青少年能源教育之研究

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青少年能源教育之研究

黃文良1 陳盟仁1 陳益和2 1 _{國立高雄應用科技大學電機系副教授} 2 _{國立高雄應用科技大學電機系研究生} bill@mail.ee.kuas.edu.tw mengjen@mail.ee.kuas.edu.tw iho1980@yahoo.com.tw

摘要

能源教育推廣是國內能源政策重要項目之一，本文針對青少年能源教育數位學習進行研究，首先將針對能量與能源二者關係加予區辨，並訂定出能源教育的工作目標。其次說明能量與能源於學校教育中所應扮演的角色。接著就青少年能源教育的內涵進行規範，及說明能源教育各個項目可能的教授內容及範圍。最後引進 e-learning 觀念應用至青少年能源教育數位學習，供後續研究建置數位學習網站之依據。文中敘述的能源教育規劃，可提供學校相關教師及學生的有力參考。

關鍵詞：能量（energy）、能源（energy sources）、青少年能源教育（teens energy education）、數位 學習（e-learning）

1. 前言

狹義而言，能源教育是針對特定的對象，於特定場所進行的教育方式，包括中小學及專科大學的能源教育、在職從業人員長短期的能源技術訓練、能源研究機構的人才培育等。廣義言之，能源教育泛指一般無特定對象無特定場所的教育及宣傳方式，如一般大眾化的能源資訊報導及宣傳等[1]。由字義來看，能源（energy sources）二字意指能量的來源，而且幾乎大家均能認同能源是近代社會中不可或缺的要素。因此，探討能源教育時，我們應先要釐清能源的定義，據此才能有效地教育大眾學習能源。如依教育部編定國語辭典解釋，能源二字意指可以產生能量的物質。一般可分三類：已開發的能源，如水力、煤、石油、天然氣；二為已確定的能源，但未大量開發者，如地熱、沼氣；三是替代性能源，正在研究開發者，如太陽、風力、潮汐

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等[2]。因此吾人將可以產生能量的物質統稱為「能源」，沒有能源人類就無法產生能量無法工作，甚至無法生存。至於能量又是什麼，為何人們需要如此地仰賴可以產生能量的各種能源呢？根據辭典定義，能量（energy）意指物體或力場所具有的工作能力，即稱為該物體或力場的能量。在相對論中，總能量等於質量乘以光速的平方。質量隨速率而變，與能量可以互相轉換[2]。另外，能（energy）這個字亦常常見到，根據定義，能指物質運動的能量。因運動形式不同而有電能、熱能、機械能、化學能、原子能等。能量間可互相轉換，以功率為計算單位。亦稱為能量[2]。由上述定義發現「能源」、「能量」及「能」之區別，不過因國內許多資訊取自英文，而英文對這三個名詞又常混用，因此極容易產生混淆[3,4]。於閱讀相關文獻時，英文字 energy，以實用的角度思考時可將之視為能源，若以科學角度討論時，應將其看成能量或能。基本上，因能量與能源二者關係相當密切，因此將之視為替代用語並不為過，唯使用者應要稍加留心辨別才是。正規的學校教育應該兼顧理論及實務，誠然能源教育如單就可以產生能量的物質部分— 即能源加予探討，因其牽連的課題原就已經相當地廣泛，例如包括能源的種類、形成、開採、轉換技術、成本、政治、經濟、節約等許多種課題；但是，不論使用何種能源，它的根本均在於產生能量，藉以提供人類工作的能力，因此可能會有一些不同的能源選擇。因此當吾人談論能源話題時，對於有關能的形式、能的測量、能的利用、熱力原理、能的轉換、能的利用效率等項目，理所當然也應該進一步學習才對。事實上，我國各級學校很早就已開始推廣能源教育，不過可能因為過去比較缺乏正統的大專能源教育，缺乏可資參考的課程標準，使得學校能源教育大多著重於能的來源（即能源）相關主題，至於能量這一部份則較為忽略，吾人應該及早導正才是[5-7]。因能量是各種能源的基本動力，各種能源可能用罄，但能量卻維持守恆，它特別需要以科學的角度探索，方能進一步明白它的意義及重要性。科學講究觀察、假設、檢定，及最後形成理論。人類善於利用能量轉換改善生活水平，靈活使用各種能源取得熱能和電能，近代人類文明於焉形成。綜言之，能源教育的工作目標包括： (1)認識能（即能量），包括能的起源、形式、原理、轉換及儲存。 (2)認識能源，包括能源的種類、各種非再生能源（煤、石油、天然氣及原子核）及再生能源（太陽、地熱、風力、水力、海洋及生質）的形成、蘊藏量、萃取技術、應用及未來發展。 (3)熟悉各種能及能源的相關議題，例如能量不滅、能源危機、能源科技、能源節約、能源與環境等。

