未來的能源明星:國小中年級能源教育教案

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1
國民小學中年級能源教育融入式教案 能源政策
教案名稱
未來的能源明星
融入領域
國小中年級
自然與生活科技領域
教學時間
15 分鐘
教育部自然
與生活科技
學習領域能
力指標
1-2-5-1 能運用表格、圖表(如解讀資料及登錄資料)
1-2-5-3 能由電話、報紙、圖書、網路與媒體獲得資訊。
5-2-1-2 能由探討活動獲得發現和新的認知,培養出信心及樂趣。
設計理念
自工業革命起化石燃料成為全球能量主要來源包括了煤石油天然氣的大量開採與利
造就了現今科技便利的生活但高價位能源預言了能源枯竭的危機全球暖化也突顯
了化石燃料帶來的環境副作用如何維持科技生活又能兼顧環境友善新興能源的開發和
突破成為下一場能源革命的關鍵。
因此本單元期待透過自主閱讀分組學習研討辯思的方式帶動學生認識「新興能源」
讓學生探討各種新興能源的優勢與限制,理解未來科技發展首要建立在環境友善的基礎
並同時考量能源效率的達成符合經濟發展的考量也希望學生能發揮創造力和科學
力,找到能源新議題透過科學實踐改善目前能源發展之困境,亦或透過生活選擇,選用
潔淨能源產品或落實節能生活,發揮公民影響力帶動未來優質生活。
能源教育
能力指標
3-2-1 能瞭解什麼是新興能源。
3-2-2 能瞭解新興能源的種類。
教學目標
1.認識新興能源。
2.瞭解新興能源的種類。
建議融入時機
(建議四年級融入更適合)
版本
年級
單元 次單元 次次單元 課本提及內容(融入點) 頁碼
南一 3 單元 2-
運輸工具
活動 1-運輸
工具的種類
與特性
電動機車主要是用電推動,所以較無汙染。 24
南一 3 單元 2-
運輸工具 習作 介紹太陽能車。 12
翰林 4 單元 3-
運輸工具
與能源
3-2 能源與生
認識能源
運輸工具的動力來源:汽車、電動機車、捷運列
車、太陽能車。可產生能量供人們使用的資源就
稱為能源能源在生活中的用途檯燈發光、
瓦斯爐產生熱等。臺灣主要發電方式為火力發
電、其次是核能發電及水力發電。
62-63
2
教學準備
【教學材料】
1示範實驗器材:海水電池發電組-海水或 10%濃度食鹽水、備長碳(片狀、柱狀、
塊狀皆可)鋁箔(鋁片鋁箔包鋁箔紙皆可)紗布(或廚房紙巾)電線
(含鱷魚夾) LED 燈(或馬達)三用電錶
2、教學器材:電腦、實物投影機、單槍投影機
【教師先備知識】
1 本單元著重在新興能源之介紹,教師宜參考列舉之教材,精熟新興能源的定義、種類
及目前發展現況,以了解各種新興能源之發展優勢與限制,才能用深入淺出的方式帶
領學生理解新興能源議題。
2 教師精熟海水電池的製作,並事先研究葉綠素電池等新能源議題。
3 教師事先閱讀創新科技的能源議題,例如:氫能源發展、太陽能塗料等。
【學生先備知識】
1 學生已從課本瞭解運輸工具與能源的關係,並瞭解運輸工具的發展已從早期人力、獸
力演進至大量使用化石燃料,目前更朝向新興能源(如:太陽能)發展與創新。
2 學生理解「可產生能量供人們使用的資源」就稱為能源,能源提供人類生活許多便利
且多元的用途,如:室內照明、瓦斯爐產生熱等。
3 學生認識臺灣主要發電方式為火力發電、其次是核能發電及水力發電。
4 本單元課前準備
於正式課程實施時,請利用早自修晨讀時間,讓學生
