料，如糯米漿、紅糖、梢草、竹片、黏土、麻絮、砂、石灰等，如此可提高建築牆面的強度和韌性，這就是複合材料的運用。現代的複合材料具有耐高溫、高強度、不易腐蝕等優點，廣泛運用於航太、電子、汽車、船舶工業及運動器材上。以航太工業為例，使用質量輕、強度高的複合材料製造飛行器，可大幅減輕重量，使航程更長，載重量更大。奈米材料：奈米是長度單位，1奈米等於十億分之一米(10-9 meter)，約為一個DNA分子的半徑，或是針頭直徑的百萬分之一(圖6-14)。當材料尺度縮小到(216)奈米時，不只是尺寸的縮小，材料的物理性質、化學性質，如光學性質、磁性、導電性、導熱性等，亦隨之改變。奈米材料有幾項獨特的特性：粒子非常小、性質很活潑、熔點低、耐腐蝕等。於電子、醫藥、化工、航空、航太等眾多領域，皆針對奈米材料進行許多應用研究及產品的開發。目前生活中已有一些應用奈米科技的產品，如有殺菌功能的奈米光觸媒產品、有自潔功能的奈米玻璃，具抗菌、除臭功能的奈米瓷材，可用來做成奈米馬桶、奈米磁磚等。(217)63材料的加工：日常生活中我們可以發揮自己動手做(DIY)的精伸，利用適當的材料與工具，自行設計製作。如果想成為懂得DIY的生活魔術師，除了要能夠辨認材料之外，還要懂得材料加工的方法及工具的使用，才能收事半功倍之效。材料加工方式：為了使材料符合設計的規格，透過各種工具將材料的大小、形狀、外觀或性質改變的過程，就是材料的加工。依據材料的不同，可將加工方式分為切削、接合組裝、表面塗裝、鑄造與模塑、成形和調質等六種。製作時，可運用其中一種或幾種方式搭配進行加工處理。以下分別以小型木製收納盒及陶瓷器皿的製作流程，來說明加工方式。木製收納盒：將材料準備好後，就可以根據自己的構想及設計圖開始施工。(218)切削完成的層板經過表面修整後，就可以準備組裝接合。組裝方式有很多種，例如利用榫接組合、塗上黏著劑(白膠、強力膠)使木板接合在一起，用釘子固定木板等。表面塗裝通常是：完成作品前的最後一道程序。表面塗裝處理可增加美觀，也有保護材料的作用，提高產品使用壽命。木材製品表面可以繪上自己喜愛的顏色或圖案，或者貼上木皮也可使木器顯得更有質感、更耐用。(219)陶瓷器皿：製作陶瓷器皿有許多方法，可以透過模塑的方式利用石膏模進行灌漿成形，或手捏、陶板、拉坯等成形方式來完成器皿的形體。鑄造多用於金屬材料的加工，而模塑則多指塑膠或陶瓷材料的加工。除了鑄造與模塑之外，還可利用材料的可塑性，對材料施以適當力道，讓它改變形狀，達到我們所需要的外型與大小。例如：把金子打成金箔、熱壓成形的美耐皿餐盤等。而一般常聽到的拉坯，則是利用轆轤的旋轉，將陶土拉製成圓形坯體的一種成形方法。(220)陶土成形後，送進窯裡經過素燒，才能變成硬度極高的陶器。燒成的陶器與末燒製前的成品在性質及大小上皆有差異，這是因為經由調質(加熱)處理後，改變了陶土的內部性質。生活中常見的工具：處理不同的材料要選擇適當的工具，並正確地操作，才能發揮最大的功效。假設你想動手組裝一個小木櫃，家中就需要有一些基本工具、零件(例如螺絲起子、螺絲)才能順利工作。如果你選購木板，想要自行製作書櫃，那可能需要準備更多的工具(例如鋸子、電鑽、鐵鎚、鐵釘等等)才行。因此，一般家庭通常會準備工具箱，放置幾種容易操作的工具或電動工具，以備不時之需。不僅可隨時動動手，當家中用品發生小故障時，也可以自己進行簡易的維護。(221) 使用工具之前，要先瞭解工具的功能以及操作時的安全注意事項，才能使工作過程既安全又順利。