日本的地球科學教育

地球科學發展的三個階段

日本在尖端科技上不但是先進國家，在地球科學方面也有長足的進步。但是在地球科學的名稱與用語方面仍然十分紊亂。地學、地球科學和地球物理學等名稱，在意義上有時是互通的。

地球科學為探討地球的構成與發展的科學。其發展可分為三個階段。人類的歷史就是不斷以人類的智慧去探討自然和克服自然的歷史。人類的智慧在不斷接受自然的挑戰之後，慢慢發展出博物學型的科學研究能力：調查自然、記載自然和分類自然。如礦物學就是地球科學中最古老的分類學。這種以歸納邏輯為基礎的研究地球科學階段稱為第一階段。第一階段的主流乃為礦物學和地質學。

人類將所得到的經驗加以整理，然後發現抽象的法則性，此時即進入第二階段。它的特徵是帶有物理與化學的性格，所以是分析性與演繹性的。現在大部分的地球科學，還停留在這個階段。目前，研究大氣的運動是氣象學，海水的運動是海洋學，地震現象是地震學，火山運動是火山學，這是根據研究對象之不同，所做的分類。根據研究方法的差異，則有地球物理學和地球化學之別。這些科學都是以同一個地球作為研究對象，只是研究的角度不同而已。

經過分析性的階段之後，將邁進總合的第三個階段。這是將所得到的資料，在實驗室，或利用電子計算機，將自然現象模擬重現。此時，電子計算機為最重要的工具。

由上述可知，地球科學的內容牽涉很廣，舉凡與地球有關的天文、氣象、水文、海洋、土壤、地形、地質、古生物、地球物理、地球化學、礦產資源、環境保育等，皆不脫其範疇。

地球科學在日本的發展，已經由第二階段邁入第三階段了。

沿革和教育

日本在明治維新之後，急於吸收西洋科技知識。在地球科學方面，於明治元年（1868年）出版「訓蒙窮理圖解」，內容包含溫氣（溫度）、空氣、水、風、雲與雨、雹雪露霜、引力、晝夜、四季、日食與月食等十章，適用於中、小學程度。

明治四年新設文部省，開始著手編輯自然科學的教科書。翌年設立東京師範學校，採取西方（主要為德國）的模式，大量翻譯教科書，供應學校教育之用。有關地球科學方面，有「地質學大意」、「金石學大意」、「礦山學」、「星學大意」等，供高級中學採用。

明治十八年，文部省設中等學校教科書的檢定制度，開始有日本國內學者自己編著的教科書出版。地球科學的礦物部門，以岩石、礦物、化石等形式上的分類為主。天文、氣象的內容，一部分在物理學，大部分在地理學中，名稱為「地理通論」。

明治三十六年（1903年）頒布國定教科書令，配合國家主義的抬頭，扼殺了教科書的創意。

第一次世界大戰末，日本的產業資本急遽膨脹，需要大量科技人才。教育內容也愈來愈趨於由上而下的官制教育。

第二次世界大戰期間（1937∼1945年），提倡「科學振興」、「開發資源」，排斥模仿歐美科技，崇尚獨立創意精神作為教育的方針。

昭和十八年（1943年），中小學國定教科書的編輯重點在於實驗與觀察方面，所以中學的理化教科書也取名為「物象」，即是最好的例子。在大戰期間，對歷史性的看法與方法論方面比較不重視，所以與歷史科學有關的地球科學教育也成為空白。在「物象」中，地球科學的部分雖有氣象、海洋、天象、地球等內容構成一冊，但是只有「恆星」、「行星」、「堆積岩」、「火成岩」的說明而已，而恆星與行星的關係、宇宙如何形成、岩石的分布與岩石的性質等等，彼此之間的相互關係都沒有說明。

第二次世界大戰日本戰敗之後，全國上下一時陷入虛脫狀態。1946年，由盟軍指導，學校改為六、三、三制，將已往的地球科學由原來的天文、氣象、地質、地理，改為以地球為中心的地球科學。

現在日本高中地球科學授課時數，自1982年開始修訂為每週4小時，與物理、化學及生物同樣為大學入學考試科目之一。

由於封建制度下產生了官學體系，在大學中，天文、氣象、地質、礦物等均為獨立互不相關的科系。戰後從美國傳進地球科學的新科目，在沒有確立科學的方法論之前，將上述各科併為一科施教，立刻就遭遇到許多困難。目前日本沒有一所真正培養地球科學教師的大學，因此地科教師都是由地理或地質系畢業生擔任。目前我國有正統地球科學教師的培養學府台灣師範大學理學院地球科學系，就這一點而言，我國略勝日本一籌。

