研究背景與動機

能源是推動國家發展與經濟活動的基本動力，經濟愈發達，對能源的依賴度 愈深。在1970年代石油危機之後，「能源」成為各國最關注的問題，如何提高能 源利用效率和減少對化石燃料的依賴，及如何避免能源價格的不斷提升和災難性 極端氣候事件發生的頻率，各國政府無不致力於增加能源來源的多樣性以達永續 發展，而能源教育培育是實踐「永續發展」之最佳對策，審視我國中小學能源教 育，未將「能源」獨立為一專門科目，也未有單一的教科書，使得能源教育發展 上產生許多變數。本章共分為四節研究背景與動機、研究目的、研究範圍與限制 與名詞解釋，茲分別敘述如下。

第一節 研究背景與動機

「能源」是我們現代生活中賴以生存的重要工具，檢視人類的生活，舉凡日 常生活一切，無不依賴能源，但我們很容易忘記，它也是一種有限的資源。不置 可否，能源是一切產業發展的動力，並且與人類生活密不可分，隨著經濟的發展，

人們對能源的依賴也日益加深(田振榮，1992)。近半個世紀來，由於世界人口增 加快速和產業大量工業化，全球能源需求量大增，國際能源總署（IEA）2012年 世界能源展望中指出從現在到2035年，全球能源需求將增長三分之一以上(IEA，

2013a)。

根據英國石油公司(British Petroleum［BP］, 2013)2013年6月發布的世界能源 統計年鑑指出，2012年全世界能源的消耗量，石油佔33.1%、天然氣佔23.9%、煤 礦佔29.9%、核能佔4.5%、可再生能源(風力、水力)佔2.4%；可知全球能源消費 仍然偏重於化石燃料，占能源消費比例高達86.9%，石油、煤及天然氣是全球能 源需求的三大能源，預估到2040年這三種傳統化石能源仍佔全部能源需求的80%

以上（ExxonMobil, 2012）；然而當人類在使用這些化石燃料時，往往忽略這些 化石燃料非取之不盡，用之不竭，截至2012年底全球化石燃料的存量，石油可再

使用52.9年，天然氣可再使用55.7年，煤炭可再使用109年(BP, 2013)；這些化石 國加州大學Scripps海洋研究所在美國夏威夷的Mauna Lao火山全球二氧化碳標準

煤及煤產品

測站首度測到了超越400 ppm的尖峰值，這數值再度讓各界關注到二氧化碳上升 趨勢的嚴重性（葉欣誠，2013）。大氣中過多的二氧化碳不但引發了溫室效應，

造成全球氣候急遽改變，更導致許多災難的發生（白子易，2008）。

根 據 聯 合 國 跨 政 府 間 氣 候 變 遷 小 組(Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC)歷年報告中(2001,2007,2013年)指出人類是造成全球暖化的主因，且 從2001年的66%信心度，到2007年的90%信心度，到2013年第五次報告(AR5)提升 為人類活動極有可能(extremely likely,95%信心度)是造成20世紀中葉以來暖化現 象的最主要因素，而且如果持續排碳下去，最糟的情境是在本世紀末(2081~2100 年)溫度升高4.8℃，海平面最糟會上升82公分，比2007年前評估升溫最多4℃、海 平面最多升高60公分的結論還要不樂觀(見表1-1-1及圖1-1-2)。報告更指出燃燒化 石燃料是溫室氣體增加的主因。而且整個氣候系統所有層面都出現了數千年從未 有過的變化:大氣與海洋變暖、雪冰減少、海平面上升、溫室氣體濃度增加、熱浪 及極端氣候發生頻繁(IPCC, 2013)。

表1-1-1 IPCC 第四份評估報告和第五份評估報告比較

2007 評估(AR4) 2013 評估(AR5) 21 世紀末升溫 1.8-4℃ 0.3-4.8℃

21 世紀末海平面上升 18-59CM 26-82CM 資料來源:環境資訊中心，2013

圖1-1-2 本世紀末(2081~2100 年)地表平均溫度 資料來源:IPCC，2013

為因應此一嚴重問題，1992年6月155個國家在巴西里約「地球高峰會議」會 議中簽署「聯合國氣候變遷綱要公約」(United Nations Framework Convention on Climate Change，UNFCCC或FCCC )；1997年12月159個國家又於日本京都通過「京 都議定書」，以規範各國溫室氣體的排放，建立具體的環境管理措施，降低能源 使用對環境的危害，顯示能源議題在國際將持續不斷受到重視，也開始試圖利用 各種方法，阻止全球平均溫度上升達到世界公認的門檻2℃。雖然我國並非聯合 國之會員，無法簽署京都議定書，目前未受直接減量的規範，但依據國際能源總 署IEA/OECD於2013年10月出版之能源燃燒二氧化碳（CO2）排放量統計資料顯 示，我國2011年能源燃燒CO2排放總量為264.66百萬公噸，占全球排放總量的 0.84%，全球排名第23位(IEA，2013)，也有義務擔負減量之責任，身為地球村的 一份子，我們仍須努力減少化石能源之使用。

