整合資訊科技融入四年級節能減碳課程之行動研究

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(1)國立臺中教育大學科學應用與推廣學系科學教育碩士學位暑期在職進修專班碩士論文. 指導教授：黃鴻博博士. 整合資訊科技融入四年級節能減碳課程之行動研究 An Action Research about Intergrating Information Technology into Energy-saving and Carbon-reduction Curriculum for the 4th Grade Students of the Elementary School. 研究生：李雅慧撰. 中華民國一二年十一月.

(2) 謝. 誌. 三年半的時間，在無數的艱辛過程中，終於完成了這本論文。寫不出來時常有想哭的衝動，因為內心焦躁擔憂，現在寫完了，還是有想哭的衝動，因為內心充滿了感激與感動。感激的是老師及周圍的親朋好友的鼓勵與支持，感動的是自己在過程中獲得了無數的成長與進步。首先，向我最敬佩的指導教授黃鴻博老師表達最深的謝意，在這段跟隨老師研究的歷程中，學習的不只是學術研究，還有老師待人處事的風範。謝謝他的寬容與耐心的指導，每每在我需要意見及協助時，他總是馬上回應，每當沮喪或想放棄時，老師總是用正向樂觀的態度引導我，並教導我要相信自己。誠摯的感謝老師的指導，讓我再度肯定自己。再者，感謝口考委員游淑媚教授及王國華教授，他們提供的寶貴意見讓我受益良多，也讓此篇論文更加周詳、完善。此外，感謝學校陳勝裕老師在資訊科技使用及課程方面的協助與建議，還有學校同事在課程中提供的幫忙。謝謝研究所同學們相互的關懷與鼓勵，一路上有你們陪伴一起學習，真的很快樂。最後，要感謝我的家人，感謝我的先生立仁、女兒奕嵐，感謝立仁的支持、鼓勵，常在我忙碌時協助照顧女兒及家事，奕嵐對媽媽說的話：「媽媽，妳不要緊張啊！一定可以寫出來的。」這是媽媽最大的鼓勵及安慰。感謝神的恩典，願將這份榮耀和大家分享，並獻給天主。. 雅慧. 謹致. 中華民國一百零二年十一月.

(3) 整合資訊科技融入四年級節能減碳課程之行動研究中文摘要本研究旨在透過行動研究歷程，探討如何整合資訊科技融入節能減碳課程，以及課程實施後學生的學習成效如何，並在研究過程中探討此課程引起學習興趣的相關因素、有利學習的網頁呈現模式與研究者自身的專業成長。本研究以台灣中部地區一所國小四年級三個班 65 位學生為研究對象。研究者先依照全球暖化的事實、成因、影響及對策四個主題知識，蒐集相關資料，利用文字、圖片、動畫、影音等相關編輯軟體整合資料，最後建置教學主題網頁及學習平台。而後，進行三個循環課程，透過行動、檢討反思、修正、再行動等歷程，不斷精進。蒐集的資料包含問卷、線上測驗前、後測成績、學習單、教學者觀察反思日誌、檢核者的回饋等資料。研究結果顯示，此課程因其學習主題貼近學生生活，並提供不同的學習經驗與數位化的自主學習等因素，提升了學生的學習興趣。此外，學生節能減碳知識也有顯著的進步，研究者歸納出有利學習的網頁呈現模式包含網頁知識脈絡架構清楚、利用圖片將抽象文字具體化、用影片呈現真實動態情景、重要概念的文字用不同的顏色標示等。同時，在研究歷程中，研究者的資訊科技能力及教學信念上同時獲得專業成長。. 關鍵字：行動研究、整合資訊科技、節能減碳課程、學習成效. I.

(4) An Action Research about Intergrating Information Technology into Energy-saving and Carbon-reduction Curriculum for the th 4 Grade Students of the Elementary School Abstract The purpose of this action study was to explore how to intergrate information technology into energy-saving and carbon-reduction curriculum and how's the students' learning effect after the curriculum. In addition, the factors affecting students' interest in this curriculum, the patterns presented in the website and the teacher's professional growth were discussed during this process. The subjects were 65 students of 4th grade from three classes of an school in the central part of Taiwan. First, the researcher collected the information about global warming and energy-saving and carbon-reduction from the internet depending on four knowledge topics of facts, effects, causes and solutions. Secondly, the researcher edited and intergrated those information including words, pictures, animations and films with some edition softwares and finally created an website and learning platform. After that, the researcher applied this curriculum for three times and modified the website and learning platform during the process. The data collected were pre- & post-test grades from questionares and online-tests, worksheets, interviews, the observation and reflection journals and feedbacks from experienced teacher. The results show that students were interesting in this curriculum because the topic is closely related to students' life, and it provides students' with different and digital self-learning learning experiences, etc. Besides, students' knowledge of energy-saving and carbon-reduction was improved significantly. The researcher concluded that the patterns presented in the website benefit learning. The patterns include the clear web-page and knowledge context structure, concretizing the words with pictures, presenting real scenes with films and marking the key words with different colors, etc. Moreover, both the abilities of using information technology and the faith of teaching of the researcher get professional growth in this research. Key words： action research, intergrating information technology, learning effect , the curriculum of energy-saving and carbon-reduction,. II.

(5) 目次中文摘要 ………………………………………………………………………………… Ⅰ 英文摘要 ………………………………………………………………………………… Ⅱ 目. 次 …………………………………………………………………………………… Ⅲ. 表目次 …………………………………………………………………………………… Ⅴ 圖目次 …………………………………………………………………………………… Ⅶ 第壹章緒論 …………………………………………………………………………… 1 第一節. 研究背景及動機 ……………………………………………………… 1. 第二節. 研究目的及問題 ……………………………………………………… 5. 第三節. 名詞解釋 ……………………………………………………………… 6. 第四節. 研究範圍及限制 ……………………………………………………… 7. 第貳章文獻探討 …………………………………………………………………… 8 第一節資訊科技融入教學……………………………………………………. 8. 第二節資訊科技融入自然科教學的相關研究……………………………… 14 第三節節能減碳……………………………………………………………… 21 第四節教科書節能減碳內容分析及節能減碳相關研究…………………… 28. 第參章研究方法與步驟 ………………………………………………………… 35 第一節研究情境與對象 ……………………………………………………. 35. 第二節研究的實施與流程 …………………………………………………. 38. 第三節教學活動設計 ………………………………………………………. 40. 第四節研究工具 ……………………………………………………………. 48. 第五節研究資料的蒐集與分析 ……………………………………………. 51. III.

(6) 第肆章研究發現與討論 ………………………………………………………… 53 第一節教學網頁及學習平台的建置歷程…………………………………. 53. 第二節. 試探階段……………………………………………………………. 61. 第三節. 修正階段……………………………………………………………. 74. 第四節. 精緻階段……………………………………………………………. 90. 第五節. 研究者的省思與專業成長………………………………………… 107. 第伍章研究結論與建議 ……………………………………………………… 111 第一節研究結論 …………………………………………………………. 111. 第二節. 118. 建議 ………………………………………………………………. 參考文獻 a…………………………………………………………………………… 121 中文文獻 …………………………………………………………………………… 121 英文文獻 …………………………………………………………………………… 126. 附錄 …………………………………………………………………………………… 128 附錄一節能減碳教學設計 ……………………………………………………. 128. 附錄二學習單 …………………………………………………………………. 139. 附錄三線上測驗 ………………………………………………………………. 143. 附錄四節能減碳問卷 …………………………………………………………. 147. 附錄五網站設計評鑑問卷 ……………………………………………………. 149. 附錄六教學活動設計及實施檢核表 …………………………………………. 150. 附錄七教學觀察及反思日誌 …………………………………………………. 152. IV.