以下介紹幾種常用的工具(表6-1)：螺絲起子、板手：用於鬆緊螺絲、螺帽。居家用品中接合的螺絲、螺帽鬆動時，選擇適合的螺絲起子或扳手旋緊即可。鐵鎚、木槌：鐵鎚用於敲打釘子，拔釘鎚的另一邊還有拔釘子的功能。槌打木板則不使用鐵槌，而使用木槌，可避免材料表面受損。折鋸、線鋸：主要用來切割材料，線鋸可進行曲線的鋸切，使用時要注意鋸齒的方向以及握持的方式。平口鉗、尖嘴鉗：平口鉗可用來切斷、剪斷、折彎和扭轉材料，是一種多用途的工具。尖嘴鉗的鉗口為尖銳狀，用於夾取細部物品或調整零件，也具剪線功能。電鑽、手搖鑽：配合不同規格鑽頭使用，可將材料鑽孔。此外，電鑽再配合上其他的配件，還可以有砂磨、擴孔、修邊等其他功能。C型夾：組裝接合時，用於固定兩片或多片材料，便於加工。(222)自己動手樂趣多：科技日新月異，每天都有各種產品不斷推陳出新，強調個人品味與獨特個性的個性化商品概念也逐漸反映在生活用品上。例如許多居家用品店的產品以多樣選擇、美觀實用、生活創意為訴求，讓消費者選擇符合個人需求的商品，更可以自己動手DIY，依照自己的品味、理想、需求和預算，打造獨一無二的個人風格產品。你是否曾經有過這樣的念頭：好想自己做一個書架擺在書桌上喔。或是：外面賣的相框都大同小異，找不到我喜歡的造型。不管是因為市面上找不到適合自己的產品，或是家裡面有很多的瓶瓶罐罐不知道該如何處理，亦或是腦子裡突然冒出一個很棒的點子，只要照著正確的方法操作工具，和運用適當的加工方式，循序漸進，一步步來處理材料，便可實現創意，同時也可試著自己處理生活中的問題。當你想要自己動手時，還可以依循問題解決程序，完成你的設計與製作。未來世界需要的是具備創造力且能夠解決問顥的人。動手試試看，可別埋沒了你自己的創造力與才能力嘔。(223)
活動61文具收納組：小龍的桌面上四處散放著文具紙張(圖1)，顯得很凌亂，請你幫他設計一組有筆筒及便條夾，兼具美觀及功能性的文具收納組(大小不超過寬深高lO cmΧ8cmΧ10cm)，可以妥善收納書桌上的文具用品，讓桌面更整潔。活動目的：讓學生利用簡易工具及材料來製作物品，以解決生活中的問題。
活動器材(組)：由學生自行準備相關需要使用之材料及直尺、美工刀等工具。(材料花費越少越好，以不超過百元為原則。)
活動步驟：
1.澄清問題：(1)請你再仔細想想，老師給的問題是什麼呢?(2)要設計製作的文具收納組，有什麼條件限制呢?(3)想想看要怎麼解決問題呢?
2.蒐集資料：文具收納組要具備哪些功能呢?
3.分析資訊：分析文具收納組需要有哪些材料、型式與功能?將相關資料浮貼或畫在活動紀錄簿上。
4.提出方案：腦力激盪的提出可能可以解決問題的方案，(越詳細越好)並繪於活動紀錄簿中。
5.評估方案：依條件分析前一步驟所提出的解決方案，再選擇一個可執行的方案。(224)
6.執行方案：選擇適用的工具與材料，依照所設計的步驟實際製作。
7.進行評鑑：觀摩一下其他同學的作品，是否符合需求及限制條件，並選出你認為較好的方案。
8.改進構想：針對自己作品提出改進構想，希望下次會更好。
注意事項：操作工具時需注意安全。
活動討論：
1.請提出你設計的解決方案，將草圖繪出：(1)最後決定使用何種方案來製作文具收納組，它具有哪些功能?向全班同學介紹你設計的方案。(2)由同學繪出要製作的文具收納組的設計圖。(大小不超過寬深高10cmΧ8cmΧ10cm)
2.使用了哪些工具與材料?
