國立臺中教育大學環境教育及管理研究所
碩士論文
國小低
國小低
國小低
國小低、
、
、
、中
中
中
中、
、
、
、高年級節能減碳
高年級節能減碳
高年級節能減碳
高年級節能減碳知識
知識
知識
知識
標準化評量之研究
標準化評量之研究
標準化評量之研究
標準化評量之研究
指導教授：林明瑞 教授
研 究 生：周芝嬿 撰
中 華 民 國 九 十 九 年 十 一 月
摘
摘
摘
摘
要
要
要
要
節能減碳標準化評量試題對於導引節能減碳教學成效具有決定性影響。為能 了解國小學童節能減碳知識的來源，已知、未知概念內容及是否存在迷思概念 等，本研究乃編製國小低、中、高年級節能減碳知識標準化評量表，以提供國小 師生進行節能減碳概念教學時之學習診斷、成就評定、教學改進的評量工具。 本研究分析國內小學現有之節能減碳相關課程內容，與以專家概念圖為基礎 編製半開放式問卷，大量蒐集學童的已知、未知概念，並配合半結構式臨床晤談， 探討學生的迷思概念及狀況。依半開放式問卷分析結果及迷思概念晤談結果編製 封閉式預試問卷，經過專家審查、二次的試題預試及試題修正，最後編製成正式 問卷進行大規模施測，採分層隨機抽樣，共發出 1637 份問卷，有效問卷(1442 份) 回收率為 88.1%。考驗其信、效度，建立節能減碳概念認知常模、衍生分數對照 表及編寫指導手冊，並進行不同背景變項對學童節能減碳知識的影響分析。 研究結果摘錄如下：國小低、中、高年級學童已知的概念分別有 8、27、37 個，中、高年級學童未知的概念分別有 6 個、3 個(低年級沒有施測出未知概念)， 低、中、高年級學童之相關迷思概念分別有 4、10、8 個。本研究所編製節能減 碳知識標準化評量試題主要分為全球暖化的原因、全球暖化的影響及減少全球暖 化的環境行動三大部份，低年級試題共 24 題，平均難度為.618，平均鑑別度 為.433，Cronbach α 為.817，效標關聯效度為.581；中年級試題共 32 題，平均難 度為.589，平均鑑別度為.361，Cronbach α 為.785，效標關聯效度為.567；高年級 試題共 35 題，平均難度為.579，平均鑑別度為.348，Cronbach α 為.788，效標關 聯效度為.520。 學童主要迷思概念有：臭氧層破洞是溫室效應的成因、亂丟垃圾是造成全球 暖化的原因、全球暖化會導致下酸雨等，顯示學童對重要環境議題的成因及之間
的相互影響不是非常清楚。而學童獲得節能減碳相關知識主要源自學校師長、家 長及電腦網路。學校裡最主要教導節能減碳相關知識的老師依次為：級任老師、 自然與生活科技老師及社會老師。
The Development Study of Standardized Assessment Scales of Energy Conservation and Carbon Reduction Concepts for Students in
Elementary Schools
Abstract
The standardized assessment has decisive influence on teaching results of energy conservation and carbon reduction. The purpose of the study is to understand the origins of students’ knowledge of ever-known, unknown concepts, and misconceptions, the standardized assessment scales of energy conservation and carbon reduction
concepts are compiled for the lower, middle and high-grade of elementary students in the study to serve as assessment tools of learning diagnosis, accomplishment
evaluation, and teaching improvement.
In this study, current courses are analyzed and the expert’s concept map is used to compile the semi-open-ended questionnaire to vastly collect the ever-known, unknown concepts. From the semi-structured interview, misconceptions of elementary
students are explored. From the analysis of results mentioned above, the close-ended pretest questionnaires are compiled and examined by experts. After pretesting twice, revising the questionnaire, version of the assessment scales are confirmed finally, and the method of test is stratified and random. Then, 1637 copies are sent out. The valid recovery rate is 88.1%. After testing the reliability, and validity, the cognition norms, derivative scoring tables, instruction manuals of students for energy
conservation and carbon reduction concepts are compiled. Finally, influential analysis of different background variables are made on knowledge of students.
The result is as followings: Lower-grade students have 8 ever-known concepts, 4 misconceptions. Middle- grade students have 27 ever-known concepts, 6 unknown concepts, 10 misconceptions. High-grade students have 37 ever-known concepts, 3
unknown concepts, 8 misconceptions.
In this study, the questionnaires of standardized assessment scales of energy conservation and carbon reduction are mainly divided into three parts- the cause of global warming, the influence of global warming, and global warming action taking. The number of question of standardized assessment scales for lower-grader is 24, the average difficulty is 0.618, the index of discrimination is 0.433, the Cronbach α is 0.817, and the criterion-related validity is 0.581. The number of question of
standardized assessment scales for middle-grader is 32, the average difficulty is 0.589, the index of discrimination is 0.361, the Cronbach α is 0.785, and the criterion-related validity is 0.567. The number of question of standardized assessment scales for high-grader is 35, the average difficulty was 0.579, the index of discrimination is 0.348, the Cronbach α is 0.788, and the criterion-related validity is 0.520.