(7) 表目次表 2-1-1. 資訊科技融入教學的意義……………………………………………………. 9. 表 2-2-1. 資訊科技融入自然科教學教學主題分析 …………………………………. 15. 表 2-2-2. 資訊科技融入自然科教學相關研究使用科技類型 ………………………. 18. 表 2-4-1. 國小生活、社會、自然與生活科技領域教科書內全球暖化、節能減碳相關內容分析 ……………………………………………………………… 28. 表 2-4-2. 節能減碳知識、態度與行為的相關調查研究 ……………………………. 30. 表 2-4-3. 非資訊科技融入節能減碳教學之相關研究 ………………………………. 31. 表 2-4-4. 資訊科技融入節能減碳教學之相關研究 …………………………………. 32. 表 3-3-1. 網頁教學內容 ………………………………………………………………. 45. 表 3-5-1. 資料處理代碼與意義 ………………………………………………………. 51. 表 3-5-2. 回應待答問題的研究工具 …………………………………………………. 52. 表 4-1-1. 整合資訊科技融入課程使用的軟體 ………………………………………. 54. 表 4-1-2. 網頁內呈現資料內容一覽表 ………………………………………………. 56. 表 4-1-3. 四個活動主題網頁建置內容一覽表 ………………………………………. 58. 表 4-1-4. Moodle 學習平台建置步驟 ………………………………………………… 59. 表 4-2-1. A 班節能減碳知識問卷前、後測統計表 …………………………………. 65. 表 4-2-2. A 班線上測驗前、後測平均分數統計表 …………………………………. 65. 表 4-2-3. A 班四個線上測驗前、後測成績分析 ……………………………………. 66. 表 4-3-1. 教學網頁第一次修正內容一覽表 …………………………………………. 75. 表 4-3-2. B 班節能減碳知識問卷前、後測統計表 …………………………………. 80. 表 4-3-3. B 班線上測驗前、後測平均分數統計表 …………………………………. 80. 表 4-3-4. B 班四個線上測驗前、後測成績分析 ……………………………………. 81. 表 4-4-1. 教學網頁第二次修正內容一覽表 …………………………………………. 90. V.

(8) 表 4-4-2. C 班節能減碳知識問卷前、後測統計表…………………………………. 96. 表 4-4-3. C 班線上測驗前、後測平均分數統計表…………………………………. 96. 表 4-4-4. C 班四個線上測驗前、後測成績分析. 96. 表 4-4-5. 三個班級節能減碳問卷及線上測驗成績一覽表 ………………………. 103. 表 4-4-6. 行動歷程遭遇的困難及修正一覽表 ……………………………………. 104. 表 4-4-7. 學習興趣提升的因素及有利學習的網頁呈現模式一覽表 ……………. 106. VI. ………………………………….

(9) 圖目次圖 3-1-1. 電腦教室情境圖……………………………………………………………. 36. 圖 3-2-1. 研究流程圖…………………………………………………………………. 39. 圖 3-3-1. 節能減碳知識架構圖………………………………………………………. 41. 圖 3-3-2. 網頁架構與知識的對應圖…………………………………………………. 41. 圖 3-3-3. 教學架構圖…………………………………………………………………. 42. 圖 3-3-4 「節能減碳抗暖化」網頁首頁 ……………………………………………. 46. 圖 3-3-5 「全球暖化在哪裡」頁面 …………………………………………………. 46. 圖 3-3-6 「地球的四季變奏曲」頁面 ………………………………………………. 47. 圖 3-3-7. 天下雜誌多媒體動畫………………………………………………………. 47. 圖 3-3-8 「能源和我們的生活」頁面 ………………………………………………. 47. 圖 3-3-9 「消失中的森林」動畫 ……………………………………………………. 47. 圖 3-3-10 「我們只有一個地球」影片………………………………………………. 47. 圖 3-3-11. Flash 簡報動畫 …………………………………………………………. 47. 圖 3-3-12. 學習平台首頁 ……………………………………………………………. 48. 圖 3-3-13. 教學平台主題學習區 ……………………………………………………. 48. 圖 3-3-14. 線上測驗區 ………………………………………………………………. 48. 圖 3-3-15. 測驗後的立即回饋 ………………………………………………………. 48. 圖 4-1-1. eXe 軟體網頁建置架設頁面 ……………………………………………. 57. 圖 4-1-2. 網頁內容說明 ……………………………………………………………. 57. 圖 4-1-3. Moodle 學習平台編輯頁面………………………………………………. 59. 圖 4-3-1. 文字中的重要概念或關鍵字用不同顏色標出 …………………………. 74. 圖 4-3-2. 部分圖示原先沒有說明，加入說明 ……………………………………. 76. 圖 4-3-3. 「全球暖化的影響」Flash 簡報動畫 …………………………………… 76. VII.

(10) 圖 4-3-4. 教學歷程修正圖. ………………………………………………………. 77. 圖 4-4-1. 影片前加入引導學習文字………………………………………………. 91. 圖 4-4-2. 溫室效應的動態影片說明………………………………………………. 91. 圖 4-4-3. Moodle 學習平台上的主題編輯區將學習目標列出 …………………. 92. 圖 4-4-4. 線上測驗回饋超連結至學習網頁頁面…………………………………. 92. VIII.

(11) 第壹章緒論近年極端氣候帶來的氣候災害喚醒人類對全球暖化的議題的高度關注。如何降低大氣中溫室氣體的含量，將地球的增溫範圍控制在 2℃以下，將是世界各國努力的目標。為了環境的永續發展，節能減碳的推動已刻不容緩，也是未來世界公民應有的責任。本研究希望藉由整合資訊科技融入節能減碳課程，以提升學生對全球暖化、節能減碳的知識，以體認節能減碳的重要。本章分成四節，分別為：第一節、研究背景與動機；第二節、研究目的與問題；第三節、名詞解釋；第四節、研究範圍與限制。. 第一節研究背景及動機壹、節能減碳文明科技的進步及全球經濟的快速發展帶來便利的生活，但伴隨的卻是化石燃料的大量使用及資源過度開發，人為溫室氣體大量產生使得環境快速惡化，氣候急劇變遷，未來除了得面臨不確定的能源供應，更會引發不可逆的破壞（顧洋，2008）。聯合國政府間氣候變遷專門委員會第三次評估報告指出，20 世紀中平均地表氣溫上升 0.6℃，預估 2100 年平均地面氣溫將比 1990 年增加 1.4∼5.8℃ (IPCC, 2001)。2007 年第四次評估報告，平息了世人對於氣候變遷尚存的一絲懷疑，強調全球平均溫度增加非常可能由人為溫室氣體造成（沈世宏，2009）。IPCC 並警告各國必須針對氣候變遷採取行動，否則全球暖化將帶來「突然且無法挽回」的後果（IPCC，2007）。隨著全球暖化議題的延燒，「節能減碳」也成為當前國際間的重要核心議題。聯合國於 1992 通過了「聯合國氣候變化綱要公約」，主要目的是要將大氣中溫室氣體的濃度穩定在氣候系統免受到破壞的水平上，也就是要減少影響溫室效應氣體的排放（沈世宏，2009；黃月純，2009）。為要求各工業國家減少溫室氣體的排放，1997 年通過「京都議定書」，以協議並管制各國二氧化碳及溫室氣體的排放量。2005 年京都議定書正式. 1.

