節能減碳專案式學習

節能減碳專案式學習—以「太陽能車教學」為例

宋佳芳 國立高雄師範大學工業科技教育研究所研究生 壹、研究背景與動機 「從明天零時起油價即將上漲」、「強大的熱帶颶風席捲美國」、「非洲第一高 峰吉力馬札山和世界第一高峰喜馬拉雅山的冰河正以驚人的速度融化」，「明天過 後」（影片）我們將如何與高爾一起面對「不願面對的真相」（影片），這些都是 目前最夯的話題。化石燃料的短缺、能源開採成本的上升、環保意識的興起，使 得「節能減碳」不再只是口號，已成為全民運動。 人類因工業化及農業活動而使用化石燃料，但其產生的各種溫室氣體（如 二氧化碳、甲烷、氮氧化物和氯氟碳化物等）造成了大氣層温度升高、全球暖 化。國立自然科學博物館（2008）指出全球暖化對地球造成的影響包含高山冰 河的融化、海平面的上昇、降雨的改變、形成更劇烈的颱風、造成生物多樣性 的消失等，它不僅破壞人類的生活環境，也改變了生態平衡。因此 2005 年 9 月 全球有 156 個國家簽訂「京都議定書」，希望世界各國彼此合作結盟來達到二氧 化碳減量與減廢目的，以保護地球以及人類能永續生存（京都議定書，2008）。 專案式學習（Project-based Learning, 以下簡稱 PBL）是從問題出發，引導 學生學習，以學習者為中心，由學習者在問題中發現並設定應該學習的目標， 自我學習以求達到問題的解決與了解，這種學習方式可培養學習者自我學習的 能力，以成為終生學習者，也符合九年一貫課程中所要引導學生致力達成的課 程目標：（1）增進自我了解，發展個人潛能；（2）提升生涯規劃與終身學習的 能力；（3）增進規劃、組織與實踐的知能；（4）運用科技與資訊的能力；（5） 激發主動探索與研究的精神；（6）培養獨立思考與解決問題的能力（教育部，

2003）。 為了讓我們的地球能永續經營，並擁有一個潔淨的地球，我們必須向下紮 根，將「節能減碳」的意識落實在日常生活中。因此本文希望能運用專案式學 習，以學生為主體，讓學生組成一個合作小組，去研究一個主題，從中學習到 與主題相關的知識與技能。讓學生利用網路搜尋有關節能減碳的資料，透過小 組討論、溝通、協調與整合，培養學生解決問題、與人溝通、以及自我管理的 能力。並透過太陽能車的製作，將理論應用在實務上，讓學生從「做中學」，並 希望透過此教學，讓學生了解資源的可貴，珍惜它，將節能減碳、愛護地球環 境的精神具體落實在生活中。 貳、文獻探討 一、 節能減碳之意涵 （一）節能之意義 台灣傳統能源自產有限，有 99％以上能源供應來自國外進口。節約能源可 以減少能源進口，增加能源安全，並經由能源效率提升的倡導，可淘汰浪費能 源的設備，除了有利環境保護，另外亦可增加 GDP，促進經濟繁榮（呂錫民、 陳發林、張憶琳，2008）。李涵茵、吳再益與楊正光（2008）也指出國外能源服 務產業（Energy Services Company,ESCO）已蔚為風潮，ESCO 積極培養節能新 知、技術以及人才，並與客戶、金融機構、能源事業合作，開拓節約能源新市 場。呂錫民、陳發林與張憶琳（2008）亦指出能源是國家的經濟命脈，實施能 源政策能促進社會繁榮與增加民生福祉。 于寧與梁永瑩（2007）指出節約能源、減少溫室氣體排放可以減緩全球暖化 可能危及並導致地球氣候異常、自然生態環境惡化等衝擊。維基百科（2008）指 出自2001年起美國、加拿大、日本、台灣、澳洲、紐西蘭、歐盟每年召開國際能 源之星計畫會議，透過國家政策來節約能源。台灣也推行國際能源標章，它是一 種結合市場機制的經濟工具，也是一種教育工具，教導民眾改變生活習慣，由採

