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| 摘要： |
| 在能源逐日匱乏的今日，除了我們日常慣用的石油及天然氣之外，亦應開始思考使用其他能源的可行性。在地球上，太陽可謂上天最大的恩賜，取之不盡、用之不竭的太陽能除了為大地帶來珍貴的熱能之外，稍加巧思，利用手邊唾手可得的器具，以及些許簡易的科學原理，便能製作可供食物炊煮的太陽能鍋。 |
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| 年級程度： |
| 四年級～六年級 |
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| 領域： |
| 自然與生活科技 |
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註：本單元資料由大地旅人環境教育工作室提供，並經由桃園縣內定國小趙泓祺老師重新編修。
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| 學習目標 |
學生能夠
‧能親手完成太陽能鍋的製作。
‧瞭解能源短缺之現況，以及開發綠色能源的可能性。
‧知曉不同顏色的物質材料，對於吸熱的表現也會有所不同。
‧尋找太陽能鍋中能量保存的方式。 |
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| 先備知識 |
‧瞭解日照可為萬物帶來熱量。
‧知曉食物烹煮需有加熱的過程。 |
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| 第一節：太陽能鍋之簡易科學原理（所需時間：40分鐘 ） |
教學流程
引起動機
．詢問學生在夏天及冬天時，穿哪些顏色的衣服較合適？
．為何衣服的顏色和身體的舒適程度有關？
．種植花朵的溫室是如何保持室內空間的溫度？
主要活動一：
1.準備3個保特瓶並將外層塑膠套撕下，並各裝約八分滿的自來水。
2.利用溫度計測量剛裝好水的瓶內溫度並紀錄至活動單的實驗前溫度欄。
3.將三個保特瓶的瓶蓋蓋上。
4.分別將黑色、白色、紅色的紙包在三個保特瓶外部，並用橡皮筋固定。
5.同時把三個保特瓶置於陽光底下，讓每個保特瓶皆可照射到陽光。
6.20分鐘後，打開三個保特瓶並測量溫度，紀錄至活動單內的實驗後溫度欄。
7.讓學童比較使用不同顏色的紙，何種顏色可讓溫度上升最多？何種顏色可讓溫度上升最少？並將結果記錄於活動單中。
8.回到引起動機的問題，在夏季、冬季時穿何種顏色的衣服較能讓身體適應氣候狀況？
9.引導學生回答活動單中之問題，可朝向紙箱類之環保材質、鋁箔紙之功用、白膠的使用、礦泉水瓶或玻璃罩、盛裝食物之玻璃器皿等方向思考。
主要活動二：模擬溫室
1.準備兩個碗，裡面裝約半碗的水，置放於戶外陽光直曬處，並在實驗前測量水的溫度，記錄於活動單中。
2.將切割好的五公升礦泉水瓶或缽型玻璃罩蓋在其中一個碗上方，使其形成一個小 型溫室。
3.經過 20 分鐘後，打開玻璃罩並測量兩個碗中水的溫度，紀錄至活動單中。
4.回到引起動機的問題，思考為何未加玻璃罩和加上玻璃罩的碗內水的溫度不同之原因。
延伸活動：
1.在日常生活中，是否還有其他與顏色吸熱程度不同之相關應用？
2.太陽能鍋的各個部位，是否有運用到哪些科學原理？
3.要使太陽能鍋能更順利的烹煮食物，還有哪些地方要特別注意的？（如面對太陽之角度、反光板面積、反光面材質、保溫機制、食物的多寡等等）
溫度（o C） |
包黑色紙保特瓶 |
包紅色紙保特瓶 |
包白色紙保特瓶 |
| 實驗前溫度 |
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| 實驗後溫度 |
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| 溫度變化 |
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溫度（o C） |
未加玻璃罩 |
加玻璃罩 |
| 實驗前溫度 |
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| 實驗後溫度 |
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| 溫度變化 |
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{材料篇} 選選看，我們製作太陽能鍋所需要的基本材料有哪些？
淺色的鍋子 深色的鍋子 保鮮膜 鋁箔紙
{功用篇} 說說看，基本材料的功用為何？
( )：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
( )：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
{應用篇} 動動腦：炎熱的夏天，頂著大太陽，同樣材質的衣服，你會怎麼選擇讓自己感到涼快一點?