(12) 生效，國際溫室氣體減量工作開啟新紀元，對碳排放限制的時代正式來臨（黃月純， 2009；沈世宏，2009；葉蕙青、莊銘池，2009）。我國四周環海，海洋帶來的威脅和衝擊是最為直接嚴重的，如何因應氣候變遷的衝擊無疑是刻不容緩的要務（沈世宏，2009）。台灣雖非締約國會員，但身為地球村的一份子，當為地球永續發展盡份努力，因此政府近年來也把「節能減碳」列為重要政策。 97 年「永續能源政策綱領」頒布，顯示政府推動節能減碳的決心，為我國節能減碳的願景，擘劃出明確且具挑戰性的藍圖。98 年召開全國能源會議，進一步尋求我國能源永續發展共識及策略，加速節能減碳的落實（葉惠青、莊銘池，2009）。環保署也持續推動「節能減碳無悔措施」，提倡簡約樂活生活，推展減碳新生活運動（沈世宏，2009）。 1972 年的聯合國人類環境會議發表「人類宣言」，促使人類注意環境的問題，啟始了人類與自然環境良性互動的新紀元（楊冠政，1997；教育部，2010）。且從 1980 年代初期以來，節約能源、資源保育、垃圾處理以及環保行為已經成為世界各國環境科學研究重點之ㄧ（李永展，1995）。2006 年美國前副總統高爾在「不願面對的真相」影片中呼籲關心全球暖化的問題，喚醒了民眾對地球環境的危機。2009 年，以台灣觀點出發的氣候暖化紀錄片「±2℃－台灣必須面對的真相」推出，片中闡述全球暖化帶給台灣的衝擊，呼籲台灣人民面對地球暖化所帶來的問題，要及早行動。要改變人心，非從教育著手不可，環境教育需從小就灌輸正確觀念（傅麗媚，2008）。教育在環境保護與人類發展中扮演著至關重要的角色（柴慈瑾、田青，2009）。民國九十年九年一貫課程中將「環境教育」重大議題融入課程，可說是國內環境教育改革的具體推動與落實（張子超，2003）。民國 91 年經濟部與教育部會銜函頒「加強中小學推動能源教育實施計畫」，顯示政府對能源教育之重視與期盼（台灣師範大學，能源教育資訊網）。為了落實節能減碳新生活，以求地球永續發展，推動節能減碳教育即成為關鍵，必須從教育紮根，增進全球公民的節能減碳意識知能，才能轉變其生活態度，最後反映出節能減碳的具體行動（黃月純，2009）。. 2.

(13) 環境教育是解決環境問題重要的一環，因此，如能讓我們的孩子即早在「節能減碳教育」下紮根，讓他們擁有正確的全球暖化概念知識，及早意識到全球暖化的問題，才能解決現今最重要的全球議題，而地球的永續發展將是指日可待的。貳、資訊科技融入教學隨著資訊科技及數位媒體快速發展，人類的學習邁入超越時間與空間的紀元。而網際網路的發明，同時也提供教學者及學習者一個絕佳的學習管道，將人類的學習帶入無遠弗界的境界，建造了另一個無限寬廣的學習空間。結合資訊科技及數位媒體的多元學習模式，讓學生更有學習興趣，所以說如能將各學習領域及相關議題的學習和資訊科技結合，提供一新的學習場域，使教學活動變為生動活潑，具體呈現抽象的教學內容。資訊教育是現代教學策略之ㄧ，也是未來的趨勢，他不但能彌補平面教學資源的不足，也包含了提高學習動機、增加學習興趣，甚至培養學生應用資訊科技輔助學習、回饋、分享的能力（孫承偉，2003）。科技已經改變了人類的溝通與經濟活動，但科技尚未實質性的改變教育，科技的真實力量需要學校做本質上的教學活動的改變，才能顯現出來。美國教育部近期公布國家教育科技計畫，該計畫的正式名稱為「改變美國教育：藉由科技強化學習（Transforming American Education: Learning Powered by Technology）」，教育科技計畫著重個人化的教學與學習，計畫的五項目標：（1）運用教育科技改變學習歷程，未來的教育科技將更符合個別學生的需求與興趣、（2）運用教育科技以發展新世代的教育評量、（3）透過教育科技將教師與同儕和專家連結，幫助教師獲得最新的教學資源、（4）建立科技基礎建設，幫助學校在教室內外均能充分使用科技、（5）運用教育科技以增進學區效能與學生學習成就。最終就是希望幫助美國學生儲備進入大學與職場的能力，並且面對全球的競爭與挑戰（教育部，2010）。由此可知，應用資訊科技將是未來教育的主軸，資訊科技能力代表著競爭力，在資訊爆炸的時代，如何善用資訊科技學習，將是新世代重要的課題。. 3.

(14) 九年一貫新課程中也將資訊教育列為六大重要議題之ㄧ，資訊科技融入教學的推動也隨之展開。為使教師易於進行資訊融入教學，教育部建置「學習加油站」，鼓勵老師運用資訊科技擴展教學，完成資源知識庫的建置與分享，提供教師線上資訊科技融入教學資源的參考。民國96年開辦「全國中小學資訊融入教學創意競賽」，希望藉由競賽的激勵，提昇教師的資訊科技能力，發展資訊融入各主題之教材，並將競賽之優秀教材上網資源共享，使得教學與學習更多元化，達到資訊科技融入教學的目的。而後教育部及各縣市也紛紛建置「六大學習網」、「教學資源網」，藉著資源的分享及網路的普遍以推廣資訊科技融入教學，其中不乏自然科學中各主題的資源分享。依據九年一貫新課程之精神，各學習領域應使用資訊科技為輔助學習之工具，以擴展各領域的學習，並提升學生解決問題的能力。也就是說將資訊科技融入各科教學，使學習管道多元化，學習資源更為寬廣而豐富，增加學習的深度與廣度，提昇學習的興趣，並可配合學生的需要，讓學生自主學習；利用電腦與網路的特性，於適當的主題、適當的時機與各科教學內涵相結合，創新活潑教學方式，改善教學模式。（教育部，2003）。在國外也期望教師能透過新的資訊科技經由課程轉變教學，研究顯示國外教師嘗試用資訊科技融入發展新的教學策略以幫助學生學習，且這種學科教學的改變的過程是很明顯的（Hennessy, Ruthven, & Brindley, 2005)。Bodzin 和 Cates (2003) 也指出，在資訊科技發達的今天，學習科學不能再侷限於教科書的課程，老師及學生都可經由網路資源加深加廣學習。環境教育要從小開始，特別是全球暖化、氣候變遷、能源枯竭將是未來全世界須積極面對的問題。由以上資訊科技融入教學的特點來看，如將資訊科技融入節能減碳課程，或可彌補節能減碳教育中時間及空間的障礙，並藉由資訊科技及多媒體的融入教學的優點，設計一較完整的節能減碳課程，藉此讓學生對於全球暖化有較完整的概念知識，擁有節能減碳的思維，以成為未來世紀的綠色世界公民。. 4.

(15) 第二節研究目的及問題在全球暖化的問題持續惡化的當前，「節能減碳」成為環境教育中重要的一環。雖政府機關強力宣導，加上媒體啟示錄式報導與呈現方式，讓學生普遍認為節能減碳是重要的（Hansen, 2010），但卻對其背後脈絡一知半解，知識流於片段破碎，故難以進一步深化為內在行為的動機（劉湘瑤、黃書涵，2011）。九年一貫環境教育是融入各領域的學習中，但對於全球暖化、氣候變遷、能源耗竭、節能減碳的內容極少，並未有一統整深入的探討（陳俊良，2009）。研究顯示利用多媒體教學易引發學習動機以及利用圖片和照片將文字具體化，讓學生容易了解並加深學習印象（許雅蘭，2012；Mayer, 2003）。本研究希望藉由整合資訊科技融入節能減碳課程的方式，利用網際網路蒐集相關文字、圖片、動畫、影片等多媒體資訊，統整全球暖化等相關知識，包含事實、成因、影響及對策，以提升學生全球暖化及節能減碳的知識概念，並探討此課程引起學習興趣的相關因素、有利學習的網頁呈現模式及研究者在此歷程中的專業成長。因此，本研究探討的研究問題如下：一、如何設計整合資訊科技融入節能減碳課程以增進學生節能減碳知識？二、在整合資訊科技融入節能減碳課程中，學生的學習成效、其相關因素及有利學習的網頁呈現模式為何？三、在此研究中，教師的專業成長為何？. 5.

