國中地球科學課程中的環境變遷教育


文/謝隆欽

「人類為什麼見死不救?」
「他們不知道事情會變成這樣。」蜜蒂兒回答。
「錯!」瓦金說。他的臉色像雲朵一樣蒼白。「他們知道,但視而不見。」
(Christophe Galfard,2011)

以上這段簡短的對話,引自2011年出版的法文小說”Le Prince des nuages ”(臺灣譯作「雲王國三部曲」,臺灣中文版於2014年發行),每年進行到永續發展、地球環境變遷的課程之時,這段文字總是如暮鼓晨鐘般,深刻地警醒著我:該當喚起學子們對全球環境變遷的敏察,不再視而不見!

經歷數次的教育改革,全球變遷的議題也隨著新的課程標準及課程綱要,陸陸續續成為臺灣每位國中學子的共同記憶。

筆者就讀國中的時候(1990年代),還有上、下兩冊,共12章的地球科學課程;地球環境變遷的課程被安排在上冊的起始章節(第一章),以及下冊的最後一個章節(第十二章):

上冊第一章「我們的地球」
1-1 太空中的地球
1-2 變動的地球
1-3 珍惜地球資源

下冊第十二章「全球變遷」
12-1 氣候與冰期
12-2 牽一髮動全身的地球
12-3 全球環境

筆者對國中地球科學的課程內容早已淡忘,只記得在高中物理、化學、生物、地球科學等科學課程中,即特別獨鍾地球科學,對於天文、地質、海洋、大氣……等主題悠然嚮往,樂此不疲,尤其在那聯考的年代,地球科學是沒被納入升學考試的科目。想必筆者在國中時的地球科學課程當中,即已被潛移默化,播下種子。

時光荏苒,再歷高中、大學師資培育、實習、服役,筆者初出茅蘆之時(2000年代),國中現場還有一本國立編譯館主編的地球科學課本(圖1),源自1994年的教育部「國民中學地球科學課程標準」,並於1999年全面試用;這個時期的課程時數只剩每週一節,課本早年還有八章,後來也刪減成只有七章(刪除第八章:天然災害與防治),侷限的教材內容中,主要僅提及大氣的組成和天氣的變化(第五章:守護地球的大氣;第六章:多變的天氣),並未著墨在氣候與環境的變遷。


圖1. 國立編譯館國民中學地球科學全一冊課本(2000年代)

2004年起,臺灣的國中教學現場,不再有定於一尊的國立編譯館課本,而是開放由民間出版社自行依課程標準撰寫教科書,並將國小六年,國中三年,設計合併成為「九年一貫課程」;習慣稱呼中的國一~國三,也因接續自國小六年級,而被稱呼為七~九年級。此時的國中地球科學,改被納在「自然與生活科技」領域當中,而其中主要的環境變遷學科知識,被安排在第六冊,即國三下學期。作為即將送別學生們的畢業禮物,各版教科書的地球環境變遷多以「永續發展」為大標題,頗有「實用入世」與「展望未來」等集大成的壓軸作用,編著作者們多取天然災害、環境污染、聖嬰現象、全球暖化等主要題材,都是學子們在可預見的未來,必需切身面對的調適問題。

2014年11月,教育部頒布了「十二年國民基本教育課程綱要總綱」;2018年11月,再頒布了「十二年國民基本教育課程綱要-自然科學領域」(常被簡稱為「108課綱」、「自然領綱」),自2019年8月起,自小學一年級、國中一年級、高中一年級逐年實行新課程,臺灣再進入「十二年國教」的全新時代。國中被劃歸「第四學習階段」,其中自然科學領域的學習內容有13大主題,其中與環境變遷有關的主題眾多,如:科學、科技、社會及人文(M)項下有「環境汙染與防治(Me)」;而資源與永續發展(N)項下有「永續發展與資源的利用(Na)」、「氣候變遷之影響與調適(Nb)」、「能源的開發與利用(Nc)」等。而自然科學的三大跨科主題中,也有一個主題是「全球氣候變遷與調適」。時移勢易,環境變遷教育已不再僅限於「全球暖化」而已,而更關注資源的利用與能源的開發,以及如何「調適」的具體作為。

