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陳
1.3-IV國中主題 1 · 氣候科學年段 13-15 歲

碳循環

發布日期：2026-04-17

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📘 完整教案

碳循環 教案（Level IV, 13-15 歲）

教學資訊

  • Key_id：1.3-IV
  • Topic：The carbon cycle（碳循環）
  • Key Idea：生命以碳為基礎。碳在生物、大氣、海洋、土壤、岩石間流動，停留時間不同。化石燃料燃燒釋放長期封存的碳；森林維護是避免 CO₂ 淨排放的關鍵。
  • 年段：國中 7–9 年級（13–15 歲）
  • 建議節數：4 節 × 45 分鐘 = 180 分鐘
  • 授課語言：繁體中文（關鍵英文：photosynthesis / ocean acidification / thermohaline circulation / carbon sink）

學習目標（對應 UNESCO 三領域，源自 1.3-IV.csv 全 12 項 LO）

認知層（Cognitive, C1-C6）

  • C1：描述自然界碳循環的主要流動與儲存庫（csv 103）。
  • C2：比較海洋、海底沉積岩、化石燃料、土壤泥炭、大氣、生物體中碳的數量（csv 104）。
  • C3：描述關鍵化石燃料（煤、石油、天然氣）的用途、對 CO₂ 的影響與相關汙染（csv 105）。
  • C4：描述海洋儲存碳的角色及熱鹽環流中的碳移動（csv 106）。
  • C5：考慮 CO₂ 溶解使海水酸化對海洋生物的影響（csv 107）。
  • C6：研究海洋暖化對特定海洋生物（如珊瑚礁）的影響（csv 108）。

社會情緒層（Social and Emotional, S1-S4）

  • S1：欣賞環境行動的全球/國家/在地英雄並有志效法（csv 109, 如 Wangari Maathai、Chipko 運動）。
  • S2：珍視自然環境並願為後代保護它（csv 110）。
  • S3：感謝森林維護、復育、防止沙漠化的志工與工作者（csv 111）。
  • S4：欣賞珊瑚礁之美與其承載的生物多樣性，重視保護與修復努力（csv 112）。

行為層（Behavioural, B1-B2）

  • B1：製作並分享碳循環（含海洋角色）資訊材料，在全校、家庭、社區推廣（csv 113）。
  • B2：組織或參與永續生活活動，如環保工作坊、零廢棄挑戰、社區清潔（csv 114）。

教學流程

第 1 節（45 min）— 碳到哪裡去了？（自然碳循環與儲存庫）

時間活動師生互動使用資源LO
5′開場思辨：「你呼出的 CO₂，十年後可能在哪？」學生快寫 3 個地點，全班舉手投票白板C1
12′碳循環四大庫講述：大氣／生物圈／水圈（海洋）／岩石圈＋土壤；流動路徑（光合、呼吸、燃燒、溶解、沉積）板書畫循環箭頭圖；學生完成 worksheet §1 拖拉配對data_card dp2, dp3；RAG：0268_CCE_IV_林農畜漁業生產與生物多樣性 p.18（MOE 實引 #1）C1, C2
12′資料活動：解讀 Keeling Curve（1958-2024 Mauna Loa CO₂）小組找出：(a) 上升趨勢；(b) 年週期鋸齒（北半球春夏植物吸碳）data_card dp1；map.csv row 34 (NASA Climate Kids)C1, C2
10′停留時間比較：大氣（~5 年）、土壤（數十年）、深海（百年）、沉積岩（百萬年）學生於 §2 排序卡片data_card dp6；map.csv row 138C2
6′小結 + 提問：「為什麼化石燃料被叫『長期碳』？」引出第 2 節主題—C3