(16) 第三節名詞解釋壹、整合資訊科技融入教學吳為聖、張惠博、郭重吉（2007）指出，支援教學的資訊技術十分廣泛，教師可透過網際網路、多媒體、模擬軟體等工具進行教學任務，以建構有意義的學習環境。本研究中研究者根據黃鴻博（2009）提出的節能減碳知識的四大主題：事實、成因、影響及對策，蒐集網路相關資料，包含文字、圖片、動畫、影片等多媒體，利用現有合宜編輯軟體將資料統整，使用 eXe 網頁自由軟體製作教學主題網頁，並建置 Moodle 學習平台，讓學生線上學習。貳、節能減碳為因應全球暖化、氣候變遷所提出，亦即節約能源並減少碳的排放量。「節能減碳」包含「節能」與「減碳」兩大核心主軸，其概念就是能源節約與二氧化碳減量，以有效運用能源並緩和全球暖化，「節能」、「減碳」兩者是互相影響，關係密切（陳瑞榮， 2008、劉湘瑤、黃書涵，2011）。近年政府大呼節能減碳的口號，即希望人人在日常生活中實踐節能減碳的生活，改善暖化問題。叁、節能減碳知識節能減碳知識是指對節能減碳相關概念知識的認識與了解。黃鴻博 2009 年在其國科會計畫中擬定學校節能減碳課程目標，而在認知部分的內容則是認識近年地球氣溫升高、全球能源枯竭的事實、成因、影響及對策。本研究之知識架構分析則依此目標中之認知目標，將全球暖化、節能減碳知識分為四大主題：事實、成因、影響及對策。肆、學習成效在本研究中學生有關節能減碳課程的學習成效包含學生對此課程的學習興趣，及節能減碳知識的學習情形。. 6.

(17) 第四節研究範圍及限制 1. 本研究係以臺中市希望國小四年級的學生為研究對象，因此研究結果不適合推論至其他年段學生、亦不適合推論至其他學校、地區。 2. 研究學校資訊設備充足，且班級人數少，每班約 20~24 人，因此適合一人一機操作教學，並不適合推及資訊設備較不充足，且班級人數較多之其他學校班級。 3. 本研究以結合網路資源如文字、圖片、動畫、影片多媒體及相關網站為主，但因研究者資訊能力有限，僅能利用所學現有相關軟體，設計製作相關資訊融入媒體教材，以至於無法面面俱到，造成少許疏失。 4. 本研究因限於時間與人力，故僅以教學時間 6 節課、行動研究三個階段來探討，如果研究脈絡能持續較長的時間，其結果可能與長期資訊科技融入之結果有所不同。. 7.

(18) 第貳章. 文獻探討. 本章擬針對本「整合資訊科技融入四年級節能減碳課程之行動研究」進行相關文獻探討，其分節探討內容依序為：第一節、資訊科技融入教學；第二節、資訊科技融入教學相關研究；第三節、節能減碳；第四節、教科書節能減碳內容分析及節能減碳相關研究。. 第一節資訊科技融入教學壹、資訊科技融入教學的意義資訊科技的日新月異，人們的生活和電腦、資訊科技和網路的關係日益密切，將人類的生活從可見的範圍無限延伸。因此人類的學習也應突破時空的限制，無限延伸到世界各地。為因應時代的改變，世界的潮流，九年一貫將資訊教育列入入重要議題，強調資訊教育的融入，而非獨立的一門課，不是教學生電腦，而是教學生應用資訊科技來學習，培養其解決問題及帶著走得能力。台灣中小學資訊教育總藍圖座談會會議紀錄（2001）指出老師將利用電腦與網路的特性，於適當的主題、適當的時機與各科教學相結合，並以活潑的教學方式改善枯燥、死板的教學模式，可謂之資訊融入教學（徐世寬， 2004）。 Jonassen, Howland, & Moore, et al.（2003）指出，資訊科技在教育上的應用，從「透過科技學習」( learning from technology)，改變為「使用科技學習」(learning with technology)（引自余政賢、梁雲霞，2008）。因學習方式的改變，教師也必須在此一學習變革中調整自己教學的方式，適時適當的運用資訊科技支援教學，來協助學生學習知識、學習資訊科技、學習應用資訊科技。張瓊穗、翁婉慈（2008）指出，教師是教育的主軸，教師需運用各項資訊整合於教學來達成教學目標及確保學習成效即是「資訊融入教學」之核心意涵。張雅芳、劉長宗（2005）指出資訊融入可從有形的資訊科技. 8.

(19) 運用以及無形的資訊過濾、使用與教學的結合加以解釋。也就是資訊科技扮演的不是「附加」（add-on）或「輔助」（supplement）的角色，而是「融入」、「整合」、「加值的」（value-added）的角色，用來支援與延伸課程目標。從以上得知，資訊科技融入教學包含了老師的教、學生的學，使用資訊科技融入讓教與學呈現多元化，提升其品質。除此，以下研究者將各學者定義之資訊科技融入教學的意義整理如表 2-1-1：. 表 2-1-1 資訊科技融入教學的意義研究者. 年代. 意義. 顏龍源. 2000. 電腦融入教學即是將資訊科技中可供教與學所用的各項優勢資源與媒體，平順且適切的置入各科教與學過程的各個環節中。. 王全世. 2000. 資訊融入教學就是將資訊科技融於課程、教材與教學中，讓資訊科技成為師生一項不可或缺的教學工具與學習工具，使得資訊科技的使用成為教師中日常教學活動的一部分，並能視資訊科技的應用為一個方法或程序，在任何時間任何地點來尋找問題的答案。. 何榮桂. 2002. 教師運用資訊科技輔助教與學，以建構優質、富創意的教學環境，改進教學方法，增進學生的學習效果。資訊科技融入教學的時機包括課前準備、實際教學以及課後評量，教師應運用資訊科技豐富每個階段的學習素材與教學策略。. 9.

(20) 研究者. 年代. 意義. 邱瓊慧. 2002. 資訊科技融入教學是希望透過資訊科技及學習領域的整合，提升學生在該學習領域的學習成效，同時學生的資訊能力也獲得提昇；而資訊科技融入教學涵蓋了教師的教學、學生的學習活動、教學準備和教室管理等。. 余政賢、. 2008. 梁雲霞. 資訊科技的發展，在教育現場的教與學之中，發揮的作用有三個面向： (一)資訊科技是教學媒介（medium） (二)資訊科技是學習工具（tool） (三)資訊科技是學習環境（setting）的一部份. 袁媛. 2008. 林意晨. 資訊科技融入教學是利用資訊科技達到領域教學的目標，並培養學生利用資訊科技學習的能力，提高學生學習的動機與興趣，並進而提升學生的學習成就。. Dias. 1999. 資訊科技的整合必須是融入的、無間隙的。它支援並擴展課程，豐富教師教學及學生的學習活動，促使學生產生有意義的學習。. Roblyer. 2000. 資訊科技融入教學（Infusing Information Technology. & Edwards. into Teaching）是教師針對課程單元及課室情境，應用. (引自吳為. 資訊技術進行特定的教學任務或學習活動。. 聖等，2007) Pierson. 2001. 資訊科技融入教學中資訊科技是附加的，教學並不被資訊科技的應用限制，是課程的一部份，教師必須依課程、學生需求及教學策略來使用資訊科技，以提供學生不同的學習經驗。. 10.