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2. 能源教育的內涵

能源意指可以產生能量的物質，為了取得能量，自古以來，人類即想盡辦法尋找各種可以利用的能源。由中文字義，能源二字極容易與可以產生能量的來源一起聯想，例如煤、石油、天然氣、地熱、沼氣、水力、太陽、風、及潮汐等。不過當探討如何運用這些能源以產生我們需要的熱能及電能等能量時，此時關於能的轉換、效率、功率、儲存等問題亦必須深入地討論才行。如果沒有能源，人類就沒有能量，就無法正常工作，甚至沒辦法生存，而能量就是一切，我們使用能量做任何一件事情，例如我們縱身一躍、烘烤喜歡吃的麵包、或將人送上外太空等，隨時均必須有能量才行，以確保我們得到足夠的力氣順利地完成工作。能量的觀念較為抽象，我們無法看見能量，不過卻可以看見使用它的結果；我們無法製造它，只能利用它；我們無法破壞它，唯有浪費它（意即無效率地利用）；它不像食物及房子，其本身並無太多價值，必須一直等到使用它之後才會出現價值。能源與能量二者相輔相成，因此能源教育的內容應該包括這兩項主題。以下進一步分別檢視能量與能源二者的含意，除了更可深入明白二者的物理意義外，於規劃能源教育時可以更加地清楚內涵及範圍[8,9]。 2.1 能量（energy） 能或能量是人類生存最基本的動力，其含意及重要性可以自許多角度探討它，例如： (1)能量意即人工作或做功的能力，常用的單位有焦耳、爾格、瓩小時等。 (2)能量守恆定律是自然界的基本定律，它概括許多自然變化的規律，說明任何物質變化前後的總能維持不變。 (3)能量守恆定律不僅可用以觀察整個自然界，而且對於封閉或孤立系統亦同樣適用。如對某個系統不增加或減少能量，則在該系統內不論發生何種具體的變化過程，它的能量必然保持不變。 (4)愛因斯坦創立相對論後，證明質量和能量可以相互轉換。 (5)隨著人類觀測物理世界的能力擴大，新發現的現象雖日益增多，但能量守恆定律卻始終適用。 (6)能量概念不僅在解釋觀測到的物理世界方面有價值，而且能量守恆定律還極有助於探索物理世界中的未知事物，例如各種反物質粒子就是先根據這個定律作了假定，而後在實驗中獲得證實。 (7)所有各種形式的能量，都可簡單地看成為各種原子或核子的位能或動能，例如拉長的彈簧具有能量。 (8)熱能是能量最普遍形式之一，嚴格說來，熱能就是一系統中分子熱運動的動能。熱能轉

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變為機械能是工程技術上利用最多的一種方式。 (9)電能是現代技術領域中最重要的一種能量，它的應用涉及人民生活、生產以及社會活動各個方面。 (10)能量的傳遞可以是粒子的相互作用，也可以輻射的方式即電磁波的形式向空間傳播。 (11)由於加速運動的電荷或電磁場隨時間的變化引起輻射能，當輻射能被吸收或發射時就會產生能量和動量的傳遞。 (12)光是電磁輻射中最常見的一種，其他如無線電波、紅外線、X 射線等，亦都是屬於能的輻射傳播。 (13)核能是原子核內部的能量，當核的結構發生變化時可以放出，現今有兩種技術可使核結構發生鏈鎖變化，即核分裂和核融合。 (14)核分裂是當中子轟擊一個原子核時，該核會分裂成較小的兩個核，並放出巨大的能量。 (15)核融合較難發生且不易控制，例如由四個氫核結合成一個氦核，並放出能量，這是宇宙中恆星能量的來源。