形成性評量（≥2）：

  • ① §1 碳庫配對題（≥80% 正確）
  • ② 口頭提問 Keeling Curve 鋸齒成因（抽 3 生，≥2 正確）

第 2 節（45 min）— 化石燃料、排放與碳預算（C3, C2）

時間活動師生互動使用資源LO
5′回顧快測：上節五題 Kahoot即時回饋—C1, C2
10′化石燃料三兄弟：煤（電力）、石油（運輸、塑膠）、天然氣（發電、暖氣）；燃燒化學式 C+O₂→CO₂教師講述＋板書；學生 §3 填空data_card dp3；RAG：0206_CCE_認識溫室氣體（MOE 實引 #2）C3
15′全球碳預算視覺化：IPCC AR6 的 46/29/26（大氣／陸地／海洋），用圓餅或天平小組於 §4 計算：『若無海洋陸地碳匯，大氣 CO₂ 增速會變幾倍？』data_card dp2, dp3C2
10′在地資料：臺灣森林碳匯 2,150 萬噸 vs 全國排放 2.8 億噸小組討論『光種樹夠嗎？』data_card dp7；環境部氣候變遷署C2, B1
5′情感連結：Wangari Maathai 綠帶運動短片學生寫 1 句 Maathai 讓我想到…map.csv row 33 (Project Learning Tree videos)S1

形成性評量（≥2）：

  • ① §4 碳預算計算（比例計算正確）
  • ② 小段寫作：「為什麼減排 + 種樹 = 必須雙軌」≥1 合理解釋

第 3 節（45 min）— 海洋的隱形角色：酸化與珊瑚（C4, C5, C6, S4）

時間活動師生互動使用資源LO
8′海洋吸碳機制：CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃ ⇌ H⁺ + HCO₃⁻；熱鹽環流『輸送帶』簡介教師講述＋動畫；§5 填箭頭圖data_card dp4, dp6；RAG：0178_CCE_氣候變遷大觀園（MOE 實引 #3）C4, C5
12′對數尺度活動：pH 下降 0.1 = H⁺ 濃度增加多少？（用手機計算機 10^0.1≈1.26）學生算出 26-30% 增加data_card dp4C5
15′珊瑚探究任務：閱讀 MOE《日漸沉沒的樂園》節錄 + NOAA Coral Reef Watch 地圖小組討論『為什麼珊瑚是氣候煤礦坑金絲雀？』並填 §6 資料詮釋data_card dp5；RAG：0075_KEE3_E10_日漸沉沒的樂園（MOE 實引 #4）；map.csv row 54 (NASA Coral Bleaching game)C6, S4
7′倫理兩難（§7 預告）：「澳洲大堡礁漁業 vs 珊瑚保育 — 漁民生計怎麼辦？」發下辯論卡—S2, S4
3′情感收尾：珊瑚之美相片 30 秒快閃靜默觀看—S4

形成性評量（≥2）：

  • ① §5 海洋碳化學箭頭圖（≥3 個箭頭正確）
  • ② §6 珊瑚資料詮釋（提出 ≥2 個威脅因子）

第 4 節（45 min）— 我的森林、我的行動：WSA 整合與學生治理

Whole School Approach 四面向（國中強化學生自主）

  • 治理 Governance：設立『學生碳盤查委員會』由學生代表提案班會→校務會議；加入學生議會正式發議權。
  • 課程 Curriculum：跨科連結（理化—化學反應、生物—生態系、地理—氣候、公民—國際協定、綜合—行動方案），推動 PBL 專題式學習。
  • 校園營運 Operations：校園種樹（原生種優先）、食物里程降低（每週蔬食日）、紙張雙面、廚餘堆肥。
  • 社群 Community：與在地社區/NGO（如慈心基金會、荒野保護協會）合辦植樹、淨灘、海洋教育活動。

流程

時間活動師生互動使用資源LO
8′環境英雄連線：介紹 Wangari Maathai（綠帶運動）、Chipko 運動、臺灣賴倍元（種樹的男人）學生選 1 位英雄寫下『我學到…』教材圖片；map.csv row 138S1, S2, S3
22′專題任務（核心）：分組設計『學校碳循環提案書』，含：現況盤點（校園碳庫清點）→ 問題 → 主張 Claim → 證據 Evidence → 理由 Reasoning → 行動步驟 → 成效指標（KPI），必須覆蓋 WSA 四面向教師用 CER 結構巡堂；每組完成 worksheet §7學習單 §7 WSA Challenge；Canva 模板B1, B2, S2
10′組間互評 + 決選：各組 1 分鐘閃電提案 + 全班 WSA-4 檢核表評分選出 2 組送『學生碳盤查委員會』worksheet §7B1
5′後設認知反思（§8）：「這四節改變了我哪個想法？」學生書寫 ≥50 字—S2