購節能產品做起，養成愛惜資源，珍視環境品質及生態系統的觀念。 （二）減碳之意義 當工業革命興起，蒸汽機、內燃機帶動了各種機械的創造與革新，為了人 類社會的發展運用了大量的能源，相對的也造成大量的汙染。1988 年「聯合國 環境規劃署（UNEP）」與「世界氣象組織（WMO）」共同成立「政府間氣候變 化專家委員會（IPCC）」。在 2001 年 IPCC 第三次評估報告指出：全球二氧化碳 濃度已自工業革命前 280 ppm 增加至 1992 年 360 ppm，預估到 2100 年二氧化 碳濃度增加至 540-970ppm，是 1750 年的 90-250%（工業技術研究院，2004）。 顯示了 20 世紀下半葉全球的二氧化碳大量增加。 二氧化碳的增加會造成溫室效應、全球暖化，影響大自然整個生態圈的改 變，如冰山融化、物種消失、生活環境的不舒適、氣候異常等。為了控制全球 溫室氣體排放，聯合國 141 個成員國家共同簽署「京都協議書」，並於 2005 年 2 月 16 日正式生效（京都議定書，2008）。歐洲委員會於 2007 年 1 月 10 日提出 全面性的能源環境政策，要求已開發國家以 1990 年的二氧化碳排放量為基準， 在 2020 年之前能減少 30﹪，其目的在於加速轉移向「低碳能源」，並更有效的 使用能源（宋勇徵，2007）。這也表示人類對環保的意識進入了歷史性的最高警 覺。 （三）節能減碳之意義 能源對環境和經濟具有重大的影響力。2002 年永續發展世界高峰會（World Summit on Sustainasle Development,WSSD），將能源列為五大議題之一，並揭櫫了 能源與水資源、健康、農業及生物多樣性等四項議題有密不可分的關係。政府 規劃節能減碳政策，運用高效率的機器來降低再生或非再生能源的消耗，控制 並降低因使用能源而排放的二氧化碳量，而達到「節能減碳」的目的。以減緩 地球暖化的趨勢，避免人類遭受環境的威脅，使人擁有一個永續經營、生生不 息的地球。

（四）節能減碳教育之現況 為了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，台灣師範大學在政府的支持下建立了「能源教育資訊網」，形成完善的社會 能源教育系統。 馬衛華與柳娟（2007）指出台灣的社會能源教育有四大特性：（1）是一門跨 科性與多科性的教育，無法訂於某一科目或課程中施教；（2）是教育系統中的 次級系統，各階段的能源教育目標均不同；（3）以能源政策為導向，並重視教 育歷程；（4）以學生「生活問題」為中心，是一種務實的教育。就教育的過程 而言：國小階段強調認識能源教育，以樹立能源態度觀念為主要內涵；國、高中 階段強調節約能源教育，以解決基本節約問題為主要內涵；大學以上階段則以開 發及研究的能源教育為主，重視能源的研究和開發新能源。 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。能源教育能幫助學生了解能源內涵、拓展科學新知、刺激創造思考，透 過潛移默化的方式將正確的能源觀念延伸到家庭、社區，進一步影響社會大眾的 態度與行為，以建立一個環保又樂活的生活型態。 二、專案式學習之意涵 專 案 式 學 習 （ Project-based Learning, 以下簡稱 PBL） 的 觀 念 是 起 源 於 Deway、Kilpatrick、Karplus、Richards 等學者的研究與倡導（Krajcik, Czeniak & Berger, 1999）。專案式學習是一種有系統的教學法，讓學生能深入的探討複 雜的議題及精心規劃的任務而成功地學習到知識及技能。因此 PBL 的範圍可以 是很簡單的在一、兩週在教室內完成的單科專案，也可能是長達一年，包含校 外人士及社區參與的跨學科的專案。 朱耀明和吳翠玲（2005）指出「專案式學習」（Project-based Learning）是學 習者經由導引問題（driving question，或稱驅動問題）的導引展開一連串的問題 解決，是一種混合了許多教育理念包含建構主義、動機理論、探究學習、合作 學習和問題解決等方法的統整教學方式。黃明信（2000）也指出專案式導向學

習是指由學生組成小組，針對一個研究主題，經過老師的導引，共同討論出研 究的計畫，並根據研究計畫在一定的時間經由合作學習方式，利用資訊科技設 計、調查完成研究報告。

Krajcik, Czeniak, and Berger（ 1999） 提 出 專 題 發 展 流 程 的 六 個 階段，而這六個階段是反覆且沒有一定順序，茲分別說明如下： 1.發展概念目標：教師以依據課程目標，以概念圖方式畫出專題所 需要的概念，依此概念圖，教師可在發展導引問題時，同時思考 那些概念是學生應該有的。 2.發 展 導 引 問 題 （ Driving questions） :教 師 依 據 發 展 導 引 問 題 的 方法，幫助學生發展適合的導引問題 。 3.發展基準課程（Benchmark lesson） :教 師 依 據 課 程 目 標 與 學 生 的先備知識來規劃基準課程。 4.發展調查活動：教師依據課程目標與學生的先備知識來規劃基準 課程，包含了課程目標中所需具備的知識和技能，以及學生在進 行一系列專題中可能會需要的知識，例如：查詢字典等使用工具 的知識。教師依上述發展調查的方法，幫助學生發展調查研究。 5.發展評量：不同的評量方式可以獲致學生完整的觀點。專題學習 秉此精神，允許學生以任何可以展現理解的方式製作作品，因此 採取動態評量的方式，讓學生可以展現他們對知識的理解。 6.發展行事曆（calendar）：發展專題活動的日程表有助於引導整個 專題課程的進行。 因此 PBL 教學不只是照著老師的規定依樣畫葫蘆，而是由學生自己計 劃並實行，這種由學生計劃並照計劃進行的過程稱之為 Project。「專案 式學習」是一連串探索問題、蒐集資料、討論互動、驗證答案和分享成果的過 程，它包含釐清概念（messing about）、搜尋資訊（finding information）、

