能源增能教材對七年級學生之學習成效評估-以臺中市某國中為例

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國立臺中教育大學科學教育與應用學系

環境教育及管理碩士班論文

指導教授：白子易教授

能源增能教材對七年級學生之學習成

效評估-以臺中市某國中為例

An Assessment on Learning Effectiveness of Energy

Empowerment Teaching Material to the Seventh-grade

Students: An Example from One Junior High School in

Taichung City

研究生：范淑雯撰

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謝誌

終於完成了這個不可能任務，我完成了碩士論文，離開學生生活已 17年，再次拿起書本走進教室是需要勇氣與傻勁，回首研究所這兩年半的求學生涯，真是百感交集，因為是在職生，工作及學業的壓力，箇中辛苦自是不在話下，不過還是在煎熬、調適中撐過來了。能夠順利完成學位，首先要感謝指導教授白子易老師的指導及勉勵，從論文的題目擬定到論文的完成，總是細心的指導，適時提供精準建議與指點，讓我得以順利完成論文，在此對我的恩師致上無限的感謝。其次要感謝王鑫教授及蔡新聲教授，在繁忙的研究工作中撥冗指導論文，在論文口試指導細心審視、深入剖析，給予論文研究方向專業又具體的建議，使我獲益匪淺，並使本論文更臻完備，僅此深致由衷的感謝。再來感謝所上老師們，林明瑞老師、林素華老師及劉思岑老師，從文獻資料的收集、研究的方法、統計分析的能力，以及專業的環教學科，整個學習過程嚴謹及充實，奠定我專業知識及論文寫作的基礎。感謝潭中教務處同事們，在我於繁重教學組長業務及研究所課業忙的焦頭爛額時，適時提供協助並分擔教學組業務，讓我得以心無旁鶩的念書並撰寫論文；還要感謝我的好姐姐們，秀霞、玉枝、淑娟，在我生活遇到挫折徬徨無措時，總會在一旁給予一股溫柔堅定的力量，讓我產生勇氣面對挑戰。當然還要提到這兩年半的研究所同學們，同為在職生的佩佩、淑慧、慈衾、宏哲，在這些日子大家一起互相勉勵、協助與鼓勵，以及可愛的一般生僾瑾、資玲、芬停、欣憶、惠閔、慶仁，你們的青春活力有朝氣，讓繁重的課業壓力中充滿了樂趣彷彿又回到大學生活般，大家一起扶持共同走過艱苦的求學生活。最後要感謝我的家人，老公全力支持並分擔家事及照顧家人，也要包容我的情緒，讓我能無後顧之憂的進修；乖巧聽話的小公主，知道老媽沒

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時間陪她念書，總會自動自發地把自己的事情做好還會隨時給老媽加油鼓勵，讓老媽更能努力的念書；最後要感謝我的父母，每天都給予我物質的照顧及精神的關懷，關照著我們。在此感謝進修期間協助過我的每一個貴人，僅以此論文獻給敬愛的師長、家人與所有關心我的人，並將我的成果及喜悅和大家分享。范淑雯謹誌 2015年1月

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摘要

本研究主旨目的為了解能源增能教材是否能增進七年級學生能源知識，故進行實驗教學研究。本研究採用「不等前測-後測對照組設計」，研究對象為臺中市某國中9個班級251名學生，其中7個班196名學生進行能源增能教材課程教學，另外2個班55名學生則不實施教學作為對照。研究工具使用國科會計畫編號NSC 102-3113-S-324 -001計畫編撰之「能源增能教材」及「能源知識問卷」為研究工具。實驗組學生共進行6週能源增能教材課程，在實施能源課程實驗前後以「能源知識問卷」進行施測。研究資料以描述性統計、獨立樣本t檢定、成對樣本t檢定、單因子共變數分析…等統計方法。經由本研究結果發現: 七年級學生能源知識現況: 七年級學生整體能源知識表現中等，惟在「新一、興能源」、「核能」、「其他再生能源」、「智慧電網」、「碳捕獲儲存技術」等層面答對率較低，顯見學生在學校能源教育中未獲得此知識，對此知識較為陌生，這也顯示目前我國中小學能源教育課程仍只停留在能源基本概論及基礎節約能源概念上，對於國際間新的能源資訊仍不足。實施能源增能教材課程後能有效提升七年級學生的整體能源知識。二、實施能源增能教材課程後能有效提升七年級學生的「非再生能源」知識。三、實施能源增能教材課程後能有效提升七年級學生的「再生能源」知識。四、實施能源增能教材課程後能有效提升七年級學生的「節能減碳」知識。五、此套能源增能教材分別對五年級及七年級實驗教學後，五年級及七年級學生六、均有明顯的知識成長，且都達到顯著學習成效，可知此套能源增能教材除了適用於五年級學生更能延伸使用於七年級學生，讓學生更加精熟能源知識。在現行九年一貫課程中因沒有正式的能源教科書可供學生上課使用，讓能源教育推展上充

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滿變數，此套能源教材正可彌補此一部分缺失，讓學生具備基本能源知識及素養，以落實節能減碳的目標。

最後依據本研究結果，對實施此能源增能教材教學及未來研究提出具體建議。

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Abstract

The main purpose of this study is to understand whether the teaching material of energy empowerment can improve 7th graders’ energy knowledge. Therefore, teaching experiment was conducted.

This study used “nonequivalent pretest-posttest control group design” to enroll 251 students in 9 classes of a certain junior high school in Taichung City as the subjects. This study implemented the teaching of energy empowerment teaching material on 196 students in 7 classes, and did not implement it on 55 students in the other 2 classes as the control group. For the research tools, this study used the “Energy Empowerment Teaching Material” and “Questionnaire on Energy Knowledge” compiled by Ministry of Science and Technology under Grant No. NSC 102-3113-S-324 -001 as the research tools. This study implemented the teaching of 6-week energy empowerment teaching material on the students in the experimental group, and used “Questionnaire on Energy Knowledge” to conduct questionnaire survey after the implementation of experiment of energy course. This study used the statistical methods, such as descriptive Statistics, independent sample t test, paired-samples t-test, and one-way ANOVA, to analyze the research data.

According to the research results, this study found that:

1.Current status of energy knowledge of 7th graders: The overall energy knowledge performance of 7th graders was medium. However, the response rate in the dimensions of “emerging energy,” “nuclear energy,” “other renewable energy,” “smart grid,” and “carbon capture storage technology” was lower, suggesting that students did not obtain such knowledge from school’s energy education and were unfamiliar with it. This finding also reflected that the current energy education courses in elementary school and junior high school in Taiwan were still restricted to the basic introduction to energy and fundamental concept of energy conservation, and there is a lack of new international energy information.

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2.After the implementation of teaching of energy empowerment teaching material, the energy knowledge of 7th graders was significantly improved.

3.After the implementation of teaching of energy empowerment teaching material, the knowledge of “nonrenewable energy” of 7th graders was significantly improved. 4.After the implementation of teaching of energy empowerment teaching material, the

knowledge of “renewable energy” of 7th graders was significantly improved.

5.After the implementation of teaching of energy empowerment teaching material, the knowledge of “energy saving and carbon reduction” of 7th graders was significantly improved.

6.After the teaching experiment of this energy empowerment teaching material was conducted on 5th graders and 7th_{graders, respectively, the knowledge of both 5}th

graders and 7th graders improved significantly, and their learning effectiveness reached significance. Therefore, this energy empowerment teaching material applies to both 5th graders and 7th graders, and enables students to be more familiar with energy knowledge. In the current Grade 1-9 curriculum, because there is no formal energy textbook for students to use in class, it is difficult to promote energy education. This energy teaching material can make up for this deficiency to enable students to develop basic energy knowledge and literacy, as well as achieve the objective of energy saving and carbon reduction.

Based on the research results, this study proposed specific suggestions on the implementation of teaching of this energy empowerment teaching material and future studies.

