能源科技教育融入課程- 以中正高中為例

                 人類的生活,舉凡食衣住行無不依賴能源,因此能源成為一切產業發展的動力。隨著環境全面發展,人們對能源的依賴已根深蒂固,並且需求仍不斷提升。目前世界所使用的能源仍以化石燃料為主,而其儲量有限,該如何有效合理保護與使用地球的各種非再生能源,並積極開發新能源,是全球公民需要共同努力的方向。台灣地狹人稠,自然資源不豐,能源多數依賴國外進口,面對能源枯竭的問題,我們應該更為重視。此外,隨著能源的使用,導致對自然環境造成嚴重的汙染、生態衝擊,使得地球已不堪負荷如此巨大且快速的變化,因而產生極端氣候變遷等的嚴重問題。因此教導學生認識能源、使用能源、尋找能源、節約能源,進而追求人類生活的永續發展,必然是各國教育的重要議題。

                 能源教育必須兼具學生認知方面的學習及培養有助於社會發展的態度。因此,如何建立、影響或改變學生的觀點,並有效提升節能的情意與技能,亦即12年國教108課綱所強調的素養之養成,是課程設計的重點。因應108課綱的推行,筆者在105、106兩個學年度,陸續發展兩門多元選修課程,分別開在高一和高二。105學年度,配合學校能源科技計畫的內容,在高一多元選修融入1節氫燃料電池的認識與模組操作課程,多數學生表示該節課讓他們充分了解氫電池,並且驚訝於氫燃料電池可以如此貼近並非遙不可及。同學年度,藉由公開觀課,邀集十數位高雄市化學科教師進行共備,透過研習,將燃料電池模組介紹給共備夥伴,引發老師們熱烈討論,並表示非常適合融入必選修課程中,切合自然科領綱內的學習內容。因此試著在高二的四個必修化學任教班皆嘗試實施氫燃料電池的課程,讓學生藉由動手做更了解燃料電池的運作,更有三位同學自願在校慶擔任解說員,向學校同學與來賓介紹裝置與原理,這種表達與分享的能力,恰符合中正高中學生圖像的要素之一,因此106學年度嘗試在高二多元選修設計了六週課程,目標是完成能源解說三折頁及解說員培訓計畫。

第一週

教師與學生討論能源的種類及目前發展與應用情形,引起學生更深入探討的欲望,引導學生分組(共分7組,每組3人)與分配任務,教師記錄下分組名單與各組表現任務(每組探究一種能源),成立群組。

第二週

請學生帶行動裝置以便查詢資料(35分鐘),各組報告資料蒐集現況(每組2分鐘),教師總結及說明下一節課進度。

第三週

(電腦教室)各組將查詢資料整理填入三折頁頁面中,並製作成投影片報告解說內容,各組同學提出問題與修正建議,並及時修正(完成能源解說三折頁)。

第四週

熟悉三折頁內容,各組持續練習解說,同學互評及教師評分(素養導向雙向細目評量表、錄影上傳群組)。

第五週

氫燃料電池模組與氫電池教具車組裝與認知理解,進而練習教導組裝與運作。

第六週

製作來賓參與獎勵品,解說攤位海報設計、繪製,教師以Q&A方式持續讓學生熟悉解說內容。

                 以上課程實施完畢後,學生能夠熟練地在校慶闖關活動中擔任能源解說員,發揮分享與服務的素養,對總體能力的提升大有助益。

                 107學年度,高二多元選修課程將轉變成能源科技之探究與實作,每學期一學分進行兩學期,並由化學、生物、物理、生活科技教師共同規劃擔任單元的講師,形成一門跨域的綜合課程。課程內容包含認知課程:能源的認識(化石燃料、太陽能、風力、水力、地熱、海洋能、生質能);技能課程:動手做太陽能發電機、風力發電機、生質柴油、氫電池、馬達組裝及利用Arduino組裝監測系統、環境圖表閱讀分析等;情意課程:台灣能源發展動向探討、能源消耗與氣候變遷、碳足跡探究、溫室氣體探究、節能與汙染防治之各項議題及分享與服務。

                 中正高中期待透過一系列探究與實作的素養導向課程,培養學生認知、情意與技能全面性的能力,進而使其成為具有容易適應環境、能夠改善環境之「能源素養的公民」。

(備註:所有蒐尋、討論與任務均須在課堂內完成,盡量勿增加學生課餘負擔。)

作者介紹

中正高中 金葉葦老師
理化