總結性評量：

  • ① 提案書（CER 結構 + WSA 四面向 + 可行性 + 資料引用，量表 20 分）
  • ② 學習單完成度（§1–§8，≥85%）
  • ③ 反思寫作品質（≥50 字、含具體改變點）
  • ④ 三領域加權：認知 40%、社會情緒 30%、行為 30%

資料引用總覽（稽核用）

  • data_card 實引：dp1, dp2, dp3, dp4, dp5, dp6, dp7（7 點，≥3 要求 ✅）
  • map.csv 引用：Row 34 (NASA Climate Kids videos)、Row 54 (NASA Coral Bleaching game)、Row 138 (Carbon Cycle game)、Row 33 (Project Learning Tree videos)（4 條，≥2 要求 ✅）
  • MOE 實引：
    • #1 《0268_CCE_IV_林農畜漁業生產與生物多樣性》— 第 1 節碳循環定義與碳匯
    • #2 《0206_CCE_認識溫室氣體》— 第 2 節化石燃料與 CO₂
    • #3 《0178_CCE_氣候變遷大觀園》— 第 3 節海洋吸碳緩衝
    • #4 《0075_KEE3_E10_日漸沉沒的樂園》+《0270_CCE_IV_海岸》— 第 3 節珊瑚白化與海洋酸化
    • （4 份，≥1 要求 ✅）
  • WSA 四面向全覆蓋 ✅（第 4 節）
  • 評量數：第 1-4 節各 2 個 + 總結 4 項（≥2/節 要求 ✅）

延伸銜接 worksheet

本教案第 1-4 節對應 worksheet.html §1–§8：§1 碳庫配對、§2 停留時間排序、§3 化石燃料、§4 碳預算計算、§5 海洋酸化箭頭、§6 珊瑚 CER、§7 專題+WSA、§8 後設反思。

📊 數據資料卡

資料驗證日：2026-04-16 · 年段：13-15 歲

核心數據點

NOAA 全球監測實驗室在夏威夷 Mauna Loa 測站的 2024 年年均大氣 CO₂ 濃度約為 422.7 ppm，相較工業革命前（約 280 ppm）已增加約 50%，且每年仍以約 2-3 ppm 的速度上升。

422.7 / 280 ppm（2024 年均／工業革命前） · 2024

💡 教學切入：『Keeling Curve』故事：讓學生看 1958 年迄今的鋸齒狀曲線，引導觀察『年週期呼吸（北半球春夏植物吸碳）』vs『長期上升趨勢』。

來源：NOAA Global Monitoring Laboratory (Keeling Curve / Mauna Loa) · 可信度：high

IPCC AR6 WG1 指出：全球人為 CO₂ 排放中，約 26% 被海洋吸收、約 29% 被陸地生物圈吸收、約 46% 留存在大氣中。這三個比例稱為『全球碳預算』。

26 / 29 / 46 %（海洋／陸地／大氣） · 2023 AR6 WG1

💡 教學切入：訓練學生做『系統加減法』：若無海洋與陸地碳匯，大氣 CO₂ 升速將是目前的近 2 倍。

來源：IPCC AR6 WG1 Chapter 5 (Global Carbon Cycle) · 可信度：high

地球主要碳儲存庫中：海洋每年可沉積約 20 億噸碳、森林每年淨吸收約 5 億噸碳；化石燃料燃燒則每年向大氣排放約 60 億噸 CO₂ 規模（教育部教材引述值），近年全球人為 CO₂ 排放已達約 370 億噸/年。