Keywords: Energy Education, Energy Empowerment Teaching Material, Energy Knowledge

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目錄

摘要 ... i Abstract ... iii 目錄 ... v 圖目錄 ... vii 表目錄 ... viii 第一章 緒論 ... 1 第一節研究背景與動機 ... 1 第二節研究目的 ... 7 第三節研究範圍與限制 ... 8 第四節名詞解釋 ... 9 第二章 文獻探討 ... 11 第一節能源教育 ... 11 第二節我國能源教育政策及教育現況 ... 20 第三節美國能源教育內容 ... 26 第四節能源教育相關研究 ... 30 第三章 研究方法 ... 41 第一節研究架構 ... 41 第二節研究流程 ... 42 第三節研究對象 ... 45 第四節研究設計 ... 46 第五節研究工具 ... 49 第六節資料處理與分析 ... 54

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第四章結果與討論 ... 57 第一節七年級學生能源知識現況分析 ... 57 第二節能源增能教材對七年級學生整體「能源知識」之學習成效探討 ... 67 第三節能源增能教材對七年級學生「非再生能源」知識之學習成效探討 . 72 第四節能源增能教材對七年級學生「再生能源」知識之學習成效探討 ... 81 第五節能源增能教材對七年級學生「節能減碳」知識之學習成效探討 ... 90 第六節能源增能教材在七年級及五年級運用成效上之比較探討 ... 99 第五章結論與建議 ... 103 第一節結論 ... 103 第二節建議 ... 107 參考文獻 ... 111 一、中文部分 ... 111 二、英文部分 ... 118 附錄 ... 123 附錄一國科會諮詢委員會名錄 ... 123 附錄二審查問卷效度名單 ... 124 附錄三能源知識之調查問卷 ... 125 附錄四九年一貫七大學習領域、環境教育議題與能源相關之分段能力指標 ... 129 附錄五國民中小學能源教育能力指標(草案) ... 132 附錄六能源增能教材章節架構 ... 135 附錄七能源增能教材投影片簡報檔 ... 137

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圖目錄

圖 1-1-1 臺灣 102 年能源供應結構圖 ... 2 圖 1-1-2 本世紀末(2081~2100 年)地表平均溫度 ... 3 圖 3-1-1 研究架構圖 ... 42 圖 3-2-1 研究流程圖 ... 44 圖 3-5-1 能源增能教材架構圖 ... 51 圖 3-5-2 能源增能教材 ... 51 圖 3-5-3 能源教育網 ... 52

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表目錄

表 1-1-1 IPCC 第四份評估報告和第五份評估報告比較 ... 3 表 2-1-1 能源教育定義 ... 12 表 2-1-2 能源教育目標 ... 16 表 2-2-1 九年一貫現行教科書與能源相關內容 ... 23 表 2-3-1 KEEP 教學活動手冊主題分項 ... 29 表 2-4-1 國內能源教育教材相關研究 ... 31 表 2-4-2 能源教育課程教學相關研究彙整表 ... 34 表 3-3-1 七年級學生人數及男女人數分配表 ... 46 表 3-4-1 實驗設計 ... 47 表 3-4-2 課程架構 ... 49 表 3-5-1 Cronbach α內在信度係數值判別 ... 53 表 3-5-2 能源知識問卷各層面 ... 54 表 4-1-1 本研究課程試驗受試樣本基本資料分析表 ... 58 表 4-1-2 七年級學生能源知識各層面及整體現況分析摘要表(n=251) ... 59 表 4-1-3 七年級學生「非再生能源」知識各層面現況分析摘要表(n=251) ... 60 表 4-1-4 七年級學生「非再生能源」知識層面各題得分情形(n=251) ... 61 表 4-1-5 七年級學生「再生能源」知識各層面現況分析摘要表(n=251) ... 62 表 4-1-6 七年級學生「再生能源」知識層面各題得分情形(n=251) ... 63 表 4-1-7 七年級學生「節能減碳」知識各層面現況分析摘要表(n=251) ... 64 表 4-1-8 七年級學生「節能減碳」知識層面各題得分情形(n=251) ... 65 表 4-2-1 兩組學生在各能源知識分層前測 t 考驗分析摘要表(n 實驗=196，n 對照

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=55) ... 68 表 4-2-2 兩組學生各能源知識分層前後測的成對 t 檢定表(n 實驗=196，n 對照=55) ... 69 表 4-2-3 兩組學生「能源知識總分」前測平均數組內迴歸係數同質性檢定表(n 實 驗=196，n 對照=55) ... 70 表 4-2-4 兩組學生「能源知識總分」單因子共變數分析摘要表(n 實驗=196，n 對 照=55) ... 71 表 4-2-5 兩組學生在各能源知識分層後測 t 考驗分析摘要表(n 實驗=196，n 對照 =55) ... 71 表 4-3-1 兩組學生在「非再生能源」知識各層面前測 t 考驗分析摘要表(n 實驗=196， n 對照=55) ... 73 表 4-3-2 兩組學生「非再生能源」知識各層前後測的成對 t 檢定表(n 實驗=196， n 對照=55) ... 74 表 4-3-3 兩組學生在「非再生能源」知識層面前後測答對率比較 ... 76 表 4-3-4 兩組學生「非再生能源」知識前測平均數組內廻歸係數同質性檢定 .. 77 表 4-3-5 兩組學生「非再生能源」知識單因子共變數分析摘要表(n 實驗=196，n 對照=55) ... 78 表 4-3-6 兩組學生在「非再生能源」知識各層面後測 t 考驗分析摘要表(n 實驗=196， n 對照=55) ... 79 表 4-3-7 兩組學生在「非再生能源」知識後測各題比較分析摘要表(n 實驗=196， n 對照=55) ... 80 表 4-4-1 兩組學生在「再生能源」知識各層面前測 t 考驗分析摘要表(n 實驗=196， n 對照=55) ... 82 表 4-4-2 兩組學生「再生能源」知識各層前後測的成對 t 檢定表(n 實驗=196，n 對照=55) ... 83

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表 4-4-3 兩組學生在「再生能源」知識層面前後測答對率比較 ... 85 表 4-4-4 兩組學生「再生能源」知識前測平均數組內廻歸係數同質性檢定... 86 表 4-4-5 兩組學生「再生能源」知識單因子共變數分析摘要表(n 實驗=196，n 對 照=55) ... 87 表 4-4-6 兩組學生在「再生能源」知識各層面後測 t 考驗分析摘要表(n 實驗=196， n 對照=55) ... 88 表 4-4-7 兩組學生在「再生能源」知識後測各題比較分析摘要表(n 實驗=196，n 對照=55) ... 89 表 4-5-1 兩組學生在「節能減碳」知識各層面前測 t 考驗分析摘要表(n 實驗=196， n 對照=55) ... 91 表 4-5-2 兩組學生「節能減碳」知識各層面前後測的成對 t 檢定表(n 實驗=196， n 對照=53) ... 92 表 4-5-4 兩組學生在「節能減碳」知識前測平均數組內廻歸係數同質性檢定 .. 95 表 4-5-5 兩組在「節能減碳」知識單因子共變數分析摘要表(n 實驗=196，n 對照 =55) ... 95 表 4-5-6 兩組學生在「節能減碳」知識各層面後測 t 考驗分析摘要表(n 實驗=196， n 對照=55) ... 96 表 4-5-7 兩組學生在「節能減碳」知識後測各題比較分析摘要表(n 實驗=196，n 對照=55) ... 97 表 4-6-1 能源增能教材對不同年級學生之「非再生能源」學習成效成對樣本 t 檢 定 ... 100 表 4-6-2 能源增能教材對不同年級學生之「再生能源」學習成效成對樣本 t 檢定 ... 101 表 4-6-3 能源增能教材對不同年級學生之「節能減碳」學習成效成對樣本 t 檢定 ... 102

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第一章緒論

能源是推動國家發展與經濟活動的基本動力，經濟愈發達，對能源的依賴度愈深。在1970年代石油危機之後，「能源」成為各國最關注的問題，如何提高能源利用效率和減少對化石燃料的依賴，及如何避免能源價格的不斷提升和災難性極端氣候事件發生的頻率，各國政府無不致力於增加能源來源的多樣性以達永續發展，而能源教育培育是實踐「永續發展」之最佳對策，審視我國中小學能源教育，未將「能源」獨立為一專門科目，也未有單一的教科書，使得能源教育發展上產生許多變數。本章共分為四節研究背景與動機、研究目的、研究範圍與限制與名詞解釋，茲分別敘述如下。

第一節研究背景與動機

「能源」是我們現代生活中賴以生存的重要工具，檢視人類的生活，舉凡日常生活一切，無不依賴能源，但我們很容易忘記，它也是一種有限的資源。不置可否，能源是一切產業發展的動力，並且與人類生活密不可分，隨著經濟的發展，人們對能源的依賴也日益加深(田振榮，1992)。近半個世紀來，由於世界人口增加快速和產業大量工業化，全球能源需求量大增，國際能源總署（IEA）2012年世界能源展望中指出從現在到2035年，全球能源需求將增長三分之一以上(IEA， 2013a)。根據英國石油公司(British Petroleum［BP］, 2013)2013年6月發布的世界能源統計年鑑指出，2012年全世界能源的消耗量，石油佔33.1%、天然氣佔23.9%、煤礦佔29.9%、核能佔4.5%、可再生能源(風力、水力)佔2.4%；可知全球能源消費仍然偏重於化石燃料，占能源消費比例高達86.9%，石油、煤及天然氣是全球能源需求的三大能源，預估到2040年這三種傳統化石能源仍佔全部能源需求的80% 以上（ExxonMobil, 2012）；然而當人類在使用這些化石燃料時，往往忽略這些化石燃料非取之不盡，用之不竭，截至2012年底全球化石燃料的存量，石油可再