深色的衣服
淺色的衣服
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| 第二節：折疊型太陽能鍋的製作（所需時間：40分鐘 ） |
引起動機:
1.詢問小朋友自己或家人是否有烹煮經驗？若有，試用何種方式烹煮食物？
2.展示太陽能鍋的成品及即將烹煮的食物，並引導學童思考如何利用簡易的材料及 科學原理製作太陽能鍋。
進行步驟:
1.將紙箱切割成如圖中形狀。 |
2.以封箱膠帶固定紙箱各個部位。 |
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3.混合白膠（或糨糊）與水約3：1比例。 |
4.將鋁箔紙反過來鋪平，並塗上調製好的白膠。（不要將塗料塗在紙板上，因為紙板很容易吸乾白膠，降低黏著性）。 |
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5.將塗上白膠的鋁箔紙黏貼於紙板上，並從一端向另一端平壓使之平坦。（建議有兩位同學互助，一人拉一邊慢慢貼上，否則不易黏貼） |
6.以相同方式將鋁箔紙黏貼於紙板的其他部位。（注意白膠的黏稠度，若塗上後會呈現水狀則太稀。） |
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7.初步完成後的太陽能鍋 |
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8.將黑色無毒壓克力顏料倒於另一個杯中，並與水以2：1比例混合。以混合後的黑色顏料塗於玻璃罐外側，待其乾燥，最好至少風乾兩三天才開始使用。
9.玻璃罐的罐口以鋁箔紙套住，以便烹煮時保存玻璃罐內之熱量。
10.將鐵網架或薄木板塗上黑色壓克力顏料。
11.將五公升裝的礦泉水平對半橫切，並把乾燥後的薄木板與玻璃罐置於其中，並將礦泉水瓶口包上鋁箔紙。礦泉水瓶亦可以缽型透明玻璃罩代替。
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| 第三節：能源短缺議題及綠色能源的可能性（所需時間：40分鐘） |
教學流程
進行步驟
1.將待烹煮食物置於玻璃罐內，整個玻璃罐再置於礦泉水瓶或缽型玻璃罩中（底面需墊薄木板或鐵網架），移動太陽能鍋至可曬到陽光處，並將整組器具置於太陽能鍋中心，調整紙板角度至陽光的反射角度恰可照射到玻璃罐為止。
 正在操作中的太陽能鍋
3.播放有關能源短缺及綠色能源介紹之簡報。
4.讓學生發表太陽能除了太陽能鍋之外，現今是否已有其他方面的應用？
5.太陽能除了現今的利用外，未來還可能在哪些領域可運用太陽能？
6.除了太陽能外，我們生活周遭還有哪些綠色能源可供利用？以回家作業的方式請小朋友蒐集相關資料，做成海報與班上同學分享？ |
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| 背景說明 |
太陽提供能量
太陽放射到地球的能量，每年約是13億仟卡的一兆倍，為人類全年所需能量的二萬六千倍，也就是說，人類只要能完全利用20分鐘的日照能量，便可以供應人類全年所需的能源。
製作原理
製作太陽能鍋的時候，須了解並應用三個自然原則：
1.光線照射到淺色或明亮的表面時，會被反射到另一個地方。
2.當太陽光照射在深色的表面會轉變成紅外線輻射（熱）。
