以情境式試題評量中學生能源素養

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陳冠利、劉湘瑤、陳柏熹、黃書涵情境式能源素養評量 ₁₆₇ 教育科學研究期刊第六十卷第二期 2015 年，60（2），167-196 doi:10.6209/JORIES.2015.60(2).06

以情境式試題評量中學生能源素養

陳冠利

劉湘瑤

* 國立臺灣師範大學科學教育中心國立臺灣師範大學科學教育研究所

陳柏熹

黃書涵

* 國立臺灣師範大學教育心理與輔導學系國立臺灣師範大學科學教育研究所

摘要

能源素養為知識、態度與行為組成的多面向架構，為瞭解學生能源素養的表現情形，本研究以先前發展的能源素養架構為基礎，對應各指標內涵設計六個情境式題組作為評量工具，以全國國、高中學生為施測對象，共取得 2,066 份有效樣本。結果顯示，學生的能源素養尚需加強，尤其是評估與判斷國際能源議題的素養指標能力，另從評量試題的文字作答分析發現，學生對溫室效應成因和生質能源等議題持有迷思概念。相關分析呈現知識與行為面向的關聯性較態度與行為的關聯性高。對節能減碳的看法和參加研習次數與素養表現有正相關；年級愈高的學生在素養的整體表現上愈好。本研究建議發展有效的能源課程及教學方式，作為能源教育推動策略之參考。關鍵字：能源素養、能源教育、情境式題組通訊作者：劉湘瑤，E-mail: [email protected] 收稿日期：2014/06/04；修正日期：2015/01/14、2015/02/06；接受日期：2015/03/03。

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168 情境式能源素養評量陳冠利、劉湘瑤、陳柏熹、黃書涵

壹、前言

隨著世界各地極端氣候問題日趨嚴重，全球暖化與氣候變遷的效應已得到科學驗證（Intergovernmental Panel on Climate Change [IPCC], 2007）。雖然，社會大眾對於氣候變遷似乎有相當程度的關切（Department for Environment, Food, and Rural Affairs [DEFRA], 2002, 2007），但個體自發性從事減碳行為的意願與實際行動間仍存在「價值觀－行動」的落差，唯有透過教育活動的實施，才能確實改變人類的覺知與行為（Blake, 1999; Darner, 2009; Whitmarsh, Seyfang, & O’Neill, 2011）。因此，能源教育活動的推動在於建立有效的溝通機制，以提升公民的環境意識，改變生活態度並實行環境友善的具體行動（Chedid, 2005; Dias, Mattos, & Balestieri, 2004; Zografakis, Menegaki, & Tsagarakis, 2008）。

如同其他環境教育的議題一般，能源使用與減少溫室氣體排放為當前重要的教育課題。許多國家成立推動中心，發展能源教育課程，並與學校正式教育緊密結合，讓節能的意識和價值觀從小紮根，以期培養出具有能源素養的公民（DeWaters & Powers, 2011; Directorate- General for Energy and Transport, 2006; Stern, 1992）。美國自 1980 年起即開始落實國家能源教育發展計畫（National Energy Education Development Project, NEED），為最早實施能源教育的國家，迄今已持續發展 28 年，對學校的能源教育具有相當程度的影響。英國與澳洲分別創立永續能源中心（Center for Sustainable Energy, CSE）與澳洲能源教育學會（Energy Education Australia Inc., EEA），發展一系列的能源教育相關課程與活動。日本亦於 2005 年起啟動能源教育的推廣，共計有 179 所學校參與 K-12 課程的設計與規劃。臺灣所需之能源大多仰賴進口能源（Tsai, 2005），因此能源教育對提升臺灣人民友善並有效使用能源的態度與行為的重要性不言而喻（王如哲、黃月純，2011）。有鑑於此，教育部自 2007年起於臺灣各區建立 17 所能源教育推廣中心，設立 25 所縣市能源教育重點學校，並以中、小學為主要對象，期望透過校園傳達節能觀念，進而使學生能將全球認同的綠色能源與低碳生活，轉化為個人的生活態度與習慣。此外，國家科學委員會科學教育處自 2008 年開始補助能源科技及人才培育的專題研究計畫，如「節能減碳教育整合型研究計畫」、「能源國家型科技人才培育政策導向計畫」，鼓勵跨系、跨院或跨校之研究團隊與中、小學或不同機關團體策略聯盟的研究，希望能形成國內「節能減碳」文化與培育未來能源與環境科技研究人才（國家實驗研究院，2011）。然而，臺灣節能減碳教育推動至今已有多年，有關學生對能源議題的認知和態度的研究雖有不少，仍缺乏對於能源素養的內涵定義之統整性分析與能源素養評量調查研究。在研究者先前的研究中（Chen, Huang, & Liu, 2013），參考現有的能源素養、科學素養和環境素養的文獻，並依據「能源」和「低碳」兩個主軸概念，建立能源素養之內涵與架構，並將能源素養定義為「對節能減碳有相當程度的正確知識與瞭解，並能主動蒐集並分析能源使用與環境的相關資訊，對節能減碳行動具有正面積極的態度與落實節能減碳概

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陳冠利、劉湘瑤、陳柏熹、黃書涵情境式能源素養評量 169

念的能力」。本研究依據先前研究提出之能源素養內涵與架構為基礎發展評量工具，以期能完整測得受試者在能源知識、態度與行為意圖的全面性表現，以作為能源教育發展之參考。

有效的能源教育課程需要適切的評量工具，確保教育目標與能源素養內涵一致，並確認學生在教學過程中得以獲得該學習階段需要具備的能力（DeWaters & Powers, 2011）。然而，現今能源素養相關評量題型多為封閉式題型（如單一是非或選擇題），且試題侷限於單一課程單元目標的概念性知識（如：Hanson, 1993; National Energy Education Development Project [NEED], 2006），尚缺乏能較完整測量能源素養的評量工具。有鑑於素養為一複雜的認知處理程序，個體面臨現實生活情境時，需要使用不同的認知程序以瞭解事件的各個層面（Harlen, 2001），若素養評量工具僅採用單一類型的封閉式試題，恐無法由各層面確實量測受試者的理解與能力。是故，研究者建議運用情境式題組（contextualized test unit）能有效全面性地評估受試者的整體能力（Harlen, 2001; Lee, 2004）。而情境式題組已應用於多個大型跨國調查計畫如：國際學生成就評量方案（Program for International Student Assessment, PISA），其主要目的並非評估學生是否有效地記憶已知的學科知識，而是評量學生於生活中面臨的各種情境及挑戰時，是否能夠有效地應用知識，並且由不同角度分析與解決問題。綜前所述，在面臨氣候變遷現象日漸加劇、能源資源有限且日漸減少的情況下，提升國民能源素養刻不容緩，而調查我國中學生能源素養現況作為此教育推動的參照有其必要性。為能深入且確實地評量學生的能源素養，且考量臺灣推動能源教育並非為單一學科進行的課程，而是在各學習階段融入於各個學科之中，本研究認為此評量工具的試題應以情境式題組進行測驗較為適切，始能較完整與全面地評估個體運用知識、行為與態度，以解釋和解決各種科學情境及挑戰所應具備的能力。故本研究參酌 PISA 測驗的紙筆測驗形式，依據先前研究所發展的能源素養架構為基礎，對應素養架構內涵發展情境式題組的評量工具，用以調查臺灣中學生的能源素養現況。學生對於試題情境的判斷，往往因其對訊息內容是否具備適當的概念所影響，是故，本研究將選取具有重要概念的試題進一步分析學生是否存有迷思概念。形成本研究的研究問題如下：一、臺灣中學生的能源素養各構面之表現如何？二、學生個人背景變項對能源素養有何影響？三、學生對節能減碳存在哪些迷思概念？

貳、文獻探討

一、臺灣能源教育

能源是提升國家社會與經濟發展的關鍵要素（Kandpal & Garg, 1999; Keser, Ozmen, & Akdeniz, 2003）。然而，隨著全球能源儲量逐漸減少，能源危機已成為國際間重視的課題，各國

