推動能源教學經驗分享           尹廉榮   余秀琴

能源總動員~以「未來學」融入能源教育課程 

能源教育的地位

「能源教育」是環境教育中的一環,環境教育又是「未來學」強調的議題,萬物互利共生,人類為萬物之靈,在物種當中應有維護平衡萬物之重責大任才是;地球資源有限,如何節約與運用?甚至再生利用都是新世紀應重視的問題;因此呈現與生活息息相關的教學題材,讓學生瞭解「能源」在自然界中的地位與角色、終結環境污染、能源和人類間之關係,進而培養關愛生態環境的情操是教育當務之急(如圖一)。

圖一

「能源總動員」教學設計目的

(一)培養學生認識未來確認能源科學學習的方向:讓學生考慮未來,瞭解現今產生 的「能源問題」和過去的關係,引起學生學習動機的教學,乃以生活中發生的事物、現象做為教材著重作擴散性思考研究,由孩童的願望所發展的教學活動,即使看起來幼稚、主觀,但具有使孩童主動、持續地發展其學習的可能性(林如章譯,民88)。

(二)營造建立學生早期能源危機預警的學習方法:讓學生想像未來與選擇未來,瞭解過去與現在的因果關係,著重培養批判、思考、價值澄清與作決定的能力,對於科際發明及發展所帶來的影響的瞭解與期望。藉此進行獨立研究(蔡典謨,民87)。本課程所設計的獨立研究方案重視「未來導向教育」包括學習如何學習能源替代的技巧、運用參考資料、運用實驗證明、及運用文字、口述及視覺溝通技巧等訓練課程。

(三)協助建立自我創造未來導向積極理解的教學:「能源教育」是「未來導向教育」核心課程之一,在活動中若僅教導學童能源的知識與技能,似乎缺乏與實際生活相關連的驗證機會;但僅教導學童科技的知識與技能,似乎會產生「知其然,而不知其所以然」的現象,所以安排適當的情境及教材,進行有效的教學活動、才能促進學生創造理解的學習,以增進知識及培養處理問題的能力。

(四)提供學生完整人格與人生觀展的遠景:課程設計在「活動過程」中,採用Renzulli1977,引自蔡典謨,民87)的三合充實模式為主軸,漸次培養學生獨立研究的層次與能力。第一階段為「一般試探性活動」,強調試探興趣及加廣性質的充實課程;第二階段為「團體訓練活動」,強調認知、情意與研究方法的訓練;第三階段為「個別或小組探討實際問題」,強調高層次問題的研究。 

(五)藉由溝通分享提供協商與合作的架構:

能源教育的研究中為了培養學生協商合作能力,本課程在學習的過程中,特別著重培養每位學生將個人的想法、期望或問題等記錄整理之後,向所屬的小組或班級提出,藉由相互的溝通商量,仔細研究斟酌其問題的適當性與探究方法,進而彙集整理出同一或類似的主題與方法,並以小組方式進行探究活動,此乃提升溝通能力或人際關係的有效方法。藉此訓練領導人才進而影響大眾成為高品質的節能好公民。

              

海水電池讓發光    讓風扇轉動起來     讓旋轉盤驅蚊蠅


統整化的主題教學

採用統整化教學的設計方式,將九年一貫各科課程相互融合,透過有系統的課程規劃與實施,而發展以校園體系進行探索、觀察、實驗操作活動及專題或獨立研究二者並重的綜合性能源教育計畫。設計「能源總動員」藉由學校「師徒制」的方式來傳達生命科學情意教育的教學活動,為正在成長中的孩童們開啟另一扇「科學之窗」,讓孩子們投入大自然再生能源資新科技的思維中,共同探索與體驗生生不息的萬物循環,瞭解環保教育、能源教育皆是文明的象徵,除了追求身、心、靈的均衡健康外,並藉由對潔淨再生能源的知識、價值與感受、技能、行動等層面的思考,深入明瞭大自然和諧並存的關係,學習領悟認知、情意並重的「新科學」精神。

查叔叔指導小朋友製作太陽能賽車
研究太陽能晶片與線路
製作能源海報

推動能源教學實施階段

階段一:一般探索-能源探索活動:於校園教材園搭建太陽能樹屋,並鼓勵學生參加太陽能樹屋造型設計比賽、及風力發電 樹屋造型設計比賽。校外參觀能源探索活動如工研院、台大農試所、動物園節能屋等。鼓勵學生參加能源教育網路查資料比賽、簡報網頁製作、能源教育優良劇本徵選比賽、能源教育國語文五項競賽、校內科展比賽與全縣中小學科展比賽、全國中小學科展比賽的觀摩與經驗分享。