(21) 綜合以上，資訊科技融入教學的意義可分為三方面： 1.對老師的教學：以資訊科技為教學媒介，延伸教學，輔助教學，以確保學習成效，達成教學目標。 2.對學生的學習：以資訊科技為學習工具，提高學習興趣，擴展學習，增進學習效果並產生有意義的學習。 3.對課程而言：是利用資訊科技整合課程、融入課程，以豐富課程內容，支援並延伸課程目標。所以，教師可在整個教學中，配合課程及教學所需，使學習者學習過程中,在教師營造資訊科技融入情境裡應用科技資訊，以達有效的教學目的。. 貳、資訊科技融入教學的目的身為教師，教學的目的是為學生能有良好的學習效果，資訊科技的融入不僅協助教師克服教學上的一些困難，提供有效的教學策略，更幫助學生運用資訊科技學習，以提升學習興趣與效果，並適應未來的資訊科技世界。徐新逸、吳佩謹（2002）就指出資訊融入教學的優點是發揮多媒體的特性以有效的傳達教學內容、並促使學生的學習動機提高、達到較佳的教學與學習效果，這也就是資訊融入教學的目的。吳為聖等（2007）指出，支援教學的資訊技術十分廣泛，教師可透過網際網路、多媒體等工具進行各種教學任務，例如引起動機、教材解說、問題討論、專題活動等，目的在建構更有意義的學習環境。Mayer（2003）指出經由良好多媒體的設計，也就是將文字、圖像的同時呈現，將可以建立學生的心理表徵，提升學生的了解及記憶，促成有意義的學習。梁志平、佘曉清（2006）指出在網路學習方面，教師扮演鷹架架設者的角色，輔助學生學習，在學習過程中逐漸將學習責任引導至學生身上，目的是希望學生能自我主動學習，建構自我完整的知識。對於資訊科技融入教學，王全世（2000）指出其目的有三：. 11.

(22) 一、提升教學品質與學習成效：資訊融入教學的教學模式是建構式教學策略，使學習活潑化，刺激學生創造力，培養批判思考能力，進而提升學習成效。二、培養學生運用科技與資訊的能力：教師應讓學生接觸資訊科技，利用資訊科技進行學習活動，學生才能培養運用科技與資訊的能力。三、培養師生的資訊素養：教師應利用課程與教學情境來教學生電腦知識及技能，這樣學生才有學習動機，從做中學、學中做，運用電腦增進學習。綜合以上，資訊科技融入教學的目的並非單一的學習資訊科技，而應以教學為主體，以資訊科技建構有意義的學習環境，促成多元的學習，並於過程中培養師生的應用資訊科技的能力與素養，達到「資訊隨手得、主動學習樂、合作創新意、知識伴終生」的願景，以適應未來資訊科技時代的潮流。. 叁、資訊科技融入教學的模式王全世（2002）指出資訊科技融入教學強調整合的精神，並非僅是利用電腦來輔助教學，資訊科技已被延伸為一項工具、方法與程序。資訊科技融入教學的模式已跳脫只有電腦的使用，可以使用到教學上的資訊科技，從軟、硬體到網路、影像資源、影音多媒體，無限延伸，教師必須針對課程內容、多元教學需要，考慮學生的學習與需求，選擇適合的模式，才可以達到資訊科技融入教學的成效。張國恩〈2002〉指出一般老師較為常用的資訊科技融入教學的模式融入主要有下列三項：（一）電腦簡報的展示：簡報軟體結合多媒體做多變化的展示。（二）電腦輔助教學軟體的應用：將抽象化的概念以視覺化的方式表現出來，有助於學生觀念的理解，或利用模擬軟體建立學習環境協助學生操作練習。（三）網際網路資源的使用：網路上的資源可視為大型教材庫，而且以多媒體的網頁呈現，可以將其擷取整合到教案中。. 12.

(23) 劉世雄（2000）指出資訊科技融入教學活動中，不可能有一致性的程度或標準，端賴教師對於資訊科技與教學策略結合的徹底了解，教材、環境設備不同，使用程度也會不同，並將其分成六個等級模式：（一）單項式資訊提供傳遞。（二）教學引導的訊息傳遞。（三）教學活動設計理論的應用。（四）學生與教師互動的學習。（五）善用媒體特性，建立教學網頁（六）善用學習理論建立學習網站。徐新逸、吳佩謹（2002）指出，實施資訊科技融入教學依教學時機其方式如以下：（一）課前準備。網路查詢資料；利用相關軟體，設計課程及教學內容；建置教學網站供學生學習。（二）引起動機。使用現成圖片、影片，或使用多媒體製作軟體製作動態性資料。（三）上課中。利用資訊科技將抽象化為具象；使用簡報等軟體呈現資源，或網路資源的整理；要求學生至指定網站進行學習。（四）教學活動。利用E-mail等公布訊息；學生網路專題式學習。（五）教學評量。舉行線上測驗；學生上網蒐尋資料完成作業。 2010年，美國「國家教育科技計畫」替美國數位教育建構藍圖，期望科技導入教育，創造以學生為中心的學習。「混合式學習」（Blended Learning）成為當前美國數位教育的主流，這種結合線上學習與師生實際面對面討論、指導的課程，能讓學生按照自己的步調學習，老師能掌握個別學生的學習，因材施教。而「翻轉教室」模式翻轉了傳統學習的順序，學生自行在家看影片上課，到學校在與老師討論，與同學共同完成作業。這些新的數位學習方式，將改變全世界的教育模式（引自親子天下，2013）。綜合以上可知，資訊科技融入教學的模式並非一成不變，教師使用資訊科技融入教學時，須就課程內容及教學時機，使用適當的教學媒體及網路資源，規劃教學活動，以提供更好的學習環境與資源。使用科技並不能保證能促進學習，而是需要適當的教學活動設計，數位資訊科技必須針對學習內容、教學方法、學習環境等加以適當的調整與轉化才足以發揮作用（余政賢、梁雲霞，2008）。. 13.

(24) 第二節資訊科技融入自然科教學的相關研究面對資訊科技進步的世界，資訊科技融入教學已是教育的趨勢。如何使用資訊科技融入教學，已是教學者必備的能力，因此多年來也有不少的相關研究，本節就將探討資訊科技融入教學與學習的相關研究來探討，以提供本研究相關之基礎。壹、資訊科技融入教學的主題張國恩（1999）指出選擇適當的教材是成功實施資訊融入教學的重要因素，適用於資訊融入教學的教材範圍須具有下列特性：（一）抽象化的教材轉成視覺化的教材。（二）需要培育從事實物演練的經驗。（三）對於學校無法提供解決問題的環境。（四）學校所欠缺一些學科，利用網路資資源補足學生接受課程的完整性。（五）引導學生學習動機。可用電腦重新編製教材，使用多媒體教材。結合文字、圖片、動畫、音效等的教材展現較能引起學生學習動機。（六）自我診斷及自我評量，即利用電腦線上評量或診斷系統使學生能做中學。（七）學習能力的發展。建立學生持續開發學習能力的機會。（八）社會技能的學習。將網路環境當作學生在課堂上進行合作學習的輔助工具。王佩蓮（2001）亦指出，資訊科技應用在自然科的應用至少適合在三方面：（1）實驗或實地勘查具有危險性（2）必須長期觀察紀錄的學習活動（3）遠距離（如認識南極）事物的觀察，皆可善用資訊科技瞬間傳達資料及無危險性等特性。研究者就近期國內、外研究中，各資訊科技融入自然科學教學的主題做一分析，如表2-2-1。. 14.