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使用52.9年，天然氣可再使用55.7年，煤炭可再使用109年(BP, 2013)；這些化石燃料即將被人類使用完畢，消耗速度之快，人類終將面對無油可用的困境，所以必須找出合理的替代方案及開發多元的能源資源。台灣地區地質年輕，地狹人稠，能源蘊藏量有限，自產能源又少。根據經濟部能源局102年報中指出台灣國內能源消費量為114,399.2千公秉油當量，其能源消費部分占84.53%，非能源消費部分占15.47%，能源供給結構如圖1-1-1，煤炭占 30.2%，石油占47.6%，天然氣占12%，水力占0.4%，風力、太陽能及太陽熱能占 0.1%，廢棄物及生質能占1.3%，核能占8.4%，其中自產能源為2.10%，而進口能源占97.90%，又以化石能源占的比率最高(經濟部能源局，2014)。在世界能源日漸枯竭之際，我國面對如此高的能源對外依存度，若未能提高自主能源比例，未來將對國家安全影響很大。圖1-1-1 臺灣 102 年能源供應結構圖人類大量的使用化石燃料，導致全球二氧化碳排放量驟升，2013年5月9日美國加州大學Scripps海洋研究所在美國夏威夷的Mauna Lao火山全球二氧化碳標準煤及煤產品 30.2% 原油及石油產品 47.6% 天然氣 12% 廢棄物及生質能 1.3% 慣常水力發電 0.4% 核能發電 8.4% 太陽光電及風力發電 0.1% 太陽熱能 0.1%

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測站首度測到了超越400 ppm的尖峰值，這數值再度讓各界關注到二氧化碳上升趨勢的嚴重性（葉欣誠，2013）。大氣中過多的二氧化碳不但引發了溫室效應，造成全球氣候急遽改變，更導致許多災難的發生（白子易，2008）。

根據聯合國跨政府間氣候變遷小組(Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC)歷年報告中(2001,2007,2013年)指出人類是造成全球暖化的主因，且從2001年的66%信心度，到2007年的90%信心度，到2013年第五次報告(AR5)提升為人類活動極有可能(extremely likely,95%信心度)是造成20世紀中葉以來暖化現象的最主要因素，而且如果持續排碳下去，最糟的情境是在本世紀末(2081~2100 年)溫度升高4.8℃，海平面最糟會上升82公分，比2007年前評估升溫最多4℃、海平面最多升高60公分的結論還要不樂觀(見表1-1-1及圖1-1-2)。報告更指出燃燒化石燃料是溫室氣體增加的主因。而且整個氣候系統所有層面都出現了數千年從未有過的變化:大氣與海洋變暖、雪冰減少、海平面上升、溫室氣體濃度增加、熱浪及極端氣候發生頻繁(IPCC, 2013)。表1-1-1 IPCC 第四份評估報告和第五份評估報告比較 2007 評估(AR4) 2013 評估(AR5) 21 世紀末升溫 1.8-4℃ 0.3-4.8℃ 21 世紀末海平面上升 18-59CM 26-82CM 資料來源:環境資訊中心，2013 圖1-1-2 本世紀末(2081~2100 年)地表平均溫度資料來源:IPCC，2013

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為因應此一嚴重問題，1992年6月155個國家在巴西里約「地球高峰會議」會議中簽署「聯合國氣候變遷綱要公約」(United Nations Framework Convention on Climate Change，UNFCCC或FCCC )；1997年12月159個國家又於日本京都通過「京都議定書」，以規範各國溫室氣體的排放，建立具體的環境管理措施，降低能源使用對環境的危害，顯示能源議題在國際將持續不斷受到重視，也開始試圖利用各種方法，阻止全球平均溫度上升達到世界公認的門檻2℃。雖然我國並非聯合國之會員，無法簽署京都議定書，目前未受直接減量的規範，但依據國際能源總署IEA/OECD於2013年10月出版之能源燃燒二氧化碳（CO2）排放量統計資料顯示，我國2011年能源燃燒CO2排放總量為264.66百萬公噸，占全球排放總量的 0.84%，全球排名第23位(IEA，2013)，也有義務擔負減量之責任，身為地球村的一份子，我們仍須努力減少化石能源之使用。世界各國追求經濟成長之際，不論開發中國家或已開發國家對於能源需求皆大幅增加，而石油、天然氣及煤等化石燃料即將枯竭，如何降低能源枯竭之衝擊、提升能源使用效益及發展再生與替代能源，已成為世界各國能源開發與應用重要課題。在開發新能源方面，近年來最引人注目的是美國頁岩油(頁岩氣)革命，美國頁岩油氣於2007年因廣泛運用水平鑽井和水力壓裂等開採技術才開始商業化開採，根據國際能源總署（IEA）推估，由於美國在開採技術等各方面領先全球， 2030年前便能成為全球最大產油國且為石油淨出口國，更預測美國會在2020年時，超過沙烏地阿拉伯和俄羅斯成為世界第一大產油國(商業週刊，2013)。而日本於 2011年遭逢311地震福島核災之慘痛教訓，日本政府為降低對核能倚賴，也開始加速對天然氣水合物生產開發測試，這些新能源開發都會影響能源的發展及國際經濟。由於能源問題是一種長期性、持續性的問題，最根本務實的方法是從教育上著手，因學生可塑性高，於學校中加強他們對能源的認識，並培養出正確的能源態度，進而養成良好的節約能源習慣，對國家能源的發展有長遠的助益(楊接信， 2002)。戰寶華(2010)認為教育是改變人類思維與行為之希望工程，鑑於能源與暖

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化等新議題之重要性與迫切性，其屬性不單僅是即知即行，更必須是觀念深植與習慣養成。Chen & Lai (2009)進一步闡述，對於能源教育的推展，可以從兩方面去著手:一為開源、二為節流；在開源的部分，宜由大學與研究所機構，努力尋求開發能源新科技與提高能源使用效率；在節流的部分，則由小學至各級教育階段，致力加強節約能源與延續能源使用年限、培養愛物惜物觀念、擴大資源回收年限，以減緩能源危機並達到能源永續發展的目標。能源教育是目前世界各國非常關心的教育課題之一，世界能源第一大國的美國於1982年開始實施能源教育，而鄰國日本也在1986年開始實施能源教育(黃月純， 2009)。許志義(1991)認為能源教育是政府能源政策中極重要的一環，因為能源教育一方面可使民眾對政府能源政策給予充分的配合；另一方面可藉此培養專業的能源技能、能源經濟及能源行政人才。我國能源教育隨能源政策的制定而持續推動與發展，早於民國七十九年因能源政策修正，正式把能源教育列入專章，期以政策的推動，落實全民的能源教育，提高能源素養(涂重敬，2000)。教育部與經濟部於民國八十四年十月所公布的「加強國民中小學能源教育實施辦法」中，亦強調國民中小學的能源教育，應強調能源素養的培養(田振榮，2001)。我國能源政策希望透過教育的方式加強學生對能源及節能減碳的認識，並培養出正確的能源態度，進而養成良好的節約能源習慣。多位學者指出，能源教育中最重要的階段就是中小學，若要有效實施能源教育必須從小學就開始來著手(游光照，2004)。但目前能源教育尚未正式納入現行九年一貫課綱中，以致各級學校都面臨缺乏完整的課程架構與內容、正式的教學時間、充分的教學人力與設備資源等限制與不利因素(賴慶三，2013)，因能源教育分散於少數幾個科目，且是利用融入式學習的方式分散於相關的學習領域當中，使得能源教育在推展上添加了些許變數(施奉君，2010)。國內目前多數中小學教師及學生均普遍缺乏正確能源教育資源及觀念，執行效果深受影響，亟需針對能源教育規劃及編輯更多參考教材，提升能源素養以面對未來愈趨嚴苛的挑戰(林文濱、嚴考豐、張春田、喻國湳、江承翰，2010)。

