臺灣化學教育

從科學理論到科學傳播的距離究竟有多遠–

慶祝IYBSSD臺灣系列活動–「科學X永續」彩繪列車

邱美虹^1*  陳育霖²  趙奕姼³ 林卉婷⁴   賈志達⁵

¹國立臺灣師範大學科學教育研究所

²國立臺灣師範大學物理學系/師資培育學院

³中國化學會

⁴國立臺灣大學海洋研究所

⁵國立臺灣師範大學物理學系

^1*[email protected]

n  前言

為響應聯合國的「基礎科學促進永續發展國際年（International Year of Basic Sciences for Sustainable Development，簡稱IYBSSD）」，在國科會的指導之下，自去年(2022年)8月在基隆港的勵進號啟動儀式開跑後，臺灣各角落接近500場的科普活動便陸續展開。而同一時間由第一作者結合臺灣在科學專業、科學教育及永續發展領域的十多位學術專業諮詢團隊成員已開始規劃辦理「科學X永續」列車–捷運彩繪慶祝活動，在密集討論下持續半年後，終於在今年(2023年)一月起陸續在四個城市(台北、高雄、台中、桃園)的捷運和輕軌開跑「科學X永續」列車。本文將對此列車的設計理念作一說明，以饗讀者。

n  「科學X永續」彩繪列車

藉由交通的可觸及性以及響應淨零排碳，本計畫特別選擇大眾捷運系統作為這一次科普推廣的主要場域，透過彩繪車廂的設計以及社會大眾搭乘的行動，希冀引發全國民眾對於基礎科學促進永續發展之關注，以及讓民眾可以感受到科學家與乘客的對話、偏鄉與城市的共好、循環經濟的必要性、對海洋與陸地的關懷到人類向大自然取經的多元方式，並藉此期能提升全民對基礎科學的重視、正視人才的培育、關心生活周遭科學議題並採取適當的行動與正確的態度，以達到與社會共融和自然共榮的永續發展目標。

本設計團隊成員具跨領域的科學背景與豐富的經驗，其中不乏科教、數學、物理、生物、化學、農業化學、森林、海洋、永續建築、能源經濟與永續議題等專家，歷經半年多來的準備及超過40場會議的討論與腦力激盪，諮詢團隊精挑細選彙整出捷運彩繪四大主題及其相應內容：

本設計團隊成員具跨領域的科學背景與豐富的經驗，其中不乏科教、數學、物理、生物、化學、農業化學、森林、海洋、永續建築、能源經濟與永續議題等專家，歷經半年多來的準備及超過20場會議的討論與腦力激盪，諮詢團隊精挑細選彙整出捷運彩繪四大主題及其相應內容：

一、人與大自然：俯仰之間、萬物相惜；

二、人與社會：地球是人類的太空船（Treasure Spaceship Earth）；

三、人與環境：環境變遷下海洋與森林（We for the ocean& the forest）；

四、人與碳足跡：凡走過必留下「碳」足跡（Every Step Leaves a “C” Footprint）。

這些主題呼應「扎根科學，永續臺灣」，設計內容的取材更以臺灣在地化的特有動植物種，進行貼切的轉譯，運用視覺感達成3D沉浸式設計，希望在車廂的內涵及視覺上更能以接軌國際的設計呈現。

IYBSSD@TAIWAN「科學X永續」列車四大主題設計理念更充分融合永續發展目標(Sustainable Development Goals, SDGs)，將基礎科學知識融入生活中，呼應永續發展目標，藉由遊戲網頁將永續及美好生活連結，規劃出更貼近大眾的歐兔(O₂)line貼圖設計，映照出基礎科學如氧氣般無處不在的主要概念，祈願永續臺灣，並在基礎科學引領之下建立永續的成果與態度，一同走在美好生活目標的道路上。

 

n  活動簡介

第一車廂:人與自然:俯仰之間 萬物相惜

專家諮詢團隊

國立臺灣師範大學物理學系/師資培育學院陳育霖教授、國立臺灣師範大學科學教育研究所邱美虹教授、國立臺灣大學農業化學系許正一教授、國立臺灣大學生命科學系/國立臺灣大學科學教育發展中心于宏燦教授、國立臺灣大學科學教育發展中心賴亦德執行長。

 

設計理念

「俯仰之間、萬物相惜」，這句話表達了人類與自然環境的密切關係。在宇宙漫長的歷史中，太陽系的形成和生命的出現是自然演化的結果，而人類的出現只是在地球歷史的最後幾分鐘才發生。然而，人類對環境的長期破壞卻對生態平衡產生深遠的影響。因此，作為地球住民的一份子–超新星的子民，我們需要以更謙虛的態度看待環境並與之互動。