3.觀摩其他同學的作品後，你認為自己的方案是否有需要修正的地方?(225)
本章結語：日常生活中所接觸的物品皆是各種材料的組合，材料可說是人類賴以生存和發展的基礎，材料科技更是所有產業發展的源頭，與人類社會、經濟和文明進步的關係非常密切。也因為材料科技上的突破，帶動產業轉型及科技發展，才有今天的航太工業、核能工業及便捷的運輸系統等，更進一步提昇人類的生活品質。因此，對材料的認識及適切利用，可促進社會進步及生活福祉，也攸關各項產業的國際競爭力，使我們早日邁入現代化的國家。(226)
第四冊(南一版)
第七章製造科技的世界
在前面章節中，同學已學到許多元素的特性與化學反應，你可以知道由這些元素所組成的材料與製成的產品，都是我們日常生活中所不可或缺的，例如許多金屬產品的原料是鐵元素(Fe)，塑膠產品則是由聚合物所組成的。本章將引領同學進入製造科技的世界，讓你了解如何運用這些材料，生產出與日常生活相關的各種產品。在這一章中，除了讓同學認識日常生活中常見的金屬、塑膠、陶瓷等製造科技外，也將介紹製造科技未來發展的方向與趨勢，期待有興趣的同學能進一步研究發展。(154)
第一節製造科技概說
本節中，我將學習到：製造科技與生活的關係、製造科技系統的架構、我國製造科技的發展。
討論教室：日常生活的各種器具中，你能分辨出製造它們所使用的材料嗎?舉例說明過去與現在所使用的材料與製造方式有何不同?這些新材料或新科技產品的特性為何?提出未來可能的發展。
7-1-1製造科技與生活的關係：有人說：我們在日常生活中所使用的物品，都是製造科技的產品。製造科技和我們人類生活有著緊密不可分的關係(圖7-1)。那麼究竟什麼是「製造科技」呢?製造科技就是：將各種形式的原料加工，使它轉變為有用物品的程序。我們知道，家具的生產常常是使用木材(木屬材料)，經過設計、切削、成型加工等過程製造而成，常用的杯盤、花盆則是用陶瓷或是塑膠材料製作而成。因此，只要細心觀察，便可以發現，日常器具的設計與製作都是製造科技的範疇，所以製造科技和人類的日常生活有著密不可分的關係。(156)製造科技的演進代表人類文明進步的過程，人類最早使用人力與自然資源製造器具，慢慢的才有許多輔助工具發明出來，例如刀斧、鐵錘等手工具。工業革命後，機器的發明使得製造科技實現了人類大量生產、減少人力的夢想。此外，科技的不斷提昇帶動了半自動化製造的方式，而資訊與電子科技的進步，使製造科技系統逐漸朝向高科技產業發展，未來更會朝向全自動化的作業方式邁進。
7-1-2製造科技系統架構：在製造過程中，一般先要投人生產時所需的各項要素，例如人力、資金、設備、材料、時間等，然後再透過生產與管理的程序，將所要製造的產品生產出來，在製造過程中，得隨時視產品生產出來的品質，回饋修正投人要素或生產與管理程序的缺失，直到符合設計需求為止，這就是製造科技系統的架構與內涵(圖7-2)。在製造科技的系統架構中，所投入要素基本上包含人力資源、知識、材料、能源、廠房設施、資金及時間等。生產程序則要先取得資源，如採收礦物、鑽探石油等。回收資源則是利用廢棄資源，將其再處理或再加工後成為有用的資源。取得資源後，再以機械處理、化學變化或熱處理的方法，將天然資源或回收資源加工成工業的標準原料，如煉油、煉鋼、煉土等過程皆是。最後將材料經由加工的程序，製造成所需要產品的過程，在製造科技系統中占有最大的分量。此階段常使用的方法有切削、接合組裝、鑄造與模塑、調質、成型及表面塗裝等六種方式(下頁圖7-3)。下頁圖7-4便是汽車製造科技系統的生產過程。(157)管理程序是為了達到事先計畫、組織人事、執行生產、控制品質等，例如研究發展是由研究發展部門將產品經構思、設計、分析、測試、修正等步驟，再送至製造部門生產，而生產管理主要在布置機具、規畫製程、設定產量、時間及製程監控，用以確保產品符合預設之規格及品質，例如每個生產之零件經測試後，皆需達一定之標準(如中國國家標準CNS、國際標準ISO