2.2 能源（energy sources or energy resources）

為了取得能量，人類必須不斷地尋找能量的來源（即能源），運用能的轉換變成人類所需的各種能量（如電能及熱能），以改善及提升生活品質。 (1)人類可以利用適當設備，將燃料、流水、陽光及風等轉變為所需的能量。 (2)人類利用自己體力以外的能源是從用火開始的，而最早的燃料是木材；後來利用地表裡的化石燃料，如瀝青、泥煤、煤炭、石油及天然氣等。 (3)中國很早就利用天然氣點燈、加熱和做飯，其亦是最早開採煤礦的國家。 (4)風車可能發明於中國，後來傳入中東及歐洲地區。古巴比倫人已知利用水車灌溉，而古羅馬人的麵粉廠和鋸木廠亦已開始利用水車做為動力。 (5)太陽的熱核反應釋放巨大的能量，太陽輻射實際上為大地和太空提供無窮的能量。太陽能的熱效應引起地球大氣產生風，而河川流水的能量也是間接來自太陽的輻射。 (6)核分裂是重要的能源，一個鈾原子分裂放出的能量比燃繞一個分子的汽油大幾百萬倍。 (7)有些能量可從太陽、風力、水力、地熱及潮汐等再生能源連續產生，雖然這些能量很大，但目前只有少量可以合理的價格取得，因而只占世界所需總能的一小部分。 (8)地球大氣層外的太陽輻射能每平方公尺約為 1354 瓦，地表上某一地點接受的日射量介於 0~1050 W/m2，但實際上能利用的很少。 (9)風力斷續分散，很難加以經濟地利用，今後輸能、儲能技術如有重大改進，風力的利用將會增加。 (10)地熱的利用雖有研究，但尚無經濟可行的方法，必須有天然熱井才行，因此僅在少數

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國家得以利用。 (11)潮汐雖具有巨大能量，但利用卻很困難，目前在若干具有適當地形的地點採用潮汐發電。利用海水溫差發電也在試驗中。 (12)木材燃料在世界能源中仍具有一定地位。由農產品（如玉米）製取乙醇，有些國家將之試用為內燃機燃料。 (13)當前世界化石燃料消耗量很大，但地球上這些燃料的儲存量是有限的。預期未來核分裂仍將提供世界所需的大部分能量一段時間。 (14)控制核融合的技術如能得到解決，人類將可獲得無窮盡的能源。 (15)燃料電池及氫氣的研究發展持續進行，預期在未來能源中扮演相當重要的角色。由上說明，可以清楚看出能量及能源對人類來講均非常重要，而且二者關係非常密切，實在需要我們更深入研究及探討。根據中文字義，能源教育很容易被誤解僅針對能源部分進行推展工作，至於能量部分極可能被簡化或甚至被忽略。因此從事能源教育工作者，於規劃教材時應該特別注意才是。

3. 青少年能源教育之教材內容範圍及概述

青少年能源教育主要目的在於引導認識能源（包括能量）、培養愛惜能源及節約能源觀念，及練習動手實際操作的應用。學習教材內容應包括能量的起源、意義、形式、原理、轉換，及能源的意義、傳統能源、再生能源、能源供需，及能源相關議題（如能量不滅及節約能源等），參考圖一架構。底下簡要地分別介紹教材內容，可提供各級教師製作能源教材之參考。 3.1 能量的起源 宇宙間發生的所有活動均與能量有關，其中包括人類的活動，以及各種物理的活動如發光的太陽、繞轉的星球、移動的潮汐、與成長及衰退的動植物。探討的主題包括：能是什麼、天然能、肌肉能、火能、風能及水能；能的種類：動能、位能、熱能、電能、化學能、核能；熱力學、能量不滅、能的轉換；能的運用、蒸汽能、運輸能、住家利用的能、能的量測、通信利用的能、光合作用、食物能、化石燃料能及能的最佳利用等[10]。 3.2 能量的意義 到處都有能量，任何事件之發生蘊涵著自一種型式轉變成另一種型式的能量。能量為任何事件發生之能力，其無法創造亦無法毀滅。植物及動物從大自然取得能量幫助它們成長及生存，最聰明之動物—人類，已經發展出許多方法使用可以被利用的能量，以幫助他們改善生活的方式。遠古人類知道利用火能，並且發展出許多工具，可以更有效地使用力氣，不過

