Journal of Engineering Technology and Education, ISSN 1813-3851
國中小校園節能減碳教育推廣之研究
黃文良1 *、李岱衛1、陳威乾1、王貳瑞2 1國立高雄應用科技大學 電機工程系 2國立屏東科技大學 工業管理系 通訊作者電子郵件：[email protected]摘 要
本研究針對國中小校園節能減碳教育議題深入探討，透過既有的能源及環境教育背景為基礎，進一步 釐清節能減碳教育的範疇，藉以規劃出一系列的教學活動。文中特別提出校園節能減碳行動指南，提供學 校各層級人員實施的參考。於教材設計方面，融入多媒體劇本，讓學習增加具有趣味性；於教育推廣方面， 則建置網路數位平台輔助學習。節能減碳教育的最終目的在於培育具有節能及減碳素養的公民，並於日常 生活中實踐。本研究的成果，希望能有助於國內各國中小校園推廣節能減碳教育。 關鍵字：國中小校園、節能減碳教育、數位學習、多媒體應用、教學活動設計1. 前 言
能源一直是人類社會經濟發展的最主要動力。由遠古時代徒手打獵獲取維生的能量，演進到近代懂得 利用機器代工及代步，人類生活變得愈來愈便利。早期人類認為民生經濟及生活改善是社會發展的首要目 標，對於能源的使用幾乎是沒有太多限制；直到 1973 年發生全球第一次能源危機，接著發生 1979 年的伊 朗革命及 1991 年的波灣戰爭國際事件，突然間大家意識到能源不再是取之不盡用之不竭，人類開始重視能 源蘊藏量及開發替代能源的必要性。尤其邁入二十一世紀之後，科技一直不斷地進步，我們的生活環境卻 變得擁擠且不斷地被破壞，諸如世界人口驟增、臭氧層破壞、酸雨等問題逐一浮現，雖然人類所倚靠的科 技解決掉許多不少的環境問題，可惜往往治標不治本，通常在解決一個問題後卻又產生其他更多複雜的問 題。近十年如全球平均溫度上升、南北極冰帽逐漸融化、海平面上升、氣候異常、生物滅絕的事件頻傳， 世界各國驚覺事態的嚴重，假如人類不積極採取有效的措施，未來我們的生存環境將會受到威脅。經過世 界各國許多的專家及學者證實，發生全球暖化的主要原因是因為溫室氣體（其中二氧化碳占最大比例）過 多所造成，故各國開始將溫室氣體減量納入重要國家能源政策，也因此形成共識出現 1997 年京都議定書的 協議。雖然有少數國家並未簽署該項協定，但至少此項議題已經開始受到全世界各國的關注。 各國均開始積極發展新的替代能源，例如太陽、風、地熱、生物質、水力及海洋等，目的就是要尋求 替代固有的傳統發電模式，以避免製造出更多的二氧化碳，並且在減碳之餘，還是有能力繼續發展國家的 經濟，剎那間可再生能源似乎變成大家未來的希望。不過事與願違，可再生能源的開發並沒有預期中的好， 風與太陽受到先天的限制，無法持續不停地發電，再加上製造太陽能板的過程仍有環保議題存在；地熱與 海洋在使用設備上有成本過大的考量；生物質與水力在開發之初會嚴重影響周遭的生態，這些問題均嚴重 地影響人類想以可再生能源建構社會的期程。 解決問題的關鍵在於了解問題的核心，全球暖化、氣候異常等現象究竟是不是因為人類過度耗能或資 訊錯誤所致亟需釐清。前美國副總統高爾與政府間氣候變遷專門委員會（IPCC）探討過這個問題，並以「不 願面對的真相」影片及專書揭示人類是破壞地球主要的禍首[1]，2010 年國內也曾以「±2℃：台灣必須面對 的真相」影片警告在全球暖化氣候變遷下，台灣可能將是下一批的全球暖化難民[2]。國內外許多資訊顯示，育內涵以前，宜從國內已行之多年之能源及環境教育二者切入。 能源教育主要目標在於幫助大家明瞭能量形式及能源與人類生活的相關性；藉由培養民眾的能源素 養，進而提高能源使用的效率及減少不必要的能源浪費。關於能源教育的範疇國內外已有許多文章介紹 [3-5]，綜合整理其主要內容可包括如下： (1) 能量科學（能量守恆、能量轉換） (2) 能源與社會（能源政策、能源開發） (3) 能源管理（節能技術、節能措施） 環境教育主要目標是探討人類與環境間的互動關係，藉由學校正規教育培養學生於面對環境問題時得 以具備正確的處理方式。