The main misconceptions of students are included: Ozone layer hole is the cause of Greenhouse effect; and global warming will cause acid rain, etc. It is shown that students don’t understand clearly the relationship of many environmental issues. The students’ knowledge of energy conservation and carbon reduction are mainly from teachers in school, parents, and internet. The homeroom teacher, science teacher, and society teacher are the main teachers who teaching students about the knowledge of energy conservation and carbon reduction.
Key Words: elementary school, energy conservation and carbon reduction, standardized assessment, concept
目
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錄
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摘 要 ... i Abstract ... iii 目 錄 ... v 表目錄 ... vii 圖目錄 ... ix 第一章 緒論 ... 1 第一節 研究背景與動機 ... 1 第二節 研究目的 ... 5 第三節 研究範圍與限制 ... 5 第四節 名詞釋義 ... 6 第二章 文獻探討 ... 9 第一節 由全球暖化到節能減碳 ... 9 第二節 節能減碳概念 ... 11 第三節 學校節能減碳教育 ... 20 第四節 國小課程中的節能減碳概念 ... 23 第五節 各階段教育(學)歷程中之評量 ... 30 第六節 標準化評量的編製 ... 32 第三章 研究方法 ... 43 第一節 研究架構 ... 43 第二節 研究對象 ... 44 第三節 研究流程 ... 48 第四節 研究工具之編製 ... 49 第五節 研究之實施 ... 52 第六節 資料處理與分析 ... 55 第四章 結果與討論 ... 57 第一節 半開放式問卷調查結果 ... 57 第二節 半結構式晤談結果 ... 66 第三節 節能減碳概念評量第一次預試結果 ... 70 第四節 節能減碳概念評量第二次預試結果 ... 76 第五節 正式施測結果 ... 83 第六節 問卷調查結果分析 ... 94 第七節 建立常模衍生分數對照表 ... 130 第五章 結論與建議 ... 135第一節 結論 ... 135 第二節 建議 ... 139 參考文獻 ... 141 中文部分 ... 141 英文部分 ... 149 附 錄 ... 155 附錄 1 國小低年級節能減碳知識半開放式問卷 ... 155 附錄 2 國小中年級節能減碳知識半開放式問卷 ... 159 附錄 3 國小高年級節能減碳知識半開放式問卷 ... 163 附錄 4 節能減碳知識半結構式晤談大綱 ... 167 附錄 5 國小低年級節能減碳知識半結構式晤談文字稿 ... 168 附錄 6 國小中年級節能減碳知識半結構式晤談文字稿 ... 170 附錄 7 國小高年級節能減碳知識半結構式晤談文字稿 ... 173 附錄 8 迷思概念晤談之評分者畫記次數 ... 176 附錄 9 國小低年級節能減碳知識評量第一次預試試題 ... 177 附錄 10 國小中年級節能減碳知識評量第一次預試試題 ... 181 附錄 11 國小高年級節能減碳知識評量第一次預試試題 ... 186 附錄 12 國小低年級節能減碳知識評量第二次預試試題 ... 191 附錄 13 國小中年級節能減碳知識評量第二次預試試題 ... 195 附錄 14 國小高年級節能減碳知識評量第二次預試試題 ... 199 附錄 15 國小低年級節能減碳知識標準化評量正式題本 ... 204 附錄 16 國小中年級節能減碳知識標準化評量正式題本 ... 208 附錄 17 國小高年級節能減碳知識標準化評量正式題本 ... 212 附錄 18 國小低、中、高年級第一次預試各試題刪除後之 Cronbach α 係數 ... 216 附錄 19 國小低、中、高年級第二次預試各試題刪除後之 Cronbach α 係數 ... 217 附錄 20 國小低、中、高年級節能減碳知識標準化評量表實施手冊 ... 218 附錄 21 國小低年級節能減碳知識標準化評量定稿題本 ... 224 附錄 22 國小中年級節能減碳知識標準化評量定稿題本 ... 228 附錄 23 國小高年級節能減碳知識標準化評量定稿題本 ... 232
表目錄
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表 2-1 大氣中溫室氣體的相關資料 ... 10 表 2-2 溫室氣體來源 ... 12 表 2-3 京都議定書內容概要 ... 14 表 2-4 國小低年級課程中之節能減碳知識概念 ... 24 表 2-5 國小中年級課程中之節能減碳知識概念 ... 24 表 2-6 國小高年級課程中之節能減碳知識概念 ... 25 表 2-7 節能減碳及標準化評量相關研究之背景變項分析 ... 29 表 2-8 2001 年布魯姆認知領域教育目標分類表 ... 33 表 2-9 試題鑑別度指數之評鑑 ... 36 表 2-10 國內適用於國小之標準化評量 ... 42 表 3-1 半開放式問卷施測學校及人數分配表 ... 45 表 3-2 評量試題第一次預試學校及樣本人數分配表 ... 46 表 3-3 評量試題第二次預試學校及樣本人數分配表 ... 46 表 3-4 台灣地區常模樣本抽取比例分配表 ... 47 表 4-1 低、中、高年級半開放式問卷試題之難度、鑑別度及入選題組 ... 58 表 4-2 低、中、高年級學童節能減碳半開放式問卷各題的了解程度 ... 65 表 4-3 節能減碳迷思概念晤談之評分者信度 ... 67 表 4-4 國小低、中、高年級學童節能減碳迷思概念及預試問卷中相對試題編號 ... 67 表 4-5 低年級第一次預試試題之難度、鑑別度及選項百分比分配表 ... 70 表 4-6 中年級第一次預試試題之難度、鑑別度及選項百分比分配表 ... 72 表 4-7 高年級第一次預試試題之難度、鑑別度及選項百分比分配表 ... 74 表 4-8 低年級第二次預試試題之難度、鑑別度及選項百分比分配表 ... 76 表 4-9 中年級第二次預試試題之難度、鑑別度及選項百分比分配表 ... 78 表 4-10 高年級第二次預試試題之難度、鑑別度及選項百分比分配表 ... 81 表 4-11 低年級節能減碳概念標準化評量正式試題雙向細目表 ... 84 表 4-12 低年級正式試題各題概念內容與難度、鑑別度 ... 85 表 4-13 中年級節能減碳概念標準化評量正式試題雙向細目表 ... 87 表 4-14 中年級正式試題各題概念內容與難度、鑑別度 ... 87 表 4-15 高年級節能減碳概念標準化評量正式試題雙向細目表 ... 90 表 4-16 高年級正式試題各題概念內容與難度、鑑別度 ... 91 表 4-17 低、中、高年級學童認為其節能減碳相關知識主要來源百分比分配表 ... 94 表 4-18 低、中、高年級學童認為主要教導節能減碳相關知識老師百分比分配表 ... 95 表 4-19 不同知識來源對低年級學童節能減碳知識評量表現之 t 檢定結果 ... 97表 4-20 不同的教導師長對低年級學童節能減碳知識評量表現之 t 檢定結果 ... 100 表 4-21 家中不同節能減碳行為對低年級學童節能減碳知識評量表現之 t 檢定結果 ... 103 表 4-22 不同知識來源對中年級學童節能減碳知識評量表現之 t 檢定結果 ... 105 表 4-23 不同的教導師長對中年級學童節能減碳知識評量表現之 t 檢定結果 ... 109 表 4-24 家中不同節能減碳行為對中年級學童節能減碳知識評量表現之 t 檢定結果 ... 111 表 4-25 不同知識來源對高年級學童節能減碳知識評量表現之 t 檢定結果 ... 114 表 4-26 不同的教導師長對高年級學童節能減碳知識評量表現之 t 檢定結果 ... 118 表 4-27 家中不同節能減碳行為對高年級學童節能減碳知識評量表現之 t 檢定結果 ... 121 表 4-28 不同背景變項學童對節能減碳概念評量平均得分之t 檢定及單因子變異數分析結果 ... 124 表 4-29 不同背景變項對低年級學童節能減碳概念評量得分差異之t 檢定及單因子變異數分析 ... 125 表 4-30 不同背景變項對中年級學童節能減碳概念評量得分差異之t 檢定及單因子變異數分析 ... 126 表 4-31 不同背景變項對高年級學童節能減碳概念評量得分差異之t 檢定及單因子變異數分析 ... 128 表 4-32 低年級原始總分、百分等級、Z 分數、T 分數常模對照表 ... 131 表 4-33 中年級原始總分、百分等級、Z 分數、T 分數常模對照表 ... 132 表 4-34 高年級原始總分、百分等級、Z 分數、T 分數常模對照表 ... 133 表 5-1 不同知識來源、師長類別及家中節能減碳行為對學童節能減碳知識表現之影響 ... 137
