圖1.全國科學探究競賽-「這樣教我就懂」，國小組參賽作品「輻照食物照過來」獲入選獎，圖中由左至右是金華國小一年四班學生趙之瑜、劉沂凝、劉曼亞及曾振富校長。

 壹、前言

能源是人們日常生活中不可欠缺的要素，在十二年國教課綱中也被列為重要的教育議題，希望增進學生對於能源基本概念的認識，培養學生對於能源的正確價值觀，並養成日常生活中節約能源的思維、習慣及態度。由此可見，學生對於能源的認識是相當重要的科學素養。為了能夠有效在校園中推動能源議題的實施，培養學生對於能源教育議題的學習素養，國立臺灣科學教育館自109年度起著手進行科技部專題研究計畫(原子能合作代辦研究計畫)－「培育學生之核能素養-網路專題式學習之取向」，透過原子能委員會提供之數位影音資源，結合學校晨光時間設計能源教育主題式教學，並鼓勵學生參與2020年全國科學探究競賽及行政院原子能委員會形象公仔設計徵選活動，以培養學生對於能源議題有更深入的瞭解與體認，也提供其他學校未來推動能源教育議題課程發展與實施之參考。

 貮、課程設計理念

由於臺灣的天然資源短缺，能源發展受到許多限制，因此認識能源對於國人是相當重要的議題，社會大眾應對能源發展有更正確與深入的認知。臺灣目前電力來源主要分成四大能源類型，根據民國107年度發電佔比為例，火力發電的比例最高，佔82.2%，核能發電次之，佔11.4%，而再生能源發電為4.9%，抽蓄水力發電僅1.4%，其中社會大眾對於核能發電議題討論最多，尤其是大家聽到核能輻射時幾乎是「聞輻色變」，擔心核能對於人類身體、自然環境、社會安全造成危害。核能發電雖然是大家耳熟能詳的用詞，但多數人對其卻相當陌生，因此存在許多好奇的問題，例如核能是怎麼來的？它是怎麼發電的？核能輻射是什麼？核能發電也可能對於人類與環境產生影響，例如輻射線對於人體及環境有危害嗎？如果發生核能災害的時候該怎麼辨？輻射線在我們的日常生活有什麼應用呢？核廢料該怎麼處理？核電廠老舊除役後應該怎麼辨？能源轉型是什麼？這些問題涉及到許多科學原理、生活環境影響的層面，也是我們在擔心核能輻射可能造成的危害背後，應該瞭解的核能知識，我們也有必要在學校科學教育中讓學生瞭解這些與核能相關的問題，在學校課程中推動能源教育，幫助學生建立對於核能的正確價值觀。原子能委員會網站(www.aec.gov.tw)拍攝了一系統有關核能的影片，這些影片提供對於核能科學知識與輻射防護的瞭解相當豐富的教學資源，這些影片教學資源若能連結學校課程，相當有助於培養學生對於核能的科普素養，讓學生對能源教育議題的內涵有更深入的瞭解與體認。

 參、課程主題與教學目標

根據前述的課程設計與發展理念，本文構思培育學生核能科普素養所應具備的三個主要課程向度：包括「核能知識」、「生活應用」、「環境影響」，並從原子能委員網站所提供的系列影片中，挑選與這三個主要向度相關的課程主題，如表一所示，「核能知識」、「生活影響」、「生態環境」每個向度各有三個主要的課程主題，因此整個系列課程共計有九個與核能相關的課程主題。



根據此三個課程向度所訂定的主題擬訂教學目標，因此各課程主題的教學目標如下，預期學生在上完這些課程之後，能對於核能能源議題有深層之理解。

一、「核能知識」向度的教學目標

（一）能初步瞭解核能發電的原理

（二）能初略和輻射線的種類與臺灣核電廠的現況。

（三）閱讀與瞭解原子能相關科學家的故事。

二、「生活應用」向度的教學目標

（一）能知道放射線在生活、科學及醫療上的應用。

（二）能瞭解核災事故發生時該有之行動與處置作為。

（三）能瞭解能源轉型的議題與生活之間的相關應用。

三、「環境影響」向度的教學目標

（一）能瞭解放射線對人體與環境的影響。

（二）能瞭解核廢料的處理方式與環境之間的相關性。

（三）瞭解核電廠除役的目的，並加深對能源轉型的概念。

 肆、課程主題實施方式

在109年1至2月份，研究者共同規劃課程主題、研擬教學目標，以及彙整教學影片，討論課程實施之次數與方式，接著在109年3月至6月期間，每周利用學校晨光時間實施1個課程主題，實施的對象主要是國小低年級學生共計29名。課程實施方式分別說明如下：

