課程進度

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週次

課程內容

第1週

課程介紹~科技發展與人類文明進展


1.介紹本課程教學理念、教學目標、授課內容與進行方式。
2.科技發展對人類文明的影響範疇。

第2週

單元名稱:認識、師法、愛護自然~「天人物我」環環相扣


1.認識自然、自然界的演化、自然的偉大、自然科學的由來。
2.科技源自於自然、師法自然。
3.人與天關係之價值理念、人與人關係之社會運作、人與物關係之環境掌握、人與自我關係之生命成長。

  • 新聞案例分析1. 2010年國道3號走山事件,是「小英魔咒」?(雙英ECFA辯論當天發生)。
  • 小組討論議題
    1. 人定勝天嗎?請討論。
    2. 自然界現象之觀察與報告。
  • 作業設計
    1.以台灣或國外的高速公路工程為例,寫出工程與力學或自然生態環境的呼應或違背自然定律的實例。
  • 延伸閱讀
    1.柯內爾、德蘭嘉(等著),林淑貞(譯),探索大地的心,第3次探訪:接近大自然,張老師文化,1996。
    2.瑞秋卡森(著),李毓昭(譯),驚奇之心:瑞秋卡森的自然體驗,晨星,2006。

第3週

單元名稱:人類文明的起源~火與石器相遇?1.人類文明的開始:火、器具、數與形等的運用。
2.史前人類使用與製作器具之進展。Ä小組討論議題1.當人類過著狩獵與採集天然動植物的洞穴生活,可能有什麼需要才會用到數與形?

  • 延伸閱讀
    1.潘震澤譯,Spencer Wells著,《潘朵拉的種子:人類文明進步的代價》,第一版,天下遠見2011(第43至46頁:為什麼人類會選擇農業生活)(Pandora’s Seed: The Unforeseen Cost of Civilization )

第4週

單元名稱:古代的科技文明~古埃及與古希臘的天文又幾何!


1.古埃及文明:(1)滾輪、槓桿、舟車、平衡等的運用;(2)金字塔、 墓穴、方尖碑、神殿等的建造;(3)測地術(geometry) 、算術(calculus) ;(4)天文學。
2.古希臘文明:(1)神殿的建築-力與美、幾何之美(黃金比例);(2)運動與劇場-自然、力與美;(3)幾何學派:畢達哥拉斯、柏拉圖、歐幾里得;*亞里斯多德 (Aristotle,384-322BC)「地心說」(托勒密)「作用力與速度的關係」;*阿基米德(Archimedes,287-212 BC) 的「阿基米得原理」與「槓桿原理」;*泰勒斯(Thales,約625- BC) 第一位哲學家數學家;(4)天文學、幾何學、哲學、自然科學。

  • 作業設計
    1.請找出古代的科技文明中一位有關天文學、幾何學、哲學或自然科學的科學家,並說明對社會文明的影響。
  • 小組討論議題
    請比較古埃及文明與古希臘文明對社會影響的異同點。

第5週

單元名稱:古代的科技文明~中華古文明的指南立大功


1.中華古文明及其他:指南車、兵器、弓箭、軍事工器、舟車。
2.墨子(468-376 BC):思想家,哲學家,力學,物理學,幾何學。3.張衡(78-139) ,科、哲、文、藝。

  • 作業設計
    1.請找一位中華古文明時代的科學家或技術發明家及其科技成果對社會的影響。
  • 小組討論議題
    1.請比較中華古文明與古埃及文明對社會影響的異同點。
    2.請比較中華古文明與古希臘文明對社會影響的異同點。
  • 延伸閱讀
    1.吳國盛著,《科學的歷程》,第二版,北京大學出版社2002

第6週

單元名稱:中世紀的東西方科學與文明進展1.(中國) 筆、紙、印刷術、火藥、長城、運河、建築、醫學、數學、天
文等。
2.羅馬帝國的興盛、教堂與城堡的建築。

3.船艦。

  • 小組討論議題
    1.探討東西方科學的交流情形及對東西方文明進展有何影響?

