十二年國教地科教師可能十二年國教地科教師可能關心議題關心議題

全國地科教師北區研習全國地科教師北區研習

陳 泰 然陳 泰 然臺大講座 臺大講座 // 終身特聘教授 終身特聘教授

國立臺灣大學大氣科學系國立臺灣大學大氣科學系時間：時間： 102102 年年 1010 月 月 1818 日（五）下午日（五）下午 1414 ：： 0000 ～～ 1616 ：： 00 00

地點：台北市立天文科學教育館第一演講室地點：台北市立天文科學教育館第一演講室

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一、全球暖化、氣候變異（遷）及災害防治一、全球暖化、氣候變異（遷）及災害防治

三、三、 1212 年國教之年國教之 9999 課綱微調，地科教師是否課綱微調，地科教師是否 需要研習需要研習

六、地科教學方法六、地科教學方法

五、五、 1212 年國教對教師、教材及教法的期年國教對教師、教材及教法的期待待

四、對研擬中四、對研擬中 1212 年國教地科新課綱的期待年國教地科新課綱的期待

二、地科課綱微調二、地科課綱微調

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• 全球暖化先知：阿瑞尼士 (S. A. Arrhenius ； 1903 年 諾貝爾化學獎）於 20 世紀初提出 CO2 對氣候暖化影響， 但未受重視，至 1970’s 仍有許多科學家認為全球溫度 往小冰期方向前進。

• AR4 （ 2007 年 IPCC/ Fourth Assessment Report ）指出 全球暖化，全球於 1906-2005 年這 100 年平均溫度上升 0.74 ℃ （ AR3 指出 1901-2000 年上升 0.6 ℃ ）， 北半球高緯較其他地區上升幅度大，陸地變暖速度較 海洋大。

一、全球暖化、氣候變異（遷）及災害防治一、全球暖化、氣候變異（遷）及災害防治1. 全球暖化

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全球平均氣溫上升趨勢

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• AR4 指出全球海平面上升，其上升情況與氣候暖化 情況一致。例如太平洋上吉里巴斯有一島嶼 1998年 已被海水完全淹沒，吐瓦魯也面臨被淹沒危機。• AR4 指出北極海冰縮小， 1978 年以來的衛星觀測顯示 北極海冰面積以每 10 年 2.7% 速度縮小，夏天更明顯為 每 10 年 7.4% 。• AR4 指出「洪者愈洪、旱者愈旱」的情況愈來愈明顯， 南北美東部、北歐、亞洲北部及中亞等地區降水顯著 增加，撒哈拉、地中海、非洲南部及南亞等地區降水 減少。 5

• 2005 年世界銀行年刊“天然災害熱點”：臺灣有 73% (99%) 土地面積與人口，面臨 3 項（ 2 項）以上天然災害 威脅。

• 臺灣近年來，不僅暖化趨勢顯著，在降雨強度與不降雨 日數均有增加趨勢，呈現暴雨及乾旱頻率增加之氣候 變異特性。

• 2011 年英國風險評估公司 (Maplecrofts Global risks Managemen) 自然災害風險圖譜 (Natural Hazards Risk Atlas 2011 ) 「天然災害造成的傷害」風險之評估結果， 屬於極高風險等級的四個國家：美國、日本、中國大陸 及臺灣。

2. 氣候變異（遷）

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全臺平均溫度上升趨勢（ 1897-2008 年）

(1) 在溫度方面• 平均溫度與高溫日增加，低溫日減少 近百年來全臺平均氣溫上升 0.8 ℃（都會區 1.4 ℃，山區 0.6 ℃），較全球暖化 0.74 ℃為大。近百年最高溫超過 30 ℃日數全臺平均增加 28 天，近 50 年最低溫低於 10 ℃ 日數山區減少 19 天，平地減少 1 天。

(CWB) 7

(2) 在降雨方面• 不降雨日數與降雨強度增加 全臺各地區降雨時數與降雨日數均減少，但整體降雨量 無大改變，降雨強度增加。臺灣 8 個代表性測站近百年 不降雨日數均增加。