and designing）、進行實驗（conducting the experimental work）、解析資 料（making sense of data）、分享成果（sharing artifacts）。PBL 教學 希望能提供一真實的情境以利於學習者，以培養學習者主動發現問題、溝通協 調並解決問題的能力。 參、 教學活動設計 能源教育教學設計 教學學校 高雄縣後紅國小 教學班級 三年孝班 學習領域 自然與生活科技 教學日期 自 年 月 日 至 年 月 日 教學單元 能源教育 教學節數 六節 共 240 分鐘 教材來源 自編 教學設計者 宋佳芳 設 計 理 念 近年來石油價格不斷的飆漲，帶動全球民生物資的漲聲響起，使得各國不得不思考地球能 源的危機，並努力去開發與應用替代能源。本課程希望讓學生了解什麼是能源？除了石油外， 日常生活中常用的能源又有哪些？透過網路資料的收集能更了解台灣各種發電能源的現況，並 體會節約能源的重要性。 因此，本活動將透過動手製作太陽能車，讓學生對太陽能的利用有更進一步的了解。本活 動除了介紹和應用齒輪傳動模組及電路的迴路系統等概念外，最後並以競賽的方式，期能提高 學生的學習興趣，並同時驗收學生太陽能車製作的成果。希望利用此次的經驗讓學生有研發的 興趣並應用於日常生活中，同時也培養學生專題式學習和合作探究的能力，並落實節約能源的 精神。 教 學 重 點 (一) 地球的能源（煤、石油、天然氣、核能）逐漸減少，如何開發替代性能源成為當務之急。 請學生主動收集資料，瞭解能源使用的現況，並認識再生能源和珍惜能源。 (二) 太陽能為一種資源豐富、不必運輸、少污染的再生能源，可以幫助解決目前能源不足及環 境污染的問題。 (三) 小組完成能源小書，並上台發表與人分享，同儕也能養成尊重並欣賞他人成果的態度。學 生能將所學應用於日常生活中，愛護地球、讓每個人成為能源小尖兵。 (四)太陽能發電的簡單原理：能源教育資訊網和教育部科學教育學習網相關資料介紹。 (五)組裝太陽能車的知識：透過組裝活動（車身結構介紹、太陽能板與太陽能馬達的連接、透 過齒輪傳動），來建構學生利用組合圖與使用說明書來組合物件或用具的概念，增加使用 科技產品的能力與素養，並應用類化在其他的科技產品。

(六)設計實驗和控制變因的方法：實作太陽能車，在過程中養成思考與專心的態度，並測試行 進狀況，以找出太陽能車無法前進的原因（摩擦力、齒輪接合情形、電池組合方式等）， 逐一解決，使車子能順利前進。 (七)小組競賽，提高學習興趣，並寓教於樂。 教學 準備 教師：學習單、電腦、單槍投影機、教學前完成一台太陽能車。 學生：上能源教育資訊網、科教網或其他相關網站，瀏覽能源教育和太陽能與太 陽能車製作的相關資訊。 材料、工具：製作太陽能車的材料包 1 份、雙面膠、泡綿膠、白膠、熱熔膠、熱 熔膠槍、膠帶、細竹籤或牙籤、剪刀、美工刀、老虎鉗、太陽能車結構說明 圖(高雄市民族國小焦恆永老師繪製)。 教 學 研 究 一、教學統整圖：

二、學生經驗： 1.上課時教師曾討論過能源短缺的現況，在日常生活中也知曉能源的種類和 生活中常應用的能源。 2.在報章雜誌或者新聞上看過太陽能利用的相關報導，知道太陽能是一種 可利用的能源，例如太陽能車、太陽能熱水器、太陽能風扇等。 三、教法提要： 1、 教師講述。 2、 學生分組討論： （1）能源小書的製作與分配 （2）學童共同討論太陽能車製作的方式、結構、樣式及分工等。 3、學生實作：各組分工合作能源小書和太陽能車的製作，並上台發表。