一、「核能發電原理」主題實施方式

（一）引起動機：請學生觀察三張有關「火」的圖片（營火晚會、升火、燭火)，並說出自己看到圖片哪些線索。最後統整圖片線索，歸納圖片的共通性，並說明能源與能量的關係。

（二）學生觀賞「核能發電原理」影片後，教師進行提問，使學生瞭解核能電廠結構與發電原理。

（三）請學生閱讀學習單（見圖2）的內容，閱讀後進行填答(圖3)。

圖2.核能發電原理單元之學習單


圖3.學生閱讀學習文本內容

（四）影片概念統整：教師說明核電廠的發電原理主要是利用爐心冷卻水吸收核分裂的熱量，加熱循環水，循環水所產生的蒸氣帶動渦輪機產生發電。例如，核子動力潛艇、航空母艦也是相同原理。

二、「輻射線的種類」主題實施內容

圖4.「輻射線的種類」影片觀賞

（一）引起動機：學生觀賞「原來如此－你知道輻射有幾種?」教學影片（如圖4）。

（二）影片提問和統整：輻射可以依照能量的高低分成「游離輻射」和「非游離輻射」。游離輻射如X光、伽瑪射線等，非游離輻射則如微波、無線電波等。

（三）生活中的輻射：

1.腦力激盪：桌上放置一杯礦泉水和一杯微波過的溫紅茶，詢問學生這兩杯水會有輻射嗎?

2.桌上放置一根香蕉和一個御飯糰，詢問學生這兩樣東西也會有輻射嗎?

3.兩人一組討論：黑板上布置多張食物的圖片，讓學生分組討論看看哪些食物會有輻射。請各組一位同學上台分享哪些食物有輻射，並且說出理由。

4.延伸活動：觀賞影片「原來如此第3集-食物中有輻射嗎?」、「原來如此第8集-你覺得飲用水有輻射嗎?」。

5.延伸活動統整：原來食物和飲用水中都有天然輻射，只是劑量很小，不足以影響人體健康。

三、「原子能科學家小故事」主題實施內容

圖5.介紹倫琴的故事

（一）介紹科學家倫琴的故事：請學生觀賞影片「《名言啟示錄》著名物理學家系列：倫琴願我的發現能更好地服務全人類」(如圖5)

（二）影片提問：影片中的故事介紹哪位科學家?他發現了什麼?他的發現對我們有什麼幫助?

（三）介紹科學家赫畏希的故事：閱讀「核醫之父」。

（四） 文本提問：請簡單說赫畏希的故事、赫畏希的發現對我們有什麼幫助?

四、「放射線在生活、科學及醫療上的應用」主題實施內容

圖6.輻射食物與輻照食物

（一）引起動機：請學生欣賞影片「探索頻道-天外煞星」，從伽瑪射線引導學生思考放射線對生活、科學、醫療上的應用，內容包括：

1.核醫：診斷用核醫藥物，因為用量極少，病患所受的輻射量小，不會產生任何傷害；治療用核醫藥物，必須有足夠的輻射量，殺死癌細胞，所以病患所受的腫瘤局部輻射量較大，但全身輻射劑量不會太高，為了治病，仍然可以接受。

2.皮膚敷料研究，利用膠原質和牛之膠質及矽橡膠等材料，製成暫時燒燙傷敷料。

3.掃描與X射線一般診斷X射線的過程。如胸腔攝影，利用X光管球所發生之放射線穿過身體到底片上，將組織構造影記錄在底片上，這就是放射線照相，所照底片經沖洗後由放射線專科醫師判讀診斷。

4.民生應用：農業上利用輻射照射改變基因，改良農作物，增加收成產量或使花卉植株矮化照樣開花，也可照射害蟲，如果蠅；木材經照射後結構轉強，用於製造槍托；普通玉石經照射後顏色增艷提高價值；農產品照射後可以延長保存期限，如馬鈴薯、大蒜不會發芽；醫療器材照射後達到消毒滅菌效果；考古學利用輻射進行年代測定，如碳–14定年法；工業上利用輻射進行非破壞檢測，例如飛機機身裂縫檢測、輪船水櫃或油櫃存量檢測等。