世界各國追求經濟成長之際，不論開發中國家或已開發國家對於能源需求皆 大幅增加，而石油、天然氣及煤等化石燃料即將枯竭，如何降低能源枯竭之衝擊、

提升能源使用效益及發展再生與替代能源，已成為世界各國能源開發與應用重要 課題。在開發新能源方面，近年來最引人注目的是美國頁岩油(頁岩氣)革命，美 國頁岩油氣於2007年因廣泛運用水平鑽井和水力壓裂等開採技術才開始商業化 開採，根據國際能源總署（IEA）推估，由於美國在開採技術等各方面領先全球，

2030年前便能成為全球最大產油國且為石油淨出口國，更預測美國會在2020年時，

超過沙烏地阿拉伯和俄羅斯成為世界第一大產油國(商業週刊，2013)。而日本於 2011年遭逢311地震福島核災之慘痛教訓，日本政府為降低對核能倚賴，也開始 加速對天然氣水合物生產開發測試，這些新能源開發都會影響能源的發展及國際 經濟。

由於能源問題是一種長期性、持續性的問題，最根本務實的方法是從教育上 著手，因學生可塑性高，於學校中加強他們對能源的認識，並培養出正確的能源 態度，進而養成良好的節約能源習慣，對國家能源的發展有長遠的助益(楊接信，

2002)。戰寶華(2010)認為教育是改變人類思維與行為之希望工程，鑑於能源與暖

化等新議題之重要性與迫切性，其屬性不單僅是即知即行，更必須是觀念深植與 習慣養成。Chen & Lai (2009)進一步闡述，對於能源教育的推展，可以從兩方面 去著手:一為開源、二為節流；在開源的部分，宜由大學與研究所機構，努力尋 求開發能源新科技與提高能源使用效率；在節流的部分，則由小學至各級教育階 段，致力加強節約能源與延續能源使用年限、培養愛物惜物觀念、擴大資源回收 年限，以減緩能源危機並達到能源永續發展的目標。

能源教育是目前世界各國非常關心的教育課題之一，世界能源第一大國的美 國於1982年開始實施能源教育，而鄰國日本也在1986年開始實施能源教育(黃月純，

2009)。許志義(1991)認為能源教育是政府能源政策中極重要的一環，因為能源教 育一方面可使民眾對政府能源政策給予充分的配合；另一方面可藉此培養專業的 能源技能、能源經濟及能源行政人才。

我國能源教育隨能源政策的制定而持續推動與發展，早於民國七十九年因能 源政策修正，正式把能源教育列入專章，期以政策的推動，落實全民的能源教育，

提高能源素養(涂重敬，2000)。教育部與經濟部於民國八十四年十月所公布的「加 強國民中小學能源教育實施辦法」中，亦強調國民中小學的能源教育，應強調能 源素養的培養(田振榮，2001)。我國能源政策希望透過教育的方式加強學生對能 源及節能減碳的認識，並培養出正確的能源態度，進而養成良好的節約能源習慣。

多位學者指出，能源教育中最重要的階段就是中小學，若要有效實施能源教育必 須從小學就開始來著手(游光照，2004)。但目前能源教育尚未正式納入現行九年 一貫課綱中，以致各級學校都面臨缺乏完整的課程架構與內容、正式的教學時間、

充分的教學人力與設備資源等限制與不利因素(賴慶三，2013)，因能源教育分散 於少數幾個科目，且是利用融入式學習的方式分散於相關的學習領域當中，使得 能源教育在推展上添加了些許變數(施奉君，2010)。國內目前多數中小學教師及 學生均普遍缺乏正確能源教育資源及觀念，執行效果深受影響，亟需針對能源教 育規劃及編輯更多參考教材，提升能源素養以面對未來愈趨嚴苛的挑戰(林文濱、

嚴考豐、張春田、喻國湳、江承翰，2010)。

多位研究指出國中小學生能源知識來源主要來自於學校教育(吳文雄，2002；

林錦足，2007；石台榮，2009；林雅雯，2009；施奉君，2010)，因此學校師長教 導頗為重要，而教師之教學若能夠有具體之課程或教材，將能使能源教育事半功 倍。因此俗話說:「工欲善其事，必先利其器」，所謂的「器」就是指教學過程中 教師能運用的輔助教材或教學活動，有鑑於九年一貫課程中沒有正式的能源教科 書可供學生上課使用，且能源教育相關研究多僅針對單一學習階段分析，而沒有 就九年一貫整體情形進行之分析，故研究成果無法做為設計跨年段、融入式教學 之根據。故本研究為國科會計畫「能源教育教材研發及其效用評估」第三年的一 部分，此計畫團隊針對五年級學生研發一套完整能源增能教材，本研究探討除了 五年級適用此教材，是否其他年級也適用，因此藉由七年級學生能源知識現況分 析，結果可作為研究團隊編撰能源增能教材應用的依據，此為研究動機之一。

因九年一貫能源教育分散於各科中，如欲使學生能有完整能源知識目前多實 施統整課程，Mason (1996)指出在統整課程中教師可能面對的問題，就是知識的 問題（the teacher knowledge problem），因為缺乏充分的能源知識及完整教材而 影響能源教育推展。九年一貫課程綱要推行以來，國中教師分科教學的本位主義，

相較於國小教師的教學以普通學科為取向且包班制，國小比國中在統整課程的實 施先天條件來得容易，以台灣博碩士論文知識加值系統查詢有關能源議題的教學

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