能源

教育

認識能源 認識太陽能車 能源小書製作 能源教育網教學 認識太陽能車 超級比一比 太陽能車的製作

基 本 能 力 指 標 1-2-2-4 知道依目的(或屬性)不同，可做不同的分類 1-2-5-2 能傾聽別人的報告，並能清楚的表達自己的意思 1-2-5-3 能由電話、報紙、圖書、網路與媒體獲得資訊 2-2-5-1 利用折射、色散，電池、電線、燈泡、小馬達，空氣或水的流動等來設計各種玩具，在 想辦法改良玩具時，研討變化的原因，獲得對物質性質的了解，再藉此了解來著手改 進。 2-2-6-2 認識運輸能源(如汽油)和運輸工具(如火車頭、車廂、軌道) 5-2-1-2 能由探討活動獲得發現和新的認知，培養出信心及樂趣 6-2-2-2 養成運用相關器材、設備來完成自己構想作品的習慣 7-2-0-2 做事時，能運用科學探究的精神和方法 單 元 目 標 具 體 目 標 1. 了解能源的分類，並收集 如何運用能源和使用上的 優缺點及使用年限的資料。 2. 了解再生能源：太陽能為 可利用的替代能源，並針對 目前能源使用的狀況完成 能源小書。 3 小組完成能源小書，並上台 發表與人分享. 4. 太陽能發電的簡單原理 5. 組裝太陽能車的知識 6. 設計實驗和控制變因的方 法：實作太陽能車 7. 能將小組完成的太陽能車 和同儕競賽 1-1 定義何謂能源？了解能源的分類，並收集如何運用能源的資 料。1-2 能說出石油價格逐年上升，石油為有限之能源， 終有 一天會耗盡。 2-1 能上能源教育資訊網、科教網或其他太陽能利用的相關網 站，能舉出太陽能在生活中利用的例子。 2-2 收集各項能源在使用上的優缺點及使用年限。 2-3 與同學合作查尋資料，完成能源小書。 3-1 在班級進行能源小書的報告，並介紹如何節約能源。 4-1 能上科教網或其他太陽能利用的相關網站，並說出太陽能 發電的簡單原理。 4-2 能了解太陽能車結構中，齒輪傳動方式與電線迴路的方式。 5-1 小組進行太陽能車的製作，將理論應用於實務。 5-2 能以小組討論出太陽能車的樣式、結構等製作方式，並完成 工作分配。 6-1 能以小組合作完成太陽能車的製作，並使在太陽光的照射 下能夠跑動。 6-2 小組報告進行製作所遭遇的困難及如何解決 7-1 能與同儕進行太陽能車的競速之競賽。

一、課前準備

目標 代號 教學活動 說明或教學省思 學習效果評量 備註 （一）教師準備 1. 上能源教育資訊 網蒐集能源教育 能源教育資訊網 http://energy.ie.ntnu.edu.tw

的相關資料以準 備引導學生上網 瀏覽。 2.上科教網蒐集太 陽能利用的相關 資料以準備引導 學生上網瀏覽。 3..教師先製作一台 太陽能車 4..能源小書和學習 單 5.製作太陽能車的 材料包及 工具。 科學教育網 http://science.edu.tw

二、教學活動

活動一、「認識能源」 目標 代號 教學活動 說明或教學省思 學習效果評量 備註 1-1 一、能源教育學習 單前測 二、介紹 1.教師使用簡報簡 單介紹能源的種 類：初級能源、 次級能源、再生 能源、非再生能 源。 2.學生欣賞能源教 育資訊網中的認 識能源（兒童版） 三、學生透過問題 進行探究 1. 什麼是能源？ 2. 能 源 在 生 活 上 有哪些應用？ 四、自我指引研究 小組討論並以 口頭發表能源 的定義 能完成能源小 書的（能源小 專家） 能源教育資訊網 http://energy.ie.ntnu.edu.tw

1-2 2-1 2-2 2-3 3-1 1.小組討論並判斷 出能源的使用年 限和節省能源的 方法。 2. 全 班 共 同 分 配 調 查 能 源 的 種 類，並由小組討 論如何減少對瀕 臨耗竭的能源的 依賴。 3.了解生活中所需 要用到的電器和 電器的耗電情形 五、呈現結果 1. 將 收 集 與 討 論 的 資 料 做 成 能 源小書。 2. 從 各 種 能 源 中 找出替代方案。 3. 暸 解 現 今 能 源 利 用 的 情 形 並 尋 找 未 來 的 新 能源。 4. 學 生 完 成 能 源 小 書 內 容 並 口 頭報告，並說出 對 於 節 約 能 源 的作法與心得。 兒童根據舊經 驗和實際上網 操作，了解電器 的耗電量多寡 透過小組成員 的分工合作，並 參考相關網站 的資訊，將所介 紹的能源做統 整、歸納，並完 成能源小書的 內容 能完成能源小 書的（用電大 作戰） 能完成能源小 書（能源介紹） 節約能源大作戰 http://www.zoo.gov.tw/energy/index.html 能源教育資訊網 http://energy.ie.ntnu.edu.tw 活動二、「認識太陽能車」 目標 代號 教學活動 說明或教學省思 學習效果評量 備註 一、引起動機 1. 學生欣賞「太陽 兒童藉由實際 讓地球 Cool 一下-太陽能車開