3.陽光很容易穿過透明的窗戶，但紅外線輻射（熱）並不會如此，所以，熱可以被保存起來。
三種主要的太陽能鍋
1.箱型
基本上是一個頂部透明的保溫箱。有的把頂部傾向太陽。有的還加了幾片反光板。箱式太陽能鍋的好處是可以緩慢而均勻地烹調大量食品。反光板的面積最好在0.7平方公尺以上。箱型太陽能鍋一般說來，單鏡箱要瓦斯爐慢一倍。但因為烹煮過程不需要照顧，連開蓋防溢或者攪拌都不要，所以它比瓦斯爐要方便多了。
2.拋物面型
通常是用一個碟形的反光碗把陽光彙聚在鍋底。好處是和用火爐一樣快。缺點是不容易製造、需要經常調整以追隨太陽、並可能燒焦食物及傷害眼睛。反光板的面積最好在1.5平方公尺以上。傳統的拋物面太陽能鍋用起來和普通瓦斯爐相似。它在鍋底發熱。熱力強，煮得快。但食物會溢、會焦，要小心照看。
3.折疊型
把貼了鋁箔的紙板折成許多不同的形狀，使陽光集中於鍋上。因熱力有限，通常要用一個塑膠袋或玻璃罩把鍋套起來保溫。這種設計的好處是成本低廉，方便攜帶又不佔空間。折疊式太陽能鍋通常只能容納一口鍋，而且煮不了太多東西。但比單鏡箱要快些。有人發覺它加熱不均勻。有時要攪拌食物
重新認識太陽 作者：大地旅人環境教育工作室 孟磊
當你問一個人「什麼是太陽能？」的時候，絕大部分的人會不加思索地回答：「就是那種放在屋頂上的太陽能板呀！它可以把太陽光變成電！」。這個答案雖然也沒錯，但我們卻可以發現科技化的現代生活已經大大地削弱了我們認識與理解大自然的能力。其實，太陽能並非高科技的，不是人造的，也並不只是我們所理解的「電」。它純粹是從太陽來的能量(以光的方式存在)，我們不需要花錢買它，而且它也從沒有短缺的問題。每天每平方公尺的面積，約有2800仟卡的太陽能照射到地面，大約相當於正常人一天生存所需要來自食物的能量。
太陽能並不等於太陽光電。很早很早以前，人類就已發明了使用太陽能量的方法。這些方法不需要倚賴高科技以及複雜的生化理論。人類對於電的強烈需求，讓我們忘了有許多更簡易使用太陽能量的方法。將能源轉換成電力的過程中有許多能量被浪費掉，同時，也在使用電力的過程中製造了更多的問題，比如都市熱島效應。
要解決這些問題，其實最好的做法就是盡量先從源頭避免問題的發生。怎麼做呢？簡單的說，就是學習與太陽合作。在台灣的夏天，冷氣可以說是一般家庭最大的能源消耗。然而若我們懂得善用太陽光，我們可以在房屋週邊或上方種植遮陰植物，同樣可以達到空調的效果。一般家庭只要有朝向南方的窗戶，並懂得隨季節變換，運用較深色的強面或家具擺設，就能夠在冬天的日間照射到陽光，房子材質中的熱質會將太陽光轉為熱能儲存起來，當夜晚來臨，儲存的熱能會漸漸地往家裡散發，讓房子溫暖些。
學習與太陽合作的方法是一種低科技但又有效的省能方式，被廣泛稱為Passive Solar Technology，中文可譯為「合陽技術」。合陽技術最主要必須掌握幾個基本原則，包括光如何反射、熱的傳導、熱的保存以及熱的對流。只要了解你的居住環境，例如日出的位置，再配合合陽技術的原則，就可以有效達到省能的效果，這種低科技的省能設計也廣泛地運用在綠建築的設計上。事實上，「太陽能炊具」也是一種合陽技術的運用，「太陽能炊具」是運用一個能夠聚集陽光的亮面，把陽光反射聚集到一個黑色的鍋子上，透過熱的引進與保存就能夠將鍋中的水或食物煮沸。
全世界目前約有十萬人常常使用太陽能炊具煮食，而多數人使用這個方法的原因是：
．為了地球的健康：降低自己對非再生能源的依賴，以個人的力量，減少二氧化碳排放。