(25) 表2-2-1 資訊科技融入自然科教學教學主題分析主題. 研究者. 年份. 林維峰. 2010 以自由軟體實施國小星星單元資訊融入教學之成效. 吳建德. 2007 整合資訊科技融入國小「星象」單元教學以提升低成就學. 天文. 研究題目. 生的學習成效之行動研究林月芳. 2005 資訊融入教學以提昇國小學童天文學習效能之研究-以「月亮」單元為例. 林傳傑. 2004 資訊融入教學與評量─以「地球運動」為例. 吳昭明. 2008 資訊融入衛星科技教學活動對學習動機與學習成效影響. 地球科學. 之研究:以臺東縣復興國小高年級學童為例 Piburn,. 2005 The role of visualization in learning from computer. Reynolds &. ‐based images. Mcauliffe, et al.. 奈米. 蔡鳳娥. 2006 資訊科技對國小奈米科技教學之研究. 張字和. 2007. 科技. 運用Moodle平台進行奈米科技課程之初探—以某國小五年級課程為例資訊融入情境式教學提升國小五年級學童環境素養效益洪羚蓁. 2008 之研究. 環境. 黃妙珠. 2006 資訊融入教學對國小學童環境教育學習成效之研究. Yucel. Factors affecting teaching the concept of renewable energy in technology assisted environments and 2007 designing processes in the distance education model.. Varma. Using Interactive Technology to Support Students’ 2012 Understanding of the Greenhouse Effect and Global. 教育. & Linn. Warming. 15.

(26) 主題. 研究者. 年份. 研究題目資訊融入合作學習教學策略提升國中學生電磁學學習成. 蕭聖彥. 2012 效之研究. 物理學. 張晉嘉. 2011 資訊融入5E探究式教學於國中電磁學之行動研究. Vremande Olde. Student‐generated assignments about electrical 2004 circuits in a computer simulation. & de Jong. 運用K12數位學校資訊融入國中生物教學之研究-以「人體李恆嘉. 2010 消化與循環系統」單元為例. 生物、消化循環系統. 資訊融入教學模式對中部七年級學生自然科學習動機與楊玫樺. 2009 學習成效之影響. Corredor , Gaydos. Seeing Change in Time : Video Games to Teach about 2013. & Squire. Temporal Change in Scientific Phenomena 教師多媒體的呈現方式對低年級學童學習成效的影響-以. 李金鈴. 2008 動植物學習為例. 動植物資訊融入校園植物教學之行動研究-以國小五年級學生為莊旭瑋. 2002 例資訊融入教學應用於海洋保育課程之成效- 以國小五年. 白婉菁. 2012. 海洋. 級為例. 教育. 資訊融入自然領域教學活動對學習成效影響之研究-以國林怡君. 2010 小學生鯨魚概念學習為例. 楊煌富. 2009 資訊融入高中地理教學-以行星風系與世界氣候關係為例. 周清壹. 2004. 氣候. 資訊融入自然與生活科技領域教學對國小學生學習動機與學習成就的影響. 16.

(27) 從表2-2-1的分析來看，資訊科技融入自然科學的教學主題，分為下列：一、利用於抽象化的「天文」、「地球科學」、「物理學」等。二、教學上較難提供的環境或遠距觀察的事物，如「氣候」、「海洋教育」。三、較不易觀察到的現象「奈米」、「動植物的觀察」、「生物消化循環系統」。四、學校提供課程上較缺乏資訊的主題，如「環境教育」。對於「全球暖化」、「節能減碳」等語詞，學生雖不算陌生，但對於世界各地氣候變遷的現象、南北極冰川融化、海平面上升、低窪地區被淹沒等現象是無法親身體驗及觀察的，因此本全球暖化節能減碳課程中，利用網路上所蒐集到的文字、圖片、動畫、影音多媒體及「±2℃」片段影片，將他們無法看到、感受到的事件呈現於眼前，以引起他們的重視跟共鳴。. 貳、資訊科技融入教學使用科技的類型資訊技術的發達，資訊科技融入教學已從早期的電腦融入教學轉變至更多軟、硬體的應用，現今教育部也持續推動自由軟體的應用，96年教育部 ICT〈Information and Communication Technology〉計畫，互動式科技產品引進教學現場。在吳采蓉與楊淑晴（2008）編製的國小教師資訊融入教學之量表中，在其「設計素養」的構面下，包括了科技工具的使用的熟練度有關的幾個題項： 1、以文書處理軟體及簡報（PowerPoint）製作相關教材。 2、運用 DV 搭配影音編輯軟體製作數位影音教材。 3、以網路資源及網頁編輯軟體設計教學內容。 4、評選與資訊融入教學主題相關的教案、動畫、簡報與影片等素材。研究者就近年資訊科技融入自然科教學的相關研究中，分析其課程中使用的資訊類型，其分析如表2-2-2。. 17.

(28) 表2-2-2 資訊科技融入自然科教學相關研究使用科技類型教學研究者. 資訊類型. 研究結果. 主題接受資訊融入教學的學童學習成效優於傳統教學的學童。教學後，多數學童的正確概念有增加的情況。地球天球上」電腦模教學後，還是持有迷思概念，可見五年級學童對於運動地球運動概念的學習是有困難的。擬軟體「日月行星在. 林傳傑 2004 林月芳. 「天體在天球. 接受資訊融入教學的學童，其學習成效優於一般教. 上」模擬軟體. 學法的學童。. 教學互動網頁. 資訊融入教學在環境教育學習成就後測驗上有顯著. 多媒體影音設. 的差異。學童對「資訊融入環境教育」的教學方式，持正面肯定態度，可以提升學習興趣及學習能力。. 月亮 2005 黃妙珠. 環境. 2006. 教育備網路搜尋資料. 蔡鳳娥. 奈米自行設計多媒. 2006. 科技體簡報、教材. 經由教師指導的資訊科技融入教學學生在概念學習成效得分比學生自行操控的資訊科技融入教學得分高，且差異達顯著效果。學習知覺上，兩組都抱著肯定與支持的態度，且肯定教學對他們的助益。. 上傳教學平台. 張字和 2007. 吳建德 2007. 奈米 Moodle 科技學習平台. Moodle 網路平台組及閱讀學習組皆有利於奈米科技學習，學習成效都有顯著提升，但整體來說數位學習優於閱讀學習。訪談數位學習組的學童，認為以數位學習方式對於科技新知的學習是有幫助的。. 整合網路資整合資訊科技融入星象單元之教學的確可提升多數低成就學生之學習成效。源、動畫、多媒適當運用各項資訊科技，可引發學生之學習動機。星象體簡報、個人教架設教學網站，協助學生進行自主學習與精熟學習，學生學習成效得以提升。學平台. 18.

(29) 教學研究者. 資訊類型. 研究結果. 主題吳昭明 2008. 洪羚蓁 2008. 衛星簡報軟體科技 Flash 軟體資訊融入. 情境教學組國小學童在環境議題成就學習效益顯著. 情境式教學. 優於講述教學組。實驗組、對照組環境素養改變情形並未達顯著差異。情境教學組環境態度有顯著差異。. 環境素養教學簡報. 林怡君 2010 林維峰 2010. 資訊融入衛星科技教學模式及設計有助於教學，且能提升學生的學習成效、學習動機。學生對於資訊融入衛星科技教學課程都抱持肯定與正向的看法。. 繪聲繪影、無論立即學習成效或經過六週後的保留學習成效，鯨魚 PhotoImpack 、接受資訊融入教學法的學生皆顯著優異。概念 eXe 製作網頁教學平台多媒體、Moodle 接受資訊科技融入教學之學童具較佳之學習成效。星星學童能抽象思考判斷方位。線上學習平台. 在保留記憶上，控制組表現比其他三組實驗組差， Mayer & 口語說明、圖其他三組單一口語說明、單一動畫及口語動畫組並機械無明顯差異。 Anderson 片、動畫等多媒在解決問題能力上，口語動畫同時進行組比其他三系統組表現好。 1992 體文字及圖片的同時顯示對學生的學習是有效的。發展'Houses in the Desert'計畫，學生合作利用. Cuthbert. 熱動 WISE 學習平台. & Slotta. 力學 2004 Vreman-. SimQuest. de Olde & 電流. Electricity. de Jong. 模擬軟體. 相關科學原理，在學習平台上裡設計一間位在沙漠中的房子，讓房子居住起來舒服。並根據學生的設計去評估教學效果，並修正平台上的課程及科技。學生在此模擬系統中指派任務給其他同學做，也要完成其他同學指派的任務。在設計過程中學生必須使用他們的先備知識，在完成任務過程中，學生也在錯誤中修正設計，因此增進了領域知識。. 19.