9000系列)。(CNS是一種國家標準的技術規範，由經濟部明訂產品的品質、尺寸、成分與特性，以及試驗方法和標示包裝等各項標準，如符合訂定的檢驗標準，即頒與該產品CNS標誌。而Iso則是國際標準組織的標準。)銷售管理則包含廣告宣傳、產品銷售、產品配送、售後服務等。一般製造科技系統包括產品、廢料、汙染源等產出要項。(159)過去我們的製造中心大都是加工區，現在已逐漸轉移至科學園區，尤其新竹科學園區已成功的奠定了臺灣發展高科技中心的範例，政府更在臺南設立臺南科學園區(簡稱南科)，在臺中成立奈米科技園區，在臺北的南港區成立電腦軟體科學園區。配合其他區域性的發展，陸續將有不同特色的科學園區設立。科學園區高附加價值的特性，正符合臺灣環境的發展，所以它已成為製造科技的明日之星了。近年來我國傳統產業受到了極大的衝擊，尤其在中國大陸廉價勞工、低廉土地價格、優惠招商條件的競爭下，傳統製造業的升級已是刻不容緩，在加入世界貿易組織之後，面臨全球化競爭，傳統製造業更應重視研發與行銷，才能提高競爭力。這是國家工業簡介我教導的重點是：繪事後素、文王操、格物致知、從心所欲不踰矩，即讓自己擁有知識與學術，對於自己所想要表的南北，可以借東西，透過形式限定與方法操作，美與藝術的實踐出來，這就是知性、理性與感性的統合意義。
世界貿易組織WTO於1995年1月1日正式成立，目的在於創造一個自由公平的國際貿易環境，目前全世界約有90 %以上之貿易已在WTO規範下進行，我國加入WTO後，除了可以提升國際競爭力外，也可促進產業升級，例如農業與汽車工業在世界各國自由競爭下，必須產業升級，邁向精緻化與技術化，才能永續發展。
討論教室：高科技科學園區是目前我國積極發展高科技產業的方向之一，政府目前不但希望許多傳統產業能升級，同時也致力於設立新型科學園區。請同學上網查詢臺灣目前與未來有哪些科學園區及傳統製造園區，並把它們的位置標示於地圖上，列出其巳開發或即將開發之產品。(160)
第一冊自然(南一版)
第一單元可愛的校園，第二單元樹下的葉子，第三單元好吃的水果，第四單元我聽到聲音了，第五單元我知道了。
一˙參觀校園：校園裏有好多樹木，你喜歡哪一棵呢？花的顏色有紅的、黃的，草綠綠的。這棵樹好大，葉子長長的。
二˙認識教室：教室裏有好多的東西，我會說出它們的顏色、形狀和大小。
三˙認識圖形：是什麼顏色？是什麼形狀？
四˙我會拼拼看：我會用色紙，拼出圖形來。
96版：第一章運動與力，第二章從接觸力到場，第三章重力作用，第四章材料與製造，第五章建築與生活，第六章生物與環境，第七章天氣變化。97版：第一章運動與力，第二章從接觸力到場，第三章重力作用，第四章地球的運轉，第五章天氣變化，第六章材料與製造，第七章建築與生活。
講到此，教學的重點可以簡略的歸納如下：
一˙教育法。
二˙實施計畫。
三˙課程綱要。
四˙自然與生活科技領域。
五˙自然與生活科技課本。
六˙自然與生活科技教案。
七˙自然與生活科技評量與評鑑，其之重點如下
起點行為→終點行為
從
不知→知
不會→會
不能→能
不做→敢做
會→熟
熟→精
精→美、藝術
學生學會了，關鍵在於學生的自我要求與同儕的相互期許也。然而，對此如何作評量或評鑑呢？那就是：
一˙叫學生對所學、模仿或觀摩，依樣的重現出來，更用自己的話，加以說明或解釋清楚。
二˙叫學生對所學、模仿或觀摩，默寫或獨立的做出來。
三˙叫學生對所學、模仿或觀摩，用說故事的方法，將所學、模仿或觀摩重現或表現出來。
四˙故事的要點一：人、時、地、物、事、為何、如何。
五˙故事的要點二：闡釋認知、情緒、情感、信仰、價值、行為、人格(態度)與方法等。
六˙故事的要點三：意見、想像、經驗、常識、知識、學術、思想或智慧的認知層級。