（二）延伸活動觀賞影片：播放「原來如此第17集-食物照射會不會殘留輻射」、食品照射。

（三）概念統整：教師引導學生討論統整概念內容，讓學生瞭解適當的運用輻射能量來照射食品，可以達到抑制發芽、殺蟲滅菌、防腐保鮮的效果，不含放射 性，不破壞原本的天然養分。另外，許多醫療器材也是運用輻射照射來達到滅菌的效果在生活、科學及醫療上都可以為人類帶來正向的影響。(如圖6)

五、「輻射安全與核災事故的行動與處置」主題實施內容

圖7.核事故介紹

（一）引起動機：介紹歷史上核災事件，如蘇聯克什特姆核廢料爆炸事故、英國溫斯喬火災、美國三哩島核洩漏事故、蘇聯車諾比核事故、日本福島電廠核災事故等。(如圖7)

（二）腦力激盪：請學生相互討論並分享發生核災事故時，應該要做些什麼?

（三）請學生欣賞影片：「原來如此第14集-聽到核災警報第一件事要做什麼?」、「原來如此第24集-發生核子事故一定要疏散嗎?」。

（四）主題概念統整：教師統整影片內容，讓學生瞭解核事故發生的行動與處置，聽到核災警報要做：儘快到室內，進行掩蔽，暴露在室外的食物和飲用水不可食用。服用碘片。打開收音機，聽政府機關指示並預做疏散準備。疏散取決於兩個重點：「事故有多大?」、「距離核電廠有多遠?」。

六、「能源轉型的意義與影響」主題實施內容

（一）文本閱讀：請學生先閱讀能源轉型科普文本。(如圖8)

（二）提問與討論：最貴與最便宜的發電方式分別是什麼?還有什麼其他的發電方式也是便宜的?

（三）簡報介紹：新能源型態包括海浪發電、地熱、風力、太陽能、生質能、潮汐、海藻……等。

（四）欣賞影片：觀賞「20160430【消失的國界】逆境生創新！荷蘭追求綠色共識-全國奇想拼創業/李天怡主持/三立新聞台」

（五）概念統整：教師引導學生統整概念，瞭解能源轉型的步調快慢，與氣候變遷的步調快慢，兩者互相是因果關係。氣候變遷的影響越激烈，越有助各國政府、產業、企業採行加速能源轉型的作為；相對地，各國政府、產業、企業採行更積極的能源轉型作為，則有助延緩氣候變遷對生活環境之影響。

圖8.學生閱讀能源轉型科普文本

七、「輻射線對人體與生態環境的影響」主題實施內容

圖9.學生觀賞「輻射對人體影響」影片

（一）引起動機：黑板放置7張圖片，分別為過量的輻射對人體、動物、植物的圖片。詢問同學從圖片中看到了什麼。導引出輻射過量對人體、動植物的影響。

（二）有關過量輻射的影響：

1.腦力激盪：請學生思考過量的輻射會為環境和生態帶來什麼污染和問題，自由發表。

2.簡報介紹：輻射過量會為環境和生態有什麼影響。

（三）有關適量輻射的影響：

1.腦力激盪：請學生思考適量的輻射會為人體和環境帶來什麼影響和幫助，自由發表。

2.影片欣賞：請學生欣賞影片：「原來如此第9集-輻射如何傷害人體」。

（四）概念統整：背景輻射不會造成人體影響。

（五）其他有關生活中輻射的疑問：

1.腦力激盪：醫院照X光會殘留嗎?孕婦照口腔X光會有影響嗎?站在機場行李X光機旁，你會擔心嗎?