而除了「教材」的改朝換代,知識的載體也早已從書本、電子書、影音到直播……「教法」上也早已隨著典範的轉移和科技的進展,從講述、分組、翻轉、探究到素養導向……等,精彩紛呈。各類資訊已能在彈指間輕易取得,教學者與學習者間的互動和定位也已然劇變。

不變的,仍是考試領導教學。

無論多年前的高中聯考、國中學生基本學力測驗(The Basic Competence Test for Junior High School Students),或是當今的國中教育會考(Comprehensive Assessment Program for Junior High School Students),環境變遷主題的教學,都正逢國中學生即將面對升學考試的時候。面對緊張的家長、校長、主任及考生,為師需得面對升學考試的現實,有效率地因時制宜。

我嘗試的作法是在有限的教學時數中,以既有課本教材為出發點,輔以各種多媒體、新媒體提供即時的環境現況,或近期的環境變遷新聞事件,著重「意識」(awareness)的建立,盼能讓學子從中察覺環境變化的事實(現在進行式),從而理解課本中環境變遷的脈絡(很多學生可能還認為那是未來式)。由基本知識的掌握,進而建構起正確、紮實、實用的觀念,如「天氣」(weather)與「氣候」(climate)概念與時空尺度的差別,「溫室效應」(greenhouse effect)與「全球暖化」(global warming)的異同,「減緩」(mitigation)與「調適」(adaptation)是兩種不同目的與思維的應對作法,「史上最熱一年」一直破紀錄的意義.......等。

更可望在既有的課本教材之外,引介大氣二氧化碳濃度近即時網站、臺灣氣候變遷推估資訊與調適知識平台(TCCIP)、每年底的COP國際會議......等資源,鼓勵學子成為終身學習者,讓學子們從教室中連結到課堂外,日後能隨時更新腦海中環境變遷的知識,迎接未來離開校園後,所需面對的萬變挑戰!

以下是我常在課堂上介紹給學生的資源:

1.現在的二氧化碳濃度(圖2〜5)

圖2. 現在的二氧化碳濃度,數值是由NOAA位在美國夏威夷大島毛納洛亞峰(MAUNA LOA)上的監測站所測得


圖3. 2018年作者參加科博館活動,造訪NOAA位在美國夏威夷大島毛納洛亞峰(MAUNA LOA)上的監測站。


圖4. 位於MAUNA LOA峰上的Keeling Building牆上的銘版,呈現了1958~1997年地球大氣中二氧化碳的濃度變化,即為著名的基林曲線(Keeling Curve)。


圖5. 1958〜2019年地球大氣中二氧化碳濃度的變化,可見明顯的上升趨勢;雖然Keeling已於2005年辭世,但二氧化碳濃度的監測工作仍然持續進行,迄今不輟

目前學生們在課本上讀到地球大氣中二氧化碳的濃度約是0.03 %,也就是300 P.P.M.,但實際上這數值在近年來早已不合時宜。我會直接用教室電腦連上網站,在開啟畫面之前,請同學們先猜猜看現在大氣中二氧化碳的濃度是多少,大致整理幾位同學提供的答案之後,再公告這NOAA位在美國夏威夷大島毛納洛亞峰(MAUNA LOA)上的監測站所提供的二氧化碳濃度訊息,相信能為同學們帶來相當的衝擊!而著名的基林曲線(Keeling Curve)季節性的起落及測量方式,更是說故事引同學們入勝的好題材!

2.臺灣氣候變遷推估資訊與調適知識平台(Taiwan Climate Change Projection Information and Adaptation Knowledge Platform, TCCIP;圖6、7)

由科技部國家災害防救科技中心(National Science and Technology Center for Disaster Reduction,NCDR)維護營運的知識平台,在「資料服務站」選單中,視覺化地呈現出臺灣各地的「過去變遷」與「未來推估」,相當適合在課堂上展示給學生,讓學生融入變遷的情境當中。若再輔以該平台提供的影音短片(如「一分鐘看懂臺灣氣候變遷科學報告2017」:https://youtu.be/7c2LIsqbd-c),則更提供了符合新世代學子汲取資訊的新管道。