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170 情境式能源素養評量陳冠利、劉湘瑤、陳柏熹、黃書涵除了思考如何開發新能源，更期許能全面落實節能政策於全民生活之中，而透過教育能確實改變人類的覺知與行為（Darner, 2009）。因此，各國政府無不致力於推動能源教育（Stern, 1992），希冀建立公民的環境意識、改變生活態度、實行環境友善的具體行動（Chedid, 2005）。有鑑於此，我國政府對各級學校大力推行能源教育，行政院於 1996 年第四次修立《臺灣地區能源政策及其執行措施》，提到「普及各級學校能源教育，培養學生正確的能源觀念及節約能源習慣，以提高學生的能源素養。」經濟部和教育部於 1996 年公布《加強中小學推動能源教育實施計畫》，亦強調國民中小學能源教育及學生能源素養培養的重要性（引自王如哲、黃月純，2011）；此外，在 2003 年公布的國民中小學九年一貫課程綱要中，自然與生活科技學習領域，以及環境教育的重大議題也提及「節能減碳」教育的相關內涵。而環保署於 2007 年推行的《加強學校環境教育三年計畫》，第三項目標為「落實推動校園生活環保工作，養成節約能源、惜福、愛物及減廢之生活方式」（教育部，2003）。為能有效落實能源教育於各級學校，教育部自 2007 年起於臺灣各區建立 17 所能源教育推廣中心，設立 25 所縣市能源教育重點學校，期望透過校園傳達節能減碳的觀念；國立臺灣師範大學亦成立能源教育推動小組，並明確說明能源教育之內涵。由前述可知，我國能源教育在現今九年一貫自然與生活科技課程、環境教育及重大議題課程，其主要目標是使學生成為具有「能源素養」的公民。能源素養不僅重視能源知識面的學習，更強調能源使用的態度及價值觀等，並且能夠在日常生活中具體落實節能行為。

二、能源素養內涵架構

「節能減碳」為我國近年來的重要政策，教育是達成此政策目標以解決環境問題最根本的基石，學校能源教育即是培育良好能源素養的公民，透過校園傳達節能觀念進而化為具體行為，將全球認同的綠色能源與低碳生活，融入個人的生活態度與習慣。

（一）能源素養

「素養」（literacy）已受到聯合國教育科學文化組織（United Nations Educational, Scientific and cultural Organization, UNESCO）、歐洲聯盟（European Union, EU）與經濟合作暨發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development, OECD）等國際組織的重視。素養是指個體準備妥當的狀態或潛在特徵，具備某種知識、能力、態度等條件，以成功因應生活情境的複雜任務要求、解決問題或達成目標等需求（蔡清田，2010）；換言之，素養強調個體展現行動，而此行動是有認知、有態度且有能力的素養。是故，本研究定義素養含括知識、態度與行為等三大面向。能源素養為減緩國家能源危機的重要潛在資源，能源素養反映個體所具備的能源系統知識與態度，幫助個體落實節約能源的行為與決策，最終能在日常生活中將能源進行有效的使用（DeWaters & Powers, 2011, 2012; DeWaters, Qaqish, Graham, & Powers, 2012; Dwyer, 2011; Lay, Khoo, Treagust, & Chandrasegaran, 2013）。美國學者 DeWaters 與 Powers（2011）發展能源

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陳冠利、劉湘瑤、陳柏熹、黃書涵情境式能源素養評量 171 素養評量工具，比較能源素養、環境素養和科技素養三者的特徵屬性，探討能源素養評量工具的架構，進而擬訂評量工具，在美國紐約州學校施測，其素養調查研究即包含認知、情意、行為等面向。該評量目標規範了具有能源素養的人應具備的五項能力： 1.對日常生活中能源使用的情形有基本的認識； 2.瞭解能源的生產和消費對我們的環境和社會各個層面所造成的影響； 3.對節約能源及發展替代能源的需求性具有敏銳度； 4.能認知個人的能源相關的決定和行動對全球社群是有所影響的； 5.展現個人對能源開發和消費議題的態度，並對相關議題做出判斷、評估和選擇。本研究建構能源素養評量架構係參考 DeWaters 與 Powers（2011）的研究，知識面向著重於能源基礎科學知識與議題、能源使用對環境與社會所造成的影響；態度面向則包括關懷與覺知全球能源議題、積極的自我責任感；行為面向主要為判斷抉擇的能力和從事適當行動的意圖，能將日常生活有關能源的成本納入考量，試圖有所行動並影響他人。 DeWaters與 Powers（2011）的研究結果指出，高中生的能源素養表現優於中學生，而女性學生的情意與自我效能等構面的表現優於男性學生；而後續相關研究（如：Lay et al., 2013）延續使用 DeWaters 與 Powers 所發展的能源素養問卷，針對馬來西亞八年級學生進行能源素養調查，研究結果指出，能源素養概念不僅包含知識面向，態度與行為面向亦對於學生節約能源概念的落實占有一定程度的重要性。該研究結果顯示，男性學生在知識構面的表現略優於女性學生（未達顯著水準）；而女性學生在態度與行為層面的表現較佳（未達顯著水準）。相關研究（如：Barrow & Morrisey, 1989; Gambro & Switzky, 1999; Lawrenz & Dantchik, 1985; Lay et al., 2013）亦指出，男性在能源與環境知識的表現情形上較優於女性。Lay 等（2013）的研究結果亦顯示城鄉學生能源素養表現上的差異，城市地區學生在認知層面的表現較佳；而鄉村地區學生在情感、行為與整體能源素養表現較佳。是故，本研究將進一步探討個人變項（性別、年級、地區）對能源素養的影響。

（二）碳能力

國際能源總署（International Energy Agency, IEA）在世界能源前景（World Energy Outlook）預估未來減碳需求與來源，確定減碳是未來全世界經濟上的重要扭轉力量，國際間著手減碳的目標也更加明確。Whitmarsh 等（2011）提出了「碳能力」（carbon capability）這個名詞，以表達人們是否具備能力可負擔碳排放所造成的後果，亦即探討公眾參與氣候變遷議題決策的能力，該研究調查英國民眾對減碳的瞭解、實踐能力和動機。Whitmarsh 等人特別說明「素養」僅限於個別的知識、態度和技能的表現，而 capability 一詞則強調藉由個人行為改變與集體行動，參與相關議題的決策、共同解決問題。碳能力有三個面向： 1.決策（知識、技能、動機和判斷）。 2.個人行為或實踐（如節約能源）。

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172 情境式能源素養評量陳冠利、劉湘瑤、陳柏熹、黃書涵 3.行動參與（例如遊說、投票、抗議、建置社會基礎設施）。 Whitmarsh等（2011）研究指出，受訪者對於節能減碳的理解仍存在迷思，如大量氣體排放造成臭氧層破裂，此結果與 Summers、Kruger、Childs 和 Mant（2000）的研究一致。相關研究顯示（如：Boon, 2009; Dove, 1996），受測者對於氣體排放的來源與氣體的影響後果亦存在誤解與迷思。有鑑於此，在教育活動實施上，不可忽略瞭解能源的基礎知識，唯有具備對節約能源和能源效益的知識、態度，才能達成整體碳排放減量的目標。是故，本研究將進一步探討學生對節能減碳的迷思概念，以期幫助學生建立正確的知識與態度。 Whitmarsh等（2011）的研究以碳能力作為概念名詞，包含個人抉擇（知識、技能、動機和判斷）、個人實踐（節約能源）和行動參與等三個面向，這些面向的意義與前述能源素養有重疊之處，不僅重視知識基礎，更強調行動參與的分析。是故，本研究參考 Whitmarsh 等人在知識面向中關於節能減碳相關知識與議題資訊；亦參考態度面向中於能源使用對社會環境影響的覺察與責任感；並在行為面向中納入節能減碳生活型態，代表個人試圖擴大自身影響力，引導他人參與節能減碳的行動。