(30) 於表2-2-2中，研究者歸納出資訊科技融入教學使用科技類型如下：一、自製教學簡報：教學簡報簡易方便，還是被廣為使用。如：蔡鳳娥(2006)、洪羚蓁(2008)、吳建德(2007)等學者之研究。二、影片、動畫、多媒體：蒐集或自製相關影片、動畫等多媒體製作教材，單獨呈現或和簡報、網頁結合，如：黃妙珠(2006)、林維峰(2010)、 Mayer & Anderson （1992）等學者之研究。三、相關軟體的應用：Flash 動畫軟體、繪聲繪影及 PhotoImpact 影像處理軟體、模擬軟體的應用，如：林傳傑(2004)、林月芳(2005)、吳昭明(2008)、Vremande Olde & de Jong (2004）等之研究。. 四、教學網頁的建置：將教材設計統整，建置教學主題網頁，可提供學生課後學習，如：黃妙珠(2006)、林怡君(2010)等學者之研究。五、學習平台的使用：將教材上傳學習平台，建置自主學習空間，如張字和(2007)、林維峰(2010)、林怡君(2010)等之研究。此外，美國著名的WISE學習平台提供網路探究的學習環境。從分析中可看出自製教學簡報還是被廣為使用，並結合網路資源搭配使用，加入動畫、影音多媒體等；此外教學網頁的製作、教學平台的使用也成為資訊融入教學的工具。本研究研究者依課程分析利用 eXe 網頁製作自由軟體製作一教學主題網頁，並建置 Moodle 學習平台。網頁內容包含文字、圖片、研究者利用 iSpring Free 自製的教學 Flash 簡報動畫、使用 PowerDirector 剪接的「±2℃」影片及一些網路資源、影片。. 20.

(31) 第三節節能減碳壹、節能減碳的由來與重要自十八世紀工業革命開始，化石燃料的使用帶來人類便利的生活，卻也帶來環境上的變化，科學家觀測到大氣中溫室氣體的含量上升，使的全球氣溫漸漸上升。1980 年之後大地越來越熱，氣溫急速上升，人為的影響力超越自然，全球暖化成為人類要積極面對的問題。聯合國於 1992 年通過「聯合國氣候變化綱要公約」，1997 年通過京都議定書，期盼減少人為排放的溫室氣體，以減緩溫室效應，最終目標是「將大氣中人為溫室氣體濃度穩定在一個不會危及氣候系統的水準」（沈世宏，2009）。而今，地球的人為溫室效應並未減緩，暖化現象愈發嚴重的影響氣候的變遷及地球生物的永續生存。 2001年聯合國政府間氣候變遷專門委員會(IPCC）的第三次評估報告中指出，在20 世紀中全球平均地表氣溫上升0.6℃，預估到了2100年，全球平均地面氣溫將比1990年增加1.4∼5.8℃ (IPCC, 2001)。2007年 IPCC 發表的第四次評估報告警告全球各國必須針對氣候變遷採取行動，否則全球暖化將帶來「突然且無法挽回」的後果，導致地球上 1/3物種滅絕（IPCC，2007）。世界各國也感受到大自然反撲的力量，體認到落實節能減碳、提高能源效率和降低二氧化碳排放量，已成為地球村每一份子所需共同承擔的責任，此更為各國政府當前推動的重要政策（曾郁庭、林慧慧，2011），因而紛紛對暖化提出減緩措施。聯合國氣候變化綱要公約第16次締約國大會中將哥本哈根協定所提出全球溫升目標控制在攝氏2度以下的長程目標，正式於此次會議納入協議；並考慮在2015 年檢討是否需將全球溫升目標調整至攝氏1.5度以下（顧洋，2011）。人類的發展，直接間接都和能源的使用有關，我們必須體認非再生能源是有限的，及其使用對環境造成的破壞（Dias, Mattos & Balestieria, 2004），人類不知節制的使用，這些能源終將消耗殆盡。根據科學家估計，石油儲量將在五十年內耗盡，煤與天然氣也將很快用完。面臨傳統能源即將耗盡的危機，節約能源儼然已成為人們基本生活應有的態度與行為（黃明忠、黃文良，2008）。Dias 等（2004）也指出，節約能源的. 21.

(32) 概念是指如何讓非再生能源的使用維持再一平衡狀態，也就是我們所說的減碳。有鑑於全球能源短缺與碳排放問題日益嚴重，大家都應努力節能減碳（廖惠珠， 2011）。Keser等（2003）也建議，能源問題將是已開發及開發中國家將要面臨的，這些國家更需重新制定能源、環境及教育政策。台灣能源缺乏，全仰賴進口，且全球暖化、氣候變遷對地狹人稠的我國威脅更遽，身為地球村的一份子，對於地球環境的永續發展是責無旁貸的。因此，我國行政院亦於2008年通過《永續能源政策綱領》，由政府帶頭節能減碳，並於同年通過「永續能源政策綱領－節能減碳行動方案」據以推動；而經濟部亦函頒《政府機關及學校全面節能減碳措施》，環境保護署也於同年公布《節能減碳無悔措施全民行動方案》，都是呼應「節能減碳」此一重大議題所採取的積極行動（曾郁庭、林慧慧，2011）。建國百年，經濟部全面推動「節能減碳新生活」運動。要把「節能減碳」落實到日常生活中，希望新生活運動從「心」做起，你我共同承擔環境永續的責任，學習節能知識，從根本上改變生活及消費的習慣，由全民共同落實節能減碳工作（何佩芬，2011）。. 貳、節能減碳教育的實施隨著文明科技的進步帶來環境的破壞，環境保護議題漸漸被重視。環境教育的起源與發展，緊扣著國際環保的思潮和行動。1972 年的聯合國人類環境會議發表「人類宣言」，促使人類注意環境的問題，啟始了人類與自然環境良性互動的新紀元（楊冠政， 1997；教育部，2010）。我國於 100 年通過環境教育法，係為推動環境教育，以達永續發展之目標。近年來全球暖化已成為世界各國最關注的問題之一，要使人們意識到能源和環境的關係，教育扮演了一個重要的角色，利用教育改變人們的行為以減緩全球暖化的危害，是影響最為深遠的方法（柯倩玉，2008；Keser, 2003；Boyes & Stanisstreet,1993）。隨著全球暖化及能源短缺問題日益嚴重，「節能減碳」不僅是現今國際重要課題，「節. 22.