提早二週
閱讀補充讀物(國語日
-地球新希望,再生能源報導
),並於教室準備
各種能源展示圖片或發電示範教具組。
【若早自修導師
無法配合可調整安排讓學生事先作為課後/間閱讀
每天提撥十分鐘靜心閱讀一篇
請至-能源教育資訊網/教育專刊/102 年專刊
(如右圖示,網址如下)
http://energy.mt.ntnu.edu.tw/CH/CH_Magazine.aspx?cid=30&cchk=d39f8255-9182-481a-be82-2989206
4c709
●國語日報-地球新希望:再生能源(請準備 9種主題如下)
(1)太陽能發電 (2)太陽熱能 (3)風力發電
(4)水力發電 (5)氫能與燃料電池 (6)生質能源
(7)海洋能源 (8)地熱能 (9)創意科技
教學活動內容
◎於正式課程中融入的時機說明學生學習運輸工具單元後瞭解能源提供
科技動力便利現代生活透過討論分析瞭解化石燃料的危機對環境汙染的
影響後進行融入。
時長
【引起動機】
瞭解日新月異的交通工具後小朋友們有沒有發現未來的交通工具發展
傾向使用新興能源。除了課本提到的太陽能車,像是高雄市的生質柴油公
車、氫能源公車等也都採用了新興能源。
沒錯!新興能源(Emerging Energy)是指相對於傳統能源(煤炭、石油
天然氣等)之新能源或是綠色能源(Green Energy)替代能源(A
lternative
1分鐘
3
Energy)、再生能源(Renewable Energy)等,直接或間接來自太陽或地球內
部所產生熱能的各種能源形式例如:太陽能、風力能、水力能生質能、
地熱能海洋能及由再生能源衍生出來的生物燃料和氫能它們可都是未
來能源發展關注的焦點,讓我們一起認識能源世界的未來明星吧!
【發展活動】能源大明星
由學生閱讀報紙文章,學習新興能源種類瞭解
其優點限制與科技應用再由教師示範科學實驗課後讓學生提出創意科
學運用。
1、教師講解:(分組合作學習策略)
(1)以分組方式進行每組發放一份國語日報補充教材(
)及每人一份
學習單。
●國語日報-地球新希望:再生能源(請準備 9種主題如下)
(1)太陽能發電 (2)太陽熱能 (3)風力發電
(4)水力發電 (5)氫能與燃料電池 (6)生質能源
(7)海洋能源 (8)地熱能 (9)創意科技
(2)老師說明並指導學習單「附件一」填寫方式目的要能找出新興能源
對應的優點、限制與科技應用,完成後請設計自己的科學發明。
(3)討論撰寫時間共計五分鐘前三分鐘請學生先獨立撰寫(可參照國語
日報文章),後二分鐘由小組長帶領小組討論,並分享自己的創意科
學發明。
2、討論與思辯(教師提問)
(1)說說看,為什麼要努力發展「新興能源」?
→傳統化石能源有限,若不開發新能源,能源危機帶來戰爭與危
險;化石能源排放二氧化碳及汙染物,造成環境汙染需要替代方
案來改善。
(2)新興能源大部分都有什麼優點?有什麼限制?
→優點減少溫室氣體排放環境污染程度少再生能源有取之不
盡、用之不竭的優勢
→限制:技術尚未成熟,開發成本較高
(3)思考並討論開發「新興能源」的條件?
→配合環境特性(日照量、風力強弱…)、科學技術進行開發
(4)教師舉例說明各種新興能源的優缺點,同時檢討學習單(
請參考附件
)
(5)能源發展是國家政策,
瞭解新興能源對小朋友有什麼影響
?小朋友又
可以對世界帶來什麼影響?