（三）能源素養架構

檢視國內、外能源相關素養評量之研究，有關學生對能源議題的認知和態度的研究雖有不少，但仍缺乏對於能源素養的內涵定義之統整性分析與能源素養評量調查研究。在研究者先前的研究中（Chen et al., 2013），依據「能源」和「低碳」兩個主軸概念，參考現有的能源素養、科學素養和環境素養的文獻，擬訂能源素養之內涵與架構，將能源素養定義為「對節能減碳有相當程度的正確知識與瞭解，且能主動蒐集並分析能源使用與環境的相關資訊，對節能減碳行動具有正面積極的態度與落實節能減碳概念的能力」。依據 DeWaters 與 Powers （2008）的研究設計，以及參照 Schmidt、Lyytinen、Keil 與 Cule（2001）流程架構的建議，依腦力激盪、聚焦、排列重要性等步驟，逐步擬訂能源素養內涵。首先，組織專家小組，參與建立能源素養架構的專家對象分別來自環境工程、環境教育、科學教育、自然資源、綠色能源科技、科學應用與推廣等領域，且致力於節能減碳教材與課程開發之學者；接著，召開專家座談會議，以深入訪談方式詢問專家各自對於能源素養所應包含的內容項目；統整各專家的觀點及研究團隊的構想後，再從初步的素養內涵清單中，篩選出超過一半以上專家評定為重要的內容項目，請專家對篩選後的內容項目進行評分，並審視其他小組成員對每個項目的評論，再依其觀點將每個類別中的內涵項目依重要性由高至低排列，最後獲得專家小組對核心素養內涵的共識，確認並建立能源素養內涵與架構。能源素養內涵架構如表 1 所示，共分成「能源知識」、「能源議題及資訊」、「節能減碳生活型態」、「公民責任及永續社會」四大構面；第一構面「能源知識」涵蓋重要能源知識，強調能源的系統觀與整體觀。面對不斷變動且益趨嚴苛的未來環境，特別設計第二構面「能源議題及資訊」，希望測量學生之媒體素養與判斷能力，即接收各種能源資訊時，是否

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陳冠利、劉湘瑤、陳柏熹、黃書涵情境式能源素養評量 173 表 1 能源素養內涵架構素養面向素養指標指標內涵 1-1 能源來源、使用及開發 1-1-1 理解有關能量與能源的科學知識 1-1-2 理解能源使用與消耗的知識 1-1-3 瞭解能源開發的重要性 1-2 能源的系統概念 1-2-1 瞭解能量流動及能量守恆的概念 1-2-2 理解生態系統的平衡關係 1. 能源知識 1-3 發展和使用能源的成本與效益 1-3-1 理解能源發展和使用對環境造成的影響 1-3-2 理解能源發展和使用對社會造成的影響 2-1 能源議題探究與國際觀 2-1-1 辨認能源議題中的不同觀點 2-1-2 關心國際能源議題 2. 能源議題及資訊 2-2 節能減碳資訊判斷與評估 2-2-1 辨認節能減碳的資訊來源 2-2-2 評估節能減碳資訊的正確性與可行性 3-1 生活中節能減碳的技術與行動方案 3-1-1 在日常生活中落實節約能源的措施 3-1-2 在生活中實施減碳策略 3. 節能減碳生活型態 3-2 永續（綠色）消費 3-2-1 瞭解商品在生產、使用與處理時均耗費能源 3-2-2 選擇較具永續性的商品 4-1 個人覺知與自我效能 4-1-1 覺知個人在生活上的選擇對環境的影響 4-1-2 願意落實節能減碳生活 4. 公民責任及永續社會 4-2 公民參與 4-2-1 願意參與節能減碳的行動和決策 4-2-2 願意主動鼓勵他人做出有利於節能減碳的決定和行動有考察其訊息來源與辨別證據正確度的能力，以及對國際能源議題與政策發展走向的瞭解程度。節能減碳的意義必須落實於生活中，第三構面「節能減碳生活型態」強調的是行為，著重在生活中能實踐節能與減碳的技術與行動方案。最後第四構面「公民責任及永續社會」著重在態度面向，體會到個人的選擇與行動會影響環境，個人覺知與自我效能對控制碳排放有極大的重要性（Whitmarsh et al., 2011）。此架構中構面與指標皆環環相扣，形繪出完整能源素養的藍圖，以俾命題小組參考表中各構面之內涵定義進行命題。由前述可知，具有能源素養的個體，不僅對節能減碳有正確的知識與瞭解，並能主動蒐集和分析能源使用與環境的相關資訊，對節能減碳行動具有正面積極的態度與落實節能減碳概念的能力，因此，能源素養與應對日常生活各種活動具有密切關係。而情境式題組的評量

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174 情境式能源素養評量陳冠利、劉湘瑤、陳柏熹、黃書涵形式，以學生周遭的生活或社會議題呈現問題情境脈絡，再根據此情境發展數個子題形成題組，學生須能理解並統整題目資訊，經由高層次的思考與科學閱讀能力，才能完整而適切地回答問題。因此，情境式試題的設計，將能深入評估受測者認知處理的複雜程序，以期完整測得並瞭解受試者能源素養情形，下段將針對情境式試題有更詳盡的說明。

三、素養評量工具設計理念

有效的能源教育課程需要適切地評量工具，以確保教育目標與能源素養指標一致，並確認教學過程可幫助學生獲得該學習階段需要具備的能力，亦能進一步評估教師的教學效果、瞭解學生的學習困難及激發學生學習動機（黃國禎、朱蕙君、王榕榆，2008）。然而，現有的能源素養評量工具，多為封閉式題型的測驗，以單獨個別試題分別量測知識、態度或行為等構面，恐無法從測驗結果完整地解讀受試者對某些議題的特定觀點（Hanson, 1993; NEED, 2006）。此外，個體在現實情境下，需要使用不同的認知程序瞭解現實情境事件的各個層面（Harlen, 2001），因此，素養是一個複雜的認知處理程序，若素養評量工具僅使用封閉式試題，恐無法全面性地量測受試者的能力。而情境式題組由貼近現實生活的情境敘述與多元類型試題組成，可進一步用來瞭解個體在現實情境中制定決策使用所需的知識與技能（Harlen, 2001; Lee, 2004; Monseur, Baye, Lafontaine, & Quittre, 2011; Routitsky & Turner, 2003）。情境式題組已受到歐盟 OECD 與教育成就評鑑國際協會（International Association for Evaluation of Educational Achievement, IEA）所舉辦的 PISA、國際數學與科學教育成就趨勢調查（Third International Mathematics and Science Study, TIMSS）與促進國際閱讀素養研究（Progress in International Reading Literacy Study, PIRLS）等大型跨國調查計畫使用，在無配合特定課程的情況下，用來完整評估受試者科學素養、數學素養與閱讀素養等能力表現（Mullis et al., 2007; Organisation for Economic Co-operation and Development [OECD], 2002）。

PISA測驗所採用的情境式題組評量，即能透過試題呈現的情境，讓受測者針對實際問題或某種事件，闡述其持有的觀點或提出問題解決方案，以綜合性地瞭解受試者在認知、行為與情意等面向的表現（Routitsky & Turner, 2003）。因此，本研究仿照 PISA 情境式題組的方式設計能源素養評量，以測驗目標相關的日常生活事實或時事設定情境主題，再依情境的題材設計試題，以評量學生對該情境的理解和辨識能力，以及判斷分析相關訊息的思考能力（林煥祥，2009）；態度與行為意向評量則以自陳式量表，穿插在合適的情境主題中，引導受測者在某一情境脈絡下作答，以測得其對該事件的態度傾向，以期瞭解中學生能源素養的表現情形。

參、研究方法與步驟

一、研究工具

本研究參考 PISA 測驗之情境式題組形式，引用研究者先前研究提出的能源素養架構為基

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陳冠利、劉湘瑤、陳柏熹、黃書涵情境式能源素養評量 175 礎，發展能源素養評量工具，藉以量測並瞭解臺灣國、高中生能源素養的情形。以下分別說明評量內涵、試題發展過程與試題範例。

