小學能源教材設計與開發

.臺北市立教育大學應用物理暨化學系系主任；.臺達電子文教基金會副執行長 古建國 張楊干

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小學能源教材設計與開發

1.臺北市立教育大學應用物理暨化學系系主任；2.臺達電子文教基金會副執行長 古建國1張楊干2

本研究旨在開發小學能源輔助教材。首先進行文獻探討，分析現行小學節能減碳教材內容與專家學者對節能減碳概念研究、能源教材開發之研究與專家學者對能源教材之研究，并以此為根據，擬定能源教育輔助教材架構草案，經教師與專家們所組成研發小組透過專家焦點座談，擬定小學節能減碳教材單元，進行小學能源教材繪本開發、教學手冊編輯與教學檔案，再經專家審查后，完成能源輔助教材供教學使用。

能源輔助教學 開發 教學手冊

1 研究動機

1979年與1990年的兩次能源危機，讓各國政府對能源供給問題給予高度關注。臺灣化石能源嚴重缺乏，加上燃燒化石燃料所造成大量二氧化碳造成環境問題等因素，加上面臨化石燃料日漸枯竭的狀況，我們除了尋找替代能源之外，還要積極開發干凈的能源，來解決目前所面臨的難題，也是目前人類當前的課題。世界各地無不強化能源教育，例如日本也從1986年開始推動能源教育(黃筱琳，1998)，或是美國威斯康星州提出的K-12能源教育方案，針對能源議題成立單元單獨授課，以提升大眾能源教育素養等，再在凸顯提出完整能源課程是件迫不及待的重要課題。

2 研究目的

①發展小學能源議題輔助教材。

②發展小學能源體驗教材(志工手冊)。

3 文獻探討

日本國內財團法人“社會經濟國民會議”將能源教育內涵分為：①能源的演進②居家與能源③能源與社會、政治、經濟的關系④能源發展與環境⑤能源的經濟評估性⑥能源與安全⑦能源與分布⑧節約能源⑨能源限制⑩能源開發⑾能源與科技(李雅如，1995)。

美國教育測驗服務社(Educational Testing Service, 1976)認為能源教育包含①能源與自然資源②能源與環境③節約能源④能源與食物⑤能源使用策略。美國印第安納州(Indiana State Department of Commerce, 1982)之能源教材內容包括：①能源的選擇②家中能源的消費③能源使用④能源與經濟⑤能源與農業⑥石化燃料與能源選擇⑦能源的換算⑧能源效益⑨能源法令。

美國KEEP能源教育教材是由美國威斯康星州立大學Stevens Point校區以及威州環境教育中心主導，結合能源專家、環境教育學者與教師，透過參與、討論及使用后修正所發展出的能源教材。KEEP提供教案大綱，由“我們需要能源”、“開發能源資源”、“開發能源資源的影響”、“能源資源使用的管理”四大主題構成，每一個主題中的觀念再細分成數個次主題，并針對年段的不同細分為幼兒園到小學4年級、5年級到8年級、9年級到12年級等學習階段（見表1）。

表1 KEEP 能源教育教材四大主題與次主題

數據源：大地旅人環境工作室、臺達電子文教基金會（2006）。K-12能源教育電子書。取自http://163.20.2.20/wsjhweb/keep/project01.htm

大地旅人環境工作室、臺達電子文教基金會則參酌此一教材，發展臺灣的KEEP能源教材，見表2。

表2 臺灣KEEP能源教育教材教學單元

數據源：大地旅人環境工作室、臺達電子文教基金會（2006）。K-12能源教育電子書。二、學者對于能源教育內涵的看法

吳有為、張自立、辛懷梓（2009）則將能源教育分為4個主類目：①能量的概念②能源的開發③能源開發的影響④能源的管理及11個次類目：1-1 能量的定義與自然法則、1-2 無生物系統中的能量流動、1-3 生物系統中的能量流動、1-4 生態系統中的能量流動、2-1 能源的開發與消耗、2-2 再生能源的開發、3-1 環境與生活質量的影響、3-2 健康與安全的影響、3-3 社會經濟的影響；而臺灣師范大學能源教育推廣小組建置之能源教育信息網則將能源教育分為①能源簡介②節約能源③環境保護④能源種類⑤能源使用⑥能源技術⑦.能源政策與管理⑧能源展望等8個項目。

4 研究方法

本研究采用“文獻回顧法”搜集碩博士論文、期刊及與能源學校等相關教育推動案例等，進行文獻探討與內容分析，繼以專家焦點座談訂定能源議題單元與審查繪本與教學手冊，以建構小學能源教材提供教師教學使用與體驗教材提供志工教學。

5 結果與討論

5.1 發展小學能源輔助教材

能源教育有效推動，首先強調課程融入與教材延伸學習是很重要步驟，開發能源輔助教材，提供教師教學有助于加速能源教育推動。研究者根據相關能源教育教材單元與內容、能源教育發展等相關文獻，將能源教材分成四個項目，二十七單元，見表3。

表3 小學能源教材

第一項目：我們的能源——包括認識臺灣化石燃料(石油、煤礦與天然氣)。

第二項目：能源與生活——從食、衣、住、行四個面向出發，討論能源在生活中的使用與重要性；另外還介紹生活中如何藉由每日太陽能發電的不同，學習電氣設備如何有效使用，進而認識節能重要。

