国立台中文华高级中学高瞻计画微藻生质能研究计画.docx

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1、國立臺中文華高級中學高瞻計畫─微藻生質能研究計畫石化能源蘊藏量有限、核能安全性堪慮，各國尋求替代能源需求日益迫切。生質能的開發應用為太陽能與風力之外各國關注焦點之一。第一代生質能源原料為糧食作物發酵產生之生質酒精與非糧食作物製作的生質柴油、第二代原料為非糧食原料或廢棄物，前者有與糧食爭地、造成糧價上揚之問題；後者則有栽植面積、原料不足、纖維素前處理成本過高之疑慮。除改善前二者之缺點，第三代生質能原料─藻類正逐漸受到各國重視。藻類構造簡單．具有光合效率高、生長週期短的特點，其中直徑小於l毫米的微藻是目前第三代生質能原料主要來源。本研究計畫欲以

2、微藻生質能之前瞻性融入高中生物課程，引導學生以微藻生質能為題瞭解現今生質能發展之方向及困境，並藉微藻體型小、空間需求少之優點將之養殖於高中實驗室，進行實驗教學及專題研究。一、融入課程單元：普通高級中學必修科目「基礎生物(2)(應用生物)」第肆章第三節「生質能源」二、課程實施對象：(一)第一年課程實施對象為高一數理資優班學生；(二)第二年擴展到全部高二第三類組學生；(三)第三年課程研究成果除用於本校高二學生，亦試用於其他合作學校(4臺中二中、國立大里高中、清水高中)學生。三、課程計畫項目以下課程中第四項「專題研究及小論文寫作」僅以高一數理資優

3、班學生為施行對象，其他部分第二年起實施於全部高二學生群。(一)設計以微藻生質能為主題之教材、教師引導手冊設計一份建立學生微藻生質能基本知識之教材及教師引導手冊。教材預計包含以下兩個部份：1.生質能概論內容規劃為：(1)生質能發展歷史背景、(2)一代、二代及三代生質能原料介紹及比較、(3)生質柴油及酒精提煉基本原理、(4)臺灣及全球生質能源發展現況。2.微藻生質能專論內容規劃為：(1)微藻生質能的優勢與缺點、(2)微藻細胞構造及代謝反應、(3)生質柴油及酒精提煉方式、(4)微藻養殖相關因子、(5)臺灣及全球生質能源發展現況等。(二)研發高中設

4、備環境可執行之微藻生質能相關實驗以臺灣原生藻類研發可在高中設備環境下進行的微藻生質能系列實驗，如讓學生以轉酯化方式提煉微藻生質柴油。目的為開發設備需求低、結果明顯易辨、時間易控制，能在高中課程中實際應用的實驗流程。(三)拍攝可用於課程之微藻生質能研究成果、未來展望簡介短片4藉助逢甲大學綠能中心的專業資源拍攝配合課程之微藻生質能簡介短片，提供情境讓學生能在短時間內對微藻生質能發展歷程、相關設備環境、目前發展成果與展望等有概略了解。(四)推行微藻生質能小組專題研究及小論文寫作結合逢甲大學綠能中心及相關研究室的專業資源引導學生進行專題研究或小論文

5、寫作，深入探討微藻生質能相關課題。此部分規劃以高一數理資優班學生為主要實施對象，於微藻生質能專論課程後實施。學生三人為一組，可選擇「生質酒精組」或「生質柴油組」進行比賽，競賽結果為同乾重微藻條件下產生最多生質酒精或生質柴油量組別勝利。學生須先進行文獻探討，查找改變微藻澱粉、醣類、脂質產量相關變因，以理論依據為基礎規劃實驗計畫並個別與老師報告。實驗材料可使用老師提供的微藻品種或自行尋找適合的種類。時間從一年級下學期中旬開始到二年級上學期中旬結束，期間學生必須定期向教師報告實驗進度，實驗器材需求由學校提供。流程圖如下：4(五)規劃生質能寒假營隊

6、活動，實地參觀各生質能研發單位配合本校寒假營隊活動規劃「綠色能源生物篇─生質能」營隊，帶領學生至逢甲大學綠能中心、農委會水產試驗所、工研院等單位參訪，瞭解生質能實際研究現況。四、成效評估(一)、以問卷方式對學生進行前測及後測，比較學生於課程施行前後對於微藻生質能相關概念瞭解程度。(二)、專題研究及小論文研究成果。五、實施時間表4