（一）評量工具的形式

本研究所發展的能源素養評量包含兩個部分：學習背景資料調查問卷與能源素養測驗。學習背景資料調查包含：性別、年級、學校所在區域、參與節能減碳學習活動頻率與對節能減碳重要性的看法（李克特五點量表，分數愈高表示受測者認為節能減碳愈重要）。第二部分為能源素養測驗，測驗內容以情境式說明與多元類型試題（如：是非題、選擇題、簡答題與李克特量表）所組合而成。情境說明內容有的引用自新聞、科普文章或網路資訊，運用文字、圖片或照片等形式呈現能源相關議題。評量試題分為「認知題項」和「態度題項」，認知題項係使用是非題、選擇題、簡答題等題項評估知識面向，因其定義屬於態度題項，指的是以李克特量表評量前述第四項「公民責任及永續社會」的構面，因其定義乃有關覺知、自我效能及參與意願等屬於情意的目標。

（二）試題發展歷程

試題設計與發展的過程是透過辦理一系列教師研習工作坊，邀集約 40 位不同領域別的國、高中教師共同參與命題。研習工作坊的活動分別為：1.介紹能源素養架構；2.介紹 PISA 的目標與特性；3.說明並講解測驗理論；4.小組合作設計一個情境式題組；5.個別尋找主題發展一個以上的情境式試題。各試題經研究團隊內部審核、對應評量指標及修訂後，初步完成的情境式題組交由環境及科學教育、綠能科技、教育評量等領域之專家學者，針對情境說明內容及所搭配的試題之評量目標進行審查。專家學者針對情境式題組的整體呈現方式、試題需要修改幅度、試題對應能源素養架構的指標等審查標準進行評分（Bybee, McCrae, & Laurie, 2009），並提供修正意見，以作為研究者選擇與修改題目之參考依據。研究者依據審查結果選擇與修改題目，最後共計有六個情境式題組（包含 49 題試題）達成內容效度。圖 1 以一組情境式題組為範例，說明情境與題項的組合情形。情境主題為「生質能源新紀元」，蒐集網路資訊改編為短文作為情境說明，搭配兩題單選選擇題、一題簡答題、四題叢集式是非題，和三題態度量表所組成的題組。情境內容係說明以玉米生產生質燃料對人類的影響，因而有研究轉而提倡以瓊麻作為生質燃料，並說明瓊麻作為生質燃料的優點。問題 1 為選擇題，係為瞭解受試者對使用生質能源的認識，此小題對應能源素養架構中的「能源知識」構面之能源來源、使用及開發（次構面 1-1）；問題 2 則是檢視受試者對所提供之資訊的評估與判斷，此小題對應素養架構的「能源議題及資訊」構面之節能減碳資訊判斷與評估（次構面 2-2）；問題 3 的簡答題，則為評估受試者對使用生質能源所產生的影響之瞭解程度，此小題對應素養架構中的「能源知識」構面之發展和使用能源的成本與效益（次構面 1-3）；叢集式是非題，係要求受試者判讀關於生質燃料的論點，對應素養架構的「能源議題及資訊」

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圖1. 情境式題組範例－生質能源新紀元

構面之能源議題探究與國際觀（次構面 2-1）；問題 5 為三小題的態度量表，則是探詢受試者在日常生活中鼓勵他人力行節能減碳的態度取向（次構面 4-2）。

初步完成的試題本，經由 200 位國中生預試後，以古典測驗理論與試題反應理論（Item Response Theory, IRT）進行預試結果分析（Wainer, 1990）。以古典測驗理論分析，能源素養各構面的 Cronbach’s α 值為 .70、 .40、 .60、 .85，整體 Cronbach’s α 值為 .82，根據 Guilford （1954）指出信度介於 .35 至 .70 之間仍屬於尚可，因此本研究各構面尚具有可靠性。另，個別試題難度在 .21 到 .84 之間，鑑別度則介於 .24 到 .53 之間。接著採用一階驗證性因素分析檢測評量之信度與效度，結果顯示因素負荷量達顯著水準，介於 .82～ .22。公民責任及永續社會構面之因素負荷量 .22，並非良好數值，然參考試題反應理論分析結果顯示，觀察值與多構面模式的配適度，優於與單構面模式的配適度（deviance value＝7,739.79; BIC＝7,972.92; λ2＝2,578.03），且在多構面模式下可提高測驗的信度（Wang, 2004），為能完整評估受試者認知、態度與行為等層面，仍保留該構面與題項。此外，組合信度值為 .69 與平均萃取變異量為 .40，且平均萃取變異量的平方根大於相關係數，根據 Fornell 與 Larcker（1981）的建議，

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當平均萃取變異量低於 .50 時，若構面之組合信度高於 .60 以上，仍具收斂效度。最後，在模式配適度方面，GFI、AGFI、NFI 分別為 0.99、0.90 與 0.90，RMSEA 為 0.019，由前述配適度指標數據顯示，模式與數據間具有良好的配適度（Hair, Black, Babin, & Anderson, 2010; Jöreskog & Sörbom, 1993）。根據分析結果顯示，本研究依據多構面的能源素養架構為基礎所發展的情境式題組，具有充分的內部一致性與建構效度。

二、研究對象

為瞭解臺灣中學生能源素養的情形，本研究參考 101 學年度教育部統計年報，依區域分布和學校屬性，抽取 18 所國民中學與 13 所高級中學，獲得學校同意後進行施測。參與施測學校，依班級數再選取一至兩個班級參與施測，由接受訓練的施測人員到場說明測驗流程與作答方式後，全班學生於 45 至 60 分鐘的測驗時間內完成作答。本研究共取得 2,066 份有效樣本，其中國中生有 1,167 位（七年級：530 位；八年級：405 位；九年級：231 位），高中生共 899位（10 年級：486 位；11 年級：314 位；12 年級：97 位）；性別分布為女生 1,050 位、男生 1,016 位。整體樣本特徵分布情形如表 2 所示。表 2 樣本特徵分布情形人數百分比（%）人數百分比（%）男 1,016 49.18 G7 530 25.69 性別女 1,050 50.82 G8 405 19.63 北部 ,704 34.07 G9 231 11.20 中部 ,620 30.01 G10 486 23.56 南部 ,614 29.72 G11 314 15.22 地區東部 ,128 6.20 年級 G12 97 4.70

三、資料分析

根據各項資料性質，運用量化與質化分析方法回答本研究的問題。量化分析方法方面，本研究依據學生作答反應進行給分，若學生無給予作答反應，則不納入統計分析；另外，全部勾選同一個答案或是草率勾選的題本也予以排除。認知題項部分，題項形式有是非題、選擇題與簡答題，是非題與選擇題答對給予 1 分，若無作答或答案錯誤則不給分；簡答題之作答內容中答對一個關鍵字，即得 1 分，最高得 3 分。在此列舉後續進行迷思概念分析的簡答題為例，分別說明其給分方式。（一）情境主題為「生質能源新紀元」，問題 3－請受試者列舉兩個以糧食作物提煉生質

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178 情境式能源素養評量陳冠利、劉湘瑤、陳柏熹、黃書涵能源對社會的負面影響。 1. 滿分 2 分：寫出以下參考答案其中一項得 1 分，共 2 分。 (1) 與糧食作物爭地（耕地競爭），造成糧食不足，將引起穀物價格飆漲。 (2) 生產生質燃料的過程常會違反人權、違反道德或破壞環境。 2. 零分：未做答或答案與題意無關。（二）情境主題為「化石燃料發電」，問題 6－請寫出兩個會產生大量溫室氣體的人為活動，及相對應產生的溫室氣體名稱（兩組之溫室氣體不可完全相同）。 1. 滿分：正確寫出以下參考答案任一組得 2 分，共 4 分。 (1) 石油、煤等化石原料的燃燒、化石燃料發電、工廠、汽車排放→碳氫化合物或二氧化碳。 (2) 農業活動、垃圾掩埋、畜牧業→甲烷或氧化亞氮。 (3) 冷媒、吹冷氣→氟氯碳化物。 (4) 碳水化合物經過光化學作用所合成→對流層臭氧。 2. 部分給分：當活動與對應氣體配對有誤，僅寫出其中一項，或兩組氣體名稱有所重複，則酌給 1 分，如有字寫錯但意義無誤，可酌量給分。 3. 零分：未作答或答案與題意無關。在態度題項部分，則依據學生對該題項的同意程度給予分數，非常同意給 4 分，非常不同意則給 1 分，得分愈高表示學生對該題項說明的同意度愈高。在評分完成後，依各面向分別計分，並將各面向得分加總，得分愈高者表示具有較高的能源素養。能源素養評量之六大題組分數分別為 20 分、20 分、13 分、20 分、17 分與 11 分；各構面分數分別為 23 分、9 分、 13分與 56 分，評量總分為 101 分。參考相關研究（Coyle, 2005; Kaplowitz & Levine, 2005; Tuncer et al., 2009）的建議，總得分達 70%為具備良好能源素養的標準。據此，本研究以學生於各構面與整體素養得分進行量化分析，瞭解學生的能源素養表現，以及學生個人變項（性別、年級、地區）對能源素養的影響情形，最後再分析能源素養各構面與整體素養間是否有任何關聯性。在質化分析方面，節能減碳題本中設計四個簡答題，分布於三個不同題組中，其中兩題對應能源知識的次構面─能源發展和使用對環境及社會所造成的影響，即反映學生對溫室氣體和生質能源提煉的迷思概念，本研究分析此兩題所蒐集的學生作答文字資料。首先依據文獻分析抽取出各試題相對應的關鍵詞，分別建立溫室氣體和生質能源提煉迷思概念分析架構，接著以人工審查簡答題答案並計算關鍵詞的數量，歸納關鍵詞出現頻率較高者，探究臺灣中學生在能源知識及節能減碳生活型態面向涉及的迷思概念。