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古代人類並不太瞭解能量對於他們生活所扮演的重要角色，人類對於能量的認知也是近數百年來的事情。能量意指工作的能力，而工作可以分為發光的能量、發熱的能量、成長的能量、運動的能量、促進科技發展的能量。圖一青少年能源教育範圍 3.3 能量的形式 能量以六種方式儲存，包括機械能：即運動中的能量（動能）及位置的能量（位能）；化學能：即分子間束縛一起之能量；核能：即原子核中閉鎖的能量；熱能：分子移動及振動的熱能（動能的一種）；輻射能：以波能（如光線、無線電波、及 X 光）方式行進；電能：電子間移動的能量（動能的一種）。能量包括有兩種類型—儲存的能量（潛在性）和工作中的能量（運動性）。例如，我們日常吃的食物中包含有化學能，人的身體會將這些能量儲存起來一直等到工作或遊戲時才會對外釋出。 3.4 能量的守恆 宇宙間能量始終維持相同，能量無法被創造或被摧毀（即能量守恆定律）。到了 1840 年代，人們對於來自自然的力量不再將其視作無法測量的流體，而是彼此間可以轉換的能量。

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例如，奧斯特（Oersted）及法拉第（Faraday）兩位科學家證明電與磁彼此間可以互換，至於機械性的功（如舉起一個重物）會因為摩擦而產生熱，經科學家焦耳（Joule）長期奮力證實後來廣為人知的重要發現，能量無法創造或是毀滅，其只能改變能量型式而已，此乃著名之能量守恆理論。 3.5 能量的轉換 能量自其來源轉換至最終使用方式，通常須經由一或多種的能量轉化過程。電能並非屬於初級能量，不過它可由化學能、核子能、或太陽能等經過某一轉換過程而得。例如，包含於石油內的化學能燃燒後可以轉換為其他的形式（熱能、電能、機械能），鍋爐燃料（石油）加熱釋出熱能使得水變成水蒸汽，接著驅動渦輪機（連接至發電機）而產生電能。太陽電池是能量轉換之另外一例，陽光照射至太陽電池上因而產生電能，可以當作電動車的電源。 3.6 能源的意義 能源意指可以產生能量的物質。能源可以分成兩種，其一為傳統能源，例如煤、石油、天然氣，一般亦稱作非再生能源，它們來自古代動植物的殘骸，因其需要千萬年後才能再有，故數量極其有限；另一為再生能源，例如太陽、風、地熱、海洋及生質等，它們具有再生的特性，用完後仍可以很快地再生。 3.7 傳統能源 (1)煤「煤」是由沈積於古代淺沼澤區的植物，經過幾百萬年的高熱和高壓所形成。煤依含碳程度可分為褐煤、次煙煤、煙煤和無煙煤。長期以來煤被當作燃料，用來發電、生產焦炭，並且是合成染料、溶劑和藥品等化合物的主要來源。因為不斷地尋找替代能源，也使得很多國家對如何將煤轉化成和石油相似的液體燃料，產生高度的興趣。 (2)石油「石油」來自生活在幾億年前的動植物其遺體經地質變化而分解所形成，亦稱原油。 19 世紀中期，在電燈照明方面，石油開始取代鯨油。1859 年於美國賓州出現第一座的商業油井。汽車的發展使石油成為汽油的主要來源，令其扮演了新的角色。石油和其產品自此開始用作加熱燃料，提供陸上、空中和海洋的運輸燃料，為發電和石油化學產品來源，還可用作潤滑劑。依照目前全球消耗的速度，石油的已知用量將會在 21 世紀消耗殆盡。一般石油是透過鑽井開採，再透過管道或油輪運輸到煉油廠，然後再轉變為燃料和各種石化產品。 (3)天然氣「天然氣」主要是由甲烷和乙烷所組成的無色、易燃的氣體，一般與原油在地底下共存。從鑽入地下的井裡可將天然氣抽出，而有些天然氣從井裡出來就可直接使用，無須經