關於環境教育的範疇國內外已經有許多文章介紹[6-7]，綜合整理其主要內容可包 括如下： (1) 自然環境（生態系統、水循環、碳循環） (2) 生活環境（環境綠化、資源回收） (3) 全球環境（溫室效應、氣候異常） (4) 資源及能源（能源開發與利用、交通運輸） 近年來人類發現溫室效應、氣候變遷嚴重影響人類及生物的生存；而一般人當面對問題時，都會想以 最快速有效的方法來解決，不過面對能源危機、環境惡化牽涉極廣的問題，並非單靠科技的力量就可以解 決，而是必須從根本教育做起。既然這些問題可能是因人類錯誤行為所造成，吾人就必須從這些方面著手 加以修正；而改變認知行為的最佳場所就是學校，如將相關的知識融入學校教學中是最直接的做法。學生 在學校學習正確的觀念知識，回到家之後影響周遭的人，再由這些人影響社會，甚至是整個地球村，這才 是最有效解決問題的方式，也是推廣節能減碳教育的本意。節能減碳教育與節約能源及減少排碳相關，因 此其內容應兼顧能源、環境議題，本研究整理歸納其內涵應包括以下項目： (1) 目前能源與環境概況 (2) 能量與能源基礎 (3) 傳統能源與可再生能源 (4) 電能的利用 (5) 交通運輸燃料 (6) 節能與減碳的技術 國中小節能減碳課程設計 本研究依照前述節能減碳教育的內涵進行課程規劃，包括四個單元主題：能源、節能、減碳及碳足跡。
圖 1 國中小校園節能減碳教學活動規劃 單元一：能源 (1) 能量科學 舉例說明能量定義、能量與生命、能量鏈、能量單位。 (2) 能量形式 舉例說明各種能量形式，包括動能及位能、化學能、核能、熱能、電能、光能、聲音能。 (3) 能源種類 分辨能量及能源、傳統能源及可再生能源的分佈、開採、輸送、利用及儲存。 (4) 未來能源 讓學生明白人類未來的能源，進一步思索節能減碳的必要性。 單元二：節能 (1) 節能意涵 讓學生明白節能的重要性、各種節能的方法。 (2) 能量轉換 明白各種能量之間的轉換方式，提供人類不同的能量需求。 (3) 效率 讓學生明白效率的含意，及各種能量節約的方法。 (4) 校園節能 於校園中推行店能查核，計算照明、空調、教學設備、電腦等的電能消耗量，讓學生明白能源得來不 易，並培養節能的美德。 單元三：減碳 (1) 溫室效應 說明大氣的構造及溫室效應。 (2) 溫室氣體 介紹各種溫室氣體（指大氣中促成溫室效應的氣體成分）及產生的原因。
(2) 碳足跡標籤 舉例說明碳足跡標籤（又稱碳標籤或碳排放標籤）及其用途。 (3) 碳足跡計算 練習使用教育部校園節能減碳資訊平台碳足跡計算器[8]，計算出個人的碳足跡，藉以檢討如何選擇響 應低碳生活。 (4) 校園碳足跡 藉由實施碳盤查，可計算出學校平均的碳排放量，可具體提出因應對策。
3. 數位學習應用
數位學習（e-learning）係指學習者透過網路及電腦相關設備作為傳輸、閱讀、播放媒體進行的數位學 習方式。通常數位學習具有互動效果如發問、測驗、討論等功能，是一種新穎極為便利的學習方式。目前 數位學習的模式可分為同步、非同步及混合式等三種。 多媒體係指電腦系統運用兩種或兩種以上媒體，以人機互動信息交流和傳播媒體如文字、圖片、照片、 聲音（包含音樂、語音旁白、特殊音效）、動畫和影片，以及電腦程式所提供的互動功能。因其特質頗適合 用來製作上課教材，故常被用來輔助教學。 近年來電腦課程管理系統發展逐漸普遍化，市面上相關的應用程式推陳出新，越來越多業者自行開發 封裝軟體販售，適用的領域也很多，包括企業需求、教育推廣等，普遍使用 ASP 及 PHP 撰寫及設計網頁， 支援檔案的類型也是越來越廣。4. 國中小校園節能減碳教育之推廣
近年來許多學生已將網路當成生活的一部分，遇有任何疑問時經常地求助於網路上各種資源，對於網 路環境的操作更是得心應手。本研究採取網路數位平台當作推廣節能減碳教育之策略，一方面是因為現今 大部分家庭都備有電腦及相關影音設備，另一方面則是推廣數位學習，不會受限於城鄉差距的情形。本節 針對國中小校園節能減碳教育實施，區分行政、教師及學生等三層面建置網站平台（如圖 2），並使用容易 自行建置及管理之 Moodle 系統教學平台（如圖 3）。圖 2 數位平台架構圖 圖 3 數位學習平台網站首頁 ◎行政層面 透過首頁的指引，瀏覽者如屬於學校行政人員，則可以選擇進入行政層面的頁面，內容包括學校政策 篇、教室與辦公室篇及活動實施篇。另外提供行政層面整體實施的流程圖，如圖 4 所示。 (1) 學校政策篇 將節能減碳教育列入重點項目。 訂定節能減碳教育實施計畫。 規劃學校建築物與環境。 (2) 教室與辦公室篇 訂定用電規範。 設置能源管理系統。 更換照明設備。 維護老舊設備。 (3) 活動實施篇 舉辦節能減碳講座。 結合社區資源。 舉辦節能減碳相關競賽活動。 開闢節能減碳教育園地。 辦理能源設施或相關機構之參觀活動。