本節車廂在探討人與環境的永續議題時，從大霹靂(天)開始，到化學元素的產生，以及人類體內化學元素的組成與分布，然後引入土壤(地)這常被忽略的資源主題來延伸人與大自然互動和永續的議題。農業是人類最早開始的生產活動之一，但同時也是環境負荷最大的活動之一。由於農業活動對土壤、水資源和生物多樣性的影響，臺灣面臨著許多挑戰，例如土地利用變遷、農藥使用和土壤污染等。因此，研究如何在維持農業生產力的同時，也能減少對環境的負擔是非常重要的。

此外，食物也是人與環境之間的重要聯繫點，透過能量金字塔的呈現，彰顯生態系中能量傳遞的規律性與關係。車廂中亦提醒社會大眾過度的消費和浪費對環境會產生莫大的影響。食物浪費(亞洲排名第一)不僅消耗有限的資源，還增加溫室氣體的排放和廢棄物的處理負擔。因此，減少食物浪費和推廣永續的飲食文化對實現永續發展目標至關重要。車廂內的設計同時也考慮呈現國內的特色，如在農業改革方面有臺灣愛玉子和榕果小蜂的互利共生、生態金字塔所選用的為臺灣生物物種(猛禽黑翅鳶)為例，除此之外更強調土壤(如「有土斯有財、有財斯有用」，固氮作用等)、微量元素和稀缺元素(如鋰電池)為主題的議題對經濟的影響，再逐漸延伸到城市的發展，以銜接第二車廂的主題「地球是人類的太空船」。

總結，土壤是生物圈中最重要的資源之一，它支撐著人類的食物安全和生物多樣性。然而，過度利用和污染對土壤造成嚴重的威脅。研究如何保護和恢復土壤的健康，以確保永續的食品生產及環境指標。

  

                            拍攝者:邱美虹(臺北捷運)                                         拍攝者:邱美虹(臺中捷運)

                拍攝者:邱美虹(高雄捷運)

主題二：地球是人類的太空船

專家諮詢團隊

社團法人中國化學會趙奕姼秘書長、國立臺灣大學土木工程學系詹瀅潔教授、國立臺灣師範大學
電機工程學系/數學教育中心賴以威教授、國立臺灣師範大學化學系張一知教授、國立臺灣大學化學系陳竹亭教授。

設計理念

「地球是人類的太空船」，旨在點出人類在地球上或許覺得地球寬廣無垠資源豐沛，但是拉大視角，地球其實好比承載人類以及萬物翱翔於宇宙的太空船。如同太空船上資源有限，地球亦是如此。另一方面，太空船上的運作都是以高科技為基礎，以太空船作為隱喻，不但可以呈現人類現階段面臨資源有限的永續挑戰，亦可凸顯科學與科技在永續方案中扮演的核心角色，與IYBSSD相呼應，也藉此口號希望讓民眾留下深刻的印象，而在認知與心態上帶來一些激盪。

本節車廂內首先點出人口增長帶來能源資源過度消耗的挑戰，以及人口越來越集中於城市的趨勢。後續呈現的主題如注重能資循環的「循環經濟」、「產業共生」、「產品生命週期」、「綠建築」；降低土地與肥料需求、精準給水與照光的「垂直農業」；著重感測與人工智慧大數據分析的「智慧城市」等，都呈現科學創新/管理以及突破固有思維勇於想像，對於人類社會永續發展的重要性。循環經濟的部分亦帶入「生物循環」、「工業循環」等面向，以及日漸風行的「城市礦山」、「都市水庫」等概念。亦舉出鋁罐的回收再製，較採礦冶煉的製造過程大為省能；台灣寶特瓶華麗轉身，再製為高功能運動球衣，揚名國際；手機內使用的元素高達30多種，內含許多珍貴資源等科普小常識，促進民眾覺知除了科學家與工程師致力於克服永續發展的挑戰，自身也可以養成維修物品或是回收再利用的好習慣，貢獻一己之力。

總結來說，此車廂企圖藉傳達「地球是人類的太空船」、「城市（國家）是我們的諾亞方舟」等概念，提醒吾等應運用精心的設計以及實用前瞻的科技來擁抱未來，並呼籲大眾珍惜資源、建立循環經濟的思維與行動力，與企業、政府一起以科學的方式學習大自然共生循環的法則，朝著在地自給自足的方向前進。