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過任何提煉過程，但大多數還是需要經過處理才行。可以利用管道直接輸送氣態天然氣，也可以通過冷卻將之液化，然後再用容器對外運輸，液化過後的天然氣，其體積約只有氣態體積的 1/600。自 1930 年代以來，它被當作重要能源之一，並得到穩定的增長。 (4)核分裂鈾是核分裂最重要的元素，其屬於週期表錒系放射性化學元素。1938 年的一項發現改變了全世界，漢恩（Hahn）使用慢速度低能量的中子去撞擊鈾的過程，以產生更大質量的原子核。鈾同位素 23592U 分裂成兩個較輕的生成物，即鋇與氪，在這過程中能量被釋出，且被生成物帶走。生成物與反應物兩者之間的質量損失已經轉換成能量。核能亦稱原子能，指從原子核釋放出來的巨大能量，核能的釋放是可以受控的（如核電廠的核反應爐），也可以是不受控的（如核子武器或核反應爐發生爐心熔化事故時）。 3.8 再生能源 (1)太陽「太陽」輻射可以產生熱，用於發電或引起化學反應。太陽可以無窮盡地提供能量而且無污染，但不是一種高效的能源，因為地球大氣層吸收和散射超過 50%的入射陽光。太陽能收集器將太陽輻射收集起來並轉換為熱能，傳送給傳熱流體，可以用來取暖。太陽電池可以通過光電效應將太陽輻射直接轉換成電能。 (2)風力「風」可利用來產生動力。雖然風力並不規則且分散，但其中蘊含的能量卻相當驚人。發展出精密的風力渦輪機可以將風能轉變為電能。在 1980 年代與 1999 年代利用風力發電的系統成長相當可觀。目前德國生產的風能遠超過其他國家。 (3)水力「水力」被用來推動水輪機或類似的裝置而產生動力。人類可能早在西元前一世紀時就已經發明了水輪機，它在整個中世紀裡得到廣泛的應用。直到近代，它仍然使用於磨穀物、向爐內鼓風以及作為其他用途提供動力。於 1827 年發明效能更佳的水輪機，可將水流經過一系列的固定槳葉和轉動槳葉。最初發展水輪機目的是用於直接驅動灌溉機械，但現在幾乎專用於水力發電。 (4)地熱「地熱」指地球內部的熱能，可以用來獲取動力。大多數地熱資源都存在於活火山活動地區。其中溫泉、間歇泉、沸泥漿池以及噴氣孔是最容易開發的地熱資源。古羅馬人用溫泉來加熱浴池和房屋，在冰島、土耳其和日本等地至今仍保留類似做法。然而地熱能的最大利用潛力是在於發電。於 1904 年義大利首先使用地熱能來發電。現代在紐西蘭、日本、冰島、墨西哥、美國和世界各地都有地熱發電站運轉中。