圖目錄
圖目錄
圖目錄
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圖 1-1 二氧化碳濃度與全球平均溫度上升之情形 ... 2 圖 2-1 全球暖化與節能減碳概念圖 ... 16 圖 2-2 全球暖化認知概念圖 ... 17 圖 2-3 能源使用概念圖 ... 18 圖 2-4 資源、能源使用概念圖 ... 19 圖 2-5 節能減碳教育中心思想(修改自程金保，2008) ... 21 圖 2-6 學校節能減碳教育的目標系統(修改自程金保，2008) ... 22 圖 2-7 評量的過程 ... 30 圖 2-8 教學基本模式(簡茂發，1990) ... 31 圖 3-1 研究架構圖 ... 44 圖 3-2 研究流程圖 ... 50第一章
第一章
第一章
第一章 緒論
緒論
緒論
緒論
近幾年來，地球暖化、氣候變遷以及節能減碳已成為一般大眾日常生活所關 注的議題。環境問題的根本原因，主要是人類思想與行為偏差所致(楊冠政， 1998)，而環境問題的解決，最根本有效的方法應透過環境教育的教學，由知識傳 遞、態度培養與行動養成等方向著手(林明瑞，1997)。國小教育是國民整體教育 的基礎，節能減碳教育亦應從國小階段著手實施。因此，本研究欲發展「國小低、 中、高年級節能減碳知識標準化評量量表」，並建立全國性的標準常模，藉由教 育歷程中評量的回饋功能，使教師能夠了解學童是否具備足夠的知識。本章節係 以研究背景與動機、研究目的、研究範圍與限制及名詞釋義等四部分作為本研究 之序幕。第一節
第一節
第一節
第一節 研究背景與動機
研究背景與動機
研究背景與動機
研究背景與動機
1990 年代以來，全球氣候變遷的議題在國際間愈來愈受到重視，探討的範 圍也很廣；其中最受矚目的是當前地球的氣溫持續上升，也就是「全球暖化」。 這個現象加速了環境、甚至經濟的改變，對人類的影響最直接(倪宏坤，2006；林 明賢，2006；廖英智，2006)。根據聯合國政府間氣候變遷研究小組(intergovernmental panel on climate
change, IPCC)於 2001 年公佈的第三次評估報告指出：在 1901-2000 年，全球的暖 化趨勢約上升了 0.6±0.2℃(IPCC, 2001)；而 2007 年公佈的第四次評估報告更認 為：光是 1956-2005 年，全球的暖化趨勢就上升了 0.65±0.15℃(IPCC, 2007)，顯 示 20 世紀主要的暖化現象發生在過去五、六十年間。全球隨著氣溫平均值上升 面臨了越來越多的威脅：極端氣候發生的頻率增加，強度也增強了(中國的雹暴、 美國的超級颶風及緬甸的熱帶氣旋)、水旱災或森林火災不斷(歐洲的世紀洪水)、
地震、海嘯機率大增(2004 年南亞海嘯、2008 年中國四川地震、2009 年海地強震)、 冰河融化、海平面上升、傳染病散播等。反觀臺灣，近百年平均溫度增加了 1.3 ℃，為全球平均值的 2 倍，近 30 年增溫速度更是百年趨勢的 2-3 倍；臺灣最高峰 -玉山，也成了氣候變遷的受害者，不僅夏季植物提早開花，冷杉、鐵杉也異常開 花並大量死亡，愈來愈多中低海拔的生物正往高海拔遷移(李育豪，2007；洪志誠， 2003；張靜安，2008；蕭富元，2007a)。 IPCC 的報告顯示，引起全球溫度上升的主要原因，90％的可能性是各種人 為活動排放溫室氣體所造成，其中二氧化碳是影響很大的溫室氣體之一，二氧化 碳的濃度從工業革命前的 280ppm 快速增加到目前的 380ppm，比工業革命之前高 出了 35％(邱淑慧譯，2007；蕭富元，2007a；顧洋，2008；IPCC, 2007)。二氧化 碳對全球暖化的貢獻度占 64％，目前全球平均溫度的變化，幾乎和二氧化碳含量 的變化同步上升(臺灣環境保護聯盟，2008；UNEP, 2007)(圖 1-1)，因此「節能減 碳」成為降低全球暖化最直接的做法。 圖 1-1 二氧化碳濃度與全球平均溫度上升之情形 資料來源：http://maps.grida.no/go/searchFree/q/climate%20NEAR%20change/page/5
全球暖化是全球的環境問題，我國除了為善盡地球村成員的責任，政府相關 部會正持續積極研擬溫室氣體減量對策外，「節能減碳」議題的重要性，還可以 由以下幾方面來探討：(1)從能源結構來看，臺灣能源依存度過高；以 2007 年為 例，進口能源占總供給量 99.32%，自產能源僅占總供給量 0.68%；而進口能源中 化石燃料占 91.65%(經濟部能源局，2009；蕭富元，2007b)。另外，臺灣電力來 源主要是以燃煤之火力發電為主，2008 年臺灣電力公司的資料顯示：火力發電占 了 74.3％(臺灣電力公司，2008)；再加上電價低及宣導少，臺灣ㄧ般人較少有節 約能源的觀念與習慣(張靜安，2008；廖惠珠，2006；蕭富元，2007b)。(2)就二氧 化碳排放量而言，臺灣二氧化碳排放量占全球總量的 1％，排名第 22 名；在過去 近 20 年來，成長了 110%左右，將近全球成長值的 4 倍，平均每人二氧化碳年排 放量為 12 噸，為全球平均值的 3 倍(李涵茵，2006；張靜安，2008；蕭富元，2007a)； 其中使用能源所排放的二氧化碳，就占臺灣溫室氣體排放總量的 74％（梁啟源， 2008）。(3)從臺灣的地理位置來看，臺灣是個四面環海，擁有豐富生態資源的島 嶼國家，根據國內專家學者研究指出：全球暖化加速南北極冰原、冰山之融化， 導致海平面持續上升，海岸線會以 500 倍速度入侵陸地，增加沿海陸地淹水機會， 減少陸地使用面積，亦會對淺海養殖業生態產生衝擊；加上臺灣沿海地區超抽地 下水造成地層下陷，海水上升所帶來的衝擊將更劇烈，對沿海地區人民生命財產 造成重大威脅(彭國棟，2007；童慶斌、李庭鵑，2008；黃啟峰，2007；蕭富元， 2007a)。 綜而言之，能源是人類文明發展、技術進步的推手，臺灣在能源無法自主、 消耗量驚人及二氧化碳排放量高的現況中，「節能」及「減碳」不僅是國際間熱 門的議題，更是臺灣全民應積極面對、刻不容緩的首要課題。 全球暖化所帶來的全球性環境議題，漸漸地改變了人們對待環境及資源使用 的態度(楊進財，2007)，有鑑於全球氣候變遷及能源日益短缺，節能減碳為當前 政府重要施政(98 年全國能源會議，2009)。有效的落實節能減碳，則必需建立全
民節能減碳意識、知識與習慣才能成功；利用教育改變人們的行為以減緩全球暖 化之危害，是影響最為深遠的方法，而學校是一個教育的場所，國小更是人們所 受各級教育的起點及基礎，對學童節能減碳知識的建立、正向及積極態度的培 養、生活習慣的養成等，有決定性的影響(王進榮，2009；呂宗賢，2008；林明瑞， 1997；林明瑞，2009；柯倩玉，2007)。教育部頒行九年一貫課程綱要，提及環境 教育是七大學習領域的共同議題，其中全球變遷更是環境議題的主要項目；而環 境教育課程若能融入現有九年一貫課程中或和現有的課程相結合，是落實與推廣 國民中小學環境教育最快、最有效的方法(教育部，2003)。 我國自 1970 年能源危機發生後，主要由經濟部能源局針對社會大眾與學校 辦理能源教育推廣，其包含了：初級能源、次級能源之基礎概念、能源之使用、 節約能源的方式與作法、能源安全、能源與環境之關係等五大議題，節能減碳相 關的知識內容僅佔其中一小部分。在能源教育宣導中，「節約能源」乃為我國能 源政策的重要環節；經濟部能源局於 2006 年舉辦能源教育體驗式教具展、卡通 動物節能大使網路票選活動、尋找能源的小紅帽劇場等活動，都是希望使學童從 小培養節約能源的習慣及生活態度(何佩芬，2006；程金保、商育滿、胡開惠，2008； 經濟部能源局，2007)。 知識是所有較高層次認知活動的基礎(歐滄和，2002)，Hines(1986)的研究發 現學童環境知識程度與具環境行為的積極程度之間成正相關(r = .299)，因此，透 過學校的節能減碳知識傳授，可以培養學生正確的節能減碳觀念及習慣，進而影 響家長及家庭達到全民節能減碳的目標。 能源教育大多包含在環境教育的領域中；然而，我國環境教育雖然已有多年 的實施經驗，但對於學童在環境教育議題的學習成效上，仍缺乏較為客觀、有效 的評量工具(林明瑞，1997)。一個結構完整、有效的測驗工具，運用於教學前， 可作為一般常識測驗，測驗學童所具備的知識是否足夠？運用於教學後，則測驗 學童的學習成效如何？評量出學童知識程度，才能教育其所不足之處(張淑惠，