4-1 4-2 能車」flash 影片 2. 老 師 在 陽 光 下 展 示 並 驅 動 先 行 製 作 之 太 陽 能 車 給 學 生 看，引起學生的 興 趣 及 學 習 動 機。 3.教師簡單說明車 子的構造 二、學生重新思考 原來的學習議題 1. 暸 解 太 陽 能 車 的基本原理 2. 小 組 收 集 資 料 了 解 太 陽 能 車 的 配 件 如 何 影 響行進的速度 三、介紹 1. 請 學 生 發 表 是 否 有見過類似的太 陽能車或是否有 親自動手做的經 驗。 2.了解看看太陽能 車的運作情況及 其基本原理（可 查詢書面資料和 上網搜尋閱覽相 關資料）。 3. 教 師 介 紹 科 教 網，並讓學生上 網瀏覽科教網， 查詢太陽能車相 關資訊，使學生 對太陽能車的動 力原理有初步的 概念。 觀察來提高興 趣 能說出自己 生活上的經 驗。 上路 http://www.peopo.org/yangphoto 太陽能車（附錄二） 科學教育網 http://science.edu.tw

活動三：「太陽能車的組裝」 目標 代號 教學活動 說明或教學省思 學習效果評量 備註 5-1 一、重新思考原來 的學習議題 1.鼓勵曾有製作製 作太陽能車的學生 做經驗分享 2.小組收集資料說 明太陽能車的物件 與行進速度之間的 關聯性 3. 太 陽 能 車 製 作 介 紹：鼓勵學生勇 於嘗試及修改， 因考慮到學生大 多 沒 有 先 備 經 驗，因此先請學 生注意聽取老師 的介紹及注意事 項，並仔細看看 結構圖與實物(太 陽能車)，以利製 作順利。 (1) 教 師 發 給 學 生 太陽能車的構造 圖(焦恆永老師繪 製)，配合構造圖 及教師製作之太 陽能車說明太陽 能車的基本結構 及組裝方式，部 分組裝有一定的 順序，要向學生 說明清楚。重要 順序為： 1傳動軸上的齒 小組討論齒輪 傳動與電路的 迴路系統對行 進速度的影響 能上科教網 瀏覽太陽能 相關資訊 能專心聆 聽，並於不了 解處提出問 題。 太陽能車材料包（附錄三： 薄珍珠版約 10×7cm、厚珍珠 版約 10×1.5cm【厚約 2cm】、 馬達 3.0V【已接上電線】、齒 輪 3 個、串珠 5 個、鐵絲 2 根【長 15cm、直徑約 0.2cm】、 細吸管 2 根、太陽能板 2 片 【已接上電線】、車輪 4 個） 製作工具（雙面膠、泡綿膠、 白膠、熱熔膠、熱熔膠槍、 膠帶、細竹籤或牙籤、剪刀、 美工刀、老虎鉗。） 太陽能車結構圖（附錄四： 高雄市民族國小焦恆永老師 繪製）

輪先以雙面膠 固定在作為傳 動軸的粗直鐵 絲中間。 2傳動軸要固定 在車底板前， 先裁切好適當 長度的吸管， 因為過長會裝 不上輪子，過 短會使輪子左 右移動幅度過 大 ， 影 響 行 進。同時車底 板寬度要配合 車軸長度，不 可過寬，否則 裝不上輪子。 3固定馬達前要 先與太陽能板 連結測試看看 是否能轉動， 並記好轉動的 方向，以決定 齒輪組裝後車 子前進方向。 4潤滑油要等全 部完成之後才 加一些在齒輪 上 ， 不 宜 過 多，以免使膠 帶 接 合 處 脫 落。 ○5 構造圖上的齒 輪設計為 3 種 （2 大 1 小）， 為考慮學生程 度，故指導學

5-2 生使用 2 個（1 大 1 小）來進 行。 (2) 除 了 組 裝 的 注 意事項之外，還 要叮嚀學生工具 的操作要注意安 全，尤其是美工 刀的使用，另外 裁切時要在切割 墊上操作，以免 劃傷桌面。 二、決定最適合的 設計與組合 1.製作前小組討論 討論組員所提議 之設計或方式的 優缺點，共同決 定出一種較好的 方式進行。重要 的討論項目為： (1)固定傳動齒輪 的方式為何？(雙 面膠、熱熔膠、 白膠、其他…) (2)車底板的樣式 為何？(正方 形、長方形、其 他…) (3)車子的造型為 何？(樣式、顏 色、主題性…) (4)工作分配，依專 長或興趣分工合 作。 2.動手做太陽能 車：以小組分工 合作方式完成。 能和同學們 分享自己的 意見，並討論 出切實可行 的具體方案。 能分工合作 完成太陽能 車的製作。