臺灣近百年來不降雨日數改變量( 游 , 2007) 8

年最大日雨量歷史基期年最大日雨量最近十年

年最大日雨量變異比值

)19981960(

)20081999(

R

水資源區分 東區 北區 中區 南區

R 1.02 1.14 1.20 1.28

( 台灣 67 個雨量站近百年資料 ) ( 陳與游 , 2009)

• 除花蓮、宜蘭之外，近 10 年來之年最大日降雨量 均增加。

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• 台灣年平均降雨量有旱澇加劇之趨勢• 台灣年平均降雨量有旱澇加劇之趨勢

2009 年2,489

近年平均值近年平均值但旱澇交替但旱澇交替

6060 年來年來( 黃 , 2011)

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1. 1959 年的八七水災：降雨中心在斗六梅林，24 小時 1001毫米。

2. 1996 年 8 月賀伯颱風：降雨中心在阿里山，48 小時 1940毫米。

3. 2009 年八八水災：降雨中心仍在阿里山， 72 小時 2965毫米。

• 降雨量規模變大

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(3) 在颱風方面• 近年侵臺颱風增加 近百年侵臺颱風次數有減少趨勢，但近 40 年來，呈上升 趨勢，除長期趨勢外，年代際變化亦明顯。 1990 年代後期 以來，西北太平洋颱風減少，但侵臺颱風增加，可能因此 期間西北太平洋暖池突然增暖且季風槽增強，導致颱風 路徑偏向臺灣。

臺灣地區近百年來侵臺颱風次數歷年變化圖。(李與賈 , 2008) 12

臺灣地區 1992-1998 年（左上）及 2000-2007 年（右上），侵臺颱風個數與路徑圖。左下為前期減去後期之路徑密度差異，右下為累積氣旋能量（即颱風活躍度）差異。 (李與賈 , 2008) 13

• 極端強降雨侵台颱風之頻率增加 2000 年前發生極端強降雨颱風的頻率約 3-4 年一次左右；

2000 年後發生頻率增加為平均每年發生一次。

圖中所標示之颱風大多帶來兩位數以上的人員傷亡與重大經濟損失

(Prepared by NCDR)

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• 馬總統對於災害防救的重視，指示國軍： 救災視同作戰救災就是作戰 超前部署、預置兵力、隨時防救 不待命令，主動支援

• 99 年 8 月災害防救法修增訂第 34條 「直轄市、縣（市）政府及中央災害防救業務主管機關， 無法因應災害處理時，得申請國軍支援。但發生重大災害時 ，國軍部隊應主動協助災害防救。」 「國軍得依前項災害防救需要，運用應召之後備軍人支援 災害防救。」

國軍由「接受申請、支援」轉換為 「主動、協調執行」角色（配角主角）

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(4) 在梅雨方面

臺灣地區梅雨季之平均時降雨強度、日降雨強度、豪 (≧ 130 mmd-1) 大 (≧ 50 mmd-1) 雨及大豪雨 (≧ 200 mmd-1)發生頻率等，後期 (2001-2010)

與前期 (1993-2000) 之差異為何？

Q ：氣候變遷下，臺灣地區梅雨特徵有無變化？

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西南部平均時降雨強度顯著增大。 西南部日降雨強度顯著增大。

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西南部豪雨出現頻率顯著增大。 西南部豪大雨出現頻率顯著增大。

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西南部 72 個雨量站分布。

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　 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 100515 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00516 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00517 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 00518 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00519 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00520 0 0 0 0 0 0 0 0 20 0 0 0 0 0 0 0 0 00521 0 0 0 0 0 0 0 0 6 0 0 0 0 0 0 0 0 00522 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00523 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 50524 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00525 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00526 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00527 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00528 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00529 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 0 0 0 20530 0 0 0 0 0 0 0 0 5 0 0 0 0 0 0 0 0 00531 0 1 0 0 0 0 0 0 5 0 0 0 0 0 0 0 0 00601 0 7 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00602 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00603 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 6 0 0 0 0 00604 0 0 0 0 10 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 00605 0 0 0 0 11 6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 0 00606 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00607 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 51 0 0 0 0 0 0 00608 0 0 1 0 0 23 0 0 0 0 0 0 0 7 0 0 0 00609 0 0 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 34 0 0 0 00610 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 42 0 0 0 00611 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 00612 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 0 31 0 0 0 0 00613 0 0 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0 34 0 0 0 0 00614 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 47 0 0 2 0 00615 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 36 0 0 0 0 0