七˙故事的要點四：情緒、情感、教養、修養、涵養、愛、仁的情意態度層級。喜怒哀樂找得到原因者，那就是情緒。找不到原因者，那就是感情，乃發自自己的意欲。愛者，情深意重而無以割捨者。教養者，把所學表現出來也。修養者，情緒、情感與愛掌握在自己的手上且應止就止、該發就發的直而已矣。涵養者，藏汙納垢的自己是別人的垃圾山而轉化其情愛、認知或價值者也。仁者，即同一性的本體、主體、客體、附體與實體也。
八˙故事的要點五(關鍵)：容忍接納→慢慢的溝通→正認知的導正偏差→重建認知、情緒、情感、信仰、價值、行為、人格(態度)或方法等。
九˙例說：
(一)身：就用自己的身體，說、作或表演的再現或表現出來。
(二)寫：用最簡單與方便的工具且最容易的方法，再現或表現出來如在地上用石頭或樹枝畫或寫。
(三)紙筆：石頭樹枝改成紙、筆和顏料。
(四)繪畫：紙、筆和多色樣顏料。
(五)繪本遊藝場：一頁書。一頁書，顧名思義就是只有一頁的可愛小書。因為只有一頁，對於初次接觸小書的創作者而言，可以立即體驗創作一本小書的樂趣，提升創作的信心。可以在短時間內完成一本小書，方便教學上與閒暇之餘隨時靈活操作，就從一頁書開始，走入小書創作的繽紛世界。材料：內頁，正方形紙一張。封面，瓦楞紙或厚卡紙一張(要大於摺疊後內頁的兩倍大小)。工具：萬能雙手、口紅膠或雙面膠。作法：1將正方形紙張上下左右對摺，再將兩邊斜角對摺，攤開紙張後即出現兩條中線與兩條對角線的壓痕。2將紙張的任何一邊對準自己，抓住橫摺線左右兩邊，將紙張順著摺線收攏，摺成三角形。3將三角形左右兩旁角尖朝中心線摺入，四個角都一樣，壓出摺痕。4再將四個角往內收摺。5摺好後，即成一頁書的內頁，亦可拉開。6將封面紙與內頁前後黏合後，即完成一頁書。其亦可為封面或廣告單等，仍可不摺的直書。四頁書：四頁書作法簡單，只需要準備一張紙即可進行，是繪本創作最佳的暖身活動。無論是課程教學、讀書會的延伸學習活動、故事媽媽與孩子一起編寫故事，或是親子共讀中隨時隨地的創意發想，都可立即繪製四頁書，珍藏學習過程的美麗回憶。材枓：紙一張(大小不拘，建議初學者使用八開圖畫紙。製作封面者需再另外準備不同顏色的書面紙或西卡紙)。工具：萬能雙手、剪刀或美工刀(製作封面者，請另外準備雙面膠)。作法：1將紙張直放，先將紙上下摺一次。2再上下對摺一次。3紙張打開後，再左右對摺一次，攤開後即出現八個格子。4將紙依第1步上下對摺，拿剪刀沿著中間的摺線，由對摺處往開口處方向剪一格(或用美工割開)。5拉住紙張對摺處，將紙張立起來。6抓住紙張兩側向下摺，讓紙張重疊。7整理一下摺痕，讓書在合起來時能更加工整。8作品完成。
十一˙自然與生活科技，意義即統整課程，乃生活大師的解決人生的問題。故，其乃問題、知識、現象、對象、訊息是什麼的認識與反省？重點是：其對我們有什麼意義？影響？作用或功效？特為吉凶、利弊、美醜、善惡、是非、對錯的判斷，由是採取適宜的行動或操作，以為安全、直覺利、感覺好、對我善、是是且確實是。
自然與生活科技的原理E＝MC2，眼下一切皆由是出，牛頓三大定律最能闡釋。故，動、靜、主動(生命與意識與上帝)、被動而人文焉，乃為自然的物理、化學、生物與心理，衍為人文的性理與仁，是謂自然技性習俗焉。技即技術，習即個人習慣，俗即民俗傳統，性即個人特質或個性。動，有生命之動、物之動及化生變化，亦有外力作用與自力作用之別如撞球及覓食等，由是乃為運動、動作、行動與行為。運動乃天體運動意如流水等，動作乃本能動作如走路等，行動乃意欲動作如群體抗爭等，行為乃意識的主體性行動而為舞蹈或負責之端也。(慾望是動物的本能，欲望是人的生存本能，意識是成為人物的條件之一，意志為性，志為德矣。)自力作用，特源於安全、工作(覓食)、求偶、娛樂、力(勁道)、美與藝術。
定義即第一個人說了算，這就是原創力的直接呈現，乃前無古人，後來者接著或批判的說也。即：那是什麼的確切回答。尤其是本質主義、現象學、動察的基本定義，這是所有人都有的能力，只是先人先用、前人修正的用，後人學的方便地用而已。