三、呈現結果 1.測試時如果不能 跑動，可能原因 有很多，請學生 檢 查 看 看 並 做 修 正 後 再 繼 續 嘗試，直至車子 能順利跑動。 四、透過問題進行 探究 1. 為 什 麼 太 陽 能 車 不能動？ 2. 影 響 行 進 速 度 的 有哪些？如何解 決？ 經由實際操 作，小組修正齒 輪的接合、太陽 能板線路、輪子 和吸管的摩擦 情形 能使製作之 太陽能車順 利參與競賽。 活動四：「超級比一比」 目標 代號 教學活動 說明或教學省思 學習效果評量 備註 5-1 一、呈現結果 1.太陽能車競賽： (1)時間：中午日照 較強烈時。 (2)地點：選擇較平 坦的地方，將場地 上 可 能 影 響 車 子 行進的石頭、雜物 等清除乾淨。 (3)比賽方式：計時 賽，距離約 5 公 尺。 1空車競速。 2限重競速：在不 改變 2 塊太陽 能 板 與 馬 達 的 狀況下，設計外 型 、 改 變 齒 輪 數、輪子、車身 磨石子地、柏油 路…等 因學生材料不 同，可給學生充 分時間收集資料 並試驗，並在課 堂上分享經驗和 成品展示 能使製作之 太陽能車順 利參與競賽。 碼表、成績看板

材質來競速 二、進行評鑑 1.頒獎：計時成績優 異取前三名頒獎， 另頒創意造型獎三 名。 2.學生發表此次製 作的心得感想。 3.教師總結：希望透 過此教學活動，讓 學 生 了 解 能 源 的 重 要 性 及 如 何 節 約能源，並說明太 陽 能 是 源 源 不 絕 且 低 污 染 的 能 源 ， 有 開 發 的 價 值，希望多研發並 運用，為地球盡一 份心力。 能和同學們 分享自己的 心得感想。 肆、教學建議與注意事項 以下是筆者在使用本教學活動時的幾點建議，以供各位教師參考： （一）在活動過程中，教師應注意小組分工合作的情形和工作流程的安排，並 適時給予引導。 （二）學生在活動過程中遇到困難，例如收集資料方面，教師可提供部分相關 網站供學生查詢，避免直接解答。 （三）設計太陽能車時，由於學生先備經驗較缺乏，因此教師會幫每小組先準 備好一臺組合好的太陽能車模型，並提醒組裝時須留意的重點和可提供 改變的因素，並給予學生充分的設計空間。但需提醒學生注意其可行性 和掌握完成時間。 （四）在超級比一比的教學活動中，教師須考慮場地、日照等因素。為避免日 照強度的不同而影響比賽成果，場地需可容納 6 臺車同時競速。另外由

於 2 片太陽能板的電力有限，因此場地應找磨擦力較小的磨石子路或柏 油路較適當。 伍、研究結果 一、節能減碳教育的重要性 節能減碳教育不只是單一學科，它包含學生在校生活、家庭、社會、經濟、 國家等層面。余鈺焜（2007）指出目前台灣能源教育課程分佈於七大領域相關 課程，除了知識與理論外，應加強多元與生活化。林均鴻（2006）也指出能源 教育應包含居家生活、學校生活、公共場所、能源電器、瓦斯爐、自來水、交 通工具之節約能源和建築物之節約能源裝置。經濟部能源委員會（1998）指出 能源教育是讓學生能夠暸解食衣住行等方面的節約能源方法與概念，並且能正 確、有效與安全的使用能源和意外的因應方法。 為了讓我們的地球能永續經營，並擁有一個潔淨的地球，我們必須將「節 能減碳」的意識落實在日常生活中。筆者透過此教學將節能減碳的觀念融入能 源教育、資訊教育、環境教育與自然與生活科技領域中。除了教導學生能源相 關知識，也將太陽能發電的簡易原理讓學生明瞭，讓學生經由活動而落實節能 減碳的具體行動。教學活動結束後大多數學生均能提醒自己節約能源、隨手關 水關電，並從生活中減少碳的排放量，與家人騎腳踏車、力行綠色運輸，同時 也增加了親子互動的時間。 二、在科技素養的發展面向 比較面向 活動經驗 活 動 前 知識 技能 方面 教師：有過一次自己成功組裝完成一台車的經驗，所以對指導學 生製作車子還算有信心。 學生：大多數的學生都沒有經驗，完全不會做。只有一位學生表 示在幼稚園時曾接觸過，但是馬達是已經組裝好的，只要拼裝就 可完成。