1993-2010 年臺灣西南部梅雨季大豪雨(≧ 200 mmd-1) ，出現時間與測站數顯示，後期規模( 時空 ) 有增大趨勢。黃色與灰色分別代表梅雨鋒與颱風之影響。

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氣候變遷下的臺灣梅雨

• 西南部平均時降雨強度，後期比前期顯著增大。• 西南部日降雨強度，後期比前期顯著增大。• 西南部豪雨出現頻率，後期比前期顯著增大。• 西南部豪大雨出現頻率，後期比前期顯著增大。• 西南部大豪雨之規模 ( 時間、空間 ) ，後期比前期顯著增大。

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• 建立有效的災害防治體系及風險管理系統 1) 改善災害預警系統及建立資訊分享平台 2) 強化災害緊急應變機制與災害防救計畫

• 加強防救災科技技術與環境監測能力 1) 強化防災科技與預警技術 2) 強化國土環境監測能力與監測資源整合

3. 災害防治

• 推動防災國土、城鄉規劃

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1) 推動因應氣候變遷之災害風險評估與高災害風險地區 劃設 2) 強化極端天氣與氣候之監測與預警技術，並確實執行 相關資訊整合 3) 將因應氣候變遷與極端災害之防救災對策，納入防災 政策規劃與執行 4) 檢討重大工程與開發建設可能形成之災害脆弱度與 風險評估，並提升其災害防護力與回復能力 5) 推動考量極端氣候情境之綜合流域治理，以降低 流域的水土複合型災害 6) 強化因應氣候變遷與極端災害的風險溝通與民眾 認知，強化政府與民眾之調適能力建構

• 降低災害風險與強化防災調適能力

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二、地科課綱微調二、地科課綱微調

1. 為達成十二年國民基本教育實施後學生多元適性學習 之理念。2. 為增進國民基本知能與基本能力之目標。3. 為回應全球環境變遷與氣候劇變之趨勢。

（一）微調精神（一）微調精神

（二）微調原則（二）微調原則

1. 自然科學領域之跨學科橫向統整2. 國高中課綱縱向銜接3. 高中基礎地球科學學科課綱內部微調

本次課綱微調係以不更動「現行普通高中課程總綱」為原則，以現行之學科課程綱要進行微調，具體而言這些原則包括：

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（四）微調內容（四）微調內容1. 跨學科橫向統整

(1) 化學科建議地科納入之替代能源，已納入並整合至主題九 地球資源與永續發展之內容細目 2-1再生能源。(2) 生物科建議地科納入之化石與地質年代，已納入並整合至 主題一人與地球環境之內容細目 2-2探索地球歷史的方法 與限制。(3) 生物科建議地科納入之全球暖化，已納入並整合至主題五 全球氣候變遷之內容細目 2-1 全球暖化。

與數學及自然領域學科橫向協調後，進行課綱微調，內容包含：

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（三）微調依據（三）微調依據1. 學科中心收集地科老師的意見與建議2. 南、中及北區公聽會收集意見與建議

2. 國高中課綱縱向銜接，例如：(1)颱風與洪水 針對此二子題相關內容，國中課綱精神著重於知道颱

風與洪水的災害，高中課綱則強調於颱風與水災之相關性及颱風的風雨變化，因此新增主題四 /內容細目 1-1/預期學習成果：了解侵台颱風的風雨變化與主題四 /內容細目1-2/預期學習成果：了解洪水災害與劇烈天氣之密切關連。