2.分組討論：兩兩一組討論上述3個生活中會遇到有關輻射的疑問，並分享討論結果。

（六）解答疑問影片：請學生觀賞影片：「原來如此第6集-醫院照X光會殘留嗎?」、「原來如此第7集-孕婦照口腔X光會有影響嗎?」、「原來如此第11集-你會擔心站在機場行李X光機旁嗎?」。(如圖9)

（七）概念統整：

1.讓學生瞭解輻射不是病毒，傷害我們人體的方式是造成細胞內DNA的損傷，人體有高效能的修復機制，一般天然背景輻射是不會對我們人體造成傷害的。

2.讓學生瞭解過量的輻射的確會造成人體及環境的災害，所以更要注重核能的安全問題。

八、「核廢料的問題與處理」主題實施內容

（一）引起動機：請學生欣賞影片：顛覆你想像的「核廢料」！

（二）瞭解核廢料貯存方式：請學生觀賞影片「原來如此－你知道什麼是乾式貯存設備？」

（三）概念統整：教師引導學生瞭解乾式貯存的科學意義。

九、「核電廠的壽命與處置」主題實施內容

（一）腦力激盪：想一想，核能電廠除役和一般工廠拆除有什麼不同?拆除需要多少年?

（二）欣賞影片：請學生欣賞影片：「懶人包-甚麼是核能電廠除役」、「原來如此－核電廠除役作業要花多少年」。(如圖10)

（三）概念統整：教師統整影片概念，幫助學生瞭解核能電廠除役的時間大概要花費25年，其中準備期8年，開始拆廠12年、偵測3年、恢復2年。核能電廠的運轉會產生輻射汙染物質，拆除前要先偵測汙染狀況，才能拆除。

圖10核電廠除役

 伍、學習成果的展現

一、參加全國科學探究「這樣教我就懂」競賽活動

學生學習前述課程之後，共同討論訂定主題「輻照食物照過來」，並且繪製「輻照食物照過來、糟糕發芽了、我有好辦法、輻射食物大不同、一樣美味一樣健康」的圖畫，並且錄製參賽影片，參加「這樣教我就懂」競賽。結果獲得入選佳績。(如圖11、圖12、圖13、圖14、圖15)


圖11.輻照食物照過來


圖12.糟糕發芽了


圖13.我有好辦法


圖14.輻射食物大不同


圖15.一樣美味一樣健康

二、參加「原能會原子能公仔設計徵選」競賽

圖16.原子能公仔

學生除了參加全國科學探究「這樣教我就懂」的競賽活動之外，也參加原能會所舉辦的原子能公仔設計甄選競賽活動，讓學生認識公仔的意義與設計要素，進而設計原子能公仔作品，參賽過程需經過三個程序，首先原子能委員會會將所有設計圖進行海選，接著第二階段為網路投票，佔總分的20%，最後階段為原子能委員會聘請專家進行設計圖的評選，佔總分的80%。學生在競爭激烈的競賽中，獲得佳作之佳績。(如圖16)

 陸、結論及建議

本文從課程設計與教學實施過程中，幫助學生瞭解有關能源議題的相關知識與應用，並且引導學生參加相關競賽活動，學生從對這個議題感到相當陌生，最後能夠學習成長，並且從競賽參與過程中獲得學習成就感，相信對於學生在瞭解能源教育議題上有正向助益，最後本文彙整以下幾點主要結論與建議，提供給日後有興趣實施相關課程的教師作為參考。

一、課程教學需「滾動式修正」
核能這個議題是比較生硬的，如何將比較生硬的主題轉化成有趣且能讓低年級的孩子可以有簡單的概觀相當重要，因此，教師則需要在教學時不斷的修正，調整學生能聽得懂的內容。約三至五分鐘的影片教學佐以簡單的活動最為適當，每一次上的內容不一定要多，但要持續。

二、核能場域實地參訪
教學上，學生雖可透過影片瞭解有關核能相關議題，但是若能輔以現場訪查，相信更能增進學生的學習成效。未來若能補助中小學學生申請配合參觀核電廠、核醫製藥中心、輻射照射廠、放射性廢棄物電漿熔融處理設施、影像醫材成果展示室、核醫藥物鑑定分析實驗室、乾式貯存運轉測試中心、解除管制量測實驗室、放射影像實驗室、小型風力機設計評估實驗室等，讓學生開拓核能知識視野。

三、辦理相關核能競賽活動
舉辦與核能相關的跨領域競賽，可以讓學生經由先瞭解核能知識，再將知識轉化成競賽內容，例如：海報、標語、繪畫、程式遊戲、寫作和影片製作等。另一方面，也可以規畫多樣的核能相關活動，例如：辦理親職講座、科普園遊會和科普展覽等，競賽活動可增加課程的動態性與競爭性元素，讓學生不會對於生硬的議題內容感到無趣，同時也能讓學生增加學習成就感，因此能源教育議題的實施應搭配競賽活動，增進學生學習成效。