                    拍攝者:邱美虹(臺北捷運)      拍攝者:洪宜君(桃園捷運)          拍攝者:郭素妙(桃園捷運)

拍攝者:邱美虹(高雄輕軌)

主題三：環境變遷下海洋及森林

專家諮詢團隊:國立臺灣大學海洋研究所林卉婷、國立臺灣師範大學生命科學系徐堉峰、國立臺灣師範大學
科學教育研究所許瑛玿

設計理念

    「環境變遷下海洋及森林」從高山到海洋，從過去到現在，利用沈浸式的視覺效果，讓民眾體會不一樣的地方，希望深刻的感受，可以讓他們願意在行爲上，有所改變。例如願意不使用防曬油、僅使用環境友善的各種產品、食用永續海鮮、支持並儘早提高政府對廢水處理的公共建設的完成、監督政府對於自然環境保護的各項措施等。隨著全球暖化及氣候變遷的嚴重性日漸突顯，保護海洋及森林生態系統成為我們面臨的重要課題。海洋覆蓋了地球表面的71％，是地球上最大的生態系統之一，但人類活動所帶來的威脅也越來越大，如過度捕撈、過度開發、海洋污染等等。而森林則是地球上最重要的碳汇之一，其重要性不言而喻，但全球森林面積不斷縮減，導致生物多樣性喪失、水土流失等問題。因此，我們必須共同關注及行動，保護海洋及森林的生態環境。珊瑚礁的褪色、海洋污染、氣候變遷等因素都在影響著海洋生態系統的平衡。珊瑚礁是海洋生態系統的重要組成部分，但全球氣候變暖導致海水溫度升高、海水酸化等現象，造成珊瑚礁白化及死亡，進而影響整個海洋生態系統。此外，海洋污染也是嚴重的問題，不當的垃圾處理、塑膠污染等，不僅傷害到海洋生物，也對人類健康帶來危害。

森林亦是地球上最重要的生態系統之一，其影響超過地球的生命，也是維持地球上生命的重要因素之一。然而，全球森林面積持續減少，過度開發、過度伐木、森林火災等都是造成森林減少的原因之一。此外，過度的經濟活動，也會導致生態系統崩壞，造成生態浩劫。全球氣候變暖和森林砍伐導致森林覆蓋面積減少，這樣會對生態系統和人類生活產生負面影響。森林中的蝴蝶的數量和種類與生態系統的健康狀態密切相關，因此蝴蝶也被視為生物多樣性的重要指標。當生態系統受到污染和破壞時，蝴蝶的生存和繁殖也會受到影響，因此藉由監測蝴蝶數量和種類的變化，可以評估生態系統的健康狀態。森林是地球上最重要的生態系統之一，為人類提供氧氣、水源、食物和藥品等重要資源。此外，森林還能減緩氣候變化，吸收二氧化碳，幫助維持地球的生態平衡。

　拍攝者:洪宜君(桃園捷運)  拍攝者:邱美虹(臺北捷運)     拍攝者:郭素妙(桃園捷運)

拍攝者:王新崴(高雄捷運)

主題四：凡走過必留下「碳」足跡

設計者:國立臺灣師範大學物理學系賈至達教授、國立臺北大學自然資源與環境管理研究所張四立教授、國立臺灣師範大學長期社會生態核心觀測站規劃辦公室陳冠勛先生和侯彥宇先生。

設計理念

該設計團隊的設計理念為：「綠色地球是萬物根源」  維護綠色地球需要透過人類的努力。人類社會的進步和永續發展的目標必須相互契合與相互支持，達到人類與自然平衡。目前整體社會的經濟活動，消耗地球能源與自然資源，以促進生產和消費；但隨著人口增長和工業化的進程，碳排放已成為全球面臨的主要問題之一。凡走過必留下「碳」足跡(Every Step Leaves a “C” Footprint)，因此需要推展綠色能源的應用、促進生產和消費的轉型。透過碳足跡追蹤，人們可以更清楚地了解人類生活方式和消費習慣如何對環境產生影響。追蹤碳足跡不僅只是關注「碳」的排放，其他相關溫室氣體，如甲烷和氧化亞氮等，都是包含在「碳」足跡調查之列。