階段二:團體訓練-校園再生能源探索實驗操作活動:分組參與本校教材園內的獨立大樹上建置的一個太陽能樹屋,共同計劃,示範給學童了解太陽能的利用,提供老師進行能源相關主題教學。二方面可以觀察樹頂昆蟲、鳥類的生活習性,亦可在夜間做為天文的觀察。校內教材園的溫室裝置太陽能風扇,了解太陽能風扇調節溫室區植物的生長情形及了解節約能源開發再生能源的觀念與創造能力。

源教育戲劇表演 源教育戲劇表演 樹屋造型設計 樹屋外型由學生設計 看看樹屋裡有什麼 小心翼翼爬上樹屋

階段三:專題(獨立)研究-校外參觀訪談研習「專題」或「獨立研究」活動是一種可以讓小朋友按計畫從生活經驗或學習過程中發現問題,實際利用科學方法達成解決問題,,而有創意的探究者。它是動態的:要「動腦筋」思考、「動手」操作、「動口」說明講解,講求自我的獨立思考,更必須與他人研討切磋,因此藉由「專題研習」或「獨立研究」的活動,目的在於能讓小朋友達到主動學習的能力,並願與小組合作學習,應用新方法將許多想法加以統合。

學習共同協商合作能力 能源小尖兵在台中科博館解說 太陽能水耕植物

精彩的能源教學活動影片分享

太陽能屋教學影片 太陽能車爬樓梯影片 學生自製太陽能除油船影片

推動能源教學實施策略 

讓旋轉盤驅蚊蠅

手提海水電池

用測光儀測試渦輪發電機

引導學生做再生能源實驗研究:以「能源議題」融入各科教學的學習課程中,希望透過課程設計與活動,指導學生如何珍惜資源並合理有效的利用。從教學者使用有趣之自製教具,指導學生發揮創意製作太陽能玩具等活動,並將成果展示宣導及結合社區推動,以達到教育的目的。從活動中讓學生研究「現在能源」的變遷及思考當下所面臨的情況,重視學生「創造思考」的歷程與持續之毅力;建立「協商與合作」的架構,並且能在「e」世代的潮流中兼顧經濟、環境、能源等「3E」層面的態度與道德的培養。

活動設計加上教學評量:為引導學生進入專題研究或獨立研究的領域與學習方法,「能源教育」課程的活動學習單係由授課教師參考相關資料自編教材。在課程設計方面,分為「活動內容」、「活動過程」、「學習策略」、「活動結果」、「情意課程」等五層面,在學習活動中進行下列教學評量,包括:「觀察性評量」、「實作評量」、「卷宗評量」(引自莊明貞,1997)。施教後的整體評鑑方法,學生以問卷方式檢核該組的學習效果與意願,瞭解個人對團體活動的貢獻與人際關係,由各組擬訂進度檢核表並由自我檢核、教師檢核、家長檢核及學期總評量、問卷等方式進行。

小組參加太陽能車競賽

太陽能除油船實驗解說

太陽能噴水池

如何引導學生學習「能源教育教學」之實驗操作課程

一、課程計畫﹕教師利用暑假期間,草擬「能源總動員」課程活動計畫,並依據課程架構、理念與目標,策劃一學年之完整性、長期性的教學單元活動設計與學習單。召開親師座談會,說明整學期規劃的課程以徵詢家長意見,並建議在親子戶外活動時,多配合參與有專業解說員解說知性之旅及閱讀有關能源教育、有益身心活動的專書,上網或至國家圖書館查閱相關書籍、圖鑑和收集資料,觀看相關科學的電視節目。

二、實驗器材的準備:「能源教育」議題中的操作方法最為創新,但從認知中表現情意的機會最多,從興趣探討、小組活動、專題報告以至獨立研究,皆由組員分配好工作,逐一共同設計並製作。

三、學術機構社會資源的聯絡:拜訪專業人員及參觀地點的探勘,安排時間並提早與其通知,預先做好教學解說與準備,

四、媒體製作與操作欣賞:由小組成員操作、照相、製作幻燈片、V8攝影機等。

五、卷宗資料夾與電腦學習:每組組員各準備資料夾一本及實驗整理箱,規畫每位學生一個卷宗檔案資料抽屜,以存放活動學習單及專題報告或小組的獨立研究報告等作品。

六、師生討論並共同設計實驗活動:學習活動單由老師引導設計,目的在引起學生的興

七、參加科學展覽競賽:此課程結束時所舉辦的班級對內發表會後,作品再次修訂完稿,經同學互相評量,師生認可之後,鼓勵學生參加校外科學展覽競賽。