2008）。因此，本研究欲針對節能減碳議題發展一套客觀且有效的「標準化評量 表」，藉由節能減碳知識評量的施測，可以了解學童學習困難之處，也使教師能 夠依評量的結果調整教材及教法，進而建立學童正確之節能減碳概念，讓學童成 為環境保護的尖兵。
第二節
第二節
第二節
第二節 研究目的
研究目的
研究目的
研究目的
本研究經分析現有課程內容與以專家概念圖為基礎編製半開放式問卷，大量 蒐集學童的已知、未知概念，並配合半結構式臨床晤談，探討學生的迷思概念， 再依半開放式問卷及晤談結果編製封閉式預試問卷，試題經過預試及修正後編製 成正式問卷進行大規模施測，以建立節能減碳概念認知常模、衍生分數對照表及 編寫指導手冊，最後進行不同背景變項對學童節能減碳知識的影響分析。本研究 目的如下： 1. 為能了解國小低、中、高年級學童節能減碳之已知及未知概念。 2. 為能了解國小低、中、高年級學童節能減碳之迷思概念。 3. 為能編製適用於國小低、中、高年級學童之節能減碳知識標準化評量表。 4. 為能建立國小低、中、高年級學童之節能減碳概念知識常模、衍生分數對 照表及編寫指導手冊。 5. 為能了解不同背景變項之學童，包括：性別、學校規模、所在地區、家長 學歷、節能減碳知識來源、教導節能減碳知識師長類別及家中節能減碳行 為等，其節能減碳知識評量表得分之差異。第三節
第三節
第三節
第三節 研究範圍與限制
研究範圍與限制
研究範圍與限制
研究範圍與限制
一、研究範圍 本研究係以臺灣地區適合國小低、中、高年級學童的節能減碳概念為研究範 圍，因考慮學童概念的完整性，低、中、高年級分別以二、四、六年級學生為代表。 二、研究限制 由於本研究所建立之知識常模為國小二、四、六年級學童，故本研究所編製 的評量表對於國小一、三、五年級的學生有點偏難，所測得的結果分數會稍低於 全國常模之結果。
第四節
第四節
第四節
第四節 名詞釋義
名詞釋義
名詞釋義
名詞釋義
一、節能減碳 大量使用化石燃料所排放的二氧化碳是造成全球暖化的主要原因，節能減碳 包括「能源節約」與「溫室氣體減量(其中以二氧化碳減量佔大部分)」兩大部分； 加強能源管理減少能源之損失和浪費，提高能源使用效率，有效、合理地利用能 源及使用再生能源，藉以減少溫室氣體排放，以緩和全球暖化問題。節能是方法， 減碳是目的，因而簡稱為「節能減碳」(陳偉羣，2009；黃月純，2009；臺北市政 府產業發展局，2008；臺灣環境保護聯盟，2008)。 二、標準化評量(standardized test) 標準化評量是指由學校教師、課程專家及測驗專家依一定的測驗程序所編製 的測驗，其實施、計分及解釋均予以標準化(吳裕益，1992)。測驗的施測步驟、 計分的標準、分數的解釋方法，以及信度與效度的指標等均詳細的記載於指導手 冊中(林重新，2001)。量表的實施、計分和解釋，則必須依照指導手冊辦理(郭生 玉，1994)。 三、已知概念 已知概念是個人吸收新知識的基礎，在學習新概念形成新知識時，先用自己 的已知概念去核對新概念，並將其納入自己的認知結構中，同化為自己的知識(張 春興，1999)。本研究半開放式問卷調查，旨在調查國小學童的節能減碳概念認知 情形，作為迷思概念晤談的依據，及節能減碳知識評量試題編製時的參考，因此本研究界定在半開放式問卷試題答對率超過 80％以上者為學生之已知概念。 四、未知概念 本研究半開放式問卷調查，旨在調查國小學童的節能減碳概念認知情形，作 為迷思概念晤談的依據，及節能減碳知識評量試題編製時的參考，因此本研究界 定在半開放式問卷試題答對率未達 20％者為學生之未知概念。 五、知識常模 常模(norm)是指「特定參照團體在測驗上所獲得的平均分數」，也是解釋測 驗分數的依據(郭生玉，1994；馮觀富，1983)。本研究慎選具有全國代表性之受 測學童，就節能減碳知識測驗所得之分數分佈即為節能減碳知識常模，以有別於 本研究團隊後續繼續建立的態度及行為常模。此知識常模是作為其他知識受測者 分數的比對對象，其他受測者與常模分數比對後，即可知道此一受測者在整體學 童中的知識表現情形，及在特定知識面向表現之優劣情形，以作為施教者在節能 減碳知識教學中該加強輔導的依據。因此在建立常模時，應注意樣本的代表性、 樣本的大小、親近性，以確保測驗品質的好壞與測驗的適合性。
第二章
第二章
第二章
第二章 文獻探討
文獻探討
文獻探討
文獻探討
本章旨在探討節能減碳之重要性、節能減碳之概念及編製標準化評量之相關 文獻，以建構本研究理論基礎與架構。第一節
第一節
第一節
第一節 由全球暖化到節能減碳
由全球暖化到節能減碳
由全球暖化到節能減碳
由全球暖化到節能減碳
自二十世紀中葉以來所觀察到的全球溫度上升，主要是人類活動排放出過多 的溫室氣體，使大氣層吸收過多的輻射熱能，導致溫室效應增強的結果(IPCC, 2007)。 溫室效應的原理是因太陽輻射出來的短波輻射能夠穿過大氣層抵達地球表 面，這些能量約有 30％會被大氣層反射出去，20％被大氣層吸收，其餘的 50％ 提供地球熱能。地球的水和土地吸收了太陽能量後，會緩慢的把一部份熱能以長 波幅射釋放出來；長波幅射遇到大氣層中的溫室氣體，就會被吸收、截留在大氣 層內，使得地球保持溫暖。地球如果沒有溫室氣體，地球表面的平均溫度大概為 零下 18℃，溫室氣體的存在，使得全球平均溫度在 15℃左右，如果溫室氣體在 大氣層中的濃度漸漸升高，大氣層中的溫度也會逐漸升高，造成地球越來越溫暖 (倪宏坤，2006；葉欣誠，2006）。 為了避免全球持續遭受氣候暖化的威脅，早在 1992 年聯合國在巴西里約召 開「地球高峰會議」就通過了「聯合國氣候變化綱要公約」(UNFCCC)，其主要 目的是要限制人類製造的溫室效應氣體總量，使其不至於影響全球氣候(工業技術 研究院，2008a)。接著為促使原承諾國認真執行溫室氣體減量，又於 1997 年 12 月於日本京都簽署了「京都議定書(Kyoto Protocol)」，明定針對二氧化碳(CO2)、 甲烷(CH4)、氧化亞氮(N2O)、氫氟碳化物(HFCs)、全氟碳化物(PFCs)及六氟化硫 (SF6)等六種氣體進行削減(工業技術研究院，2008b)；2005 年京都議定書正式生效也象徵先進國家抑制溫室氣體排放的決心(羅新衡、高紹惠，2007)。
大氣中溫室氣體的相關資料如表 2-1，每一種溫室氣體造成的暖化效應並不 相同，國際間以全球暖化潛勢(Global Warming Potential, GWP)代表該氣體相對二
氧化碳(CO2 GWP﹦1)而言，其暖化強度的比例，當 GWP 值越高，即意味著該氣 體對全球氣溫所造成的暖化程度越高(全民二氧化碳減量資訊站，2009)。雖然氫 氟碳化物、全氟碳化物及六氟化硫對溫室效應的影響最顯著，且存在於大氣中的 時間(生命週期)較長，但由於二氧化碳的含量最多，相對對全球升溫的影響也最 大，約是所有溫室氣體總貢獻的 64%(葉欣誠，2006)。 表 2-1 大氣中溫室氣體的相關資料 溫室氣體 生命週期 GWP 全球升溫 貢獻百分比 二氧化碳(CO2) 50-200年 1 64％ 甲烷(CH4) 12-17年 23 19％ 氧化亞氮(N2O) 120年 296 6％ 氫氟碳化物(HFCs) HFC-23 260年 12000 11％ HFC-134a 13.8年 4300 全氟碳化物(PFCs) 2600-50000年 6500-9200 六氟化硫(SF6) 3200年 22200 研究者整理自倪宏坤(2006)、陳靜茹(2008)、黃啟峰(2007)、葉欣誠(2006) 為要達成京都議定書所規範之減量目標，各國優先推動國家整體策略之調 整，確立各級政府責任之分工，調整各部門政策措施(再生能源及節約能源），優 先建立國家級溫室氣體統計、登錄及監督系統(行政院環境保護署，2006)；目前 國際上所指溫室氣體的抑制排放目標，大多是針對二氧化碳來進行(羅新衡、高紹 惠，2007)。其實自 1990 年代以來，各國即開始積極節約能源的使用或尋求替代 能源以減少對環境的破壞(林明賢，2006)；其中推廣綠色能源最有力為德國，積 極發展再生能源，特別是風力發電、太陽能與生質能(廖惠珠，2006；臺灣環境保 護聯盟，2008)；英國製定「氣候變遷稅」並立法限制二氧化碳的排放量(臺灣環
境保護聯盟，2008)；歐盟各國積極推動各項提升能源效率措施，並有共識盡量使 用風力發電、太陽能及省電燈泡，400 個節能團體共同形成「歐洲能源網」，希望 能將節能減碳工作落實於日常生活中；北歐國家徵收碳稅(行政院環境保護署， 2006；高紹惠，2009；翁鳳英，2008；臺灣環境保護聯盟，2008)；2007 年 6 月 世界八大國(G8)也達成共識，希望於 2050 年 CO2排放量能減少為現在的 1/2(林明 賢，2006)。 各國為能有效減緩全球暖化及呼應京都議定書的要求，大都採用以下的重點 策略：(1)節約能源使用；(2)提高能源使用率及加強能源效率管理；(3)使用低碳 能源；(4)使用再生能源；(5)加強節能減碳新技術的研發及應用，包括：使用 CO2 之吸收、貯存、中和技術；(6)產業、能源結構調整及價格策略配合；(7)推動節能 減碳教育、宣導及獎勵。上述各國的重要策略就是以「節能減碳」為主軸，因而 「全球暖化」議題就轉成「節能減碳」議題。