20 / 5 / 370 億噸/年（海洋沉積／森林吸收／人為排放） · 2018 教材／2023 Global Carbon Project

💡 教學切入：『收支失衡』視覺化：讓學生比較『碳匯吸收 vs 人為排放』的規模差距，理解為何 CO₂ 累積。

來源：教育部《林農畜漁業生產與生物多樣性》教材 + Global Carbon Project 2023 · 可信度：medium-high

自工業革命以來，海洋吸收約 30% 人為 CO₂，使海洋表層 pH 值下降約 0.1（因 pH 是對數尺度，代表氫離子濃度增加約 30%），此即『海洋酸化』。在本世紀末高排放情境下，pH 可能再降 0.3-0.4。

0.1 / 30 pH 單位下降／H⁺ 濃度增加 % · 2020s

💡 教學切入：酸鹼是對數尺度：用『pH 下降 0.1 = 酸度增加 30%』打破直覺錯誤，連結化學課的酸鹼平衡。

來源：NOAA PMEL Ocean Acidification Program · 可信度：high

造礁珊瑚的最適溫度約 18-30°C。夏季若水溫再上升 1-2°C 持續數週，會造成大範圍珊瑚白化；加上海洋酸化使碳酸鈣飽和度下降，降低珊瑚鈣化速率，危及以珊瑚礁為棲地的約 25% 海洋物種。

1-2 / 25 °C 升溫閾值／海洋物種比例(%) · 2008-2024

💡 教學切入：雙重壓力（升溫 + 酸化）：讓學生理解『單一因子看起來小，但疊加後生態系崩潰』的非線性風險。

來源：教育部《日漸沉沒的樂園》+ NOAA Coral Reef Watch · 可信度：high

熱鹽環流（thermohaline circulation）是全球海洋『輸送帶』，由溫度與鹽度差驅動，將表層暖水與深層冷水循環一次約需 1,000 年；它將 CO₂ 從表層帶到深海長期封存，但暖化與極區融冰可能削弱此環流。

約 1,000 年（全球循環一次） · 2021 AR6 WG1

💡 教學切入：海洋『碳電梯』：把深海想成『長期銀行』，表層是『短期帳戶』，帶學生理解不同碳庫的停留時間差異。

來源：IPCC AR6 WG1 Chapter 9 (Ocean, Cryosphere) · 可信度：high

臺灣森林覆蓋率約 60.7%（約 219 萬公頃），2022 年盤查之森林碳匯年吸存量約 2,150 萬公噸 CO₂e，為我國 2050 淨零 12 項關鍵戰略中『自然碳匯』支柱。

60.7 / 2,150 %（覆蓋率）／萬公噸 CO₂e/年 · 2022

💡 教學切入：在地連結：對比『臺灣森林吸 2,150 萬噸 vs 臺灣年排約 2.8 億噸 CO₂e』，讓學生感受『光種樹不夠，還得減排』的系統觀。

來源：林業及自然保育署 + 環境部氣候變遷署 · 可信度：high

詞彙表

碳循環（carbon cycle）
碳元素在大氣、生物圈、水圈（海洋）、岩石圈、土壤等儲存庫之間流動與轉換的過程。
碳匯（carbon sink）
能長期吸收並儲存碳的系統，如海洋、森林、土壤；相對於碳源（carbon source）。
碳儲存庫（carbon reservoir）
碳在地球系統中的存放地點，包含大氣、海洋、生物、土壤、沉積岩、化石燃料等。
停留時間（residence time）
碳原子在某一儲存庫平均停留的時間，大氣約數年、土壤數十年、深海百年、沉積岩百萬年以上。
光合作用（photosynthesis）
植物與藻類利用陽光、CO₂ 與水合成有機物並釋放氧氣的過程，是將大氣碳固定的關鍵。
呼吸作用（respiration）
生物將有機物氧化釋出能量並排出 CO₂，將碳回歸大氣的過程。
海洋酸化（ocean acidification）
海洋吸收 CO₂ 後與水反應形成碳酸，使 pH 下降、碳酸鈣飽和度降低，影響貝類與珊瑚鈣化。
熱鹽環流（thermohaline circulation）
由海水溫度與鹽度差異驅動的全球深海環流，將表層碳與熱量輸送至深層長期封存。
森林維護（forest maintenance）
包含造林、復育、防止森林退化與火災，以維持並提升森林碳匯能力的管理行動。
化石燃料（fossil fuels）
煤、石油、天然氣，由遠古生物遺體經數百萬年地質作用形成，燃燒時釋放長期封存的碳。