第7週

單元名稱:文藝復興與近代科學革命,及其對人類文明的影響~「以日為心」顛覆天地思想
1.科學思想的啟蒙與科學的興起,人文主義:但丁、彼特拉克、莎士
比亞等主張依自然生活崇尚理性。

  • 作業設計
    1.請從下列選一位科學家簡述其貢獻及對社會的影響:
    (1)達文西(da Vanci,1452-1519)的成就;
    (2)哥布尼(Copernicus,1473-1543)-(日心說);
    (3)布魯諾(1548-1600)宇宙無中心無界限,被處死;
    (4)伽利略(Galileo,1564-1642 )-”Dialogue on the Great World Systems” (1632)啟發了近代科學思想;
    (5)開普勒(Kepler,1571-1630)-行星運行三大定律;
    (6)法蘭西斯培根(1561-1626,英國哲學家);
    (7)馬可波羅、(8)哥倫布、(9)麥哲倫、(10)或同時代的科學家。
  • 小組討論議題
    1.請討論「科學思想的啟蒙與科學的興起」對社會文明的正面或負面影響。
  • 延伸閱讀
    1.謝怡慧著,《影響世界的重要科學家》,初版,好讀2005

第8週

單元名稱:文藝復興與近代科學革命,及其對人類文明的影響~「血液循環」破除古老迷信1.藝術(繪畫、雕塑)與音樂的成就,喬托、米開蘭基羅、拉斐爾、波提
且列等。
2.醫學:維薩里、塞爾維特、哈維等。

  • 小組討論議題1.請討論「藝術(繪畫、雕塑)與音樂的成就」對社會文明的正面或負面影響。
  • 延伸閱讀

1.謝怡慧著,《影響世界的重要科學家》,初版,好讀2005

2.吳國盛著,《科學的歷程》,第二版,北京大學出版社2002

第9週

校外教學:「科技發展與人類文明大自然的浩劫力量」參觀臺中市霧峰921地震教育中心:預防地震災害的永續工程●參觀埔里紙教堂:紙教堂的感人故事

  • 參觀石岡水壩:921地震後恢復與加強工程的規劃情形與成效
  • 分組學習活動:預防地震災害的永續工程設計探索分組競賽
  • 第一次專題報告

第10週

單元名稱:近代科學發展與技術化歷程,及其對世界文明的影響~「站在巨人們的肩上」所以比別人看得遠些1.牛頓經典力學體系的建立:萬有引力和三大運動定律(1)笛卡兒(1596-1650):提出「我思故我在」並建立了解析幾何;(2)惠更斯(1629~1695)提出「光的波動學」;(3)胡克(1635~1703):出版「顯微圖」創細胞名詞,胡克定律;(4)牛頓(1642~1727)和萊布尼玆(1646~1716):微積分的建立。

2.力學的發展

(1)吉爾伯特(1540-1605):出版「磁石論」地球是一巨大磁石;(2)托里拆利(1608-1647):發明氣壓計;(3)巴斯卡(1623-1662):出版「液体平衡論」,提出巴斯卡原理;(3)蓋里克(1602-1686):做摩擦生電的研究;(4)馬略特(1602-1684):認為植物的汁液如同動物的血液作用。(5)波意耳(1627-1691):出版「懷疑的化學家」,探討元素、火、燃燒。

3.數學的發展

(1)萊布尼玆創建微積分,運用分析學方法「先積後微」;(2)牛頓創建微積分,以力學為基礎「先微後積」;(3)伯努力、Jakob(1654-1705)、Johann (1667-1748)兄弟,及約翰的三個兒子Nicolaus、Daniel和約翰二世,成就貢獻廣泛,如:極座標、微分方程、統計學、概率論等;(4)歐拉(1707-1783)、棣美弗(1667-1754);(5)泰勒(1685-1731)、麥克勞林(1698-1746);(6)拉格朗日(1736-1713)、拉普拉斯(1749-1727)。

  • 小組討論議題
    1.討論是「先有數學才有力學」或「先有力學才有數學」或另有其它可能性,如「數學是力學」,或「力學是數學」?
  • 延伸閱讀
    1.謝怡慧著,《影響世界的重要科學家》,初版,好讀2005
    2.吳國盛著,《科學的歷程》,第二版,北京大學出版社2002

第11週

單元名稱:近代科學發展與技術化歷程,及其對世界文明的影響大學林立,民主思潮啟蒙1.科學方法論與機械自然觀的建立(1)培根的科學方法論主張必須重視觀察、經驗;(2)笛卡兒在「方法談」中提出了數學演繹法;(3)伽俐略對自然的研究分為直觀分解、數學演繹、實驗證明;(4)牛頓提出四條推理法則,可以稱之為「歸納─演繹法」;(5)波意耳的原子論復興是機械自然觀的一種具體形式;(6)自然的數學化與機械自然觀的確立。

2.科學組織與研究機構的創立

(1)義大利-自然祕密研究會(1560年創立),林琴學院(1603年成立),齊曼托學院(1657年成立),皆在短時間後解散;(2)英國-哲學學會(1640年代創立),皇家學會(1660年創立),格林威治天文台(1675年正式成立);(3)法國-巴黎科學院(1666年正式成立),巴黎天文台(1669年成立);(4)德國-柏林科學院(1700年成立);文藝復興之後歐洲大學林立,民主思潮獲得啟蒙。

  • 小組討論議題
    1.討論大學起初設立時和現今大學的內涵有何異同?