第三項目：再生能源——教導學生了解現在發展與使用中的再生能源：太陽能、風能、水力能、生質能與氫燃料能，使學生了解再生能源重要與發展瓶頸，以引導學生日后能突破各種限制，有利利用天然節凈能源。

第四項目：能源管理——教導學生從用電調查出發，認識能源有效使用，進而規劃用電與做到節能省電小尖兵，培養能源有效使用與管理概念。

5.2 發展小學能源體驗教材(志工手冊)

能源教育除了融入課程所開發輔助教材之外，如何與生活經驗結合，并能實際體驗或規畫，并能提供志工進行教學，可引導能源教育從學校走入家庭或小區，因此發展能源體驗教材，有助于擴大能源教育學習與教學層面。研究者根據相關能源教育研究，結合教師與志工等各6位編輯能源體驗教材。教材分成四個項目，十六單元，見表4。

表4 小學能源體驗教材(志工手冊)

第一項目：節能篇——包括認識電費賬單、讀電表，到認識教室與家庭電器耗能的調查，了解我們使用電力情況，并期待能做到生活節能。

第二項目：減碳篇——包括認識碳循環、碳足跡，并以休閑活動為例，在兼顧旅游質量下規畫如何減碳又能享受旅游樂趣。

第三項目：管理篇——包括認識能源現況與危機、太陽能使用，并介紹利用零碳教室學習能源管理。

第四項目：永續篇——包括臺灣目前太陽能設施、風力設施與水利設施等，進而引導學生了解再生能源得來不易，進而關懷環境，建立能源環境永續概念。

6 結論

本研究中透過文獻探討與專家學者教點座談結果，發展小學能源教材，所得結論如下：

（1）小學能源教材有效推動，首先強調課程融入與教材延伸學習是很重要步驟，研究者根據相關能源教育教材單元與內容、能源教育發展等相關文獻，建構小學能源教材，分成四個項目，二十七單元。項目一：我們的能源；項目二：能源與生活；項目三：再生能源；項目四：能源管理。

（2）提供志工進行教學，可引導能源教育從學校走入家庭或小區，因此發展能源體驗教材(志工手冊)，有助于擴大能源教育學習與教學層面。研究者根據相關能源教育研究，結合教師與志工編輯能源體驗教材。教材分成四個項目，十六單元；項目一：節能篇，包括認識電費賬單、讀電表，到認識教室與家庭電器耗能的調查；項目二：減碳篇，包括認識碳循環、碳足跡，并以休閑活動為例，規畫如何減碳又能享受旅游樂趣；項目三：管理篇，包括認識能源現況與危機、太陽能使用，并介紹利用零碳教室學習能源管理。項目四：永續篇，包括臺灣目前太陽能設施、風力設施與水利設施等，進而引導學生了解再生能源得來不易，進而關懷環境，建立能源環境永續概念。

致謝

本教材開發特謝感謝臺達文教基金會經費贊助－2010年全校參與式能源輔導計劃、2011年能源基地計劃、2012年能源領航計劃；另感謝伙伴學校包括臺北市碧湖小學、臺北市立教育大學實驗小學與萬芳小學、新北市國泰小學、高雄加昌小學老師的參與，使本教材順利產生，在此致謝！

[1] 大地旅人環境工作室、臺達電子文教基金會（2006）.K-12能源教育電子書.取自http://163.20.2.20/wsjhweb/keep/project01.htm

[2] 吳有為. 以KEEP教材中之能源教育概念分析小學翰林版教科書內容涵蓋能源教育概念之研究[D]. 臺北: 臺北教育大學，臺北市。

[3] 吳有為, 張自立, 辛懷梓. 以KEEP 教材能源教育概念為基礎之小學教科書能源教育內容分析研究. 華人地區社會變遷與科學師資培育學術研討會, 2009.

[4] 李雅如. 高中教科書內能源教育之內容分析[D]. 彰化師范大學，1995.

[5] 黃筱琳. 高雄市中學生能源認知與態度之研究[D]. 高雄: 高雄師范大學，1995.

[6] US.Department of Energy Office of Fossil Energy(2007)。Carbon Sequestration Technology Roadmap and Program Plan [7] 2007. Retrieved from http: // www.netl.doe.gov/technologies/carbon_seq/refshelf/project%20 portfolio/2007/2007Roadmap.pdf

[8] Indiana State Department of Commerce (1982). Lesson from an energy curriculum for the senior high schools. (ERIC Document Reproduction Service No. ED 219 268).

[9] Pickering, K. T., & Owen, L. A. (1994). An introduction to global environmental issues. London: Routledge.

[10] United Nations Environment Programme(2011). The Green house effect. Retrieved from http://www.grida.no/CLIMATE/VITAL/03.htm

[11] University of Wisconsin–Stevens Point, Wisconsin Center for Environmental Education（1993）. Wisconsin K-12 Energy Education Program (KEEP). Retrieved from http://www.science-house.org/energyliteracy/Conceptual_ Framework.pdf

[12] US Department of Energy (1982). A conceptual Framework for Energy Education (K-12). Washington, DC, USA: US Dept. of Energy