．人的健康：在許多國家，甚至是台灣的某些地方，例如原住民部落，仍有人使用薪柴煮食，因此使用太陽能煮食，能夠減少煙灰的吸入，且慢速烹調可以保存較多營養。
．改善婦女的生活：世界上有許多國家的婦女每天必須要花五六個小時到離家很遠的地方去撿拾木材，以準備一頓晚餐。使用太陽能炊具，能夠省去相當多的時間，讓這些婦女們有時間去識字、學習改善生活的技能，對於提昇她們的社會地位與應有的權益有莫大的幫助。
．享受快樂的環保生活：其實善用太陽來煮食，最大的益處是讓自己享受環保的簡樸生活和自己動手做的成就感。
台灣平均每人每年能源消耗量在2002年已高達4468公升油當量，每平方公里2750噸油當量，能源消耗密度居世界第一，顯示我們對能源需求量之大。然而我們所使用的能源高達97 ％是花大錢買能源，仰賴國外輸入。然而目前集中式的能源供給體系效率卻頗低，因此台灣能源問題其實非常大。雖然工業是目前台灣能源消耗的主因，但倘若我們坐視等待體制的改變，實在浪費了每天照射到台灣土地上的陽光！
如果家家戶戶能夠學習與太陽合作的概念，選擇省能的建築以及省能的烹煮方法，在夏天每個月省下冷氣電費和一桶瓦斯的費用，何樂而不為呢？
許多人問：「用太陽煮食需要多少時間？使用起來會不會不方便？」用太陽能炊具來煮食所需要的時間約是用瓦斯爐或電鍋的兩倍。一個設計良好的太陽能炊具在天氣良好的情況下約2-3個小時就能夠完全把食物煮熟，許多繁忙的都市人會說：「哇，那麼久！」，但是其實：
．準備食材的時間與方法都與一般烹飪一樣。
．在烹飪過程中，完全不需用電，也不需燃燒任何燃料，對於需要悶煮很久的食物，完全不需要照顧或攪拌，也不必擔心溢出來，在烹煮的過程中，你可以安心地去做其他的事！
所以，利用太陽光熱來烹飪煮並不會不方便，它只需要使用者細心學習原理以及一些使用上的技巧，配合上「習慣的改變」就能夠讓人們體會太陽的能量。
學會善用太陽吧！太陽能量不只是所謂的太陽光電而已！在跨國大企業和石油公司把油田抽光前，讓我們重新認識太陽，想一想有什麼我們自己動手，就能利用太陽能量的方法！畢竟，還沒有人敢跟我們抽太陽使用稅呢！
太陽能鍋使用方式
太陽能鍋裏的溫度可達到150℃，而烹調本身並不需要很高的溫度，在70℃保持15分鐘就能殺死所有細菌，82℃就能煮飯喔！
不過，在烹調前要注意一些重要的事情：
．不要讓毒性的材料 (如塑膠類、噴漆等) 直接接觸到食物。
．不要直接看發亮的反光板。
．鍋子很燙，最好戴上手套。
．小心玻璃的部分，注意不要打碎。
．鍋蓋要蓋緊喔。
哪些食物較適合呢？
使用太陽能鍋時，大多不需要加水烹調，因為平時使用瓦斯爐需要加水的原因，是因為瓦斯的火焰太大，容易導致食物燒焦，而太陽能鍋沒有這個問題，它的溫度足夠，但不會產生火焰，不過若是您風味上的需要，當然可以加水烹調；若是沒有必要，加水烹調反而會使烹煮時間增長，減低了太陽能鍋的效率。
此外，食材的量愈多，時間也會跟著增加。
．米飯、麥片、小米等
．豆子、五穀粥（記得先泡水幾個小時）
．蕃薯、馬鈴薯、南瓜（切小塊，不加水）
．雞蛋（不用加水）
．紅蘿蔔、根莖類的菜（不用加水）
．青菜（不用加水）
．湯
．雞肉、魚（照一般方法料理調味即可）
．所有的食物大小最好不要超過蛋的大小
（圖片：大地旅人環境教育工作室）
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