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(5)海洋包括潮汐、海浪、海洋溫差、鹽梯度、洋流等，分述如下： ● 「潮汐」：利用海洋潮汐的流動可使水輪機工作而發電。某些地區可從潮汐中得到大量潛在的能量，例如加拿大的芬迪灣，潮汐落差超過 15 公尺。但這種能量是斷續的，並且會隨季節而改變。1961～1967 年第一座現代化潮汐能發電站建於法國蘭斯河口，共有二十四個發電機組，每一機組為 10,000 瓩。 ● 「海浪」：海浪上下波動浮力、橫向波壓力或波浪造成水中壓力變化。海浪能係來自風力，隨風速快慢變化具有不同之能量，因風能亦來自太陽，故海浪能基本上亦間接來自太陽。海浪能須自海上萃取，然後再將動力輸送至岸上供陸地使用。 ● 「海洋溫差」：利用深部海水與表面海水二者之溫差產生有用之能量。海洋溫差發電系統是由蒸發器、渦輪機、發電機、凝結器、工作流體泵浦、表層海水泵浦及深層海水泵浦等幾部分組成。只要表層海水（溫海水）與深層海水（冷海水）)間存有溫差，即能從海水中不斷地獲得電力。 ● 「鹽梯度」：於兩處含鹽份高與含鹽份低之海流，可利用混合所產生的滲透壓作為動力，可用以產生能量。 ● 「洋流」：利用高速度洋流或潮流，帶動結合水車、推進器、及降落傘狀物之水中電廠，將其轉換成有用之能量。 (6)生質「生質」一般是指那些將太陽光以化學能的形式儲存起來的有機材料。生質燃料包括木材、玉米、垃圾、掩埋物氣體及乙醇，當燃燒時，化學能會以熱的形式釋出。生質燃料主要是用在房屋及建築物的加熱方面，在許多開發中國家中被用作主要的能量來源。乙醇是從玉米蒸餾出來的酒精，近年來，於汽車方面將之與汽油混合使用，其意味著我們減少燃燒傳統的化石燃料。 (7)核融合「核融合」的燃料氘(D)，可從一般的水中取得。1km3 的水所含有的氘若能完全核融合，其可釋放的能量相當於燃燒 2×1012 桶的石油，約為地球上石油的總蘊藏量的兩倍。而氘的取得並不困難而且亦不昂貴，所以使用氘的核融合反應，基本上其燃料是無窮無盡且又是非常便宜。另一項核融合的優點是它具有減少環境污染的潛力，核融合反應的最終產物是氫、氦和中子，所以我們不用擔心會有像核分裂反應器產生的放射性長期污染廢料，且核融合反應並不會製造出核彈材料，亦不會有全球暖化的問題。不過目前仍處於研究階段尚未完成商業化。 3.9 國內外能源供需

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能源教育學習者應隨時掌握國內外最新的各種能源情勢，才能有助於進一步發展能源科技。諸如國內能源供需情勢，包括綜合能源（能源供需概況、能源供需結構），及個別能源（煤炭、石油、天然氣、電力），其他如國際原油價格動向（包括世界原油供給動向、需求動向），及未來國際油價展望等。 3.10 能量及能源的議題[11-14] 進一步明白與能源相關的重要議題，包括： ● 能量不滅定律：亦即熱力學第一定律，指出能量無法被創造或毀滅，僅能自一種形式轉變成另一種形式。 ● 能源危機：世界性能源短缺極容易造成全球的危機。 ● 能源科技：有效率生產利用各項能源需要運用許多的高科技，包括發展不會產生污染的新能源，例如燃料電池、氫燃料等研發科技。 ● 能源節約：提高能源的使用效率，節省使用各種能源。 ● 綠色能源：燃燒化石燃料及人群間許多活動已經造成大氣中的二氧化碳含量不斷地增加，甚至已開始影響到全球氣候的變化。 ● 能源經濟：油電價格調整、開發能源所引起的環保及公安問題，均引起社會各界高度關切，這些均屬於能源經濟問題需進一步探討。 ● 能源政策：國家經濟繼續發展，未來能源將持續增加，但能源建設受環境、土地等因素影響，推動不易，如何促使能源穩定供應，提升能源效率，已成為國家的重要政策。至於實際規劃青少年能源教育課程時，如欲獲得較佳的學習效果，最好的方式應依不同年齡及年級，選擇適當的能量及能源主題編入教學教材及教學活動中[15]。

4.青少年能源教育的推廣及應用

近年來國內經濟部能源局大幅地推廣國中小學能源教育，每年辦理推動能源教育優良學校選拔，藉以鼓勵學校推動能源教育工作，提升國民中小學能源教育素養，藉由公開表揚與示範觀摩活動，展現各校推動能源教育之成效，提升社會大眾之能源素養，拓展能源宣導施行成效。推廣能源教育不只是需要國家制訂出正確方向的能源教育政策之外，如要普及全民能源素養，更應善於利用科技工具（例如網際網路），獲得更佳的推廣效果。近日電腦網路軟硬體大幅進步，網路資源愈來愈豐富，直接間接地影響傳統學習環境，值此緣故各級學校均已開始重視及推廣數位學習教育。所謂數位學習（e-learning）主要是指以網際網路相關的數位工具（例如數位學習網站、視訊會議系統），經由有線或無線網路取得數位教材，進行線上或離線的學習，以提高學習成效的活動。