常見迷思

❌ 迷思：植物只吸 CO₂，所以種越多樹大氣 CO₂ 一定會下降。

✅ 正解：植物白天行光合作用吸 CO₂，夜間仍持續呼吸釋出 CO₂；樹木老化、火災、分解也會釋碳。森林是『碳匯』但非無限，若排放速度超過吸收，大氣 CO₂ 仍會上升。

❌ 迷思：海洋吸碳是好事，所以海洋越暖越能吸更多 CO₂。

✅ 正解：恰好相反。海水溫度越高，溶解 CO₂ 的能力越低（如開瓶熱汽水）；且暖化會削弱熱鹽環流，使海洋長期吸碳能力下降。

❌ 迷思：海洋酸化就是海水變成像醋一樣的酸。

✅ 正解：海水仍是弱鹼性（pH ~8.1），只是相較工業革命前下降約 0.1。但因 pH 是對數尺度，這代表 H⁺ 濃度增加約 30%，足以影響珊瑚與貝類鈣化。

❌ 迷思：化石燃料是『古代恐龍變成的油』。

✅ 正解：化石燃料主要來自遠古海洋浮游生物（石油、天然氣）與沼澤植物（煤炭），在高壓、高溫地質環境下經數億年形成；恐龍化石極少轉化為石油。

❌ 迷思：只要做到碳中和（種樹抵銷），就不用減少燃燒化石燃料。

✅ 正解：樹木生長吸碳是暫時的（樹死/火災即釋放），而化石燃料碳是從百萬年『長期庫』提出放入『短期庫』。只靠抵換無法解決『地質碳釋放』的根本失衡。

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碳循環 簡報腳本（Level IV, 13-15 歲）

key_id: 1.3-IV ｜ slides: 24 ｜ 總時長: 180 分鐘配合 4 節課使用

Slide 1｜封面

  • 視覺：地球剖面圖，顯示碳在大氣、森林、海洋、地層間流動的箭頭 + 標題「碳去哪了？—碳循環、海洋與我們」
  • 講者稿（約 180 字）：同學，你今天吃的早餐、呼吸的氧氣、坐的椅子——追溯到最後，都有一個共同的元素：碳。我們的身體 18% 是碳；大氣中的二氧化碳、海底的貝殼、地底的煤炭，也都是碳的不同形式。這四節課，我們要像偵探一樣，追蹤碳在地球上的旅程：它從哪來、停在哪裡、又怎麼回到大氣。你會發現：人類正在做一件地球歷史上從未發生的事——用 200 年的時間，把大自然用 3 億年才存起來的碳，一次性釋放回大氣。我們怎麼應對？這是你這一代的大哉問。

Slide 2｜學習路徑圖

  • 視覺：四節課流程圖，色塊化
  • 講者稿（約 155 字）：四節課安排：第一節『碳的四個家』——碳循環與儲存庫；第二節『化石燃料的祕密』——排放與全球碳預算；第三節『海洋的隱形角色』——酸化與珊瑚；第四節『我的森林、我的行動』——從個人到校園治理。結尾有三個沒有標準答案的開放題，請帶回家繼續想。

Slide 3｜思辨問題 ①

  • 視覺：一個人呼吸 + 十個箭頭指向不同去處
  • 講者稿（約 170 字）：第一個問題：你現在呼出的二氧化碳，十年後可能在哪裡？寫下三個猜測。可能在旁邊同學的肺裡、可能在操場大樹的葉子裡、可能溶在太平洋的海水裡、甚至可能已經沉到海底變成貝殼碎片。碳的旅程，比你想的長很多、也短很多。有些碳在大氣只停幾年，有些在岩石裡存幾百萬年。這個差異，就是我們今天要學的『停留時間』。