大學中的地球科學

日本的公私立大學中，有地球科學系名稱的，只有國立筑波大學地球科學系與國立名古屋大學地球科學系兩系而已。前者原為國立東京教育大學地理學系與地質礦物學系，遷校至筑波以後，合併為現行的名稱。系內以地理、地質、礦物、氣候、水文的研究為主。名古屋大學則以水圈的研究和地球物理等馳名於世。其餘各大學有關地球科學的科系，分別為地學系、地質系、岩石與礦物學系、天文學系、宇宙學系、地球物理學系、海洋學系或所等。

因為研究的對象、目標與設備的關係，設有這些科系的大學多為公立大學（私立東海大學海洋學院例外），其中頗具規模的多半為當年的帝國大學與文理科大學。這些大學都有自己的研究重點。以大氣科學而言，如國立北海道大學利用地勢之利，著重於研究低溫、雪冰、雲物理等問題。在仙台市的國立東北大學則專於輻射的研究。國立東京大學的氣象力學馳名國際，筑波大學則繼承東京教育大學的傳統，注重氣候學，尤其是小氣候學的研究頗為有名。名古屋大學專於水文氣象，京都大學特別留意防災問題。九州大學即以農業氣象做為研究的重點。這些科系均有輝煌的成就。

地球科學與社會活動或政治有密切的關係，因此，日本的天氣預報由氣象局負責。氣象局內還有組織龐大的氣象大學部與氣象研究所；調查地下資源的有地質調查所，製作地圖的有國土地理院等等。所以在政府機關從事地球科學研究的人員，遠比大學的研究人員多。

地球科學有關的參考書

日本書籍的出版量是舉世聞名的，與地球科學及其分科有關的系列參考書介紹如下：

一、天文學、宇宙科學方面

（一）現代天文學講座（全15卷，別卷1） 恆星社厚

生閣

（二）我們的太陽系（全7卷） 朝倉書店

二、地球物理方面

（一）地球物理序列（全6卷） 學會中心

三、大氣科學方面

（一）大氣科學講座（全4卷） 東京大學出版會

（二）大氣環境的科學（全5卷） 東京大學出版會

（三）新氣象薦書（已出5卷） 地人書館

（四）應用氣象學大系（全8卷） 地人書館

（五）氣象學散步Ⅰ（全16卷） 東京堂

（六）氣象學散步Ⅱ（全12卷） 東京堂

（七）現代氣象技術（全8卷） 朝倉書店

四、海洋科學與水文學方面

（一）海洋科學基礎講座（全12卷，補1卷） 東海大學出版

（二）水文學講座（全16卷） 共立出版社

五、地球科學方面

（一）地球科學講座（全12卷） 共立出版社

（二）岩波講座 地球科學（全16卷） 岩波書店

（三）地球科學入門序列（全13卷） 共立出版社

（四）地學教育講座（全15卷） 福村書店（註一）

（五）新地學教育講座（全16卷） 東海大學出版會（註二）

這些參考書中，多半為適合大學與研究生閱讀的專門書籍。作者個人的經驗，鄭重推薦第五項的（四）與（五）兩種講座。尤其是（四）「地學教育講座」（全15卷）是為名著，適合地球科學教師參考（希望國內有人翻譯此書）。這部講座由年輕教授執筆，並由該科權威教授審訂，非常適合中學教師之用。普及了大約20年之後，再向日本全國的大、中、小學教師作問卷調查，重新由第一線的研究者執筆，再交給中學教師由教書的立場重新寫過，加強簡易的實驗與實習，這就是後來出版的「新地學教育講座」（全16卷）。兩部書各分冊的名稱請參閱附註。

註一：地學教育講座15卷名稱如下：

1.地球的歷史與化石；2.地質構造與其調查，日本列島的成長；3.礦物；4.岩石；5.地形與土壤；6.地震與火山；7.天球與太陽系；8.太陽與恆星；9.星的進化與宇宙；10.大氣中的現象；11.天氣預報；12.海洋與陸水；13.地下資源、災害與自然的改造；14.地球的形狀與大小、內部構造、人類的祖先及15.地學的研究史與教育史、地球教育的目標。

註二：新地學教育講座16卷名稱如下：

1.地球；2.地震與火山；3.礦物；4.岩石；5.地球內部的物理、化學；6.地層與化石；7.地球的歷史；8.日本列島的歷史；9.地形與土壤；10.海洋與陸水；11.星的位置與運動；12.太陽系；13.星與宇宙；14.氣象Ⅰ；15.氣象Ⅱ及16.自然與人類。

陳國彥任教於師範大學地理系

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