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多位研究指出國中小學生能源知識來源主要來自於學校教育(吳文雄，2002；林錦足，2007；石台榮，2009；林雅雯，2009；施奉君，2010)，因此學校師長教導頗為重要，而教師之教學若能夠有具體之課程或教材，將能使能源教育事半功倍。因此俗話說:「工欲善其事，必先利其器」，所謂的「器」就是指教學過程中教師能運用的輔助教材或教學活動，有鑑於九年一貫課程中沒有正式的能源教科書可供學生上課使用，且能源教育相關研究多僅針對單一學習階段分析，而沒有就九年一貫整體情形進行之分析，故研究成果無法做為設計跨年段、融入式教學之根據。故本研究為國科會計畫「能源教育教材研發及其效用評估」第三年的一部分，此計畫團隊針對五年級學生研發一套完整能源增能教材，本研究探討除了五年級適用此教材，是否其他年級也適用，因此藉由七年級學生能源知識現況分析，結果可作為研究團隊編撰能源增能教材應用的依據，此為研究動機之一。因九年一貫能源教育分散於各科中，如欲使學生能有完整能源知識目前多實施統整課程，Mason (1996)指出在統整課程中教師可能面對的問題，就是知識的問題（the teacher knowledge problem），因為缺乏充分的能源知識及完整教材而影響能源教育推展。九年一貫課程綱要推行以來，國中教師分科教學的本位主義，相較於國小教師的教學以普通學科為取向且包班制，國小比國中在統整課程的實施先天條件來得容易，以台灣博碩士論文知識加值系統查詢有關能源議題的教學或實施，實驗對象就以國小居多（黃惠雪，1999；張聖宗，2004；伍台玉，2005；張有典，2004；謝皓渝，2006；賴貞嫻，2009；陳世富，2009；梁哲霖，2009；林振益，2009；劉千禎，2011；張瑞芬，2012；何翠華，2013；高雅菁，2013；孫弘娥，2013），實驗結果也顯示實驗組比對照組學習成效提高，卻較缺乏國中年段的研究(蕭錫錡、鐘瑞國、黃文良，1997；張章堂、林秀玉、袁嘉敏、莊憲政、林怡君，2011；廖哲偉，2013)，也缺乏完整的能源教材，因此本研究以國中七年級學生為研究對象，探討七年級學生接受完整能源增能教材後的能源知識增長情形，此為研究動機二。隨著化石燃料的減少及核能發電安全與否的問題浮現，世界各國除了更努力

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於再生能源的推廣與研究外，也期望透過能源教育，認識既有的非再生能源日益枯竭危機及其使用後造成的各項環境污染問題，同時致力開發新的新興能源，如美國於2007年開始大量開採頁岩油、日本努力開發天然氣水合物等，也同時推動各項節能減碳政策，唯有全體國民都具備有各項能源的相關知識，才能使全體國民跟得上時代的潮流，培養能源素養，因此完整的能源教材必須包含新的能源新知並能與國際接軌，綜觀過去文獻發現國內研究多以現行九年一貫課綱能源知識教材為題，探究學生能源學習狀況，缺乏針對國家能源政策及國際新興能源認知的探究及教材，故本研究以了解七年級對此新興議題認知狀況，以了解我國能源教育是否和目前國家重要能源政策及議題有關聯，也希望透過能源增能教材教學讓學生能跟世界能源潮流接軌，此為研究動機之三。

第二節研究目的

在能源缺乏以及再生能源發展的不如預期的情況下，政府除了要積極發展再生能源外，也要重視新興可替代化石燃料能源的探勘與發展，並開發新興節能減碳技術，更要教育民眾珍惜能源及使用再生能源，同時將能源教育往下紮根，推廣到學生上，讓國民都具備基本能源的知識及素養，而真正落實節約能源的目標。根據上述研究背景與動機，本研究以七年級學生為研究對象，探討能源增能教材課程對於提升七年級學生能源知識成效，以作為日後研究應用能源教材進行能源教育之參考。本研究之目的如下：分析七年級學生實施能源增能教材前能源知識之現況，以探討九年一貫一、課綱能源教育內容不足之部分，作為能源增能教材應用的參考。探討能源增能教材對七年級學生能源知識提升之成效。二、分析能源增能教材在七年級及五年級運用成效上之比較，以探討能源增三、能教材實施於七年級學生之適用與否。依據研究目的，研擬出研究之假設如下:

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虛無假設(H0) 一、 (一) 七年級實驗組與對照組在整體「能源知識」上無顯著差異。 (二) 七年級實驗組與對照組在「非再生能源知識」上無顯著差異。 (三) 七年級實驗組與對照組在「再生能源知識」上無顯著差異。 (四) 七年級實驗組與對照組在「節能減碳知識」上無顯著差異。對立假設(H1) 二、 (一) 七年級實驗組與對照組在整體「能源知識」上有顯著差異。 (二) 七年級實驗組與對照組在「非再生能源知識」上有顯著差異。 (三) 七年級實驗組與對照組在「再生能源知識」上有顯著差異。 (四) 七年級實驗組與對照組在「節能減碳知識」上有顯著差異。

第三節研究範圍與限制

研究範圍一、本研究以臺中市某所國中七年級學生299 名為研究對象，分別隨機抽樣九個班的學生，其中七個班為實驗組實施能源創新教材教學，另外兩班為對照組則不實施能源創新教材教學，進行準實驗研究。因學生編班時採 S 型常態編班，且各班人數及男女比率幾近相同，各班皆以全班總人數來實施問卷前測及後測，九個班的前置條件盡可能相同，以達施測的正確性與公正性。研究限制二、本研究因教材、取樣等因素，可能對研究結果產生影響或限制，在此加以說明。本節依研究樣本及研究教材說明如下： (一) 研究樣本的限制：本研究基於研究受時間及能力限制僅以臺中市一所國中七年級 7 個班學生為樣本進行教學實驗，因未能做全面性之抽樣，研究結果難免有所侷限，研究無法代表全部七年級學生的看法，故研究結果僅供相關研究參考，不宜做過

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度推論。 (二) 研究教材的限制：本研究以「能源增能教材」為主軸，進行教學實驗，能源教材編制以五年級為主，本研究應用於七年級教學，研究結果並不適合推論於其他年級。

第四節名詞解釋

能源一、依使用永續性與否，可分為兩大類，即再生能源(renewable energy)與非再生能源(nonrenewable energy)，再生能源有太陽能、風能、水力、海洋能、地熱能、生質能等；非再生能源則包括石油、煤、天然氣、核能、頁岩油、油砂、天然氣水合物等。能源依來源或形成條件可分為初級能源(primary energy)及次級能源 (secondary energy)(陳維新，2012)。本研係依此定義將能源增能教材及能源知識問卷中分為非再生能源及再生能源兩類。能源知識二、知識是個體經由意識活動對事物的認識與理解的心理歷程（張春興，1989），本研究能源知識是指研究對象對能源知識程度的高低，包括「非再生能源」「再生能源」、「節能減碳」三個能源相關知識，得分越高代表能源知識程度越高。增能教材三、教材是指學生學習活動中所使用的材料，包括:教科書、參考書、圖表、影片、教師自編講義、CD、電腦軟體…等，可以做為是實現教育目標的工具(吳清山， 2004)。本研究所指之增能教材乃是白子易教授領導之國科會計畫中，由研究團隊共同以故事對話方式，針對以前能源教材中未曾或較少探討而自行研發編寫之一系列能源教材。此教材共分為非再生能源、再生能源及節能減碳三個部分，本研究係使用此份教材實施於七年級學生。節能減碳四、

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節能減碳是指節約能源及二氧化碳減量，並能有效地應用能源及減緩全球暖化的問題(黃月純，2009；陳瑞榮，2008)。本研究依照此定義將能源增能教材中節能分為日常生活節能及校園節能兩部分，減碳分為碳捕獲儲存技術及智慧電網兩個部分。