圖 4 行政層面整體實施流程 圖 5 教師層面整體實施流程 ◎教師層面 學校教師可以選擇教師層面的進入頁面，內容包括教師個人與課程教學篇。另外提供數位平台架站指 南及教師層面整體實施的流程圖，如圖 5 所示。 (1) 教師個人篇 參與節能減碳教育相關宣導活動。 單元課程設計。 利用班會及課餘時間。 (2) 課程教學篇 編輯教材融入節能減碳的觀念。 以節能減碳當作作業。 利用電腦輔助教學。
圖 6 學生層面整體實施流程 圖 7 討論區畫面 ◎學生層面 學生可以選擇學生層面的進入頁面，內容包括日常生活與自主學習篇。另外提供學生層面整體實施的 流程圖，如圖 6 所示。 (1) 日常生活篇 食、衣、住、行、育樂充分配合。 (2) 自主學習篇 加強網路、數位學習。 擴大社區服務學習。 吸取新聞、報章雜誌新知。 積極參與學校相關活動。 數位學習互動 本研究利用簡單容易設計之 Moodle 平台（如圖 3），建置討論區、線上測驗、家庭作業的方式增加教 師與學生間的互動，以下將分別介紹。 (1) 討論區 學生藉由討論區發表問題，經過教師或助教解惑；抑或教師提出新觀念給學生們互相討論進而了解 學生的想法，如圖 7 所示。 (2) 線上測驗 測驗的模式有很多種，可以是申論題、選擇題（單選／複選）、是非題等；教師可以依照教學進度選 擇適合的線上測驗樣式。 本研究期間曾至國中小學校園進行實際推廣，除了介紹節能減碳重要的觀念以外，並特別以數位教學 方式，教導學生以多媒體軟體製作節能減碳及碳足跡相關短片，以及進行上網計算個人碳足跡練習。學生
的方向。 (3) 教案設計融入多媒體元素，藉由電影、短片、圖片、網頁等的吸引力激發學生的學習興趣。 (4) 建置節能減碳教育數位平台推廣，其建置成本低廉而且容易管理教學。 國內目前國中小節能減碳教育屬於起步階段，仍有許多的努力空間。能源及環境的議題不斷變化，因 此節能減碳教育研究者應設法掌握全球相關議題的脈動，隨時更新及修正教學內容。校園節能減碳的推動， 有賴於全校總動員才能有成效，教師及行政人員宜多配合推行效果更佳。節能減碳牽涉的領域很廣，所以 教學活動設計並不容易，如設法與相關科系教師共同合作，教材內容將會更加完善。數位平台的技術越來 越成熟，宜鼓勵教師學習及善加利用推廣，初期數位教材製作及數位平台的建置及維護較為辛苦，但長期 經營卻可以有效提升學習效率。於校園中推行節能減碳教育雖無法立即解決全球暖化的問題，但如能向下 扎根，提前於國中小學建立良好根基，則相信非常有助於國家未來推廣節能減碳的相關能源政策。
參考文獻
[1] Al Gore，張瓊懿譯，2007，不願面對的真相，商周出版。 [2] 陳文茜，2010，±2℃：台灣必須面對的真相，http://www.bcc.com.tw/bcc_event/2c/0224/01.html [3] 王如哲，2011，美國威斯康辛州 K-12 能源教育方案之評介，台灣教育，第 667 期，頁 15-24。 [4] 吳志功，2007，國外能源教育發展現況研究，中國電力教育，第 2007 卷第 12 期，頁 5-14。[5] J. DeWaters, S. Powers, 2008, “Energy Literacy Among Middle and High School Youth”, 38th ASEE/IEEE Frontier in Education Conference, pp.T2F6-T2F11.
[6] 汪靜明，2000，學校環境教育的理念與原理，環境教育季刊，第 43 期，頁 11-27。
[7] D. Pendergast, 2006, “Energy, the Carbon Cycle, and Enduring Greenhouse Gas Management”, EIC Climate Change Technology (EICCCC), pp.1-6.
