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CHAPTER 1 科技的起源與問題解決

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CHAPTER 1 科技的起源與問題解決

  • 第一節 科技是什麼 ?

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  • 1-1 科技的開始
  • 1-2 科技的應用
  • 1-3 科技的內涵
  • 1-4 人類與科技的相處

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  • 第二節 製造的進行
  • 2-1 製造需要的元素
  • 2-2 產生想法的技巧
  • 2-3 問題解決模式

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南一國中科技

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單元一 科技是什麼

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  • 科技是人類利用材料、工具與技術來解決問題的方法，是人們從經驗中累積的成果，也是人們用來適應環境的主要方法。

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科技是什麼？

智慧王

科技是人類為解決問題而發展的整套行動辦法，包含工具、儀器、材料及動力等硬體或技術要素。換言之，科技存在的最大意義，便是協助人們適應環境並解決所遭遇的問題。

科技的目的

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　　試想一個狀況：當你獨自在沒有任何現代化產品的荒島，為了存活下來，首先你必須解決的問題是什麼？食物、保暖、安全或者是求救？

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配合活動紀錄簿第11頁進行

　　荒島上的資源有限，你必須利用身邊有限的材料，想出可能的辦法，例如：利用尖銳的石頭打獵以獲取食物（圖1-1）；收集枯葉樹枝，鑽木取火以免失溫；利用樹藤或大型樹葉搭建遮雨的棚子。

圖1-1 鑽木取火與原始工具

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  • 這些思考並製作出來的物品或工具，就是解決問題的方法，這就是科技。因此，科技就是人類為解決所遭遇的問題，運用知識、資源、工具和技能，透過系統性思考及行動所想出來的解決方式。

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人類科技自古演進至今，許多原本為了求生存而發展出來的科技也已更新。試想一下，如果一樣流落到荒島，你用來求生存的科技會和遠古時代的人有何差別呢？

想一想

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1-1 科技的開始

為了獲取食物而生存，人類在奔跑速度比不上動物的情況下，想到利用周遭的石頭製作武器來獵捕動物傳達形狀或尺寸時，可以更具體的呈現給他人了解。

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人類不像動物有皮毛可以禦寒的狀況下，想到利用樹葉、羽毛及獸皮，製做衣物來保暖

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人類在力氣不夠大的先天條件下，想到製作輪子來幫忙搬運物品。

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這些人們為了生存所想出來的方法，就是科技的起源（圖1-2）。

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圖1-2 克服問題的方法

智慧王

舊石器時代的人類可以使用的工具不多， 而且很少在同一個區域固定生活。此時發展出來的科技都和求生存有關。這個時期很重要的技術是火、石製武器。

舊石器時代的技術

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　　隨著生活經驗的累積和對事物的持續探索，人類可以在舊有的科技基礎下，發展出更好的問題解決方法。

　　例如：找到比石頭更堅韌的金屬，它的發現讓人們可以製作出更堅固耐用的工具；從樹葉鋸齒邊緣得到靈感而設計出的鋸子，讓人們可以準確迅速的進行加工；各類礦物的開採，讓人們試驗出不同礦物的各種用途。

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工具的觀察→以鋸子為例�

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傳說古代有位工匠被召進王宮建造房子，限定只有三年的建造時間，這個時間連砍木頭都來不及，是一項不可能的任務。

正當工匠煩惱而來回踱步時，不小心腳底一滑，他急忙隨手抓住地上的野草才免於受傷，但此時覺得手部傳來一陣刺痛，仔細一看，原來他的手掌竟然被野草劃開了一道傷口，鮮血直流。因此，他仔細觀察野草的樣子，難道是柔軟的野草讓我受傷嗎？這時候，才發現原來野草的葉子兩側都有許多鋒利的小細齒。

圖1-3草的葉子邊緣與鋸子皆是鋸齒狀

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工具的觀察→以鋸子為例�

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工匠一邊按壓受傷的手，一邊想著，如果把工具邊緣也像野草有鋸齒狀，應該也可以鋸切木頭啊（圖1-3）！

工匠受到了野草葉子兩側鋒利小細齒的啟發，趕緊找來一段薄薄的鐵片，在鐵片兩側磨製類似野草葉子邊緣上的小細齒，再利用磨製後的鐵片來鋸樹，發現這個想法真的行得通。工匠很高興，很快就達到建造宮殿所需的樹木數量。不到三年，一座華麗的宮殿建造完成。

圖1-3草的葉子邊緣與鋸子皆是鋸齒狀

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　　根據考古發現，距今約兩萬年前，就有類似鋸子形狀的石器被當成工具。因此，我們平時多細心觀察身邊的事物，並且多思考可以怎樣運用，就是一種改良和創新哦!