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肆、結果與討論

分析結果分別回答本研究的四個問題：一、臺灣中學生的能源素養各構面之表現如何？二、能源素養各構面是否與整體能源素養有關？三、學生個人變項對能源素養有何影響？四、學生是否存在節能減碳迷思概念？以下分成四節說明主要研究發現。

一、國、高中生能源素養評量結果分析

能源素養評量由六大情境式題組所組成，各題組包含是非、單選選擇題、簡答題與態度題（李克特四點量表）等題型。表 3 呈現各題組的得分情形，以得分達 70%為標準加以檢視，各題組得分皆達 70%，其中以探討溫室氣體的題組一平均得分最高，題組六得分最低。題組一的情境內容係說明溫室氣體增加為全球暖化的主因之一，而溫室氣體種類之一的甲烷相較於同質量的二氧化碳而言，對溫室效應的影響更大，而情境所搭配的試題係評估學生對降低甲烷排放量所具備的相關知識與態度；由評量結果可知，學生對於如何降低甲烷排放量具有相當程度的瞭解，且能察覺日常生活行為產生甲烷對環境的影響。而題組五係為評估學生對日常生活中節約能源與降低碳排放量實際作法的瞭解；由評量結果可知，相較題組一而言，學生雖會在日常生活中展現節能減碳行為，然仍具有可再加強、進步的空間。表 3 六大情境式題組得分情形題組一溫室氣體化石燃料題組二地熱能源題組三生質能源題組四節能減碳生活題組五題組六碳足跡平均數 17.16 15.01 9.91 14.50 12.21 7.99 最大值 20.16 20.16 13.16 20.16 17.16 11.16 最小值 7.16 4.16 0.16 2.16 2.16 1.16 百分比 85.80 75.06 76.22 72.48 71.85 72.68 總分 20.16 20.16 13.16 20.16 17.16 11.16 表 4 呈現學生在各個素養面向的得分情形，整體而言，學生雖有基礎的能源知識（約 70%的答對率），但在「能源議題及資訊」和「節能減碳生活型態」兩個面向平均得分率則低於 70%，其中以「節能減碳資訊判斷與評估」素養指標的試題之作答正確率最低，茲將該次構面所對應的試題與作答正確率簡述如下：（一）化石燃料發電為主題的情境式題組二，要求受試者在閱讀 2010 年於墨西哥坎昆（Cancun）所舉行聯合國氣候變遷會議的報導後，請學生回答氣候變遷會議所設定的減低碳排放目標與措施，可從情境說明中歸納出此題正確選項應為「坎昆調適綱領廣泛說明氣候變

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180 情境式能源素養評量陳冠利、劉湘瑤、陳柏熹、黃書涵表 4 不同背景學生能源素養各面向得分情形能源素養面向背景變項能源知識能源議題及資訊節能減碳 _生活型態公民責任 _永續社會能源素養總分性別男 71.17（16.37） 68.44（6.16） 66.15（8.60） 82.21（46.04） 76.41（77.17）女 70.91（16.31） 68.56（6.17） 66.23（8.61） 82.13（45.99） 76.32（77.08）地區北 70.52（16.22） 68.11（6.13） 65.69（8.54） 82.05（45.95） 76.08（76.84）中 71.17（16.37） 68.44（6.16） 66.15（8.60） 82.21（46.04） 76.41（77.17）南 70.78（16.28） 68.22（6.14） 65.85（8.56） 82.11（45.98） 76.20（76.96）東 70.96（16.32） 67.89（6.11） 65.15（8.47） 81.88（45.85） 75.99（76.75）年級 G7 70.30（16.17） 67.89（6.11） 65.46（8.51） 82.09（45.97） 76.00（76.76） G8 70.70（16.26） 68.22（6.14） 65.77（8.55） 82.11（45.98） 76.17（76.93） G9 70.48（16.21） 68.11（6.13） 65.54（8.52） 82.14（46.00） 76.10（76.86） G10 70.96（16.32） 68.44（6.16） 66.00（8.58） 82.11（45.98） 76.28（77.04） G11 70.61（16.24） 68.11（6.13） 65.77（8.55） 82.00（45.92） 76.08（76.84） G12 70.39（16.19） 68.11（6.13） 66.15（8.60） 81.71（45.76） 75.92（76.68）註：(1)數字為（實際平均得分÷期望總得分）所得之百分率。(2)括弧內為實際平均得分。遷調適的優先領域、行動與需求」，然而，僅 25%的學生能正確作答。（二）地熱能源為主題的情境式題組三，情境說明係描述臺灣東部的豐沛地熱能源儲量，簡介地熱發電形式與其優、缺點，請學生從題目中提供的四個地熱能源優點中，判斷何者並無資訊或證據得以支持，正確答案應為「對天災忍受度相當高」，作答正確率為 32%。由前述結果可知，學生較無法對於情境說明所提供之能源議題資訊進行理解後，回答情境所搭配的試題，顯示出學生對能源議題事件資訊的判斷與評估能力尚需加強。此外，在能源知識構面中的次構面─能源來源、使用及開發，該次構面所對應的試題作答正確率亦偏低，茲將該次構面所對應的試題與作答正確率簡述如下：（一）生質能源為主題的情境式題組四，情境說明描述以玉米生產生質燃料對人類的影響，其他研究報告轉而提倡以瓊麻作為生質燃料，並說明瓊麻生質燃料的優點，請學生判斷玉米提煉生質燃料時的燃燒有哪個現象不會發生，正確答案應為「產生乙醇」，而僅 38%的學生能正確作答。（二）地熱能源為主題的情境式題組三，情境說明係描述臺灣東部的豐沛地熱能源儲量，

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簡介地熱發電形式與其優、缺點，請學生回答應用地熱於空調系統的優點，僅42%的學生正確回答「能源轉換效率高」。

前述作答結果顯示，學生對替代能源的整體性理解較為缺乏，較無法分析與判斷國際能源相關議題資訊。若預期人們能從對於能源議題的理解進而發自內心力行節約能源，此目標的達成仍需相當的努力（DeWaters & Powers, 2011）。