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第二章文獻探討

本章依據研究目的，進行相關文獻之蒐集與探討，本章共分四節包括:能源教育的內涵、我國能源教育與現況、美國能源教育內容及能源教育相關研究。

第一節能源教育

近年來，隨著經濟的發展和人口的快速增加，對於化石燃料等能源的需求與消費也日益擴大，國際間於1973年與1975年經歷了兩次石油危機，迫使各國意識到人們對於石油的過度依賴，而開始尋求可替代石油的新能源。同時，過度使用化石能源，導致全球暖化，加上過度都市化、水泥叢林化，超大豪雨、颱風、極端乾旱、龍捲風之極端氣候發生機率大增也引發世人的關注(林明瑞，2013)，有鑑於此，能源教育逐漸受到各國的重視，漸漸獨立成為一專門學科。世界各國學者專家紛紛針對此「能源」議題，提出各種教育方案、課程、教材及教法，使得政府、教育界及社會大眾重視「能源」的存在；如美國伊利諾大學、賓州大學及泰國亞洲理工學院等皆有能源系所的設立(康國裕，1993)，足見世界各國早已將能源教育納入正式教育系統中。全球每人平均能源消耗量最多的美國於1982年開始實施能源教育，而與臺灣同屬能源匱乏的日本，也在1986年開始實施能源教育，並於1992年硬性規定學校教材需包含與能源相關的內容(小學1992年以後實施、國中1993年以後實施、高中 1994年以後實施)(黃月純，2009)。另外，德國和挪威等國也在教育課程改革中積極地納入能源教育內容(高紹惠，2007）。我國則於民國85年7月行政院公布「臺灣地區能源政策及其執行措施」，將「推動教育宣導」列入成為第6項，明確指出「推動教育宣導」為當前能源政策之重要一環，希望藉著能源教育，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(黃月純，2009；國立台灣師範大學，2013；陳淑敏，2012)。本節將從能源教育的定義、能源教育的目標來探討能源教育的重要性。

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能源教育的定義一、

教育為百年大計，而能源教育是國家永續發展的希望工程，不但是為自己造福，也是為未來子孫造福的事業(陳建州、林彥泯，2008)。

根據美國教育資源資料中心(Educational Resource Information Center；ERIC)，對能源教育所下的定義為：能源教育的本質是科際性的(interdisciplinary)，包含在不同的學習與教學活動中(learning/teaching activities)，強調的主題有能源資源 (resources)、能源轉換(conversions)、節約能源(conservation)、能源形式(forms)、能源用途(uses)等項目，此等教育活動包含於普通教育和技術教育計畫(general and technical educational programs)之中(Houston, 1990)。

Glass(1983)認為正式的能源教育方案應著重學生在生活中所使用能源的經驗，故學習內容應包括能源認知、節約能源，並協助學習者選擇能源項目。周錦鐘(2003)則認為能源教育除了是一種教導人們節約能源的教育，同時也是教導人們認識能源，進一步能夠開發、利用新替代能源的一種教育，它不僅是在學校教育中實施，也透過各種傳播媒體向社會大眾宣導有關能源的常識，並且配合國家整體的能源政策，以達到全民共同體認能源危機共度能源困難的一種教育。楊接信(2002)綜合國內外各界學者對能源教育所下的定義列出幾個特質：1. 能源教育是全民教育亦是終生教育、2.能源教育是科際整合的教育、3.能源教育是一種生活教育。能源教育從不同的角度觀察會有不同的看法和定義，綜合國內外研究者對能源教育的定義，茲整理如表2-1-1說明。表2-1-1 能源教育定義研究者年份能源教育定義美國能源部 1982 能源教育是嘗試解決現今生活型態（life style）、能源成本（energy cost）、資源生產及保存（resource to produce and maintain）之間的衝突；亦是一種實際教育（reality education)，重視保存的事物，是一種提供學生學習解決終身生活問題的機會；最後的目的便是培育良好能源素養（energyliteracy）的公民。

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研究者年份能源教育定義

Allen 1982 能源教育是嘗試解決人民生活型態(life style)、能源消費(energy cost)、資源生產與保存(resources to produce and maintain)三者間衝突的教育。美國教育資源中心 1990 能源教育的本質是科際性的(interdisciplinary)，包含在不同的學習與教學活動中(learning/teaching activities)，強調的主題有能源資源 (resources)、能源轉換(conversions)、節約能源(conservation)、能源形式(forms)、能源用途(uses)等項目，此等教育活動包含於普通教育和技術教育計畫(general and technical educational programs)之中許志義* 1991 藉由能源知識和技能的傳輸，在於增進國家整體能源資源的有效利用與合理分配，提升整體能源科技之水準，並促進民眾對能源作有效且安全的使用。田振榮 1993 能源教育首重潛移默化功能，即是以生活經驗累積為中心之實務教育，追求態度與習慣培養之教育目標，並以宣導與配合國家能源政策為重點。林金塗 1993 能源教育是依據國家的能源政策來規劃，經由學校或其他社會傳播工具，透過各種學習方式，教導社會大眾解決以生活為中心所面臨的能源認知、使用、能源與環境等問題，以提供參與社會和個人決定時所需的能源知識。劉瑞圓* 1994 能源教育是全民教育意識終身教育。能源教育是科技整合的教育。能源教育是一種生活教育。林清章、賴東彥、陳建州 2001 1.就實用性而言，是一種實際教育，強調學習解決生活問題，以培養良好能源素養的公民。 2.就教育本質而言，包含能源資源、轉換及用途之教學活動，以了解能源在人類生活中的必須性，增進能源使用效能。 3.就學習行為而言，藉由各種學習行為，傳授能源相關知識，促使養成正確使用能源態度。 4.就教育領域而言，是科技整合教育，亦是終生、生活全民教育。 5.就教育方針而言，是配合國家能源政策目標來規劃，以解決有關能源的問題。楊接信* 2002 能源教育是一種生活教育，具跨科性、多科性的特色，其實施對象不只限於學生而應包含全體國民，以期使全體國民皆具有能源素養周錦鐘 2003 能源教育除了是一種教導人們節約能源的教育，同時也是教導人們認識能源，進一步能夠開發、利用新替代能源的一種教育，它不僅是在學校教育中實施，也透過各種傳播媒體向社會大眾宣導有關能源的常識，並且配合國家整體的能源政策，以達到全民共同體認能源危機共度能源困難的一種教育。

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研究者年份能源教育定義施成裕* 2004 能源教育具有雙重意義：積極地可改進能源科技、能源規劃與管理的人力素質，消極地可使民眾對政府所擬定的能源政策，由漠不關心轉為配合與支持。以長期觀點而言，能源教育與宣導之目的在全面提升能源生產力，並促進民眾有效且安全的使用能源。伍台玉* 2005 認為能源教育在使學生有正確能源認知，建立正確的能源態度，並且進一步培養能源專業人才，能夠積極而永續的開發、利用新替代能源的一種教育。莊惠琦* 2007 能源教育唯一種透過不同管道與方式將能源知識提供給全民的教育能源教育唯一種提供解決能源問題之知識，培養良好能源素質公民的教育。能源教育唯一種跨越學科分際的統整教育，配合國家整體的能源政策以培養國民主動關心能源議題的教育。傅惠芸* 2007 能源教育為整合人文與科技相關範疇，在不同的學習和教學領域中，強調能源教育的內涵，並從能源觀念之認知開始，進一步到態度情義之養成及行為技能落實。劉崇武* 2008 能源教育是配合國家的能源政策來規劃，透過各種學習管道及學習方式，傳授能源相關知識及技能，使學生能吸收能源新知及正確使用方法，建立正確的能源態度，達到節約能源之目的。戰寶華 2008 提供正確使用能源知識、培養積極關懷環保態度、學習各項能源開發技能、實踐生活節約能源行為，以及參與協助解決能源問題。石台榮* 2009 是針對全體國民，過科技整合，以教育的方式，來達成國家能源政策目標的一種教育。陳柔樺* 2010 能源教育是一種全民教育，可透過科技整合的方式教育全體國民，始知具備正確的能源知識、良好的能源素養及解決能源問題的能力與行為。蔡景旭* 2010 能源教育為國民基本教育，其意義具有普遍性及重要性。能源教育的意義為使國民將能源素養視為一種生活上的知識、態度及行為。能源教育意義是一種對現實生活的教育，具有實踐性及終身性。周美莉 2011 能源是一種全民教育，以科技整合方式，傳授知識相關知識，提升民眾能源素養，並能在日常生活中培養節約能源的態度與習慣，進而支配支持國家能源政策。盧幸如 2011 能源教育是培養具有節能減碳素養的國民，來達成國家能源政策的目標。

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研究者年份能源教育定義國立臺灣師範大學 2013a 能源教育旨在培養能源的基本概念及知識、正確能源價值之觀念，以強化節約能源之思維、習慣和態度，藉教育政策之延伸以融入能源認知素養之教育，普及各級學校將能源教育融入課程教學，進而擴展至社會對能源開發和應用之重視，形塑全民對開源節流之共識。資料來源: *周美莉，2011；研究者整理綜合上述可知在能源教育的定義中，學者大多指出能源教育是一種生活教育，且具跨科性、多科性的特色，其實施對象不只限於學生，而應包含全體國民，且教育全民能源基礎概念及知識、正確能源價值觀念及態度，且能夠積極而永續的開發、利用新替代能源，更重要的是必須配合國家整體能源政策，以國家能源政策為導向，以教育方式期使全體國民皆有開源節流之共識，以解決當前能源問題。能源教育目標二、近五十餘年來能源教育之所以逐漸受到重視，主要是由於世界性能源危機，導致人類的危機意識所致；就教育目標而言，除應以國家之能源政策為導向之外，更要重視教育過程中教學活動、學習活動、教材特性以及知識型態，才能夠完成能源教學目標(田振榮，1994)。「歐洲能源與運輸委員會」對能源教育目標指出能源教育不僅著重能源使用所造成的負面影響，也強調有限資源的正面貢獻，也就是肯定能源的價值，以激發學生對能源科技的興趣(European Commission Directorate-General for Energy and Transport, 2006)；而 Allen (1982)更認為：能源最終目標，是要社會大眾對能源節約及能源政策能具備一種實行的情操。

