能源與動力科技能力分析
張聖昌 國立台灣師範大學工業科技教育學系研究生 壹、前言 在人類文明不斷演進的歷程中，科技扮演了非常重要的角色，因為藉由科技 的各種運用，人類的能力持續地增長延伸，日常生活也更為便利舒適，尤其在現 今科技日新月異的時代中，各項科技產物、技術、系統皆成長迅速，科技和生活 的關連性更加密切，科技重要的地位已然無法動搖。所以對現代人而言，若是要 適應這個科技社會，能掌握科技脈動，具備運用科技的能力將更為重要且不可或 缺。 而在眾多科技範疇之中，能源與動力科技可說是非常基本且相當重要的部 份。因為能源與動力科技和我們的日常生活息息相關，舉凡各種電力的發電、燃 料的運用、熱燃機、交通載具和各式動力機械的運作皆和能源與動力科技脫離不 了關係。因此能源與動力科技可說是一個國家推動各項經濟發展的主要動力，同 時也是維持良好民生水準的重要基礎。 然而所謂水能載舟亦能覆舟，科技這把雙面刃若在運用時稍有閃失仍會造成 不小的傷害。知道如何善用科技，可以支援及改善人類生活，否則會疏離、孤立、 扭曲、毀滅人類（曾國鴻、魏炎順，2003）。例如能源與動力科技雖然對人類的 生活助益良多，然而各種能源開發與動力機械運作過程產生的汙染、能源因 過度使用而對環境產生破壞，同時也面臨能源缺乏危機，這些問題皆日益受到 重視與關注。 因此對於現代人而言，具備能源與動力科技能力是非常重要的。在具備這個 領域的科技能力後，除了能夠了解並加以善用能源與動力科技外，更能減緩所造 成的危害與衝擊。所以本文接下來將針對能源與動力科技能力的意義、選擇、運用等進行分析介紹，以期對全民能源與動力科技能力之增進有所助益。 貳、能源與動力科技能力之意義 什麼是「能源與動力科技能力」呢？本節將首先由能源與動力、科技、科技 能力的定義做介紹，接著再歸納出能源與動力科技能力明確的定義。 能源即是人類所利用的所有能量的來源，如煤、石油、天然氣、核能、電能、 風能、水能、太陽能等（經濟部能源局，2004）。另外，能源也可被定義為作功 的能力（ITEA，2000）。自古已來人類的生活即與能源習習相關，能源的利用就 是一部人類文明的發展史，現今，能源是一切活動的原動力，無論國防、政治、 科技、經濟、社會、交通、衛生環境等均與之密不可分（吳京一、張瑞香、呂美 芳、王珮蓮，1996）。動力則是能源形式轉換的速率或是作功的速率（ITEA， 2000）。所以能源在各種形式轉換之後能夠產生動力來作功，可讓交通載具和各 式機械進行運作。 那我們常聽到的科技又是什麼呢？「科技是人類利用知識、資源和創意，以 有效解決實務問題、調適人和環境關係的意圖和努力」（李隆盛，1993）。科技 能發展出自然界所沒有的事物、方法、程序或觀念，科技發展的目的與價值在於 解決人類所面臨的問題（張聖麟，2005）。而科技隨時隨地發生，是永無止境的 過程（李隆盛，1999）。在人類的發展歷程中，科技對於人類同時具有正面及負 面的影響。科技不僅影響個人的生活，同時對於人類社會文化與物質文明的演進 也有極大的影響作用（徐毅穎，2005）。 而所謂運用科技的能力，是指善用與科技相關的知識、技術、相關資源及價 值判斷，以便適應社會變遷、改善未來生活、解決相關問題及規劃其生涯發展的 能力（教育部，2003）。對於這麼重要的科技，如何去了解它，接近它，選擇及 使用它，控制管理它，就變成人人必需具備的科技能力（包括對科技之知識，技 能，態度，價值觀）（王光復，2003）。尤其在現今這個科技蓬勃發展的社會之 中，若要調適於社會並解決各種問題，讓生活更為舒適與便利，那麼科技能力更