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1-2 科技的應用

科技幫助人們解決了生活中所遭遇的問題，使生活更加安全、舒適及便利。

不同時代的人會遭遇不同的問題，所以人們必須透過「新發展的」科技來解決「當下的」問題。但新科技解決了舊問題，也可能帶來新問題，此時就必須發展出更新的科技來解決，這便形成了科技發展的循環。

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你覺得哪些科技產品是生活中最不可或缺的呢？但它同時為人們來了哪些影響和問題呢？

想一想

汽車自動駕駛 2'02"

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汽車科技的發展

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可能衍生的問題

怎樣讓身障人士也能開車

針對不同身障人士設計，例如，手部有障礙，方向盤設計成可用腳來操作。

無法同時操控方向盤、油門及煞車。

?

情境

問題

改善方法

可能的新問題

改善方法

怎樣減少汽車排放廢氣

怎樣減少車禍發生

怎樣快速找到停車位

針對汽車的動力來源改善，例如：採用電動車的設計方式，減少污染氣體排放。

大量的廢棄電池如何回收處理?

?

針對車與車之間距離的偵測，例如：車距過短時，發出聲光提醒，減少意外發生。

產生的聲光可能造成駕駛人受到驚嚇。

?

針對空車位給予提醒，例如：各大賣場的停車場會用紅綠燈標示車位是否可以停放。

增加額外的用電與設置成本。

?

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1-3 科技的內涵

科技的種類繁多，如果以其屬性和用途來區分，大致可以分為以下幾類（圖1-5）：

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製造科技

傳播科技

運輸科技

能源動力科技

營建科技

生物科技

配合活動紀錄簿第12頁進行

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�製造是指將材料加工成符合人類需求的產品，因此，製造科技是指用來製作及生產物品的相關科技，著重研究的是其中的「材料」與「加工技術」。

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製造科技

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��運輸是指將人或物從一個地方運送到另一地方的活動，因此，運輸科技即是指這運送過程中所牽涉到的「載具」、「通路」和「導航」等要項。

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運輸科技

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營建指的是結構物的設計與建造，因此，營建科技指的是建造過程中涉及的工程技術與知識的探究。

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營建科技

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能源是產生動力的根源，動力則用以驅動機械運轉。能源科技主要探討的是如何產生能源、有效利用能源以及讓能源轉換。

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能源動力科技

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傳播科技是協助人類溝通、分享以及處理訊息的技術。訊息可以用圖案、文字、聲音或者影像等方式呈現。

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傳播科技

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通常指利用生物體或其代謝物質，來解決問題或製造產品的技術。

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生物科技

運用農廢抗性澱粉創新應用技術 推動生物科技發展 4'38"

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  • 雖然科技可以大致分類，但科技本身其實是綜合性的成果展現。使用分類介紹只是為了更清楚的說明其內涵，各類科技的發展應用其實是相輔相成的。
  • 例如：高速公路的興建屬於營建科技的應用，但興建時所需的鋼筋水泥則是製造科技所生產出來的，興建完畢的營運管理，則是運輸科技的範疇。

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基本上沒有一類科技是獨立存在的，科技的發展更是相互連動。