美國能源資訊局在 1982 年的美國中小學能源教育架構裡，提出了五項能源教育的目標。(一)正規的能源教育要能讓學生理解能源的意義及節約能源的益處，並幫助學生覺察自己在生活中、經濟中及社會中所扮演的角色。(二)正規的能源教育應該要讓學生獲得能源利用與管理的能力，並運用在家庭、學校或是在工作

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場合。(三)正規的能源教育應該要給予學生足夠的科學及科技知識，讓他們能夠運用相關知識來參與公共政策。(四)正規能源教育應該給予學生正確的能源展望。 (五)正規的能源教育應該引導學生根據他們的價值觀與道德觀來衡量能源供應與使用的決定(曾郁庭、林慧慧， 2011)。 Kirwan (1987)認為能源教育目標應包括：(一)讓學生瞭解能源的種類、形式及轉換過程；(二)讓學生瞭解能源在生活中的重要性；(三)使學生知道不同區域能源使用方式之差異；(四)使學生學習能源危機的克服方法；(五)讓學生了解能源的有限性；(六)使學生瞭解能源的發展。

Kandpal & Garg (1999)則認為能源教育目標就是(一)讓學生覺知能源危機的原因。(二)讓學生了解各種非再生能源和再生能源，以及這些資源潛力，及如何利用現有技術開發，以及這些能源對經濟、社會文化、環境方面的影響。(三)提供學生利用各種能源的技能。(四)為了使學生理解各種能源相關的政策措施的後果。(五)讓學生對解決能源危機及提出替代策略，也能提供更多的能源改善發展中國家生活。(六)讓學生理解能源和環境的關係，且能夠發展全面的解決方案以達能源永續性發展。綜合國內外研究著對能源教育的目標，茲整理表2-1-2。表2-1-2 能源教育目標研究者年份能源教育目標美國能源部 1982 (一)正規的能源教育要能讓學生理解能源的意義及節約能源的益處，並幫助學生覺察自己在生活中、經濟中及社會中所扮演的角色。(二)正規的能源教育應該要讓學生獲得能源利用與管理的能力，並運用在家庭、學校或是在工作場合。(三)正規的能源教育應該要給予學生足夠的科學及科技知識，讓他們能夠運用相關知識來參與公共政策。(四)正規能源教育應該給予學生正確的能源展望。(五)正規的能源教育應該引導學生根據他們的價值觀與道德觀來衡量能源供應與使用的決定 Allen 1982 能源最終目標，是要社會大眾對能源節約及能源政策能具備一種實行的情操。

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研究者年份能源教育目標田振榮 1993 國小階段以培養節約能源的態度和習慣為目標中學階段則以重視節約能源技術之培養為目標高等教育以培養能源的研究與開發能力為目標社會教育以針對不同的對象實施有關能源政策的宣導為目標 Kirwan 1987 能源教育目標應涵蓋：(一)使學生瞭解能源的種類、形式及轉換過程；(二)使學生瞭解能源在生活中的重要性；(三)使學生知道不同區域能源使用方式之差異；(四)使學生學習能源危機的克服方法；(五)讓學生知道能源的有限性；(六)使學生瞭解能源的發展。日本「社會國民經濟會議」 (引自李雅如，1995) 1992 (一)使瞭解能源的物理概念及有效性(二)使瞭解能源的保存及轉換(三)理解能源轉化的過程(四)明白能源循環及熱量自然平衡性 (五)使能夠作能源的換算(六)能源的開發(七)依據原理瞭解熱能源的現象(八)使瞭解微能量的概念(九)使明白電能的原理(十)使理解核能(十一)使理解大自然中氣候現象(十二)明白海水潮汐原理(十三)明白石化能源(十四)明白地熱的現象(十五)使瞭解星體變化情形 Kandpal & Garg 1999 (一)讓學生覺知能源危機的性質和原因(二)讓學生了解各種非再生能源和再生能源，以及這些資源潛力，及如何利用現有技術開發，以及這些能源對經濟、社會文化、環境方面的影響。(三)提供學生利用各種能源的技能。(四)為了使學生理解各種能源相關的政策措施的後果。(五)為了讓學生對解決能源危機並能提出替代策略，也能提供更多的能源改善發展中國家生活。(六)讓學生理解能源和環境的關係，且能夠發展全面的解決方案已達能源永續性發展。陳建州* 2001 使學生了解能源相關問題及重要性培養能源節約與管理態度具有良好能源素養公民使了解能源危機，提高使用能源效能培養能源專業知能、研究及開發達成全民節約能源楊接信* 2002 理解能源為人類生活的基礎能重視能源的有效利用了解世界與我國能源供需的現況了解現今各種能源的開發與使用情形曹書豪 2004 能源教育不僅是以國家之能源政策為導向，亦應重視整個教育的歷程；然而在教育過程中，尚需進一步設計教師的教學活動及學生的學習活動，進而考慮教材特性及知識型態。

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研究者年份能源教育目標施成裕* 2004 了解能源對於人類生活重要性了解國內外能源供需的現況與能源未來的使用趨勢養成節約能源的習慣及有效利用能源的能力具備足夠的知識參與公共政策及能源供應與使用時的抉擇歐洲能源與運輸委員會 2006 能源教育不僅著重能源使用所造成的負面影響，也強調有限資源的正面貢獻，也就是肯定能源的價值，以激發學生對能源科技的興趣。經濟部能源* 源局 2006 (一)覺知(Awareness):協助師生感受整體能源狀控及相關問題。 (二)知識(Knowledge):傳替或導正效率化使用能源所需知識。(三) 態度(Attitudes): 協助師生獲得評估、解決能源問題的技能，具備新型式能源研發之能力(四)參與(Participation):提供師生有參與各層級的能源問題解決活動的機會，實踐效率化使用能源之生活方式。經濟部能源局 2007 培養學生的能源素養、養成正確能源使用行為、培養能源研發基礎人才。陳雅芳** 2007 了解能源是人類生活的基礎，培養能源素養重視能源的有效運用，培養節約能源之態度與習慣了解全球及我國能源供需的現況與未來認識了解現今各種能源的開發及使用情形認識能源之開發與環境之關係莊惠琦* 2007 主要為節約能源觀念及習慣的養成，期望學生能懂得能源的正確使用方法，並能實踐之。傅惠芸** 2007 重視能源與人類之間關係的教育，使能源目標與學校教育目標相輔相成，由覺知開始引導其進入能源認知的觀念，進而達到態度的建立及技能知培養，最終徹底實踐效率化使用能源之生活方式。高邵惠* 2007 除了積極提升教師能源素養以外，並希望透過教育方式，使全體學生能對能源問題有正確認識和理解，養成能源節約的習慣及正確的能源態度，關懷能源供需情勢並增進能源與環境之觀念，以期培養出能源技術專業人才，進而積極推展全民能源教育及節約能源宣導工作。林清章、賴東彥、陳建州 2008 (一)使學生瞭解能源相關問題及重要性(二)培養能源節約與管理態度，以養成節約能源的習慣，(三)具有良好能源素養公民，(四) 使瞭解能源危機，提高使用能源效能，(五)培養能源專業知能、研究及開發，(六)達成全民節約能源。