(2) 宇宙結構 針對此子題相關內容，國中課綱精神著重於知道宇宙的結 構，高中課綱則強化星系的組成與恆星的演化，因此修訂 主題八 /內容細目為 4-2宇宙結構，並新增 2 項預期學習成果 ：知道宇宙由星系團組成，銀河系是螺旋狀星系，包含恆 星與星際物質；了解觀測到的恆星處於不同演化階段（備 註：不提赫羅圖） 。

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3. 高中基礎地球科學學科課綱內部微調(1)配合十二年國民基本教育總目標，進行原課綱微調， 例如：

•主題二 /內容細目 2-2 之原預期學習成果：知道星座盤的基本 原理及其操作修訂為了解星座盤的基本原理及其應用。•主題三 /內容細目 1-1 之原預期學習成果：了解大氣層氣溫、 氣壓的分布特性修訂為了解大氣層氣溫、氣壓的分布特性及 其基本原因。•新增主題四 /內容細目 1-2 之預期學習成果：了解洪水災害與 劇烈天氣之密切關連。

•為提升國民基本知能並配合科學概念，將永續發展之重要性 獨立為主題九：地球資源與永續發展。

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(2) 回應高中基礎地球科學教師意見，微調方向如下：

a. 調整上、下冊配重比例• 將原主題二 /主要內容 2/內容細目 2-2 之第 3 項預期學習成果 移至下冊主題八 /主要內容 4/內容細目 4-2 ，並彙整修訂課綱 內容，以配合物理概念之學習與上、下冊內容比重之平衡。• 將原主題五海岸變遷移至下冊主題八 /主要內容 2/內容細目2-1 ，並彙整修訂課綱內容。• 將原主題五 /主要內容 3永續發展移至下冊，並獨立為主題九 ，以突顯其重要性。• 整體而言，預期學習成果項目數，由原上、下冊比例為 45 ： 36 ，調整為 43 ： 42 。

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b. 進行課綱之增刪與調整，使教與學更加流暢完整，例如：• 將原主題五 /主要內容 2/內容細目 2-2填海造陸面面觀部分刪除。• 強化全球暖化內容，調整主題五 /主要內容 2/內容細目 2-2 之 預期學習成果：知道全球暖化對未來氣候可能會造成的影響。• 因天氣圖判別為日常生活之科學素養，新增主題七 /主要內容1/ 內容細目 1-1 之預期學習成果：知道可由地面天氣圖判別基本的 天氣系統。• 配合科學概念學習，新增主題八 /主要內容 4/內容細目 4-2 之預期 學習成果：了解觀測到的恆星處於不同演化階段（備註：不提 赫羅圖） 。

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三、三、 1212 年國教之年國教之 9999 課綱微調，地科教師是否課綱微調，地科教師是否 需要研習需要研習

需要研習 理由為何？

不需要研習 理由為何？

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四、對研擬中四、對研擬中 1212 年國教地科新課綱的期待年國教地科新課綱的期待

99課綱（微調）預期學習成果包含察覺（ 2 項）、知道（ 61 項）、了解（ 21 項）及欣賞（ 1 項），學習內容（或基本內容）多為事實知識與概念知識，較少程序知識。 12 年國教「課程發展體系指引」所揭示的核心素養，即一套統整的知識、技能及情意， 99課綱（微調）在這些核心素養學習歷程展現方面，更是稀少，似僅欣賞一項。

Q ： 12 年國教地科課綱應納入的改革精神與內涵為何？

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五、五、 1212 年國教對教師年國教對教師、、教材及教法的期待教材及教法的期待

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對教師的期待？

對教材的期待？

對教法的期待？

六、地科教學方法六、地科教學方法

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• Tell me, and I’ll forget. Show me, and I’ll remember. Involve me, and I will understand.

• 教學有法，但無定法（因材施教）• 由行為學派到認知學派建構論• 荀子儒效篇：

「不聞不若聞之，聞之不若見之， 見之不若知之，知之不若行之，學至於行而止矣。」

例：飛機墜落事件例：印尼森林大火事件

• 情境式教學法