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e-learning 的最大特色在於結合通訊、電腦與影音多媒體技術，突破時空限制，從傳統教室的教育訓練型態，轉變成運用網際網路的學習方式，提供使用者隨時隨地進行學習的環境。換言之，在 e-learning 架構上，學習與教學者雙方可不必再受限於傳統之面對面教學形式。基本上，學習者可依自我習慣與狀態調整學習進度[16]。傳統能源教育之學習資源通常分散於各地，而這些學習網路之間，彼此並不相連接，使得教育資源無法被有效的運用，造成教育形式的僵化與學習效率的限制。自從網際網路出現之後，原本這些並不相連、無法互通的訊息，如今全都可連接在一起，學習不再侷限於學校教育，知識的傳遞及管理亦產生重大變革，電腦使知識數位化，網路使得知識變成無遠弗屆，它們與數位化的知識形成了資源共享的基礎環境[17]。仔細地觀察，能源教育本質涵蓋全球能源資源訊息，過去受限於資訊傳遞不易，甚難取得國外相關資訊，而近日隨著網路發達，透過網路資源已經可以大量擷取許多國外能源資訊。表 1 列出一些國內外著名之官方能源網站，教師可以參考瀏覽取得教學參考教材[18]。國外能量及能源專門相關教科書或工具書，以往比較困難取得，如今可以透過網路書局、網路圖書館搜尋及購買，至於相關研究論文亦可利用線上電子資料庫取得。反觀國內能量及能源專門相關教科書較少，一方面因為相關課程少編譯的書籍亦少，他方面專業人員缺乏亦是原因。能量與能源世界探索令人稱奇，唯有正確掌握教材資訊才能引導教育走入正軌。表 1 典型官方能源網站能源網站網址說明 1.經濟部能源局 http://www.moeaboe.gov.tw/ 台灣主管能源事務最高行政單位 2.工研院能源資源研究所 http://www.erl.itri.org.tw/ 台灣能源技術研發機構 3.美國能源部 http://www.energy.gov 美國主管能源事務最高行政單位 4.美國能源資訊局 http://eia.doe.gov 美國官方能源統計資訊發佈單位 5.美國能源效率及再生能源 http://www.eere.energy.gov/ 提供能源效率及再生能源無數關連網站入口

5. E-Learning 模式之青少年能源教育

青少年意指年齡在十二至十八歲，介於兒童、成人間的男女，相當於我國國中到高中職的學生。國內正積極推廣國中及高中職青少年能源教育工作，致力於課程教材發展、宣導與活動、辦理觀摩與學習、建置能源教育網站、舉辦各項活動與比賽、補助節約能源之建設等。參考表 2，國外許多國家因應網路科技無遠弗屆的特性，均積極地建置適合青少年及教師家長瀏覽學習的網站，藉以推廣能源教育。

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表 2 國外優質青少年能源教育數位學習網站國外能源教育網站數位內容主題 1. 美國加州能源委員會 Energy Quest http://www.energyquest.ca.gov/ 包括能的故事、科幻小說、趣味遊戲、圖書室、科學專題、網站連結、能源藝廊、工作原理、超級科學家、節約能源、時光機器、運輸能源、能源報導、教師及家長資源

2. 美國能源資訊局 Energy Kid’s Page

http://www.eia.doe.gov/kids/ 包括能的事實(能源、能的利用、能的科學、節能)、趣味遊戲(謎語、參觀、著色簿、拼字、俚語、測驗)、能的歷史(發展史、科學家)、教室活動(教師及學生補充教材、科展實驗、新聞、相關資料)、相關網站連結、能源詞彙 3. 美國能源效率及再生能源網 Dr. E’s Energy Lab