態度 方面 教師：希望學生也有和自己一樣的探索經驗。而且在探索中，好 奇心的滿足與問題解決的成就感可以成為激勵的良性循環。 學生：對製作太陽能模型車感到好奇和高度的興趣，也有部分學 生主動尋求相關資料。 知識 技能 方面 教師：鼓勵學生分工合作、討論、激發創意想法，效果還可以。 學生：雖然有模型可供觀察，但在組裝齒輪組時大多不太順利， 只有一組成功，而且在與車體銜接時較依賴老師的協助。 活 動 中 態度 方面 教師：積極引導、鼓勵學生參與，但也希望學生面臨問題別輕易 放棄。 學生：活動中有小組競賽「超級比一比」，因此有 2 組的組長領 導力強，帶領組員積極製作。有 1 組組員勇於嘗試並合作學習， 因此最先讓太陽能車驅動。有 2 組的組員回家請教家長。只有 1 組的 3 位組員個性較內向、擔心做錯，另 3 位組員是一開始興致 高昂但遇到困難萌生退意。 知識 技能 方面 教師：小組合作需要練習、經營。 學生：具體掌握車體主結構、製作流程的重要部份，知道如何找 出可能的問題及修改的方法。 活 動 後 態度 方面 教師：確認學生對太陽能模型車的製作具有一定的好奇心。不過 對少部分學生的參與度下降感到挫折。 學生：學生在下課時間會主動找別組競賽，對自己努力的結果感 到滿意。 三、專案式學習的學習成效 胡雅玲（2003）提出四個實施專案式學習的理由：（一）讓老師與學生集中 學習焦點於重要的概念與議題；（二）學生能有效參與策略尋找答案、解決問題； （三）提供學生合作學習與獨立學習的環境，學習合作所需要的社會技能；（四） 幫助學生發展富創造性的工作技能，並將此技能融入終身學習。 經由這次的專案式學習，教師發展概念目標，了解學生該獲得哪些概念， 並引導整個教學活動的進行，拋出問題讓學生思索、解決問題。而學生自己本 身利用小組合作學習來解決所面臨的困難，並藉由許多管道，例如上網查詢、 請教家人等來解決問題。教師在整個教學過程中採取動態評量、在活動中反覆

進行「教學」與「評量」，使教師與學生更了解在學習歷程中所獲得的知識、情 意與技能。 陸、結論 運用專案式學習的模式製作太陽能車，可得知學生的學習成效如下： 一、專案式學習能提升學生學習動機，激發學生自主學習並獲得較佳的 理解力。 二、在參與專案式學習的過程中發展出認知、技能、情意三部份的科技 素養和學習人際互動的技巧並運用於日後的生活中。 三、專案式學習強調合作學習、實踐建構主義，小組成員透過討論、上 網蒐集資料、回家詢問家長等方式獲得資訊並在課堂間腦力激盪， 以得到最佳化解決問題的方式來完成作品。 專案式學習除了提升學習動機，還將不同的學科領域加以整合。在學 習活動中學生挑戰問題、擬定計畫、實際行動研究、檢討與發表成果，獲得事 實、概念、程序和後設認知的知識，同時也加強思考力、組織力、執行力、表 達力和實踐力。教師的角色只是協助者，幫助學生將新資訊連結舊經驗，讓學 生設計出太陽能車並獲得成就感。當學生看到太陽能車跑起來時，興奮之情溢 於言表，在學習過程中留下深刻的回憶。

參考文獻 一、中文部分 工業技術研究院（2004）。溫室效應與氣候變遷。氣候變化綱要公約全球資訊網。 2008年11月15日，取自：http://sd.erl.itri.org.tw/fccc/ch/intro/intro_2.htm 于寧、梁永瑩（2007）。能源之星標章計畫發展現況。能源報導，96年06月。2008 年8月21日，取自：http://www.tier.org.tw/energymonthly/200706/5.pdf 朱耀明、吳翠玲（2005）。iEARN Taiwan 跨國專案式學習與國際瞭解與文化學 習之探討分析。教育學苑，9，1-18。 宋勇徵（2007）。淺 談 2007 年 歐 盟 能 源 政 策 藍 圖。能源報導，96 年 06 月。 2008 年 8 月 21 日，取自： http://www.tier.org.tw/energymonthly/outdatecontent.asp?ReportIssue=9606&Page =14 呂錫民、陳發林、張憶琳（2008）。台灣應有的能源政策建議。能源季刊，38 （2），75-86。 李涵茵、吳再益、楊正光（2008）。台電公司推動 ESCO 策略。能源季刊，38 （1），83-95。 余鈺焜（2007）。台美國民教育階段能源教育教材之比較。私立立德管理學院 碩士論文，未出版，台南縣。 林均鴻（2006）。彰化縣國小教師能源認知、態度及其教育需求之研究。國立 臺中教育大學環境教育研究所碩士論文，未出版，台中市。 京都議定書（2008）。維基百科。2008 年 8 月 21 日，取自： http://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%83%BD%E6%BA%90%E4%B9%8B%E6 %98%9F 胡雅玲（2003）。國小六年級學童參與英語專題學習活動之個案研究。國立屏東 教育大學環境教育研究所碩士論文，未出版，屏東市。 馬衛華、柳娟（2007）。台灣大專院校的能源教育。中國電力教育月刊，2007

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Krajcik, J. S., Czeniak. C., & Berger C.(1999). Teaching children science: A project-based approach. Boston: McGraw-Hill College.