第12週

單元名稱:近代科學發展與技術化歷程,及其對世界文明的影響~有力又加電使社會更「容光煥發」1.力學的擴展與成就(應用)(1)從古希臘到牛頓時代:天體力學和地上物體的運動力學與靜力學;(2)十八世紀之後:彈性力學、流體力學、熱力學、波動學、光學、電磁學等,並激發了各種科技的蓬勃發展,並產生了第一次和第二次工業革命;(3)到了廿世紀:自然現象定律的力學闡釋。

2.第一次工業革命

瓦特1769年成功改造紐康門蒸汽機後:紡織業、礦冶業、鋼鐵業、化工業等更快速繁榮,及運輸工業發達引使得生活文明發生重大變革。

3.第二次工業革命

(1)奧斯特和安培於1820年發現電流磁效應及法拉第於1831年發現電磁感應定律之後電力與電信的發明:人類生活文明進到更光明燦爛的新時代;(2)蓋-呂薩克(1778-1850):研究氣體行為和化學分析;(3)拉瓦錫(1743-1794):完成「化學命名法」及「化學基本論述」。

  • 作業設計
    1. 試找出第一次工業革命及第二次工業革命對人類社會文明影響的異同點。
  • 小組討論議題

討論人類若沒有運輸工具及電力與電信的發明應用,你(妳)可想像現今社會文明可能是什麼狀態,更減損或仍會增長?

第13週

專題演講:「半導體職場經驗」專家介紹邀請陳調鋌董事長蒞校演講 (科準科技股份有限公司董事長;曾任:思源科技股份有限公司研發部副總經理、執行長)

專題內容從電子科技職場的真實面分享倫理的重要性,並透過與專家的對話,讓學生針對專業與倫理之間關係有更深刻體會。

  • 小組討論議題
    探討現代高科技對社會文明進路的衝擊及省思。

第14週

單元名稱:現代(廿及廿一世紀)高科技成就,發展與影響(一)內容重點1.量子力學2.相對論3.人類思想的軌跡(至廿世紀)(1)伏爾泰(1694-1678):法國啟蒙時代思想家;(2)孟德斯鳩(1689-1655):西方國家學說和法學理論的奠基人;(3)盧梭(1712-1778):文明社會的控訴者,「論科學與藝術」;(4)馬克思(1818-1883)是馬克思主義創始人,著「資本論」,是近代共產主義的啟蒙者;(5)恩格斯(1820-1895)德國社會學家編輯了《資本論》的第二、三卷;(6)羅素(1872-1970)是二十世紀最有影響力的哲學家,反對戰爭,主張核裁軍,並發表了著名的《羅素—愛因斯坦宣言》。

  • 延伸閱讀
    1.Steve Parker著,趙德傑、李慶學、張鵬 譯,《科學技術100年》,第一版,三聯書店(香港)有限公司2003
    2.謝怡慧著,《影響世界的重要科學家》,初版,好讀2005
    3.Robert Downs著,彭歌譯,《改變麗史的書》,三十九版,夏林含英,1979。
    4.吳國盛著,《科學的歷程》,第二版,北京大學出版社2002

第15週

協同教學:現代高科技成就,發展與影響(二)1.原子物理學2.原子能應用3.第二次天文學革命4.航太科技

5.電子與資訊科技

  • 小組討論議題
    探討「原子彈與核武器」與「核能的和平用」如何引導各國採用和平用途,使地球能「永續運作」?
  • 延伸閱讀
    1.Steve Parker著,趙德傑、李慶學、張鵬 譯,《科學技術100年》,第一版,三聯書店(香港)有限公司,2003。
    2.謝怡慧著,《影響世界的重要科學家》,初版,好讀,2005。

第16週

協同教學:現代高科技成就,發展與影響(三)1.生物力學2.生醫科技

  • 延伸閱讀
    1.Steve Parker著,趙德傑、李慶學、張鵬 譯,《科學技術100年》,第一版,三聯書店(香港)有限公司,2003。
    2.傅世俠,張昀 編,《生命科學與人類文明》,初版,凡異,1995。
    3.吳國盛著,《科學的歷程》,第二版,北京大學出版社2002

第17週

 總結, 第二次專題報告

第18週

期末測驗