第二節
第二節
第二節
第二節 節能減碳概念
節能減碳概念
節能減碳概念
節能減碳概念
本研究欲編製國小學童節能減碳評量表，因此針對節能減碳概念進行討論， 以作為編製試題之參考依據。 今日抗暖化最主要的任務就是減少化石燃料的燃燒以減少二氧化碳的排 放，否則溫室效應持續擴大，對我們氣候環境的影響就更為劇烈(IPCC, 2001)。 人類在氣候變遷中扮演了相當重要的角色；在面對全球暖化問題時，不只是政府 及企業界必須負起責任，一般個人也應改變生活方式以對抗全球暖化落實節能減 碳。行政院環保署所公佈的「節能減碳十大宣言」，內容不外乎省水、省電、少 排放等回歸簡樸生活的做法，都是每個人日常生活中可以做得到的事(孫維廷、洪 志誠，2005；駱致軒，2009)。 「節能減碳」所涵蓋的概念包含「節約能源的使用」與「減少二氧化碳的排 出」兩部分，進而達成有效的運用能源、節約能源及減緩全球暖化的趨勢(陳瑞榮，2008)。由於節能減碳為抗暖化的因應行動之一，近來國際間的相關研究多以「全 球暖化」為題，因此本研究編製之評量試題將節能減碳概念範圍擴大，包含了全 球暖化的成因、全球暖化的影響及全球暖化的因應之道(包含節能減碳的具體行 動)，三個面向的概念。以下將分別說明之： 一、全球暖化的成因 全球暖化的成因如前一節所述，六種主要的溫室氣體來源如下表 2-2： 表 2-2 溫室氣體來源 溫室氣體 來源 二氧化碳(CO2) 燃燒化石燃料(例如石油、煤、天然氣)、土地利用變 更、工業製程 甲烷(CH4) 碳氫化合物燃料、畜牧業、農耕、垃圾場的發酵排放 氧化亞氮(N2O) 燃燒化石燃料、污水處理、化學工業製程、農耕 氫氟碳化物(HFCs) 冷凍冷藏(冷媒)、半導體製程 全氟碳化物(PFCs) 半導體製程、滅火器 六氟化硫(SF6) 半導體製程、重工業、電力業、鋁鎂合金、平面顯示 器產業
資料來源：IPCC 4th Assessment Report (2007)
二、全球暖化的影響 從氣候歷史來看，近百年全球平均溫度上升的速度大約是五千年前到一萬年 前的 30 倍，科學家預估若照這樣的速度持續增加下去，到了 2100 年，全球平均 地面氣溫將比 1990 年增加 1.4-5.8℃(IPCC, 2007)，屆時暖化將引起嚴重的環境災 難。事實上，目前全球暖化已導致全球的乾早、熱浪、水患等自然災害的發生頻 率增加，造成的環境衝擊有日益嚴重的趨勢(Tolba, 1993）。 IPCC(1996)將全球氣候改變所導致的環境問題與影響分為以下三方面： (一)物理系統的改變：冰河收縮、久凍結地帶融化、河流和湖泊會較遲結冰，並 提早融化等。 (二)生物系統的改變：中高緯度會有較長的生長季節、動植物的生長區會向極化
和高度的移動、某些動植物的族群會減少、樹木會提早開花、昆蟲的蔓延、 生物多樣化減少等。 (三)人類系統的改變：熱帶和亞熱帶地區的農作物收成會減少、很多地區的用水 供應會減少、更多人患上瘧疾和霍亂、某些地區泛濫的情況會變得更嚴重、 需要更多能源來作冷卻、海平面上升可能會影響沿海城市等。 這些環境災難中，沿海低窪地區及島嶼國家受到的衝擊特別顯著，最明顯的 案例是在 1999 年太平洋上提布亞塔拉瓦和阿布努亞兩個小島，由於暖化造成的 海水上升，使其消失在大海中(孫維廷、洪志誠，2005)；島嶼國家吐瓦魯也已面 臨沒有淡水可以飲用。政府間氣候變遷研究小組(IPCC)2001 年的報告書中估計， 到 2100 年全球平均氣溫將使南北兩極冰山融化、海平面將上升 15-90 公分，若持 續惡化將使得低窪島嶼國家，如吐瓦魯、吉里巴斯等國沒入太平洋中，北極熊、 企鵝的棲地遭到破壞而有滅絕的危機，歐洲阿爾卑斯山冰河融化，歐洲地中海沿 海地區因為夏季熱浪幾乎無法居住，乾旱區擴大造成非洲和南亞等地的旱災更嚴 重，而其他自然生態系統遭到嚴重改變，極端氣候條件頻仍(IPCC, 2001)。 三、全球暖化的因應之道 既然人為造成的溫室氣體是地球溫暖化的元兇，為使全球暖化趨緩，減少溫 室氣體的排放，降低大氣中溫室氣體的濃度，實是當務之急(台灣環境保護聯盟， 2008；黃啟峰，2007)。 1992 年通過之聯合國氣候變化綱要公約提出因應全球暖化的兩項主要策 略：減緩和調適。「減緩」是指減少溫室氣體排放或把它吸收貯存，以降低大氣 中溫室氣體的濃度；「調適」則是指發展可以降低全球暖化負面影響，甚至開發 其正面效益的方法(顧洋，2008)。到了 1997 年，149 個國家於京都通過一項具法 律約束力的「京都議定書」(黃啟峰，2007)，這是人類歷史上第一次以法律約束 的形式，限制已開發國家的溫室氣體排放量，也是第一次全世界共同以行動宣示 對抗全球暖化的決心(鐘丁茂，2005)。京都議定書內容概要如下頁表 2-3：
表 2-3 京都議定書內容概要 項 目 內 容 管制氣體 主要管制 6 種溫室氣體：二氧化碳(CO2)、甲烷 (CH4)、氧化亞氮(N2O)、氫氟碳化物(HFCs)、全 氟碳化物(PFCs)、六氟化硫(SF6)。其中以 CO2為 主要對象。 締約國的分類與規範 京都議定書第一期約定各國承諾時間為：2008 年 至 2012 年。並明定各類締約國的規範 第一類為「已開發國家」，必須減量並提供經濟援 助及技術轉移。 第二類為「東歐經濟轉型國家」，必須減量。 第三類為「發展中國家」，於第一承諾期間並無減 量義務。 減量規定 要求上述第一類與第二類締約國必須在 2008-2012 年間將溫室氣體中 CO2、CH4、N2O 排 放量降至 1990 年(管制基準年)水準平均再減 5.2 ％，而 HFCs、PFCs 與 SF6管制基準年為 1995 年。 生效條件 1.至少 55 個締約方批准。2.第一類與第二類的締 約國，1990 年二氧化碳排放量須至少占全體排放 總量之 55％。兩項門檻皆通過後，京都議定書才 能於其後第 90 天開始生效。 資料來源：整理自溫室氣體資料庫(1997) 京都議定書正式於 2005 年 2 月 16 日生效，低碳經濟時代來臨，主要限制二 氧化碳的排放，也對各國能源配比與產業結構造成直接衝擊，影響各國經濟發展 甚至損及國際競爭力，為了因應與減少京都議定書帶來的衝擊，各國採取的政策 有：選擇二氧化碳排放量較少的能源，或開發太陽能、風能等再生能源；利用徵 收碳稅來約束能源的使用量及二氧化碳的排放量，或通過造林及加強森林管理措 施，以增強陸地碳吸收量。此外，也有透過共同執行(Joint Implementation, JI)、 排放權交易(Emission Trade, ET)或清潔發展機制(Clean Development Mechanism,
CDM)等國際合作，達到減緩地球暖化的速率(孫維廷、洪志誠，2005)。
哈根協議(Copenhagen Accord)」，其內容包括：(1)將全球的升溫控制在 2℃以內， 附件一國家須在 2010 年 1 月底前提報 2020 年以前各自減碳目標，非附件一國家 則繳交減量行動；(2)承諾由氣候基金資助減少森林退化；(3)成立哥本哈根綠色氣 候基金，簽署協議的已開發國家於 2010 年至 2012 年間，投入 300 億美元協助開 發中國家對抗氣候變遷，到 2020 年時每年共同提供 1000 億美元的資助；(4)建立 技術機制(Technology Mechanism)加速技術發展與移轉，以支持氣候變化的減緩與 調適；(5)指出調適對高脆弱度國家的重要性，已開發國家並有責任協助開發中國 家的調適工作。哥本哈根協議雖未訂定 2013 年後已開發國家具體減量目標或指 出 2020 年、2050 年全球應執行之減量目標，但已就其他主要歧見形成共識，為 極重要的後續行動基礎(行政院環境保護署，2009；張楊乾，2009；趙家緯，2009)。 四、全球暖化與節能減碳概念圖 概念間的階層關係可以用概念圖來說明，概念圖在學童的知識學習方面使用 的相當廣(黃萬居，1993；Novak & Gowin, 1993)。國內外許多環境教育學者、教 師常使用概念圖的方式，作為課程發展及教學分析的基礎(岳美群，1992；
Kinigstein, 1981；Lee, Lester, Ma, Lambert, & Jean-Baptiste, 2007；Mardiney, 1985； Rye, Rubba, & Wiesenmayer, 1997)。本研究參考國內外相關概念圖，重新繪製一
全球暖化與節能減碳概念圖(如下頁圖 2-1)，將知識作意義的澄清與統整、分類及 組織(Novak & Gowin, 1993)，以作為編擬試題內容之參考依據，概念圖以全球暖 化出發，包括三個主要構面： (一)全球暖化的成因：包含六種主要溫室效應氣體的來源、傳統能源的困境、全 球暖化與節能減碳的關聯性。 (二)全球暖化的影響：包含物理系統的改變、生物系統的改變、人類系統的改變。 (三)全球暖化的因應之道：包含各國及我國政府所推動的節能減碳政策、具潛力 的再生能源、如使提高能源使用效率、如何推行低碳及再生能源、民眾可力 行的節能減碳做法、氣候變化綱要公約及京都議定書及節能減碳教育。