Wordwall

科技的內涵

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1-4 人類與科技的相處�

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石器時代（約西元前260萬年開始）

人類開始嘗試使用生活環境周遭可得的材料進行加工，製成所需的工具或產品。此時人們只能透過不斷的嘗試錯誤，來試著找出更好的問題解決方法，因此發展速度緩慢。

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1-4 人類與科技的相處�

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約西元前 260 萬年

石器

約西元前 100 萬年

用火烹飪

約西元前 50 萬年

住屋

約西元前 10~50 萬年

衣服

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1-4 人類與科技的相處�

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農業時代（約西元前１萬年前開始）

隨著經驗的累積和生活方式的改變，人們因需求而發展出更多、更有效的技術來改善生活環境，對於材料的使用以及工具技術的應用更有效率。此時發展出的許多技術，成為之後科技發展的重要基礎，例如：造紙術、簡單機構等。

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1-4 人類與科技的相處�

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約西元前 1 萬年

農業

約西元前 5 千年

輪軸組合（兩河流域）輪子的發明與應用，讓人們可以更輕鬆地搬運更重的物品到更遠的地方，也是後來陸路交通工具發展的基礎。

約西元 105 年

造紙

約西元 1608 年

望遠鏡

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1-4 人類與科技的相處�

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工業時代（約西元17~18世紀開始）

機械動力取代了傳統的人力與獸力，使得人們的生產效率大幅提升，各類新發明的科技產品開始蓬勃出現在日常生活中。而由於通訊科技與運輸科技的發展，人們可以相互交流（經驗互通）的次數和頻率大大提高，更是加速了科技的發展速度。

約西元 1698 年

蒸汽機

傳統企業邁向工業4.0 共同打造智慧城市 1'43''

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1-4 人類與科技的相處�

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約西元 1804 年

蒸汽火車

約西元 1742 年

電力

電力的研究與發明雖然在當下並未帶來明顯的改變，卻是人們後 續科技發展的重要起點，現代科 技幾乎已離不開電的應用。

約西元 1860 年

電話

約西元 1807 年

輪船

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約西元 1923 年

電子式電視

約西元 1903 年

動力飛行飛機

約西元 1891 年

臺鐵第一段

鐵路通車

約西元 1878 年

碳絲燈泡

約西元 1893 年

無線電通信

第一次公開展示

約西元 1907 年

直升機

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資訊時代（約西元20世紀開始）

電腦的發明加速了人類的計算與模擬速度，使得人們得以在短時間內做出以往無法做到的思考與測試，也使得科技的發展呈現爆炸性的加速。加速的知識更新與技術改良，使得人們必須隨時保持學習的狀態，才能適應科技迅速發展的時代。

西元 1946 年

電腦

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西元 1990 年

全球資訊網

www

西元 1973 年

有線網路

運輸科技的發展讓人類可以克服空間的障礙，到處移動；網路的發明則讓訊息的移動再無障礙，讓各地的人可以透過交流而激發出更大更好的思考能量。

西元 1997 年

區域無線網路

Wi-Fi

西元 1998 年

Google

公司成立

大量的資訊於網路上流通，如何隨時隨地且精準找出所需的內容，成為科技時代人們的基本需求。

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西元 2009 年

雲端運算

概念的盛行

西元 2008 年

蘋果App Store上線

個人化的科技使用需求備受重視，

而且每個人也都能成為科技發明的一份子，相互交流自己的設計成為常態。

西元 2010 年

大數據概念的大量應用

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西元 2012 年

Google Glass推出

AR技術的應用

西元 2014 年

IOT物聯網概念

開始盛行

西元 2017 年

人工智慧

人工智慧的發展與應用，讓人們覺得現代

的科技產品越來越好用，例如自動駕駛車

輛的發展或Midjourney的生成式AI繪圖，這些都是因為電腦已經可以進行更複雜的計算與判斷甚至是創作。而至今OpenAI公布的生成式模型Sora，已經可以生成影片，展現出了人工智慧發展的突破性成果。

ChatGPT 一分鐘做好Line貼圖、Logo 24'51"

Wordwall

科技時代的演變

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CHAPTER1 科技的起源與問題解決

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在科技發展迅速的現在，科技公民應具備的不僅是學會使用科技或利用科技來解決問題，也應該對科技的發展做省思。

  • 人們真的需要這麼多科技產品嗎？
  • 人們需要這麼快的科技發展嗎？
  • 當科技占滿人的日常生活，那到底是人類應用科技還是人類被科技控制呢？

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