二、能源素養：知識、態度與行為之關聯性

表 5 為能源素養各面向與研究變項之關聯性分析結果。由表 5 可知，能源素養總分與各四個面向之間具有正向且顯著之關聯性，且四大面向彼此之間亦存在正向的相關性。在節能減碳與四大面向間之十個相關係數值中，其中七個相關係數值在 0.44 到 0.74 之間，顯現構面間存在中度到高度的正相關。前述具有高度相關性之變數分別包含能源知識、能源議題及資訊、節能減碳生活型態與整體能源素養；而公民責任及永續社會面向與其他面向之關聯性較為薄弱。此結果顯示，知識（能源知識）與行為（節能減碳生活型態）構面的相關性，高於態度（公民責任及永續社會）與行為（節能減碳生活型態）構面的相關性。此結果與環境行為理論所提出之論點一致，即透過教育活動所傳授的知識，有助於學生對節能減碳的正確理解，制定節能減碳的合宜決策與判斷，並正確落實於日常生活之中（Lay et al., 2013）。表 5 節能減碳量表各面向、學生看法與研習經驗之相關分析研究變數 _{平均得分 1}實際 2 3 4 5 6 7 1. 能源知識 15.93 － 2. 能源議題及資訊 6.14 .52** － 3. 節能減碳生活型態 8.41 .62** .44** － 4. 公民責任及永續社會 46.11 .19** .14** .18** －能源素養 5. 整體能源素養 76.58 .74** .55** .69** .74** －學生看法 6. 學生對節能減碳看法 4.44 .99** .96** .13** .54** .41** －學生先前經驗 7. 學生先前參與研習活動次數 1.01 .02 .02 .07** .16** .13** .12** － **p ＜ .01. 另外，表 5 中指出學生對節能減碳的看法、能源素養與四大面向存在正向且顯著之關聯性，且學生對節能減碳的看法與態度面向（公民責任及永續社會）之相關性，高於與行為構面（節能減碳生活型態）之相關性。其可能原因為人們對事物的態度會受到先前所建立的看法所影響（Adediwura & Tayo, 2007），故學生先前建立節能減碳的看法，和節能減碳的態度存

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182 情境式能源素養評量陳冠利、劉湘瑤、陳柏熹、黃書涵在相當程度的關聯性。而學生參與節能減碳相關的研習經驗方面，學生的研習經驗、能源素養與三大面向存在正向且顯著之關聯性，學生的研習經驗和能源議題與資訊之間則不存在顯著的關聯性。由此結果可推論，過去的研習活動內容著重於相關主題知識的傳授，較缺乏引導學生對議題的判讀與論述。

三、學生個人背景變項對能源素養影響分析

本研究用多元迴歸分析學生個人背景變項（性別、年級、地區、學生看法與先前經驗）對能源素養各面向與整體素養的影響。首先，個人背景變項屬類別型資料者，如性別、年級、地區等，以虛擬變數的方式進行資料處理；接著分別以能源素養各面向與整體素養為依變數，建立五個迴歸模式；再依序投入個人背景變項至迴歸模式中，進行迴歸分析研究。由於先前相關分析結果顯示，學生先前參與研習活動次數與能源知識、能源議題及資訊構面並無顯著之關聯性，故將該變數排除於以能源知識、能源議題及資訊面向為依變數的迴歸模式中。而研究中各自變項其 VIF 值（variance inflation factor）小於 5，顯示自變數與依變數間的共線性問題不大，因此迴歸係數的估計結果有一定的準確性（O’Brien, 2007），並依據標準化迴歸係數大小檢視個人背景變項對能源素養的影響力（邱皓政，2005），學生個人背景變項對能源素養影響之迴歸分析結果如表 6 所示。由表 6 可知，模式一中的學生個人背景變項（除了學生先前參與研習活動次數外）皆對能源知識具有顯著的影響；模式二中，除學生先前參與研習活動的次數與性別外，年級、地區與學生看法等個人背景變項，對能源議題及資訊具有顯著的影響；而模式三到五的結果顯示，學生個人背景變項（除了性別外）皆對節能減碳的生活型態、公民責任及永續社會與整體能源素養具有顯著的影響。而四大迴歸模式皆顯示（除了公民責任及永續社會構面），在年級別方面，以十年級（G10）對能源知識、能源議題及資訊、節能減碳生活型態與整體能源素養的影響力最大，八年級（G8）的影響力最小；而地區別方面，則是以南部地區對能源素養四大構面與整體素養的影響力最大，東部地區的影響力則最小，甚至未達顯著水準。由前述結果可知，性別僅對能源知識構面具有顯著影響效果，且相較於女性，男性學生的能源知識成績較高。學校所在地區對能源素養各面向與整體素養具有顯著的影響效果，相較於北部地區的學生而言，東部學生在節能減碳生活型態面向的表現成績較低；除了節能減碳生活型態外，相較於北部地區的學生而言，中部與南部學生在其他面向與整體能源素養的成績較高。為進一步瞭解各地區學生的能源素養差異情形，本研究使用單因子變異數分析進行檢定，結果顯示，各地區的受測者在能源素養各面向及整體素養表現具有顯著的差異（能源知識：F(3, 2062)＝16.449, p ＜ .001；能源議題及資訊；F(3, 2062)＝16.669, p ＜ .001；節能減碳生活型態：F(3, 2062)＝3.660, p＝ .012；公民責任及永續社會：F(3, 2062)＝9.091, p ＜ .001；整體能源素養：F(3, 2062)＝19.136, p ＜ .001）；且經適用於組別人數不相等之事後比較 Scheffe 法檢驗（邱皓政，2005）發現，南部學生在能源素養各面向及整體素養表現皆優

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陳冠利、劉湘瑤、陳柏熹、黃書涵情境式能源素養評量 183 表 6 不同學生背景變項對能源素養之迴歸分析模式一：能源知識能源議題及模式二：資訊模式三：節能減碳生活型態模式四：公民責任及永續社會模式五：整體能源素養 β β β β β 性別女性a 男性 .11** -.02** -.05** -.01** .02** 地區北a 中 .13** .14** .03** .09** .14** 南 .12** .14** .04** .08** .12** 東 -.01** .04** -.06** .02** -.01** 年級 G7 a G8 .17** .12** .16** -.01** .12** G9 .21** .14** .15** -.00** .15** G10 .42** .29** .39** -.00** .31** G11 .21** .14** .19** .01** .16** G12 .32** .19** .25** .04** .25** 學生參與研習活動次數－－ .09** .11** .12** 學生對節能減碳看法 .10** .09** .11** .52** .39** R2_{（調整後R}2_{） .20} ** .10** .15** .31** .29** F值 52.42** 23.65** 33.68** 83.93** 76.03** a_參照組。 **p ＜ .01. 於北部地區的學生（能源知識：p ＜ .001；能源議題及資訊：p ＜ .001；節能減碳生活型態： p＝ .027；公民責任及永續社會：p ＜ .001；整體能源素養：p ＜ .001）（各組平均分數資訊請參閱表 4）。除了公民責任及永續社會外，年級別對能源素養三大面向與整體素養具有顯著的影響效果，八到十二年級學生的能源素養三大面向與整體素養成績較七年級學生高。本研究進一步使用 t 檢定檢驗國中與高中兩個不同學習階段的受試者，在能源素養各面向與整體素養表現之