研究者參考之概念圖包括：國外 Rye et al.(1997)的「全球暖化認知概念圖」 (圖 2-2)曾由多位研究暖化的專家所使用，構面具有相當的代表性，包括三個主要 構面：(1)全球暖化的原因；(2)全球暖化的影響；和(3)減少全球暖化的環境行動(趙 姿婷，2009)。國內林明瑞(1994)依據中華民國環境教育概念綱領草案為基礎，並 參酌 Allman(1972)環境教育概念之研究內容，所完成的「能源使用概念圖」(圖 2-3)及「資源、能源使用概念圖」(圖 2-4)，其中適合國小學童的節能減碳概念包 含：(1)能源貯存量有限；(2)能源分為再生能源與非再生能源；(3)能源之使用會 造成的污染；(4)能源所引發的污染之防治；(5)節約能源之原則(柯玫淑，2003)。 圖 2-2 全球暖化認知概念圖
圖 2-3 能源使用概念圖
圖 2-4 資源、能源使用概念圖
第三節
第三節
第三節
第三節 學校
學校
學校節能減碳教育
學校
節能減碳教育
節能減碳教育
節能減碳教育
我國面對全球暖化議題，從中央政府到地方機關，紛紛提出相關政策要求國 人共同進行節能減碳以保護地球，並維護人類社會永續的發展與生存(陳瑞榮， 2008)。多年來政府經由網路、媒體、展覽、觀摩、研討會與訓練等教育宣導活動， 讓全民體驗學習節能減碳作法，進而啟發創新節能減碳理念(王進榮，2009)。能 源教育的落實則是人類面對全球環境變遷的挑戰相當重要的一環，也是推展節能 減碳政策最好的措施(孫維廷、洪志誠，2005；陳瑞榮，2008)。 能源教育最早是附屬於「環境教育」範疇中，它是環境教育內涵中的重要課 題(Petrock, 1981)。我國自 1990 年起，將「推動能源教育宣導」列入「台灣地區 能源政策」，據此政策，能源教育可分為「學校教育」與「社會教育」；推動學校 實施能源教育之目的，是為了提昇教師的能源素養，並使學生對能源議題有正確 的認識，進而積極推展全民能源教育及節約能源宣導工作(能源教育資訊網， 2009a；康國裕，1995)。經濟部能源委員會(1985)所出版的「節約能源教育手冊」 中提到能源教育目標為：(1)透過教育使一般社會大眾正確認識能源問題。(2)學習 一般節約能源技術與有效使用能源方法，養成在工作與日常生活上節約能源的習 慣。(3)有效達成全民節約能源的目標。建立良好的節約能源認知與行為，必需從 小、從心做起，國小階段是推動能源教育最重要的時刻；因此應在國民教育階段 即培養具有能源素養及節約能源習慣之國民(何佩芬，2006；國家科學委員會， 1995)。從能源教育的內容來看，國小階段能源教育目標，主要的目的在於培養學 生對能源的基礎認知、正確使用能源的方法以及節約能源觀念、習慣和態度的建 立(湯誌龍、田振榮，1998；經濟部能源委員會，1998；Gaskell & Eillis, 1982)。 由於「全球暖化」及「節能減碳」為近兩年內竄起的全球性環境議題，因此 「節能減碳教育」相關的教育中心思想、目標、特性及內涵上付之闕如，比較相 近而有關聯的是「能源教育」部分，「能源教育」已在國內外發展多年，因此有較完整的教育中心思想、目標、特性及內涵(林明瑞，2009)。本研究引用程金保 (2008)「學校能源教育」的內容，將其修改為「學校節能減碳教育」的中心思想 及目標，並整理歸納出學校節能減碳教育的特性及內涵。 一、節能減碳教育的中心思想 聯合國科教文組織(UNESCO)確定環境教育五大教育目標為：覺知、知識、 態度、技能及參與，本研究將它套用於節能減碳教育的範疇中，如圖 2-5 所示。 圖 2-5 節能減碳教育中心思想(修改自程金保，2008) 二、節能減碳教育的目標 學校節能減碳教育目標分別為：(1)觀念教育：要能啟發學童的節能減碳覺 知。(2)態度教育：培養學童對節能減碳的價值觀認同感及積極的態度。(3)行為教 育：促使學童養成正確、積極的節能減碳行為，並能落實到日常生活中。圖 2-6 為「學校節能減碳」之教育目標系統，其中國小階段之「節能減碳」教育目標是 1 技能 態度 知識 覺知 參與 覺知 知識 態度 技能 參與 感受整體節 能減碳狀況 及相關問題 傳遞或導正 節能減碳所 需的知識 建立節能減碳 價值觀以及激 起參與動機 評估、解決節能 減碳問題的技 能，具備新形式 研發之能力 參與節能減碳 問題解決的機 會，並落實到日 常生活中
以基本節能減碳知識及觀念的傳授、培養正確積極節能減碳態度為主，以較簡單 基本生活問題的解決為輔，較不強調抽象理論傳授。
圖 2-6 學校節能減碳教育的目標系統(修改自程金保，2008)
三、節能減碳教育的特性(U.S. Department of Energy, 1982；田振榮，1992；林明 瑞，2009；陳建州，2001；能源教育資訊網，2009b)：
(一)為跨科整合課程：無法特定於某一科目或課程中施教。 (二)就目標而言，以國家節能減碳政策為導向，並且重視教育及學習歷程。 (三)以學生的「日常生活」實踐為中心，是一種「務實的教育(reality education)」 以培養良好節能減碳素養的公民。 (四)鼓勵學生在參與中學習。 四、節能減碳教育的內涵(林明瑞，2009)： (一)「全球暖化」、「全球環境變遷」與「節能減碳」的關聯性。 (二)使用低碳與再生能源，並認識開發新能源及再生能源發展的必要性。 (三)有效節能減碳並落實到日常生活中，包括食、衣、住、行等各方面。 (四)正確並有效的使用能源，提高能源使用效率。 (五)減少「全球暖化」、「全球環境變遷」對自然環境及生態的影響。
第四節
第四節
第四節
第四節 國小課程中
國小課程中
國小課程中的
國小課程中
的
的
的節能減碳
節能減碳
節能減碳
節能減碳概念
概念
概念
概念
九年一貫課程分為七大領域、六大議題，節能減碳相關概念內容包含於能源 教育之內，能源教育被安置在「自然與生活科技」領域中的「生態保育」主題內， 亦是歸屬於「環境教育」議題；雖然能源教育為環境教育中的一個子題，卻未能 獨立成為一領域或議題，在國小部分更完全沒有專章介紹，反觀積極發展高科技 的國家如美國、日本及西歐等，早已將能源教育列入中小學課程標準之正式科目 中，並實施教學(余鈺焜，2007)。目前國內國小課程中提供哪些節能減碳概念？ 以下將探討國小課程中的節能減碳概念，以作為編製試題之參考依據。 一、國小課程中的節能減碳概念 在九年一貫課程中，節能減碳教育或相關課題，主要集中在自然與生活科 技、社會、健康與體育及綜合活動四大領域，其中又以自然與生活科技領域佔絕 大多數。學習的難易深度雖隨著年級而逐漸提升，但卻沒有明確區分不同年級別 及針對不同主題來進行教學(余鈺焜，2007)。研究者從現行三大出版商(南一書局、翰林出版社、康軒出版社)所出版的國小自然與生活科技、社會、健康與體育 及綜合活動四大領域課本中，初步分析有關「全球暖化」及「節能減碳」概念課 程內容，以了解國內目前國小課程中提供哪些節能減碳知識概念。分析結果依 低、中、高年級呈現，如下表 2-4、2-5、2-6 所示。 表 2-4 國小低年級課程中之節能減碳知識概念 年 段 年 級 冊 數 單元名稱 節能減碳相關概念內容 資料出處 低 二 上 大自然的 寶貝 1.知道環境保護與自己的關係 翰林綜合活 動 97.8 初版 幫寶貝找 新家 1.珍惜資源再利用 二 下 大地寶貝 1. 隨手關燈，不浪費能源 2. 節約用水 南一健康與 體育 98.元月 初版 二 下 環境與我 1. 節約用電、多種綠色植物、多走路、吃當 季蔬果，可以讓生活更環保 康軒綜合 資料來源：本研究彙整 表 2-5 國小中年級課程中之節能減碳知識概念 年 段 年 級 冊 數 單元名稱 節能減碳相關概念內容 資料出處 中 三 上 空氣 1. 知道什麼是空氣污染 南一自然與 生活科技 97.6 初版 三 下 我的環保 行動 1. 天氣越來越熱，北極熊快要沒有家了 2. 日常生活中造成的環境問題，例：常吹冷 氣溫度調太低、汽機車排放廢氣 3. 多走路、騎腳踏車、少吹冷氣或提高溫度 設定、節約用電、購買本地產品可以改善 環境問題 4. 4/22 世界地球日響應關燈運動 南一綜合 98.2 初版 資料來源：本研究彙整
表 2-5 國小中年級課程中之節能減碳知識概念(續) 年 段 年 級 冊 數 單元名稱 節能減碳相關概念內容 資料出處 中 三 下 商店與生 活 1. 再生資源與非再生資源 2. 環保購物的方法 翰林社會 98.2 修訂四 版 四 上 能源與運 輸工具 1. 認識並了解能源 2. 明瞭能源有不同的來源 3. 覺察能源與運輸工具的關係 4. 思考減少運輸工具產生污染的方法 5. 知道能源的重要性 6. 珍惜能源，避免過度浪費，養成節約能源 的好習慣 翰林自然與 生活科技 97.8 修訂一 版 四 上 燈泡亮了 1. 應盡量使用太陽能電池和充電電池 康軒自然與 生活科技 98.9 初版 運輸工具 與能源 1. 認識運輸工具常用的能源 2. 認識生活中常用的能源 3. 了解節約能源的重要性並知道如何節約 能源 4. 培養使用能源時應有的環保觀念 四 下 愛我家園 1. 了解資源回收和垃圾減量的重要 翰林健康與 體育 98.2 初 版 四 下 天地一家 親 1.願意為改善環境問題盡一己之力 2.關心生活週遭大自然的環境問題 翰林綜合活 動 98.2 修訂 二版再版 資料來源：本研究彙整 表 2-6 國小高年級課程中之節能減碳知識概念 年 段 年 級 冊 數 單元名稱 節能減碳相關概念內容 資料出處 高 五 上 台灣的資 源 1.台灣礦產資源的種類 翰林社會 97.8 修訂五 版 關懷台灣 1. 人為的環境問題所帶來的災害與防治方 法 2. 環保的行動 ex.綠色消費 資料來源：本研究彙整