是人人不可或缺的必須能力。 因此，綜合上述的見解，能源與動力科技能力可定義為：「能了解認知能源 與動力科技的本質（例如能源的種類和動力的產生等），並且能正確選擇與運用 相關技術、妥善使用可利用的資源，而在使用能源與動力科技時能有效控制並進 行判斷與管理，以調適生活並解決現在與未來之能源與動力科技相關問題的能 力。」而在了解能源與動力科技能力的意義後，本文於下個章節將對能源與動力 科技能力做更詳細的分析，提出具體的能力項目進行說明。 參、能源與動力科技能力之分析 我們在了解能源與動力科技能力的定義後，則需要更進一步分析探究，到底 要達到哪些明確的指標才算是真正具備完整的能源與動力科技能力，以便於實際 進行能源與動力科技能力的培養與達成。
國際科技教育學會(ITEA)曾於西元 2000 年時提出科技素養標準（Standards for Technological Literacy），其中有關於能源與動力科技能力標準的項目經整理歸納 後包含以下幾點： １. 能了解能源具有多種類型 ２. 能不浪費能源 ３. 能了解工具、機械、產品和系統使用能源進行運轉作功 ４. 能了解能源是作功的能力 ５. 能了解能源可經由許多程序來作功 ６. 能了解動力是能源形式轉換的速率或是作功的速率 ７. 能了解動力系統可作為驅動其他科技產品和系統的推進力 ８. 能了解我們環境中大部分的能源使用不具效率 ９. 能了解能源不能被創造或消滅，只能進行形式的轉換 １０. 能了解能源能被歸類為幾個主要型態：熱能、輻射能、電能、機械能、 化學能、核能等
１１. 能了解使用能源進行作功時必須消耗熱能 １２. 能了解能源可以是可再生的或是非再生的 １３. 能了解動力系統需要有能源、處理程序和載入 （ITEA，2000） 而我國的教育部則是在西元2003年時，於自然與生活科技領域課程網要中提 出了許多能力標準，其中關於能源與動力科技能力標準的項目經整理歸納如下： １. 了解機具、材料、能源 ２. 由「力」的觀點看到交互作用所引發物體運動的改變。改用「能」的觀點， 則看到「能」的轉換 ３. 認識運輸能源(如汽油)和運輸工具(如火車頭、車廂、軌道) ４. 認識電力的供應與運輸，並知道如何安全使用家用電器 ５. 知道簡單機械與熱機的工作原理，並能列舉它們在生活中的應用 （教育部，2003） 另外教育部（2003）在內容細目則提出更詳細的說明，經整理歸納如下： １. 體察日常生活中，節約能源的重要。 ２. 知道什麼是能源，並認識日常生活中常用的能源(例如瓦斯與電能)。 ３. 覺察日常生活中常用的燃料(例如木炭、酒精、固態酒精、汽油、天然氣 等)。 ４. 能養成節約能源的態度，不隨意浪費水電、瓦斯。 ５. 知道煤、天然氣、石油、核能、水力與太陽能為重要能源。 ６. 知道我國各種發電能源依賴進口的情況(例如火力發電、核能發電)，並 收集有關我國各式發電廠、近年發電量、及各種發電方式佔我國發電量的 排序(火力、核能、水力)的資料。 ７. 察覺陽光是最大的能源，並收集有關利用太陽能的例子，同時能收集各 種在家庭中節約能源的方法並進行創造性思考，提出嘗試解決能源問題的 方案(例如假設現在地球所有燃料都用光了)。 ８. 能由生活中的現象了解燃料的重要性，並透過小組活動蒐集、分析各種
燃料的適用性(例如露營用燃料、飛航用燃料)。 ９. 體會可利用的能有多種形式(水力、風能、木材、核能…等)，並能區分 非再生性的能源(例如化石燃料與核能)與再生性的能源(例如水力與太陽 能)。並認識瓦斯、煤礦與汽油(如 95、92 無鉛汽油、高級汽油等)的性質， 並透過小組活動討論油價調價對民生的影響。 １０. 了解功、功率、電能、熱能等的關係。 １１. 收集有關各種發電(火力、核能、水力、太陽能、汽油)的優點、缺點 及其用途的資料，以了解其對社會、環境與生態的影響。 １２. 收集並討論生活中節約能源的技術或方式。 １３. 認識可作為重要能源的燃料其用途與使用安全，並認識各種常用汽油 的差異(95、92 無鉛汽油、高級汽油)與討論油價調整對於民生的影響。 １４. 知道太陽能可使水溫上升(成為熱能)，也可用來發電(產生電能)。 １５. 認識動能、位能、熱能、核能等不同「能」的形態。 １６. 知道對物體施力作功，即是能量的轉換。 １７. 認識化學變化中能量的轉換。 １８. 知道鏈條、皮帶、齒輪等裝置可以傳送動力。 １９. 知道可利用流體傳送動力。 ２０. 由氣體體積、溫度與壓力的關係，知道熱機的工作原理。 ２１. 製作直流電動機及由電動機反向操作，製發電機。 ２２. 由氣體體積、溫度與壓力的關係，知道熱機的工作原理。 （教育部，2003） 以上目前國內外所提出的能源與動力科技能力指標已具有一定的規模，可是 仍然有可補充強化之處。因為科技的發展日新月異，同時也隨著文化背景與地域 性的差異而有不同發展模式。所以在發展強化我國的能源與動力科技能力指標 時，可多參酌我國的能源與動力科技發展現況及相關政策法令，例如我國各縣市 區域所蘊藏的能源及開發方式、國家節能政策、動力機械標準法規制度等，如此
將更能發展出更適合國人的能源與動力科技能力指標。 因此綜合國內外所提出的看法，並加上本文些許意見，將能源與動力科技能 力歸納出四大類，第一類為能了解認知相關知識、第二類為能正確選擇與運用相 關技術、第三類為能妥善使用可利用的資源、第四類為能有效控制並進行判斷與 管理，並分別將四大類歸納出各細項能源與動力科技能力指標，以下為本文所整 理歸納後列出能源與動力科技能力指標的範例簡表： 能源與動力科技能力類別 能源與動力科技能力指標 1-1 能了解能源與動力的基本定義 1-2 能了解能源與動力的各種類型 1-3 能了解能源與動力的轉換方式與程序 1-4 能了解我國各縣市區域所蘊藏的能源及開 發方式 1-5 能了解動力機械的運作方式 1-6 能了解能源與動力於日常生活中食、衣、 住、行、育、樂的實際應用 1-7 能了解能源與動力科技產物之使用說明（例 如：產品說明書） 1-8 能了解我國的節能政策 1-9 能了解辨識我國的節能標章 1-10 能了解辨識動力機械和交通載具的能耗標 準 1.能了解認知相關知識 1-11 能了解家用能源的度量單位與費用（例如 電與天然氣的度數涵義與價格） 2.能正確選擇與運用相關技術 2-1 能正確安全運用日常生活常見的能源（例 如：天然氣）
2-2 能操作日常生活常見的動力機械與交通載 具（例如：家電用品、汽機車） 2-3 能對日常生活常見的動力機械與交通載具 進行簡易的安裝、保養與維修 2-4 能計算家用能源的度量單位與費用（例如電 與天然氣的度數涵義與價格） 3-1 能於日常生活中確實節約使用能源 3-2 能多利用可再生能源（例如：太陽能） 3.能妥善使用可利用的資源 3-3 能少使用非再生能源（例如：石油、天然氣） 4-1 能選用具有節能標章的家電產品 4-2 能選用耗能率低的交通載具 4-3 能多利用大眾運輸系統（例如：公車、捷運） 4-4 能判斷評估我國能源與動力科技相關政策 4.能有效控制並進行判斷 與管理 4-5 能判斷評估我國目前能源與動力科技發展 對環境的衝擊 肆、結論 能源與動力科技不但與我們日程生活的關係密切，而且也是經濟發展的主要 動力。因此我們必須培養能源與動力科技能力，以了解認知能源與動力科技的功 能與本質，並且能正確選擇與有效運用能源科技、妥善使用可利用的資源，而在 使用能源與動力科技時能進行判斷與管理，以便調適生活並解決現在與未來之能 源與動力科技相關問題。所以藉由本文對於能源與動力科技能力的分析探討，希 望能讓更多人了解能源與動力科技，並且進一步地確實培養及增強能源與動力科 技能力，以期提升全國運用能源與動力之績效，達到國家經濟發展永續經營的目 標。
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11.ITEA (2000). Standards for Technological Literacy：Content for the Study of Technology. Reston, VA： International Technology Education Association.