http://www.eere.energy.gov/kids/ 包括再生能源、太陽能、風能、地熱能、替代燃料、能源效率小點子 4. 美國能源部化石能源辦公室 http://fossil.energy.gov/education/energyle ssons/index.html 包括煤、石油、天然氣詳細的解說 5. 美國再生能源實驗室 RReDC http://rredc.nrel.gov/ 包括生質能、地熱能、太陽能、風能、地理圖資系統 6. 美國能源效率及再生能源網重造美國 http://www.rebuild.org/sectors/SectorPage s/EnergyEducation.asp 包括為何需要能源教育、如何引發學生對能源感到興趣、如何改善學習環境、教導能源效率的一些基礎觀念 7. 美國國家能源教育發展專案 NEED http://www.need.org/ 包括能源教育活動公告、能源教育訓練、能源課程及活動指導、參與夥辦、相關網站連結、討論群組 8. 美國威斯康辛州 KEEP http://www.uwsp.edu/cnr/wcee/keep/ 包括職業訓練、學習資源、學生活動、網路連結、再生能源 9. 美國內政部礦物管理服務處 MMS 孩童專屬服務網 http://www.mms.gov/mmskids/ 包括海洋能、海砂、與能源紅螞蟻共遊、家中節能技巧、教師與孩童能源教育資源、墨西哥灣沈船、海水的構成、教育相關資源 10. 美國佛羅里達太陽能中心 http://www.fsec.ucf.edu/ed/SM/Index.htm 包括一般資訊、太陽及能量資訊、太陽軌跡及陰影、太陽熱能、太陽電池、太陽能與我、詞彙、資源 11. 英國貿易及工業部 Planet Energy http://www.dti.gov.uk/energy/renewables/ ed_pack/ 數位內容區分 7~11 歲及 12~16 歲兩區，主題內容包括太陽能、風能、水力能、植物能、廢棄物能、其他能源、遊戲 12. 加拿大能源效率辦公室 http://oee.nrcan.gc.ca/english/index.cfm 數位內容包括一公噸重的挑戰、孩童及教師的參考連結資料 13. 加拿大再生能源網 http://www.canren.gc.ca/school/map/engli sh/map_e.html 包括城市污水、乙醇、水力、太陽電池、太陽能熱水器、海浪能小型風力機、木屑場、薪材、熱泵、沼氣、太陽能加熱、潮汐發電、風力抽水、大型風力場 14. 印度綠色教育網 EduGreen http://edugreen.teri.res.in/ 包括能是什麼、能的形式、再生能、非再生能、核能、節約能源 15. 澳大利亞國家氫氣研究院 http://www.hydrogen.asn.au/ 包括太陽能、氫氣、燃料電池、再生能源許多研究資料由於全球性的能源短缺，已經促使各國嚴肅地面對，而培育年輕的下一代具有正確能源

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及能量的觀念，更是各國政府的責任。隨著 e-learning（數位學習）的學習風潮，規劃建置學習網站之後，設計更富學習效果的教學內容，需要更多研究人力及時間的投入才行。

6. 結論

能源及能量是現代化社會進步的原動力，而且二者的可利用性及成本是任何國家經濟成長的主要因素。各種能源及能量的使用情形極為錯綜複雜，當我們試圖滿足光、熱、電…等能量的需求時，即得使用各種非再生及再生能源，此時我們必須將能源與各種需求連結，因煤炭堆聚一起並不會自己發電，此時要將能源及能量送至需求處，就得依靠各種搬運或轉換工具（例如運輸、鍋爐、高壓線），這些歷程均會遭遇許多包括經濟、環境、政治或其他的難題，凡此均需要我們妥善加以考量及處理。國家能源政策要點之一即推廣全民能源節約、能源利用效率及能源教育。於學校教育中特別是國中高中職青少年階段，如能成功地推廣能源教育，國家未來才有機會養成具有能源素養及充滿活力的公民。青少年能源教育如要發展成功，依照不同求學階段特質，仔細地規劃出合適的能源教材更是刻不容緩，在本土能源教育尚未成熟以前，善用網路參考先進國家的能源教育模式，並積極建置適合本土教育環境的青少年數位學習網站，藉由生動活潑的數位內容傳達正確的能源教育相關訊息，應是一種可行方法。

參考文獻

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青少年能源教育之研究