表 2-6 國小高年級課程中之節能減碳知識概念(續) 年 段 年 級 冊 數 單元名稱 節能減碳相關概念內容 資料出處 高 五 上 生活高手 1.珍惜資源再利用 翰林綜合活 動 98.8 修訂 二版再版 五 上 台灣的自 然環境 1.澎湖風力發電廠 南一社會 97.6 修訂版 富饒的台 灣 1.明潭水力發電 五 下 環境的探 索 1. 目前環境的問題：綠地減少、溫室效應、 地層下陷、海水倒灌 2. 植樹造林是環保的實踐 南一綜合 98.2 再版 五 下 搶救地球 1. 氟氯碳化物，例：冰箱的冷媒、噴霧泡沫 用品 2. 燃燒煤、石油等會產生二氧化碳，造成地 球溫度升高 康軒健體 95.2 三版 六 上 親近大自 然 1.使用 CFCs 的物品對環境的影響、如何避免 翰林綜合活 動 97.8 修訂 一版再版 六 下 永續經營 地球村 1. 地球存在許多問題，需人類共同解決 2. 了解地球溫度上升的原因及影響 3. 討論解決全球環境問題的對策與目前的 作法（個人、國家、世界） 4. 永續經營的觀念-地球高峰會 翰林社會 98.2 修訂四 版 暸望國際 社會 1. 認識世界上重要的國際組織成立宗旨與 推動工作 人文科技 新世界 1. 永續節能綠建築 六 下 生物、環 境與自然 資源 1. 了解溫度、日照等因素會影響植物生長 2. 知道造成環境變動的人為因素 3. 知道自然資源的種類 4. 知道再生能源 5. 了解如何做一個綠色消費者 6. 能知道能源的使用及節約能源 7. 能知道世界各國投入環保活動的概況 翰林自然與 生活科技 98.2 修訂一 版 資料來源：本研究彙整
表 2-6 國小高年級課程中之節能減碳知識概念(續) 年 段 年 級 冊 數 單元名稱 節能減碳相關概念內容 資料出處 高 六 下 我們只有 一個地球 1. 知道全球暖化的原因與影響 2. 說出個人面對全球問題時應有的作為 3. 知道企業或團體對全球問題的作法 4. 知道政府對全球問題的努力與作法 5. 知道國際間合作所提出解決問題的途徑 6. 建立愛護環境及善用資源的觀念 7. 執行綠色消費、節約能源、節約用水、廢 棄物減量、環境保護及環境關懷行動 8. 能在食衣住行育樂等活動中表現對生態 環境與資源的珍惜與關懷 南一社會 98. 元月修訂版 六 下 永續家園 1. 知道自然資源分為再生資源與非再生資 源兩類 2. 知道人類活動可能改變環境 3. 分享節約能源的方法 南一自然與 生活科技 六 下 生物與環 境 1. 認識人類活動對環境所造成的各種改變 2. 察覺人類活動能帶來正面效益，同時對環 境也會產生負面的影響 3. 汽機車排放的廢氣使環境中二氧化碳濃 度增加 4. 燃燒石油產生大量二氧化碳，使地球氣候 異常，全球暖化 5. 綠色消費觀念為「可回收、低污染、省資 源」，我們應盡量選用有環保標章的商品 康軒自然與 生活科技 98.2 五版 六 下 世界一家 1. 知道全球所面臨的環境問題及形成原因 2. 京都議定書 康軒社會 98.2 四版 資料來源：本研究彙整 由表 2-4、2-5、2-6 可知，高年級課程中所含節能減碳知識概念最豐富，上 述結果將作為編製半開放式問卷及標準化評量試題之參考。 除了教科書外，經濟部能原委員會(1995)編印的「節約能源常識」將國小低 年級的節約能源概念分為空調篇、電器用品篇、交通用水篇；中年級的節約能源
概念則分為照明篇、空調篇、電器用品篇、交通篇、用水篇及其它；高年級方面 則分為節約用電常識、節約油氣常識、以及節約資源常識。
二、學童的節能減碳概念發展與迷思概念
近年來，國內外有許多針對全球暖化與溫室效應主題進行不同對象的認知研 究，對象涵蓋一般民眾(趙姿婷 2009；Devine-Wright, Devine- Wright, & Fleming,
2004)、國小教師(張凱惠，2006)、職前教師(林憶姍，2003；莊淑臻 2009；湯宜
佩，2007；Dove, 1996)及各階段的學生(王亦欣，2003；林韋如，2009；林美如，
2010；張淑惠，2008；許琇玲，2006；陳怡靜，2004；陳偉羣，2009；劉怡君， 2008；Andersson & Wallin, 2000；Boyes & Stanisstreet, 1993；Francis, Boyes, Qualter & Stanisstreet, 1993；Koulaidis & Christidou, 1999)等。
上述研究中指出許多學童的迷思概念，如：11-16 歲學生存有使用無鉛汽油 可改善溫室效應，及臭氧層稀薄導致溫室效應的想法(Boyes et al., 1993)。8-11 歲 國小學生會將一些對環境友善的行動也當作改善溫室效應的方法(Francis et al., 1993)。5、9、12 年級學生完全不瞭解減少二氧化碳排放對社會的影響(Andersson et al., 2000)。二氧化碳過多會破壞臭氧層，使進來地球的陽光(紫外線)增加導致 地球溫度上升(王亦欣，2003)。林韋如(2009)發現我國大部份的小學生認為臭氧層 破洞是造成全球暖化的主要原因之一，並認為地球不需要有溫室效應存在。另 外，柯玫淑(2003)針對國小中、高年級能源永續概念的認知研究，發現學童具有 二氧化碳不會導致溫室效應增強、使用石油及燃燒垃圾會導致臭氧層破洞等迷思 概念。綜上所述，不管是暖化的成因、影響或因應之道，迷思概念普遍存在研究 對象的認知結構中，了解學童的迷思概念將有助於試題之編製。 三、不同背景變項對學童節能減碳知識及認知之影響 下表 2-7 探討節能減碳及標準化評量相關研究之背景變項分析，以作為本研 究背景變項之參考。
表 2-7 節能減碳及標準化評量相關研究之背景變項分析 研究題目 背景變項 性別 學校 規模 所在 地區 家長 學歷 知識 來源 教導師 長類別 節能減碳 行為 STS 理念之教學對國小學童學 習 溫 室 效 應 之 影 響 ( 陳 怡 靜 ， 2004) (-) 過去參與 的環境教 育活動(-) 溫室效應導致氣候變遷之相關 認知、態度與行為意向調查研究 (許琇玲，2006) 我國國小學童關於全球暖化現 象之相關知識、態度與行為意向 調查研究(林韋如，2009) (+) (+) (+) 參與環境 相關活動 頻率(+) 國小六年級全球暖化教學活動 與 學 習 成 效 之 探 討 ( 陳 偉 羣 ， 2009) (-) 台 南 市 國 小 學 童 全 球 暖 化 知 識、態度與抗全球暖化行為之研 究(林美如，2010) (-) 家庭生活 節能減碳 程度(+) 國小中、高年級水資源保育概念 標準化評量之研究(魏文南， 1999) 國小中、高年級噪音概念標準化 評量之研究(邱達裕，1999) 國小中、高年級空氣污染概念標 準化評量之研究(洪榮陽，2000) 國小中、高年級學童自然生態保 育概念標準化評量之研究(陳曉 萍，2001) 國小中、高年級能源永續概念標 準化評量之研究(柯玫淑，2003) 註：(+)表背景變項與知識表現達顯著水準，(-)表背景變項與知識表現未達顯著水準 由上表知，節能減碳相關研究所探討之背景變項包含性別、所在地區、家長 學歷、知識來源及節能減碳行為等，標準化評量相關研究也探討學校規模及教導 師長類別對學童知識評量得分之影響，因此本研究以性別、學校規模、所在地區、 家長學歷、節能減碳知識來源、教導節能減碳知識師長類別及家中節能減碳行為
等為背景變項，探討學童節能減碳知識評量表得分之差異。
第五節
第五節
第五節
第五節 各階段教育
各階段教育
各階段教育(學
各階段教育
學
學
學)歷程中之評量
歷程中之評量
歷程中之評量
歷程中之評量