溫室氣體排放越來越受到世界各國、國際企業、政府和非政府組織關注，大家逐漸理解碳足跡的重要性。減少碳排放可以通過多種科學和科技方式實現，如開發可利用之再生能源、提升能源使用效率、研發低碳生產方式、提高資源再利用率等；都有新興科技協助以減少碳足跡，減少對環境負面影響，以利於實現永續發展。因此碳足跡逐漸形成一個重要的商業指標；企業被鼓勵減少碳排放來降低生產成本，提高環境形象，增加顧客忠誠度。許多企業透過新興科技實行碳中和計劃，透過補償機制來抵消產品碳足跡，進行綠色認證。在政府政策制定方面，碳足跡可以作為重要的參考依據。政府推動碳稅和碳交易等優惠政策，鼓勵企業達成碳排放減量目標、減少碳足跡，實現低碳經濟和永續發展目標。碳足跡是實現永續發展和應對全球氣候變化的關鍵；利用循環經濟模式，追蹤碳足跡並精確計算產生和回收的碳數量，促進人類生活與自然的協調與永續！

拍攝者:邱美虹(臺北捷運)       拍攝者:邱美虹(臺中捷運)

拍攝者:王新崴(高雄捷運)

行銷組

專家諮詢團隊

黃琴扉 國立高雄師範大學科學教育暨環境教育研究所、鄭夢慈 國立彰化師範大學生物學系。

設計理念

該團隊主要是透過網頁遊戲的簡易模式，向大眾傳遞基礎科學促進永續發展的信息，並且創造多個與民互動的活動，如以互動式活動line貼圖吸引手機使用者、我在「科學X永續」列車上、我在美好目標生活的路上集點抽獎活動等等，讓基礎科學可以簡單地融入日常生活，以提高大眾對永續發展目標(SDG)的認識和參與度，進而推進全球永續發展的進程，也藉由網站的遊戲誘發永續的意識，呼應IYBSSD的臺灣主要精神：「扎根科學，永續臺灣」。詳見http://qrcode-game-staging-frontend.s3-website-ap-northeast-1.amazonaws.com/landing/topic/1/sdg/8yzmxbau

    活動網頁畫面擷取                               車廂簡介                                                    科普知識

活動吉祥物-歐兔（O₂)

n  總結

此次IYBSSD@TAIWAN「科學X永續」列車承蒙產官學各單位的鼎力贊助及協辦，讓活動得以順利展開，同時，透過藝術與視覺的手法以及科學家針對基礎科學所進行的轉譯，讓民眾對基礎科學知識的認識與對生活中的應用科學有感。從科學理論到科學傳播的距離究竟有多遠?我們希望以親民的手法，結合科學、科技與藝術的特色，讓科學與你我無距離，並能於生活中身體力行永續目標(活動內容詳見https://site-1167820-5173-754.mystrikingly.com/)。

n  致謝

    感謝國家科學及技術委員會經費補助(STC 111-2627-M-003-001)，使彩繪列車得以在臺北、桃園、臺中和高雄捷運上展現基礎科學與永續發展的關係，促進社會大眾對基礎科學的重要性和人類永續發展、珍惜資源有進一步的認識。感謝「科學Ｘ永續」列車車廂美術設計團隊:流寓工作室的設計師：賴慧珈(第一車廂–俯仰之間、萬物相惜)、周明誼(第二車廂–地球是人類的太空船)、張致中(第三車廂–環境變遷中的森林與海洋和第四車廂–凡走過必留下「碳」足跡)、「科學Ｘ永續」列車網頁遊戲設計：幻鼎科技有限公司。此外特別感謝臺北市北市政府教育局、臺中市政府、高雄市政府教育局、臺北大眾捷運股份有限公司、桃園大眾捷運股份有限公司、臺中捷運股份有限公司、高雄捷運股份有限公司、摩菲爾媒體廣告公司/高瞻媒體廣告公司/東森媒體廣告公司、宣銘國際股份有限公司。同時要特別感謝本計畫的兩位專案助理:洪宜君小姐和郭素妙小姐全力以赴不辭辛勞的協助推動此計畫的進行，使活動得以順利展開與完成。最後，感謝洪宜君小姐、郭素妙小姐和王新崴先生提供並授權個人所拍捷運照片供本文使用。

n  附錄一

1.        「科學X永續」列車啟動記者會：2023年1月9日於臺北捷運松山站

2.        「科學X永續」列車運行時間：

     臺北捷運松山新店線(綠線) 1/9-3/30

桃園機場捷運 3/9-4/30

臺中捷運 2/19- 4/21

高雄輕軌1/19-4/20

3.IYBSSD@TAIWAN官網https://iybssd.colife.org.tw/zh-tw#gsc.tab=0

4.捷運活動說明http://qrcode-game-staging-frontend.s3-website-ap-northeast-1.amazonaws.com/landing/topic/1/sdg/8yzmxbau