時間就是循環定義的時長、歷程，這個循環單位用在太陽就是日，用在香就是一炷香。就此，它就有了兩個哲學問題：
一˙循環定義：表示定義無效。因為，甲＝甲。
二˙然而，甲＝甲，卻是前述洞察的基礎，即同一性、自明，乃定義項與對象同一的意義，特為哲學符應說的真理觀。如：甲這支筆，就是甲這支筆。前甲為名詞，後甲為洞察的述詞。
時間有線性時間、計時時間、永恆時間、歷史時間、生長時間，乃為邁向死亡的存有、未知生焉知死、存有的遺忘求放心存之。故，時間的重點是：事、人生、生命與不朽，可以在時間軸上，一股腦兒的完成它：
一˙物理時間：生死、位移、量變、向變。
二˙化學時間：性質改變的歷程。
三˙生理時間：生長、發展及生殖。
四˙心理時間：情緒、情感、人性與自我的成長。
五˙性理時間：習俗性禮的歷史文化成長。
六˙仁的時間：創造、原創力的利永貞從心所欲不踰矩。
實驗的真諦：對對象作知性的操作練習，(排除經驗的摸索- -實驗)此練習以可操作項為重點。如對月球等不可操作項等，即避而不論。對立即影響項，即限定如隔離猶實驗室等，由是展開實驗操作。就此而言，它確實有些功效。但是，力量小時，它本身還能消化。力量大或累積到一定量時，功效與禍害就難以平衡而有併發症或後遺症之虞，尤其是後遺症。如眼下的核定災害，尤其是不願面對的真相，，更尤其是公園大道740號肥貓貽禍世界金融風暴。西方享盡了文明操作的好處，卻讓全球受害，尤其是全球化。因此，故國對實驗操作，向來都是非常的小心，尤其是面對生命，更尤其是面對人。乃將每一個對象，都當作天看待，乃由仁義行的惟敬惟和，是謂天人合一。然而，人與天畢竟不同，乃和而不同的惟敬與德于天，亦和而不同的惟敬惟和於人。
哲學上position的意義：
一˙空間的先佔性：同一空間，無已置兩物。
二˙作用的優先性：近者優先。
三˙同一性的整全存在而不是唯物論或唯心論，乃一見即明的心物合一論，特為符應真理觀的基礎，故國傳統為之「身＋心」的仁。這是說：我們是心身合一的存在事實，此一事實是心身合一的存在事實，特為心與身同一的存在事實整體。雖然，我們看不到心，卻每一個人都感覺到心的存在，每一個人更相互理解彼此的心亦存在。就好像我們現在的教學，既是心的功能與作用，更是心的教學功效。否則，不學，不知道，學了就知道了。知道，有什麼用呢？譬如：我想到臺灣去，去到臺灣後，還能拼得自己的幸福，更能為臺灣或家鄉開創福祉。我們就：心指揮身去做，身帶著心去了臺灣。同理，心身同一，我們就完成了自己的心願，更緬臺兩方讚矣。
四˙正是上述的操作，我們乃能向、量、時、質、技巧的操作，讓我們精確的計算出它的適切數據而適切的操作，乃事半功倍、又美且皆大歡喜矣。
五˙故，位置的重點是：動和不動的區別關鍵。亦是力量大小、距離遠近、時間久短之別，更是中與不中的判準。
六˙動：
(一)主動：意識行為或心志行為等。
(二)被動：撞球或風動等。
(三)帶動：乘車或水漲船高等。
(四)運動：略。
(五)行動：略。
(六)動作：略。
(七)行為：略。
(八)思考：符號、概念或觀念(經驗)等。
真空中，羽毛與銅幣的下降，速度是相同的。因為，地心引力都一樣，不一樣是空氣浮力(阻力)的關係。問題是：地球與月球的關係。又，地球與太陽的關係、與太陽系的關係、與宇宙的關係。因此，地心引力乃大吃小的關係，尤其是紅→白→黑矮星而黑洞而擬大爆炸，其中黑洞吸進了一切力量而有大爆炸點的可能意味，由生命的精華為種子或精卵。就此，生命意識就是想像、理解與抵抗這個力量而謂命，三才由是立焉。因為，每個力之外，還有力在相互作用著，只是眼前平衡而穩定罷了，卻隨時有失衡的可能。又，它、祂這樣的平衡穩定時長，(某種永恆或一生)我們只是其中的霎那而已。所以，我們不察而自以為自己永恆，只有轉化魂魄為性德，這才能與此同遊或超越之也。
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