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184 情境式能源素養評量陳冠利、劉湘瑤、陳柏熹、黃書涵差異情形。檢驗結果亦顯示，相較於學習階段為國中的受測者（n＝1,167）而言，高中學生（n ＝899）在知識構面（能源知識：t＝-14.38, p ＜ .001；能源議題及資訊：t＝-9.339, p ＜ .001）、行為構面（節能減碳生活型態：t＝-13.18, p ＜ .001）與整體素養（t＝-11.09, p ＜ .001）的表現較佳。由研究結果發現，整體而言，年級較高的學生在能源素養的知識與行為面向的表現較好，此結果可被視為持續推動能源教育政策的成效。透過能源教育活動的實施，宣導節約能源的觀念，提供學生學習能源、再生能源等知識的機會，在日常生活中落實節能減碳行為，從長期來看，能幫助學生在就學時期即形塑節約能源的正確行動表現（Zografakis et al., 2008）。由另一方面來看，在公民責任及永續社會面向上，年級較高學生的表現僅些微高於七年級學生，此結果反映出，即使學生已具備足夠的能源相關知識，且會將節能減碳的觀念落實於日常生活中，但並不能覺知到個人在節約能源與減少碳排放量的決策有助於改善全球能源及環境問題，導致無法由衷投入並落實節能減碳生活。Whitmarsh（2009）建議碳排放量與碳足跡等計算工具的使用，不僅能將食衣住行等日常生活行為的碳排放量具體化，更能有助於個體明確評估與選擇碳排放量的日常生活行為，進而投入節能減碳的生活中。此外，學生節能減碳看法則對能源素養各面向與整體素養具有顯著的影響效果；學生先前參與研習活動次數則對能源素養二大面向與整體素養具有顯著的影響效果。為明確瞭解研習活動經驗對能源素養的影響，本研究將受試者分為未參與及曾經參與相關研習活動兩組。檢驗結果顯示，相較於學習階段為未曾參與相關研習活動者（n＝865）而言，曾經參與相關研習活動的學生（n＝1,189）在行為構面（節能減碳生活型態：t＝-2.80, p＝ .005）、態度構面（公民責任及永續社會：t＝-6.96, p ＜ .001）與整體素養（t＝-5.30, p ＜ .001）的表現較佳；而在知識構面（能源知識：t＝-.401, n.s.；能源議題及資訊：t＝-1.371, n.s.）的表現上則無顯著的差異。在前述的分析結果中，男性學生的能源知識表現優於女性，與其餘相關研究（如：Barrow & Morrisey, 1989; Gambro & Switzky, 1999; Lawrenz & Dantchik, 1985; Lay et al., 2013）的結論相似。此外，本研究發現中、南部地區學生的整體能源素養高於北部學生。過去相關研究結果指出，就讀市區學校的學生較偏遠鄉鎮的學生，有較佳的節約能源的認知與態度表現（Lay et al., 2013）。若以取樣的北部地區學生的分布情形看來，位於城市的比例較中、南部地區者多，如此，本研究的發現則不同於先前其他研究的結果。由於本研究採以情境式評量，其內容往往結合生活議題和時事資訊，因此推論本研究會有如此結果，可能是學生因為過去生活中的經驗，而提升環境友善的行為與關注程度（Chawla, 1999）。而親近大自然與負面的環境議題（如環境污染與災難）的經驗，亦可為形塑負責任公民的重要早期經驗（Tanner, 1998）。位處中、南部地區的學生，擁有較自然、寬闊的生活環境，然而，近年來經常面臨颱風、暴雨等天災，對家庭造成生命的威脅、財產鉅額損失與生活環境地形的改變。而這些對生活環境產生重大影響的事件，可能形成教學教材或個案（Tanner, 1998），使學生從小就開始建立對生活

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陳冠利、劉湘瑤、陳柏熹、黃書涵情境式能源素養評量 185 環境的覺知。而北部城市地區因擁有較完善的基礎建設，面臨天災襲擊時所導致的災害與損失相對較小，可能造成北部地區學生較無法感受到自然環境受到人為破壞後對生活所產生的改變，也可能因此對相關的議題資訊和教材較不重視，因而能源素養評量結果較中、南部地區學生的表現差。東部學生在生活型態面向的表現較北部地區學生差，或可解釋為該面向主要牽涉行動方案的評估和消費行為的選擇，而東部地區擁有較自然的環境，學校多屬於偏鄉區域，該區人們生活方式原本就比較自給自足，無法體會城市生活過度消費，需要有所反省節制的綠色消費主張。提升學生對能源問題急迫性的覺知，可為有效提升日常生活中落實節能減碳行為的有效方法（DeWaters & Powers, 2011）。

四、學生對節能減碳的迷思概念

在能源教育活動實施上，當學生具備對節約能源和能源效益的知識、態度，才能達成整體碳排放減量的目標。然相關研究（Boon, 2009; Dove, 1996; Summers et al., 2000; Whitmarsh et al., 2011）指出，受試者對於節能減碳的理解仍存在迷思，如大量氣體排放造成臭氧層破裂。是故，本研究將進一步瞭解學生對節能減碳議題存在哪些迷思概念。節能減碳題本中設計四個簡答題，分布於三個不同題組中，其中兩題對應能源知識的次構面－能源發展和使用對環境及社會所造成的影響，反映出中學生對溫室氣體和生質能源提煉的迷思概念。以下分別簡述兩個簡答題的回答情形：

（一）試題：「請寫出兩個會產生大量溫室氣體的人為活動，及相對應產生的溫室

氣體名稱（兩組之溫室氣體不可完全相同）。」

本試題所屬的題組以化石燃料發電為主題，情境描述 2010 年於墨西哥坎昆所舉行聯合國氣候變遷會議的報導，請學生回答人為活動所產生的大量溫室氣體。此試題的目的係為瞭解學生對人類行為與溫室氣體的認識與兩者間之關聯性。而此問題所獲得的文字資料之分析架構，係參考 Watson、Rodhe、Oeschger 與 Siegenthaler（1990）之報告。Watson 等人文中列舉的溫室氣體與對應的人類活動種類主要有：二氧化碳（來自燃燒化石燃料）、甲烷（垃圾場、農業、天然氣、石油及煤礦、家畜排泄物管理）與氟氯碳化合物（使用人造化學物質包含清潔溶劑、泡沫噴出媒介、防燃劑、冷媒）。綜合前述溫室氣體項目與來源，將溫室氣體的來源共分成兩個類別，並分別對應產生的溫室氣體，表 7 列出各分類類別、關鍵內容和訊息範例。根據制定的分析類目檢閱學生問卷作答內容，統計各類別訊息出現頻率，如編號 170 受試者回答養牛產生甲烷、編號 649 受試者回答養殖牲畜產生甲烷，則於畜放業的牛羊牲畜與甲烷等類別訊息各累計兩次。根據統計結果顯示，相對各類別出現次數最多者，以個人生活行為中使用汽機車排放的二氧化碳溫室氣體最多，有 34.8%；其次有 28.9%的學生指出產業經濟活動中畜牧業牲畜產生的甲烷溫室氣體；另外，亦有學生指出個人生活行為使用髮膠、冷媒等商品產生氟氯碳化合物，占 5.81%。前述結果與 Boon（2009）和學生訪談結果一致，研

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186 情境式能源素養評量陳冠利、劉湘瑤、陳柏熹、黃書涵表 7 溫室氣體概念之分析類目與統計結果類別產生溫室氣體 _的活動百分比_（%）相對應的溫室_氣體名稱訊息範例百分比_（%）畜放業的牛羊牲畜 28.90 甲烷養牛：甲烷養殖牲畜：甲烷畜牧業：CH4 49.37 工廠排放的廢氣 11.18 產業經濟活動火力發電 15.83 汽機車排放的廢氣 34.80 二氧化碳工廠排放CO2 火力發電：二氧化碳使用化石燃料發電，會產生二氧化碳使用冷氣→CO2 騎汽機車：二氧化碳 73.67 空調的使用 14.42 氟氯碳化物噴髮膠：氟氯碳化物吹冷氣：CFCs 使用冷氣→冷媒 5.81 個人生活行為熱水器的使用 2.32 一氧化碳熱水器（一氧化碳）使用瓦斯：一氧化碳 2.52 究對象能察覺汽機車排放大量的二氧化碳及牛隻的排氣所產生的溫室氣體，會對環境產生負面的影響。部分學生亦瞭解氟氯碳化物和一氧化碳為溫室氣體的一種，與 Dove（1996）的研究結果一致，然而，學生對一氧化碳的來源，皆不約而同指出係來自熱水器燃燒不完全所產生，而一氧化碳最大量的來源應該是車輛排放。資料分析結果顯示，學生的作答內容多與生活經驗有關，包括日常生活接觸的人事物、或是來自報章雜誌、電視與新聞媒體報導、網路流通的訊息等，如關於汽機車怠速、少吃肉類食物等新聞，以及冬天使用熱水器而造成一氧化碳中毒等事件也常見於報章，可能造成學生片斷地理解溫室氣體議題。因此，由資料分析結果可知，雖然受試者對溫室氣體有相當程度的瞭解，但其迷思概念受到媒體報導影響甚鉅（羅綸新、張正杰、童元品、楊文正，2013）。而學生對溫室氣體種類影響全球暖化的強度與兩者間關聯性的認識程度，則需要再進一步深入調查才能確切得知。

（二）試題：「請寫出兩個以糧食作物提煉生質能源對社會的負面影響。」

本試題的題組以生質能源為主題，情境描述玉米生產生質燃料對人類的影響，其他研究報告轉而提倡以瓊麻作為生質燃料，並說明瓊麻生質燃料的優點，請學生回答糧食作物提煉生質能源對社會的負面影響。此試題的目的係為瞭解學生對生質能源的認識，所獲得的學生作答質性資料之分析架構，係參考 Lane（2012）於美國主要生質能源新聞網 Biofuel Digest 所