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研究者年份能源教育目標石台榮* 2009 了解全球能源使用與發展趨勢。獲得正確的能源知識並將其運用在日常生活之中，建立有效率的使用能源行為。林雅雯** 2009 普及學校能源教育，提升教師的能源素養及學生的能源基本認知，了解能源現況與未來趨勢，培養正確能源使用和習慣，並加強節約能源的技術，培養能源研究與開發專業人才。陳柔樺* 2010 了解能源的重要性培養節約能源的態度與有效使用能源的行為了解世界能源現況與能源使用的未來趨勢了解我國能源供需的現況與政府能源政策蔡景旭** 2010 能源教育的目標為使國民了解能源的重要性、提高珍惜能源的態度、具有正確抉擇能源使用方式的行為。能源教育目標之實行方式透過學校進行，並且透過科技整合，融入學校教學與活動之中。能源教育目標為培養國民節約能源及對能源的正確管理態度。周美莉 2010 (一)了解能源對生活的重要性(二)了解全球能源供需現況與未來趨勢(三)建立有效使用能源的能力及培養節約能源的目標(四)認識能源與環境之關係黃月純 2010 (一)培養全民節能素養(二)提升能源使用效率(三)達到全民節約能源。盧幸如 2011 培養具備良好節能減碳素養的公民。資料來源: *陳柔樺，2010；**周美莉，2011；研究者整理綜合各界學者，研究者認為能源教育的目標為: (一) 能體認能源對人類生活的重要性 (二) 認識能源的特性 (三) 了解世界能源現況及能源發展的未來趨勢 (四) 培養節約能源的態度與有效使用能源的行為 (五) 了解我國能源供需的現況與政府法令的能源政策 (六) 培養全國人民能源素養及對能源的正確使用態度小結四、能源對於個人、對社會、對國家的重要性是無庸置疑的，台灣地區自產能源

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有限，且能源的來源掌握不易，世界各國的能源資源又日益枯竭，欲落實能源政策，必須透過能源教育的推動（林清平，1998）。綜合以上所述，台灣能源資源十分缺乏，但經濟、民生皆需能源供應，再加上台灣特殊的地理環境及全球極端氣候考驗，環境保護方面的考量更是不可忽視，使得能源問題更加複雜，為解決此項問題，除了制定正確的能源政策及法規外，更須推動能源教育，從小就建立正確的能源知識與良好的態度，才能使我國永續發展，能源教育影響之深遠不可小覷。

第二節我國能源教育政策及教育現況

台灣地區地狹人稠、資源缺乏，政府能源政策必須兼顧當前環境、本國特性、具有未來前瞻性與具體可行性原則。有鑑於此，政府為因應不同時期的能源情勢問題，曾先後於民國62年、68年、73年、79年及85年分別作了四次修訂能源政策，其第四次之修正，訂定了「穩定能源供應」、「提高能源效率」、「開放能源事業」、「重視環保安全」、「加強研究發展」、「推動教育宣導」六大政策方針。為落實此一能源政策，需仰賴教育與宣導(國立臺灣師範大學，2013b)，由此可知我國政府已日漸重視能源教育，卻比其他先進國家晚了約20年(余鈺焜，2007)。我國能源教育的發展如下: 一、 (一) 教育部與經濟部於民國 84 年 10 月公布「加強國民中小學能源教育實施辦法」，強調國民中小學的能源教育，應強調能源素養的培養(田振榮，1997)。 (二) 民國 85 年 7 月行政院公布「臺灣地區能源政策及其執行措施」，將「推動教育宣導」列入成為第 6 項，明確指出「推動教育宣導」為當前能源政策之重要一環，宣示能源教育之執行措施。希望藉著能源教育，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(黃月純，2009；國立台灣師範大學，2013b；陳淑敏，2012)。 (三) 經濟部於民國 87 年 5 月及民國 94 年 6 月召開「全國能源會議」將「加強

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能源教育與宣導計畫」列為第十一項執行措施，將推動學校能源教育納入行動計畫，要求徹底執行(黃月純，2009)。 (四) 民國 91 年經濟部與教育部又共同公布了「加強中小學推動能源教育實施計畫」，要求各級學校據以實施，顯示政府對能源教育之重視與期盼。為配合上述政策之推動，經濟部能源局乃委託國立台灣師範大學協助提倡能源教育(廖芳玲、程金保，2005)。 (五) 民國 96 年經濟部能源局闡明中小學教育階段能源教育的課程內涵，包含:1、使學生對能源有基礎的認識；2、使學生能夠了解能源的重要；3、使學生能夠了解各種節約能源的方法；4、使學生能夠了解能源與環境的關係；5、使學生能夠認識能源發展的必要性；和6、使學生能正確與安全的使用能源等(賴慶三， 2013)。 (六) 民國 98 年經濟部於全國能源會議針對能源教育的推動提出具體行動策略，揭櫫推動學校能源教育與改善能源教材的主要重點與內容，包括:強化學校低碳生活教育課程及教材，推動中小學能源教材與課程發展，推動中小學能源教材與課程發展，並將新能源、再生能源、節約能源知識納入中小學能源教材(K-12)，並建置能源教育資源平台，提供相關資源及服務（經濟部能源局，2009)。由此可以看出政府對於能源教育的推廣非常重視，且能源教育必須要從學校教育做起，教育能夠提高國民的知識水準，進而影響國家政策的推行與發展，而我國教育主要分成4 個階段，分別是國小、國中、高中及大學階段，每一個年齡層的智能發展及學習的能力皆不同，因此如何編製適合各階層的能源教育教材，將是能源教育推行上的一個重大考驗。九年一貫能源教育內容二、教育部於 2003 年公告中小學九年一貫課程綱要時，將教學內容分為七大領域（語文、數學、自然與生活科技、社會、綜合活動、藝術與人文、健康與體育）及七大議題，由於當時能源教育探討熱度不及今日，所以當時未把能源教育列為

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學習領域或重大議題，至 2008 年進行中小學九年一貫課程綱要的微調時，仍然沒有把能源教育設定成學習領域或重大議題(賴慶三，2013)。賴慶三(2013)指出我國目前能源教育尚未正式內入教育部中小學課程綱要之中，以致各級學校都面臨缺乏完整的課程架構與內容、正式的教學時間、充分的教學人力與設備資源等限制與不利因素，這些都是我們當前所面對的挑戰。陳瑞榮(2008)認為國民中小學的能源教育，是要把能源教育全民化、基礎化，國民中小學的能源教育主要是宣導節約能源、珍惜能源、了解節約能源的重要性及節約能源的迫切性，進而全面推動節約能源而保護地球，可見國中小能源教育是培養全民能源素養的基礎，能源教育的實施對能源的保護與節約能源的推動極為重要。陳瑞榮(2008)更呼籲政府須因國際能源趨勢適時地制定合宜之能源政策，做為推動能源科技教育的依據；並把能源教育納入各領域之教學及學習評量中，以全面落實能源科技教育；更應提升教師能源素養，以強化各領域教師於教學時能融入能源教育之概念。由於目前九年一貫課綱有關能源教育課程是利用融入式學習的方式分散於七大學習領域及七大議題的「環境教育議題」中，檢視100 學年度實施之九年一貫課程綱要能力指標(見附錄四)中有關能源教育的內容與理念，可發現能源教育相關內容零散的分布於自然與生活科技、社會學習領域、健康與體育以及綜合活動等四大領域和環境教育重大議題之中；再進一步探討七大領域和環境教育議題中有關能源教育指標，能源相關能力指標除了能源介紹外，也談到節約能源以及能源開發、環境問題，主要著重在培育學生環境保護的能力，以及教導學生如何節約能源，但缺乏新興替代能源以及有關如何減碳方面的能力指標。近年來面臨全球暖化、全球環境變遷、能源危機等衝擊日益嚴峻，政府逐漸重視能源教育，2012 年經濟部能源局委託國立台灣師範大學參考國民中小學九年一貫課程綱要重大議題課綱建置方式，研擬「國民中小學能源教育能力指標(草案)」乙份，提供教師參考使用，此能源教育指標規畫八大主題軸，已具體描述能源教育之課程目標及學習內容與融入學習領域之建議(見附錄五)，已經把新興

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能源納入，惟此一能力指標雖提供了老師教學方向，卻還沒提供完整的教材，在教學過程中，受教師本身的能源專業程度的影響，教師既缺乏相關能源素養與將能源融入教學的能力，也無多餘時間或意願進行教案編寫，網路上收集的教材繁雜不一定適用，教學教材資源的缺乏勢必影響教師教學動力，因此大多數的教師仍會以現有教科書作為教學內容。因此更進一步分析目前102學年度九年一貫教科書，南一版、康軒版、翰林版課本中有關能源內涵的部分(如表2-2-1)。表2-2-1 九年一貫現行教科書與能源相關內容年級科目主題內容能源相關議題一年級生活愛惜水資源節約用水、保護水資源二年級生活社區的環境環境的問題綜合活動實踐愛護環境綠色生活家保護自然環境整理家裡的環境家事、節約用水、自備購物袋、多搭乘大眾運輸工具、舊衣回收、攜帶環保筷和水壺三年級自然與生活科技水的變化生活與天氣空氣的應用隨時代改變的運輸工具水的三態、節約用水的方法、天氣對生活的影響、風力發電、能源的應用社會我們居住的地方守護我家鄉認識自然景觀、有效運用能源、保護自然環境、生態復育技術、節能環保、垃圾分類、資源回收四年級自然與生活科技光的世界水的移動認識能源光能的利用、水文變化系統認識石油、天然氣、煤炭、能源危機五年級社會日治時代經濟發展興建大型發電工程、水力發電廠自然與生活科技太陽與生活空氣與燃燒氧和二氧化碳地表的變化認識太陽能、認識熱能、燃燒的污染、泥沙堆積、水庫的年限