(33) 能減碳教育」亦成為各國科學和科技教育中不可或缺之一環，必須從教育紮根，才能增進全球公民的節能減碳意識、知能，轉變其生活態度，最後反映節能減碳的具體行動（黃月純，2009）。為推動節能減碳工作，最根本解決之道為民眾減量意識的覺醒，而凝聚節能減碳的公民意識當從節能減碳教育的深耕做起（曾郁庭、林慧慧，2011）。黃鴻博（2009）也指出為解決全球氣候變遷此一問題，除科技層面上的突破，全面推廣「節能減碳」成為必要的選擇對策，而教育在達成其目標具有相當關鍵性的角色。要解決能源問題，長期的教育是最好的方法（Dias, et al., 2004)，節能減碳教育宜從能源教育為出發點，從小開始推行以養成節約能源的態度與習慣（宋佳芳， 2009）。現行九年一貫國小課程中並無單獨節能減碳課程，而是包含在能源教育、環境教育中的一種融入式之議題。能源教育宣導一直是我國能源政策中重要環節之一，民國 83 年舉辨「推動能源教育行政會議」，次年頒布「加強國民中小學推動能源教育實施計畫」，能源教育向下紮根工作邁開步伐（陳昭義，1998）。九十年開始實施的九年一貫課程，更可說是國內環境教育改革的具體推動與落實。課程中除了規劃為七個學習領域與十項基本能力外，還包括考量「環境教育」等六個重大議題融入課程的學習領域。「能源教育」在我國實施已有多年，其核心課程自早期的工藝課程到生活科技課程，延續至九年一貫「自然與生活科技課程」、「環境教育及重大議題」等（張有典，2004；陳瑞榮，2008）。早期經濟部也委託台灣師範大學建立了「能源教育資訊網」，除了希望透過能源教育幫助學生瞭解能源內涵，擴展其科學認知，也為提高全民的能源意識、宣傳能源的基礎知識和技能、促進社會節約能源。曾郁庭、林慧慧（2011）也曾就國內節能減碳教育的做法對照美國節能減碳教育的經驗後，提出以下建議：一、中小學節能減碳課程，宜建立縱向連結關係，並依學生日常生活所遭遇到的問題進行主題式發展。二、節能減碳宜建立獨立學習領域，使節能減碳議題能夠完整呈現於中小學教育。. 23.

(34) 三、建構中小學節能減碳課程能力指標，據以規劃未來適合課程。四、學校應積極推廣節能減碳活動，鼓勵教師規劃節約能源教育的教學活動，辦理統整式課程教材研討會，提昇教師節能減碳教育教學能力。五、政府宜結合民間力量發展節能減碳相關教材。由此可見，節能減碳教育除了在各領域的融入課程，更可建立一主題式教學，有完整的課程及能力指標，甚至有完整的教材，現在的課程雖無此規劃，但身為教學者應體認節能減碳的重要，提升自己的教學專業自主，規劃節能減碳教學活動，以期學生能擁有節能減碳意識的環境素養。. 叁、節能減碳教育的目的我國為能源缺乏國家，因此能源教育一直是推動環境教育的重點之一，2002 年經濟部教育部會銜公佈「加強中小學推動能源教育實施計畫」，其主要目標（陳瑞榮，2008；曾郁庭、林慧慧，2011）：（一）配合九年一貫課程實施，將能源教育融入各領域教學活動中。（二）配合教育政策宣導節約能源，鼓勵資源回收，珍惜能源，達成資源的永續發展。（三）推展能源教育，深植能源教育觀念，使學生了解能源的重要性及節約的迫切性，進而落實於生活教育之中。（四）結合社區資源，建立學校、家庭、社區三合一的組織，以達到能源教育社區化。此外，國民中小學九年一貫課程綱要（教育部，2010）重大議題中提到環境教育的五大課程目標，分別為：(1)環境覺知與敏感度；(2)環境概念知識；(3)環境價值觀與態度； (4)環境行動技能；(5)環境行動經驗，其中指出環境概念知識包含生態學基本概念、環境問題(如：全球暖化等)及其對人類社會文化的影響(永續發展、生物多樣性)；瞭解日常生活中的環保機會與行動(如：溫室氣體減量、資源節約與再利用、綠色消費等)。由此可知，節能減碳教育已被包含在其中一環，也希望能引發學生對全球暖化的. 24.

(35) 覺知與敏感度，並充實學生全球暖化、節能減碳相關知識，擁有正確積極的態度，進而實踐節能減碳的生活，成為有環境素養的公民。 1972 年自然與資源維護國際聯盟與英國舉辦國際環境保護教育師訓練課程，為環境教育設定了三階段目標（楊冠正，1997）：第一階段：從環境中教學（teaching from the environment），第二階段：教學有關環境（teaching about the environment），第三階段：為環境而教學（teaching for the environment）。將這樣的目標對應至學生學習，可以說是：從環境中學習（learning from the environment）；學習有關環境（learning about the environment）；為環境而學習（learning for the environment）。將這三階段的學習目標對應至在本研究中的教學活動即為：第一階段「從環境中學習」：活動一「全球暖化在哪裡？」，除了親身感受所處環境中全球暖化帶來的氣候異常，並藉由影片感受到全球暖化的影響是世界性的，是重要急迫需積極面對的。第二階段「學習有關環境」：活動二「地球的四季變奏曲」、活動三「能源和我們的生活」，能知道暖化的成因、對人類生態的影響、地球能源是有限的、綠色能源的替代等。第三階段「為環境而學習」：活動四：「環保生活綠地球」，能知道節能減碳的重要，並探討節能減碳的辦法，從日常生活中實踐。我國實施能源教育之終極目標，是在培養全民節能素養，以提升能源使用效率並達成全民節約能源之目的（黃月純，2009）。節能減碳是新的教育議題，也是生活習慣的國民教育，如何啟動國民環境學習力，讓未來與現在的公民，在所有的場域認識「全球暖化」的議題，改變生活型態，減少「能資源浪費」，進而愛護環境，避免「生態系統崩潰」，這就是節能減碳教育所要達成的使命（汪靜明，1995）。科學教育必須幫助學生去了解全球暖化的成因與影響，以促使他們採取行動，減緩全球暖化（Skamp, Boyes & Stanisstreet，2013）。節能減碳生活是現在及未來地球公民的新生活型態，如能讓大家深入的了解全球暖化的事實、成因、影響及對策，提升其認知，必能引起更積極的態度及生活上的實踐，相信地球的永續經營指日可待。. 25.

(36) 肆、節能減碳知識內涵我國推動能源教育甚早，九年一貫後環境教育更列為重大議題之一，能源教育即為其中一環。Yucel（2007）指出環境意識及能源觀念是現在自然科學教育重要的議題，其學習應跨越學科界線，再生能源的知識包括，能源轉換、能源再生、能源的種類及能源和自然界的交互作用。簡佩玲、熊治剛（2009）指出，符合我國國小能源教育的課程內涵為： 1、對能源有基本的認識、能源的意義和來源、能源的種類與用途等。 2、能瞭解能源的重要、能源與生活、交通與產業的關聯、能源的有限性。 3、能瞭解各種節約能源的方法、各種節約能源的概念。 4、能瞭解能源和環境的關係、能源與生態、不當使用能源的後果、環保的重要。 5、能認識能源開發的必要性、能源與生活、交通、科技、產業、生產及情勢等。 6、能正確、安全有效的使用能源、意外的因應方法。美國著名的 KEEP (K-12 Energy Education Program) 教材其主題內涵有（曾郁庭、林慧慧，2011）：主題一：我們需要能源，為能源下定義。主題二：能源的開發，探討能源的來源，以及人類如何透過科技使用能源，以滿足其社會需求。並探討人類為何視能源為資源。主題三：能源開發的效應，探討能源的利用如何影響人類的社會與環境。主題四：能源管理，探討如何解決因能源開發延伸的問題的策略，以及討論今日關於能源之決定和行動，會如何影響能源未來的可能性。陳瑞榮（2008）指出「節能減碳」所涵蓋的概念包含能源節約與二氧化碳減量，進而達成有效的運用能源、節約能源與減緩全球暖化問題。陳昭吟（2010）參酌學者文獻，將節能減碳認知分成三個構面：. 26.