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陳冠利、劉湘瑤、陳柏熹、黃書涵情境式能源素養評量 187 發表的文章，列舉八個生質燃料迷思，包括：糧食價格上漲、導致更高的碳排放量、生質燃料在生產過程中耗費的能源超過它們自己本身可提供的、美國政府推動藻類生質燃料、纖維素生質燃料（cellulosic biofuels）遙遙無期、生質燃料經濟性較低、生質燃料需要大量的補貼、天然氣屬於生質燃料等。綜合前述迷思項目與說明，本研究配合國內生質能源的使用情形，將生質能源迷思概念層面共分成三個類別，表 8 列出各分類類別、關鍵內容和訊息範例。表 8 生質能源概念之分析類目與統計結果類別關鍵內容作答範例百分比（%）碳排放量增加二氧化碳排放量增加製造更多二氧化碳 7.41 環境受到破壞生產過程會破壞環境會造成地球環境破壞 18.93 環境生態考量耕地減少和糧食作物的耕地競爭造成耕地不足使得其他糧食作物耕地減少 2.42 利他觀點違反道德（人權）過程違反人權食物是用來吃的，不是用來產生質能源違反道德 13.07 糧食不足浪費食物，野有餓莩糧食不足，大家都去生產某種糧食 12.49 糧食價格上漲造成糧食價格上漲，糧食可能會供不應求 3.53 經濟和成本效益物價上漲物價飛漲物價飆高用糧食提煉生質能源會使物價上漲 22.02 根據制定的分析類目檢閱學生問卷作答內容，統計各訊息類別出現頻率，如編號 412 受試者回答二氧化碳排放量增加，則於碳排放量增加類別累計一次，根據統計結果顯示，相對各類別出現次數最多者，即以經濟和成本效益觀點（38.04%），認為提煉生質能源會造成「物價上漲」（22.02%）、「糧食不足」（12.49%）、「糧食價格上漲」（3.53%）；其次有 28.76%的學生以環境生態考量，認為提煉生質能源會使「環境受到破壞」（18.83%）、「碳排放量增加」（7.41%）、「耕地減少」（2.42%）。特別的是，有 13.7%的學生由利他觀點，認為以糧食作物提煉生質能源是「違反道德、人權」，然而，此觀點尚未受到科學與政治經濟、社會文化間的交互關係等證據的支持。由此生質能源議題探討所牽涉的多元觀點看來，需要跨學科領域的

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188 情境式能源素養評量陳冠利、劉湘瑤、陳柏熹、黃書涵教學題材，才能幫助學生對節能減碳相關概念建立系統性的認知，並發展分析與判讀相關報導資訊的能力，從而在日常生活中落實正確地節能減碳行為。

伍、結論與建議

一、結論

本研究主要目的是透過情境式題組的評量工具，測得學生節能減碳的知識、態度與行為的綜合性表現，並探討學生個人變項與其能源素養間之關係，以確切瞭解臺灣各地區與各學習階段的學生能源素養的情形，期望研究結果可作為未來中學生能源教育課程與教材改善的參考方向。本研究結果分析發現，臺灣中學生的能源素養表現尚需加強，尤其是評估與判斷國際能源議題之能力。透過素養各面向的相關分析結果得知，能源素養的知識與行為面向的關聯性，較態度與行為的關聯性高。而學生個人背景變項中的性別，僅在能源知識面向上有所差異。此外，學生對節能減碳的正向看法和參加相關研習的次數，對能源素養有正向的影響效果。年級愈高的學生在能源素養的整體表現上愈好；北、中、南、東各區學生評量結果有所差異，可反映出學生的生活經驗及對此類主題教學的重視程度。學生作答的質性分析發現，學生對溫室效應成因和生質能源相關內容瞭解不夠深入，富含先前文獻所揭露的迷思概念，應針對這類主題發展適當的教材及教學活動。

二、建議

綜合前述研究結果，本研究針對能源教育政策、能源課程與教學，以及後續相關評量研究提出以下建議：

（一）對能源教育政策的建議

節能減碳教育的成效評估，一直是相關主管機關及環境教育研究者需要重視的問題。由於節能減碳為一新的概念、新的教育目標，目前仍缺乏信度與效度良好的評量標準及工具。一旦建立評估、反省參照的標準後，節能減碳的教育推廣活動及相關研究，必能有長足的發展與精進（DeWaters & Powers, 2011）。然而，評量調查的實施多會造成學生與教師的額外負擔，致使調查實施效率不佳，無法確切反映能源教育政策的成效與未來方向。本研究所發展的能源素養評量為非高風險性評量，即能在不造成受試者負擔與教師工作的負擔下，補足成效評估缺口。本研究的評量結果所反映的是學生面對現實生活的議題，從試題情境說明中獲取相關資訊，再運用其具備的知識、價值觀所做的判斷選擇，評量的結果顯示學生在某些素養面向和指標的能力上仍有待加強。本研究發展之能源素養評量架構及指標內涵可作為融入現有課程之參考，評量試題亦可運用於檢核相關課程的教學成效，長期追蹤學生的學習則可評估能源教育之推動策略。

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（二）對能源課程與教學的建議

國內在節能減碳教育推動上，為強化學校節能減碳教育機能，透過能源教育重點學校的設立，增進學生對能源的認識，並養成愛惜能源之態度與習慣（經濟部能源局，2014）；然而在課程方面，由於未有獨立的學科或議題，多採用融入各領域課程主題的方式呈現，較無法完整呈現節能減碳的多元面向，將導致學生產生鬆散的知識架構（宋曜廷、黃信樽、陳學志， 2012）。本研究結果亦指出臺灣中學生系統性地判讀與分析能源議題及資訊仍有待加強，故建議在能源課程內容設計上，依據明確的課程學習目標與能力架構，融合本土性、區域性與國際性等議題（Dias et al., 2004）。在議題的選擇與安排方面，應由宏觀與微觀的角度，考量社會、經濟與政策等層面，進一步思考能源使用與消費行為對全球環境、當地環境的影響（DeWaters & Powers, 2011）。以核能發電議題為例，可由福島第一核電廠事件，思考核能所產生的電量效益優點，探討與核廢料的處理及核能災變對人類和生態環境的影響，幫助學生發展高層次思考能力。而教學方法方面，為提升學生系統性地判讀與分析議題及資訊的能力，建議教師配合能源課程目標整合行動教學方法（active pedagogical techniques）至課程中，如議題教學法，透過多元、紮實的知識背景作為決策的依據，運用資料蒐集、小組討論等方式，對相關議題進行批判思考。提升學生對議題資訊蒐集、分析與判讀等能力（林樹聲、黃柏鴻， 2009；Sadler, 2004），減少迷思概念的產生，亦能有效促進學生的公民知識、態度與行為參與（Zografakis et al., 2008）。

（三）後續評量研究

本研究僅針對 7-12 年級的學生進行調查，未來研究除可進一步探討其他學習階段學生的能源素養外，還可規劃長期追蹤之縱貫性研究，並擴展研究對象範圍，以期能深入且全面性瞭解國民整體能源素養的情形，作為能源教育政策規劃與推廣方向的重要依據。在資訊科技進步的時代下，電腦化測驗（Computer Based Test, CBT）是能力評估測驗的重要趨勢（Wirth, 2008）。運用電腦化測驗進行素養評估調查，不僅能縮短施測與批閱的時間、紙本試題本製作、相關人力配置等成本，更能提供受試者標準化測驗，以獲得較準確的測驗結果（陳新豐， 2007）。本研究所發展的情境式試題，若能在電腦化測驗平台使用影片、圖片、動畫等多元性媒材的特性，讓試題以色彩、聲音、動畫、互動、操作等方式呈現，將能更生動地展現題組的情境內容，提供較佳的測驗試題呈現方式，與一致性及標準化的施測流程，以期能確切反映出國民整體能源素養的情形。

誌謝

本研究感謝科技部能源國家型科技人才培育計畫（計畫編號：MOST-102-3113-S-003-001）支持。

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