→發明創造:
小朋友可以發揮創意,發明使用新興能源的產品(可邀
請小朋友發表學習單中,自己設計的能源科技發明)
→回歸節能
就算開發更多新能源仍應回歸落實節能生活簡少浪
費,降低耗能,並鼓勵朋友、家人參與。
→支持企業機關節能作為
選購或使用潔淨無汙染的能源產品
1分鐘
5分鐘
4分鐘
國語日報文
章一式九份
6
學習單附件
(每生一張)
4
購買行動支持企業投入潔淨能源的開發產品支持重視節能的企
業或機關,帶動節能促進。
3、教師實驗-介紹並示範「海水電池製作」(步驟詳如附件二)
(1)台灣四面環海有豐富的海洋資源而電池又是小朋友日常生活中經
常使用的生活用品只是電池帶來的汙染對環境影響甚劇不妨自己
自製潔淨無汙染的海水電池來使用,更能落實環保節能生活。
(2)教師利用一分鐘時間示範海水電池的製作。
(3)海水電池雖然環保容易製作然每單位海水電池的電壓電流較小
須使用串連方式才能提供較多電力且穩定度仍不及市售電池未來
還需投入研究加以改良。
(4)延伸學習:展示其它電池作法(擇一播放即可)
葉綠素電池 (案例 1)https://www.youtube.com【點選超連結】
71.葉綠素電池(案例 2)https://www.youtube.com【點選超連結
綜合活動
1教師歸納:新興能源的出現可以解決化石能源枯竭的問題,也可以減緩
原來環境汙染(空氣汙染、溫室效應),但是任何能源都有其優點與限
所以未來仍要持續發揮創造力和科學力提昇新興能源的開發並提昇
使用能源使用效率更重要的是仍要落實節能生活適度並合理使用能源,
才能在享受科技便利時,也共同守護我們居住的地球。
請學生完成附件一學習單
3分鐘
1分鐘
實物投影機
單槍投影機
參考資料
能源教育資訊網/教育專刊/102 年專刊(104.12.08 查詢)
http://energy.mt.ntnu.edu.tw
能源教育資訊網/能源與節能知識/能源知識/能源種類(104.12.08 查詢)
http://energy.mt.ntnu.edu.tw
經濟部能源局/能源報導/2015 07 月能源報導(104.12.08 查詢)
http://energymonthly.tier.org.tw/index.asp
經濟部能源局/能源報導/2015 07 月能源報導 海洋新能源─懸浮點吸收式波浪發電
技術 (104.12.08 查詢)
http://energymonthly.tier.org.tw
能源通識站(104.12.08 查詢)
https://www.ls-energy.hk
科學人雜誌/編輯推薦/2012 /其他 仿效葉綠素 捕捉太陽能 (104.12.08 查詢)
http://sa.ylib.com
5
附件一
未未未未未未未未未未未未未未未未未
未未未未:______未未_______ 未未 未未___________
未未未,未未未未未未未未未未未未未未未未未未?未未未未未未未未未未未
( )
未、 未未未未未未未未未未未未
類別
能源種類
優點
限制/需要突破
科技應用
傳統
能源
石油
天然氣
開採技術較成熟,相較
於新興能源發電成本低
蘊藏量有限,且化石燃料燃燒
時,產生(填代號: )
影響環境
1. (填代號: )-火力發電
2. 天然氣-家庭烹飪燃料
3. 石油-可提煉汽柴油使用
新興
能源
太陽能
(填代號: )
(填代號: )
太陽能車、太陽能熱水
風力能
再生能源中最經濟的一
(填代號: )
風力發電
水力能
再生能源,全世界每年
水力發電生產占 20%
電力
建造時會影響
(填代號: ) 水力發電
地熱能
蘊藏量豐富,不受天氣
影響的綠色能源
地熱區有可能是危險的火山
噴發場,需注意安全
台灣在宜蘭清水設置第一座
熱發電場
海洋能
海洋面積占地球七成,
蘊藏量豐的潔淨能源
開發技術困難,目前只有(
代號: )可商業運轉
海洋(填代號:______)、波浪、
海流、鹽差都能利用來發電
生質能
可解決農作物殘渣、城
未未及工業廢水問
早期使用糧食作為發電
料,造 ( 號: )
(填代號 ) 酒精汽油
氫能
氫是自然界存在最普遍
的元素,容易取得
(填代號: )
可製成氫燃料電池
未、 未未未未
未未
認識了許多新興
能源後請你設計
一個使用新興能
源的產品(或任何
應用)當個創意科
學家吧!