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年級科目主題內容能源相關議題六年級自然與生活科技生物與環境自然資源自然資源的開發與利用環境改變與生物生活、空氣汙染、河川汙染、水汙染、汙染防治、認識水力風力火力核能太陽能、認識可再生資源和非再生資源、綠色消費觀念、河川汙染社會永續節能科技危機與立法永續經營地球村現代科技與生活生態保育綠建築、太陽能的應用、風力發電機、核能危機、生態危機、環保法令、世界地球村、發展乾淨再生的能源、全球暖化、溫室效應、京都議定書、水汙染、空氣汙染、太陽能發電、推動綠建築、節能標章、能源的認識、應用及環境汙染綜合活動我們只有一個地球蒐集環境改變與破壞的危險之事項、提出保護或改善的具體策略七年級自然與生活科技生態系人類與環境認識能量流動與物質循環的概念；水汙染、空氣汙染、溫室效應、氟氯碳化物破壞臭氧層、固體廢棄物污染社會臺灣的環境問題與環境保護珊瑚白化、河川汙染、土石流、政府保育政策。八年級自然與生活科技認識物質溫度與熱力與壓力物質的基本結構建築的構造水三態變化；大氣的成分；質量、重量與力；供水與排水、供電與安全用電、瓦斯與安全、綠建築。九年級自然與生活科技力與運動電能量全球變遷能源與動力科技概說能量守恆定律；太陽能、化學能、電磁能的轉化；功與功率、位能與動能；靜電、電壓、電阻、電流；潮汐能；溫室效應、溫室氣體； FCs的應用及其對於臭氧層的破壞；聖嬰現象；煤、石油、天然氣、初級能源、次級能源、太陽能、生質能源、地熱、海流發電、波浪發電、海水溫差發電、核分裂、核融合、核能發電、水力發電、火力發電、能源與汙染、節約能源、碳足跡、節能標章社會全球環境議題溫室氣體、溫室效應；全球海平面上升；全球氣候暖化災變；如何降低全球暖化；京都議定書；蒙特婁議定書

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年級科目主題內容能源相關議題九年級綜合活動綠色大地環保行為、產銷履歷與農產品標章、碳足跡；綠建築、綠建築指標；交通環保的相關政策健康與體育愛護我們的地球空氣汙染、酸雨、煙霧、溫室效應、破壞臭氧層、防制空氣汙染的行為；垃圾汙染、資源浪費、節能減碳行為資料來源: 102 學年度九年一貫南一版、康軒版、翰林版教科書；研究者修改自高燕錚，2013。由表 2-2-1 可見不論任何版本，能源教育內容的編撰，仍然著重於一般化石能源(煤、石油、天然氣)概念介紹，而再生能源多以太陽能、水力、風力為主，對於國際間的新興能源(如頁岩油、天然氣水合物等)發展及新的減碳技術(如碳捕獲儲存技術)的介紹缺乏，換句話說，現行九年一貫教材的能源教育是忽略了世界能源發展趨勢以及缺乏符合國家能源政策，且能源知識集中於幾個相關學科(如自然領域、社會領域)，整體缺乏全面性與完整性；從表 2-2-1 中也可發現能源概念出現頻率隨著學習階段增長而遞增，能源知識內容如生質能源、地熱、海流發電、波浪發電、海水溫差發電、核分裂、核融合、核能發電等主要出現於九年級教材中，七年級的能源知識內容非常缺乏，對七年級學生而言無法從教科書中獲取更多的能源知識，其能源知識多來自前六年國小所學習到的，如能讓學生提前於七年級時就接觸且充實更多能源知識與正確價值觀，使學生在生活上面對能源議題時，能理解使用能源所產生的環境衝擊，且能理性的考慮選擇能源，並在生活上力行節能，具備改善或解決能源問題的認知與技能，並實踐於日常生活中，培養成為具有能源素養的公民。小結三、教育是改變人類思維與行為之希望工程，鑒於能源短缺與暖化等新議題之重要性與迫切性，更必須是觀念深植與習慣養成，事實上，過去台灣一直以開源方

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式面對能源供應不足的問題，節流觀念也應不斷加強深入每國人心中，故當前能源教育應著重於培養國人節約能源之習慣以及面對能源問題的正確態度。由於能源議題是隨著時間及環境等因素不斷地在改變，因此在編製有關於能源相關之教材時，需不斷隨時注意國際間相關資料的搜尋及更新，確保教材資料不會過於老舊，才能跟得上時代的轉變，也才能培養具有國際觀的學生。

第三節美國能源教育內容

世界各國為了解決工業化過程中產生的環境問題，除在法規、政策上加以規範之外，均積極投入資源在教育之中，從根本建立國民的環境素養。在世界各國中，美國及日本算是推動能源教育較為積極的國家。日本是因工業發展過程產生公害問題，修訂相關法規、設立研究機構，並於各級學校的課程綱要中加入環境教育的課程，此外還透過各種活動、節日，從文化方面將能源目標深植人心（楊武勳，2010）。而美國在第一次能源危機之後，便將能源教育的推動列入教育系統的重要工作之一，於1980年由能源部提出「國家能源教育發展方案」(National Energy Education Development Program ，簡稱NEEDP)，並從1982年開始實施能源教育，在聯邦及各州政府的教育行政單位中擬訂實施策略與方案（田振榮， 1993）。而我國能源教育課程仍有待發展，國內相關研究中常以美國威斯康辛州提出的K-12能源教育方案，作為重要的參考來源，茲就美國能源教育介紹，探討美國KEEP能源教育教材及KEEP在台灣發展現況。美國能源教育一、

美國自 1980 年起成立的 National Energy Education Development Program （NEEDP），其來源為美國總統卡特的簽署與提倡，進而發展出各州專屬的能源教育計畫推動專責單位，如威斯康辛州的 KEEP、紐約的 Green School Program 等，且於 1982 年開始實施能源教育(程金保、商育滿、胡開惠，2008)。NEEDP 為一非營利教育聯盟，連結學生、教育界、企業、政府及社區團體致力於發展為

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具有能源意識的社會，並提供美國 50 州，K-12 的教師與學生專業及最新的能源教材，其內容包含能源科學、能源資源、電學、交通運輸、能源效率與節能、綜效及評估與獎勵(曾郁庭、林慧慧，2011)。美國的能源教育，以能源認知、能源節約及效率、再生能源及永續發展等為主軸，活潑與互動式的設計為教材、教具、教案設計上的重點，擺脫傳統的授課模式，體驗式的教學方法為教學內容之核心概念(廖芳玲、商育滿，2005)。

威斯康辛州-KEEP(K-12 Energy Education Program) 二、

美國KEEP 能源教育教材(K-12 Engergy Education Program)是由美國威斯康辛州立大學(University of Wisconsin - Stevens Point )及威斯康辛州環境教育中心 ( Wisconsin Center for Environmental Education)所主導，結合能源專家、環境教育學者、近百位在職教師參與討論、規劃、使用，歷經十年所研究發展出來的教材。該教材的經費來源除了威斯康辛教育中心、威斯康辛州能源中心，還包括來自能源相關企業(Focus on Energy)所贊助的經費(曾郁庭、林慧慧，2011)。 KEEP 能源教育內容分為「我們需要能源」、「開發能源資源」、「能源資源開發的影響」、「能源管理」四大主題，能源教育概念架構是根據四大主題而建立的，各主題再包含細分成許多子題的概念(如表 2-3-1)。這四大主題分別是(王如哲， 2011): (一) 主題一：

我們需要能源（We Need Energy）：此主題的概念在提供學生能源基礎知識，並協助學生認識日常生活的能源特性，同時也讓學生了解能源如何維持、組織並改變影響生活狀態的系統。

(二) 主題二：

開發能源資源（Developing Energy Resources）：幫助學生辨別各種不同能源的來源，並分析這些能源轉化成為人們所需的過程。了解到「什麼是能源」及「能源如何在系統中流動」是欣賞人們如何達成利用、珍視與處理能源所必