圖6. 臺灣氣候變遷推估資訊與調適知識平台 (TCCIP) 「資料服務站」選單中的「未來推估」,可在左側地圖點選學校所在地,即可呈現該地未來氣溫推估曲線。


圖7. 引自臺灣氣候變遷推估資訊與調適知識平台(TCCIP)出版品/影音/「一分鐘看懂臺灣氣候變遷科學報告2017」

3.IPCC氣候變遷評估報告第五版AR5(2014)第六版AR6(2022)(圖8,9)

圖8. IPCC氣候變遷評估報告第五版AR5(2014)(引自IPCC)

IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)是跨政府氣候變遷專家委員會,由全球上百國、數千位氣候科學家共同合作,自1990年起出版第一份的氣候變遷評估報告(assessment report)後,每隔幾年就會匯整新近觀測與模式資料,陸續在1995、2001、2007、2014公布氣候變遷評估報告,國內也都有熱心公益的先進們快速將原文報告翻譯為中文版,可供教師們取材作為上課教學使用。報告中的圖表十分簡明易懂,我常截取其中部份在課堂上作說明,也是很適合作為素養導向試題的好材料。目前最新的版本是2014年的第五版(AR5),IPCC預計在2022年公布第六版(AR6)。IPCC與美國前副總統高爾共同獲頒2007年諾貝爾和平獎,以表彰他們喚起大眾人為氣候變遷(man-made climate change)意識的貢獻,也是激勵學生見賢思齊、勇於面對「不願面對真相」的典範。


圖9. IPCC氣候變遷評估報告第五版AR5(2014)中的圖,簡明地對比呈現出「地表氣溫」(上圖a)及平均降水量(下圖b)的預估變化,相信對國中生而言也能觀察對照

4. COP26


圖10. COP 26,第26屆「聯合國氣候變遷綱要公約」締約國會議,2020年在英國Glasgow舉行。

聯合國於 1992年通過「聯合國氣候變遷綱要公約」(UNFCCC),自1995年起,於每年年底召開 Conference of the Parties (COP) of the UN Framework Convention on Climate Change 國際會議(約於11~12月間),至2019年為第25屆,The 25th session of the Conference of the Parties,即為COP 25,在西班牙馬德里;2020年為第26屆,即為COP 26,在英國Glasgow舉行。如此國際會議雖然離大部份國中同學尚稱遙遠,但讓學子們早日知悉有此氣候變遷主題之國際年度聚會,當裨益於十數年後整個世代對此議題的關注,有助於讓臺灣不自外於國際社群,更可望為師播下的種子,茁壯成材成林,屆時進而更有創意與動能,足資改變當前國際間踽踽難行的氛圍!

地科教室的冷氣突然變得不冷了,我向總務處報修,工友先生來看過之後,說冷氣機沒問題,下結論說:「這是全球暖化......」我當下立即回覆:「臺灣一百年來升溫1.4度,這應該是冷氣機有問題吧?」然後,他就願意請冷氣機廠商來檢修了。

這是我在生活中運用到環境變遷知識的實例,也盼學子們在學過地球環境變遷的課程之後,能在高中選擇類組、升大學評估科系之時,如為師般心存環境變遷的脈絡,發現地球系統的環環相扣,在地球科學的知識基礎上,看見暖化大勢與未來職業的起伏消長,及早慎思與應對。

國中畢業約15歲,十年後的25歲,多數學生將成為各行各業的新鮮人;二十年後的35歲,臺灣社會即將由他們扛起!期盼屆時的他們,有足夠的智慧與能力,面對當代能源的轉型及產業的挑戰,作出有遠見的選擇。究天人之際,窮古今之變,在對的時候,用對的方法,作對的事情,順天應人,入世濟人!

「Le Prince des nuages 」 小說中還有一段文字:

特里斯坦想起小時候母親曾告訴他:「地球像是一棟漂浮在宇宙中的小屋,保護我們不受來自太空的侵害,滋養我們,給我們空氣。特里斯坦,你要牢牢記住這件事。像這樣的小屋,我們只有一棟,而我們已經把它耗損得很殘破了。」

祈願在變遷的環境中,我們的教育都能讓學子們有如此的發現與覺醒!

 參考文獻



謝隆欽
國立中山大學附屬國光高級中學教師
地球星期三Earth WED教師成長社群