附錄一： 能源小書 班級：三孝 組別：第（ ）組 組員： 1.能源是指 2.能源的分類 名稱 種類 形式 舉例 再生能源 太陽能、風力能、海洋能、地熱能、水力能、生質能 初級能源 非再生能源 石油、天然氣、煤炭、核能 能源 次級能源 非再生能源 電能、汽油、瓦斯 3.我們所介紹的能源是： 圖片 1.優點 2.缺點 3.生產方式 4.限制 5.使用地區 6.使用年限 7.是否支持繼續使用？為什麼？

能源小書 1. 如何節約能源？ 2.能源的奧秘 （我們選擇的能源是 ） 概況 向度 蘊藏量 （含量） 經濟價值 （日常生活中有何用途） 環保效益 （對環境的影響） 食物 衣著 居住 交通 教育 娛樂

能源小書--能源小高手 進入http://energy.ie.ntnu.edu.tw能源教育資訊網 認識能源（兒童版） 能源博士的話 我也是能源小專家 ( ) 1.保護地球免於受到紫外線傷害的是【○1 氮氣層○2 臭氧層○3 臭氣層○4 氫 氣層】。 ( ) 2.我們人類的能量來源主要是從哪個星球來的？【○1 地球○2 太陽○3 月亮 ○4 以上皆是】。 ( ) 3.人類身體的能量來源主要是什麼？【○1 食物○2 石油○3 地熱○4 電池】。 ( ) 4.什麼物質能夠吸收陽光，讓植物進行光合作用。【○1 色素○2 甲殼素○3 芬 多精○4 葉綠素】 ( ) 5.水庫可以用來做什麼發電？【○1 水力○2 太陽能○3 風力○4 火力】發電。 ( ) 6.以下哪一種能源屬於次級能源？【○1 風力能○2 核能○3 太陽能○4 電能】。 ( ) 7.以下哪一種屬於再生能源？【○1 石油○2 煤炭○3 水力能○4 瓦斯】。 ( ) 8.使用下列哪一種能源比較不會產生空氣污染？【○1 天然氣○2 風力能○3 煤炭○4 石油】。 能源小書--能源小高手 進入http://www.zoo.gov.tw/energy/index.html節約能源大作戰 跟著小老鼠源源 GoGo 用電大作戰 請在時間內關掉小熊家最多 3 種電器，使電力降到安全範圍 A.客廳： 1.目前電力 【 3056 】 W 安全電力 【 2200 】 W 2.使用電器 電腦 【 】 W 電風扇 【 】 W 熱水瓶 【 】 W 冷氣 【 】 W 電視 【 】 W 音響 【 】 W 吸塵器 【 】 W 3.我關上了 【 】 B.廚房： 1.目前電力 【 6350 】 W 安全電力 【 3300 】 W 2.使用電器 果汁機 【 】 W 烤箱 【 】 W 電子鍋 【 】 W 電磁爐 【 】 W 抽油煙機 【 】 W 微波爐 【 】 W

烘碗機 【 】 W 開飲機 【 】 W 冰箱 【 】 W 電鍋 【 】 W 3.我關上了 【 】 C.臥室： 1.目前電力 【 3282 】 W 安全電力 【 2200 】 W 2.使用電器 熨斗 【 】 W 床頭燈 【 】 W 音響 【 】 W 收音機 【 】 W 除濕機 【 】 W 電視 【 】 W 電腦 【 】 W 電動銷鉛筆機【 】 W 桌上檯燈 【 】 W 吹風機 【 】 W 3.我關上了 【 】 D.後陽台： 1.目前電力 【 14252 】 W 安全電力 【 2200 】 W 2.使用電器 日光燈管 【 】 W 電熱水器儲置型【 】 W 電熱水器瞬間加熱型【 】 W 一般燈泡 【 】 W 烘乾機 【 】 W 省電燈泡 【 】 W 洗衣機 【 】 W 電冰箱 【 】 W 3.我關上了 【 】 能源教育參考網站 http://energy.ie.ntnu.edu.tw能源教育資訊網 http://www.moeaec.gov.tw/經濟部能源委員會 http://www.energypark.org.tw/ 節約能源園區 http://www.zoo.gov.tw/energy/index.html節約能源大作戰 http://www.taipower.com.tw/台灣電力公司 http://www.hles.tpc.edu.tw/energy/_html/site_map.htm秀朗國小能源教育

附錄二 製作好之太陽能車 附錄三 太陽能車材料包（薄珍珠版約 10×7cm、厚珍珠版約 10×1.5cm【厚約 2cm】、馬 達 3.0V【已接上電線】、齒輪 3 個、串珠 5 個、鐵絲 2 根【長 15cm、直徑約 0.2cm】、 細吸管 2 根、太陽能板 2 片【已接上電線】、車輪 4 個）

附錄四