.受到晝夜和氣候的影響 B.取之不盡的再生能源 C. .風太強或太微弱都無法發電 .環境生態
.儲存與運送要注意,否則有爆炸疑慮 .糧食短缺 .二氧化碳及汙染物 .溫差 .生質柴油
6
7
附件二
海水電池 教具
材料、工具清單:
1.海水或 10%濃度食鹽水
2.備長碳(片狀、柱狀、塊狀皆可)
3.鋁箔(鋁片、鋁箔包、鋁箔紙…)
4.紗布(或廚房紙巾)
5.電線(鱷魚夾)
6.馬達(或 LED 燈)
7.三用電錶
「海水電池」組裝步驟圖說:
步驟一 步驟二 步驟三
1.準備海水或調製 10%濃度食
鹽水(如:100g +900cc
水)
1.用滴管將海水滴於紗布上
2.紗布包覆備長碳,再包覆鋁
箔紙
1.將備長碳作為正極,鋁箔為
負極,接上馬達並完成通路,
可順利啟動小馬達(或 LED 燈)
其他作法(一) 其他作法(二) 其他作法(三)
1.或使用顆粒狀備長碳,中間
以海水滴紗布和鋁箔接合
2.再以串連方式提高電力。
1.利用 薄片狀備長碳 取代柱
狀備長碳,攜帶更方便
2.單組海水電池可達約 0.8V
1.也可將備長碳削為電池大小
之長柱狀,以小塊紗布和鋁箔
接合,亦可順利發電
2.可用電池串連方式提高電
力,圖為兩組海水電池串連,
可達 1.3V
8
附件三
未未未未未未(未未未未未未)
未未未未:______未未_______ 未未 未未___________
未未未,未未未未未,未未未未未未未未未未未未未?未未未未未未未未未( )
未、 未未未未未未未未未未未未
類別
能源種類
優點
限制/需要突破
科技應用
傳統
能源
石油
天然氣
開採技術較成熟,相
於新興能源發電成本
蘊藏量有限,且化石燃料燃燒
產生 .二氧化碳及汙染物
,影響環境
1. C.-火力發電
2. 天然氣-家庭烹飪燃料
3. 石油-可提煉汽柴油使用
新興
能源
太陽能
B.取之不盡的再生能
.受到晝夜和氣候的影響
太陽能車、太陽能熱水
風力能
再生能源中最經濟的
一種
D風太強或太微弱都無法發電
風力發電
水力能
再生能源全世界每年
水力發電生產占 20%
電力
建造時會影響 .環境生
水力發電
地熱能
蘊藏量豐富不受天氣
影響的綠色能源
地熱區有可能是危險的火山
發場,需注意安全
台灣在 宜蘭 清水設置第一座
地熱發電場
海洋能
海洋面積占地球七
蘊藏量豐的潔淨能
開發技術困難,目前只
潮汐能 可商業運轉
海洋 I.溫差 、波浪、海流、鹽
差都能利用來發電
生質能
可解決農作物殘渣
市垃及工業廢水
早期使用糧食作為發電原料,
造成 .糧食短缺
J.生質柴油、酒精汽油
氫能
氫是自然界存在最普
遍的元素,容易取得
. 儲存與運送要注意,否則
有爆炸疑慮
可製成氫燃料電池
未、 未未未未未未
認識了許多新興能源後
你設計一個使用新興能源
的產品(或任何應用),當個
創意科學家吧!
.受到晝夜和氣候的影響 B.取之不盡的再生能源 C. .風太強或太微弱都無法發電 .環境生態
.儲存與運送要注意,否則有爆炸疑慮 .糧食短缺 .二氧化碳及汙染物 .溫差 .生質柴油
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