評量是從多種角度以多種方法去評估學生的知識或能力，包括：紙筆測驗、 作業表現、教師觀察、學生自我報告等。即使是以測量為基礎的評量，其結果也 不限於單純的數字描述(王振世、何秀珠、曾文志、彭文松(譯)，2009)。評量的過 程如圖 2-7 所示： 圖 2-7 評量的過程 學校教師、輔導員、行政人員與心理學家，對學生教育的計畫或政策，均需 作各種不同的決定，這些決定需要測驗提供正確可靠的資料做為依據(郭生玉， 1994)。測驗在教育上有三方面的主要功能：(1)教學上的；(2)行政上的；(3)輔導 上的(Findley, 1963)，以下將討論評量在教學上的功能。 在教育過程中教師與學生是互動的主體，課程與教材是互動的內容，而教學 與評量則是主要的互動形式。評量在教學過程中具有回饋的功能，教師能藉由評 量的結果調整教材及教法，以達到理想的教學效果(歐滄和，2002)。 教學評量專家柯伯勒(Kibler)主張把教學的基本歷程分為教學目標、學前評 估、教學活動、評量等四個部分，並特別強調評量在教學上具有的回饋作用及積 極功能(王佩蓮，1995)。其模式如下頁圖 2-8： 測量 (如：測驗) 非測量 (如：非正式的觀察) 價值判斷 (如：學業進步) 加上 加上 和/或 評量圖 2-8 教學基本模式(簡茂發，1990) 綜合以上所述，一套合宜的評量可以幫助教師達到：(1)了解學生的起點行 為；(2)作為改進教學的參考；(3)確保教學目標的達成；(4)評定學生的學習成果。 以進一步瞭解學生的學習困難，並且隨時修正教學的進度或教材的難度，能夠為 教學帶來正面的功效。 Earl(2003)提出評量與學習的關係可以分成三種不同的取向：學習的評量、 促進學習的評量、評量即是學習。學習的評量檢視學習成果，屬於總結性的成果 檢視，提供家長知道學生的學習成果；促進學習的評量描述未來學習需求，提供 學生學習的回饋資料；評量即是學習促進學生對學習的自我監控，鼓勵學生成為 自主的學習者(McMillan, 2007)。 標準化成就測驗是依據全國共用的課程內容與教學目標，由學校教師、課程 專家及測驗學者所共同編製而成，因此標準化成就測驗的要求較一般成就測驗更 為嚴苛，不僅要符合前面標準化測驗的特性之外，尚須具備以下的特徵(王振世等 (譯)，2009；吳裕益，1992；郭生玉，1994；鄒慧英(譯)，2003)： 一、高品質的試題：標準化成就測驗的試題由教師及測驗學者合作編擬，依據測 驗的難度、鑑別度與定義清楚的雙向細目表等條件進行選題。 二、有實施與計分的指導說明：使施測與計分程序對不同的測驗使用者而言都是 一致的。 三、有解釋分數的常模：標準化成就測驗依據有代表性的樣本，建立各種不同的 常模，如全國性常模。從常模中，可以獲知測驗分數在團體中的相對位置。 四、通常有測驗的複本及可比較的版本：這些版本可以測量不同年級水準，有助 教學目標 學前評估 教學活動 評量 回 饋 作 用
於保持全校性測驗計畫的測量持續性，或教育成長的長期趨勢研究。 五、有測驗指導手冊：標準化成就測驗均附有指導手冊，作為測驗實施與計分、 評鑑測驗品質，及解釋與應用結果的指引。
第六節
第六節
第六節
第六節 標準化評量的編製
標準化評量的編製
標準化評量的編製
標準化評量的編製
標準化成就評量的編製步驟包括：(1)確定測驗的目的；(2)設計雙向細目表； (3)決定題型及編擬試題；(4)預試和試題分析；(5)編輯測驗；(6)驗證信效度與建 立常模等六個步驟(郭生玉，1994)。詳細過程說明如下： 一、確定測驗的目的 編製成就評量最重要的是確認所要評量的學習結果；明確的界定學習結果能 使評量發揮最大的功效(陳英豪、吳裕益，2003)。郭生玉(1994)指出標準化成就測 驗編製的目的不外乎： (一)確定學生學習的基本技能。 (二)確定學生某一學科之成就水準(單科成就測驗)。 (三)確定學生的一般成就水準(綜合成就測驗)。 (四)診斷學生的學習困難。 為了保證標準化成就測驗能適用於大多數的學校，編製測驗時必須就普遍使 用的教科書、有代表性的課程、課程專家的建議，以及有關學科的研究文獻，詳 加研究和分析，作為設計編製計畫的依據。二、設計雙向細目表(two-way table of specifications)
一個好的測驗必須能充分代表學習的全部內容，但在測驗中，我們並不可能 列出所有想問學生的問題(陳英豪、吳裕益，2003)。為了確保所編製的測驗可以 具有內容的代表性，在實際編寫試題前，則須擬定一份設計雙向細目表。雙向細 目表是由教學目標和學習內容這兩個面向所構成的表格；透過教學目標的檢視， 可以瞭解試題是否能同時評量到認知領域的所有層次(凃金堂，2009)。
教育學者布魯姆等將認知領域教育目標分為知識、理解、應用、分析、綜合、 評鑑六個主要類目(Bloom, 1956)。Anderson, Krathwohl, Airasian, Cruikshank,
Mayer, Pintrich, & Wittrock(2001)將認知領域教育目標分成知識向度與認知歷程
向度兩部分，其中知識向度分為事實知識、概念知識、程序知識、後設認知知識； 認知歷程向度修正為記憶、理解、應用、分析、評鑑、創造，其對應的兩個向度 如表 2-8 所示(施南極、翁瑞峰、曾憲雄、鍾育茹，2005)。 表 2-8 2001 年布魯姆認知領域教育目標分類表 知識向度 認知歷程向度 1.記憶 2.理解 3.應用 4.分析 5.評鑑 6.創造 A.事實知識 A1 A2 A3 A4 A5 A6 B.概念知識 B1 B2 B3 B4 B5 B6 C.程序知識 C1 C2 C3 C4 C5 C6 D.後設認知知識 D1 D2 D3 D4 D5 D6 布魯姆等提出的教育目標分類常被作為編製成就測驗的參考，雖然大多數測 驗並未與上述分類有緊密的配合，但設計雙向細目表仍有助益(Aiken, 1985)；據 此均衡分配測驗題數，作為編製測驗題目的依據(王文科、王智弘，2008；陳漢宗， 1993)。製作此表時，先將學習內容劃分成幾個領域，並依據內容的重要性及分量 決定各內容領域應占的百分比，再依學生年齡決定各認知層次應占的百分比(歐滄 和，2002)。 三、決定題型及編擬試題 設計好雙向細目表之後，依測驗的目的、內容、受試對象等因素，決定適合 的試題類型，以進行試題的編製。測驗的題型可分為兩類(郭生玉，1994；歐滄和， 2002；Gronlund, 1982)： (一)建構反應式題型：包含填充題、簡答題、申論題、建構式轉換題等。
(二)選擇反應式題型：包含是非題、選擇題、辨錯題、配合題、克漏字題、重組 題等。 本研究所涉及之測驗題型有簡答/填充題型及選擇式題型。選擇式題型最具 結構性，適用於各種性質不同的材料，可以測量到各種不同層次的學習結果，而 且作答方式簡單、評閱方便迅速，是測驗中最常出現的題型，在團體標準化測驗 中經常被使用(陳英豪、吳裕益，2003；凃金堂，2009；郭生玉，1994；歐滄和， 2002)。選擇題的選項數通常為四到五個為宜，也可以列二或三個選項；但除了多 重選擇題外，只有一個答案是正確的，需使不知正確答案的受試者認為各個選項 皆為真(王文科、王智弘，2008；郭生玉，1994；歐滄和，2002)。 四、預試和試題分析(item analysis) 編擬試題並經歸併後，必須進行預試。預試樣本必須選自母群體，實施的程 序與將來正式實施的程序，應求相同；過程中應注意受試者反應，以作為修定測 驗或施測程序之參考(王文科、王智弘，2008；陳漢宗，1993；郭生玉，1994)。 一般而言，試題分析可根據試題的形式與內容作質的分析，也可根據試題的 統計特性作量的分析；亦即主觀性的試題分析與客觀性的試題分析(余民寧， 2003；李坤崇，2006；陳英豪，吳裕益，1994；郭生玉，1994；張淑慧，1999；
簡茂發，1982；Kubiszyn & Borich, 1990)。
(一)質的分析：通常在編擬試題後、預試之前，由測驗專家、學科專家及從事教 學的教師等共同針對試題的內容與形式進行評鑑(馮觀富，1983)；評鑑之項目 可包含答案正確性、題意明晰性、答題難易度、內容重要性、試題偏差、與 測驗計量符合性、與課程關聯性及與教學關聯性等(歐滄和，2002)。 (二)量的分析：在試題初步編寫完成後，從研究母群中選取具有代表性的樣本實 施預試，藉由施測所得到的作答反應，分析試題的難度與鑑別度，作為試題 修改的依據。 1.難度(P)分析：分析任一題目的難度，一般而言，P 值越接近.50，越能
區隔出不同能力的受試者，是比較理想的試題(凃金堂，2009；陳英豪、 吳裕益，2003；郭生玉，1994)。但要找到鑑別度高，P 值又接近.05 的試題，實際上有困難；Chase(1978)認為是非題的 P 值可介於.55-.85， 選擇題的 P 值可介於.40-.80，而 Ahmanan & Glock(1981)認為 P 值介 於.40-.70 之間，都是屬於可以接受的範圍值，黃光雄、簡茂發(2000) 則認為除依試題難度選出介於.35-.65 之間，尚需選出少數較難及較易 的試題，使測驗難易之分配近似於常態。本研究為廣泛測知學生所具 備的節能減碳概念，而非考驗試題難度之適切性，故以難度指 數.20-.80(王文科，2008)為試題挑選標準。主要的計算方式有二： (1)以全體受試者通過某題人數的百分比求得，題目越容易，通過的百 分比越高。 (2)將受試者分為三組，得分最前面的 27％為高分組，得分最後面的 27％為低分組，中間組則佔 46％，難度的計算公式如下： P=(UP+LP)/(U+L) P：難度指數。 UP：高分組通過某一題目的人數。 LP：低分組通過某一題目的人數。 U：高分組總人數。 L：低分組總人數。 2.鑑別度(D)分析：鑑別度分析的目的，在於分辨各個題目區辨高分組與 低分組能力高下的程度。鑑別度分析有兩種方法： (1)內部一致性分析：確定各題目是否與整個測驗的作用一致。其中高 分組答對的比例若高於低分組，則該題的作用即視為與總分的作用 一致。計算方式如下： D=(UP-LP)/U