Slide 4｜碳的四大家（資料 dp2, dp3）

  • 視覺：大氣／生物圈／水圈／岩石圈土壤四大碳庫 + 箭頭（光合、呼吸、燃燒、溶解、沉積）
  • 講者稿（約 230 字）：地球上的碳主要存在四個大『家』：第一是大氣，主要以 CO₂ 形式存在；第二是生物圈，所有生命體內的有機碳；第三是水圈，特別是海洋——它存了地表最多可流動的碳；第四是岩石圈和土壤，包括石灰岩、泥炭、煤層油氣。IPCC AR6 告訴我們一個關鍵比例：人類每排 100 單位 CO₂，海洋吸 26、陸地吸 29、剩下 46 留在大氣。換句話說，如果沒有海洋和陸地這兩個『免費清潔工』，大氣 CO₂ 升速會變成現在的快 2 倍。這就是為什麼保護森林、守護海洋，不只是『好事』，而是『氣候防線』。

Slide 5｜MOE 教材：碳循環定義（實引 #1）

  • 視覺：碳循環示意圖節錄
  • 講者稿（約 170 字）：教育部《林農畜漁業生產與生物多樣性》對碳循環的定義很清楚：『地球的碳元素可由環境進入生物體內，再釋回環境中』。關鍵四步：(1) 植物光合作用把大氣 CO₂ 固定成有機碳；(2) 食物鏈把碳傳到動物；(3) 呼吸與分解把碳放回大氣；(4) 海洋吸碳、生物骨骼沉積海底形成沉積岩。人為干擾：燃燒化石燃料、砍伐森林，打破了這個平衡。

Slide 6｜Keeling Curve 資料（資料 dp1）

  • 視覺：1958-2024 Mauna Loa 大氣 CO₂ 年際鋸齒曲線
  • 講者稿（約 240 字）：這是地球上最有名的一張圖——『Keeling 曲線』。美國科學家 Charles Keeling 從 1958 年開始，在夏威夷 Mauna Loa 火山頂量大氣 CO₂，至今沒停過。看這張圖，請注意兩件事：第一，長期趨勢是上升——從 1958 年的 315 ppm 到 2024 年的約 422.7 ppm，增加約 34%。工業革命前是多少？只有約 280 ppm。第二，它有規律的鋸齒——每年春夏往下走、秋冬往上走。為什麼？因為北半球陸地多、植物多，春夏光合作用把 CO₂ 吸走；秋冬落葉分解，CO₂ 又回到大氣。這張圖等於是地球的『呼吸心電圖』。（來源：NOAA Global Monitoring Laboratory）

Slide 7｜思辨問題 ②

  • 視覺：煤油氣罐 + 問號
  • 講者稿（約 160 字）：第二個問題：化石燃料是『恐龍變成的油』嗎？大家一定都聽過這個說法。錯了。石油主要來自數億年前海洋中的浮游生物遺體；煤炭主要來自遠古沼澤的植物。恐龍骨頭極少變成石油。重點是：這些碳，已經被『鎖』在地底數億年。我們用 200 年的時間把它挖出來燒掉——等於用地質時間尺度儲存的碳，被人類時間尺度一次釋放。

Slide 8｜化石燃料三兄弟（資料 dp3）

  • 視覺：煤（電力）／石油（運輸、塑膠）／天然氣（發電、暖氣）圖標與燃燒化學式
  • 講者稿（約 235 字）：三個主角：煤、石油、天然氣。煤主要用於發電，每燒 1 公斤煤約排 2.4 公斤 CO₂；石油用於汽油、柴油、塑膠原料；天然氣（主要是甲烷 CH₄）燃燒相對乾淨，但洩漏時本身就是強效溫室氣體。燃燒的化學式很簡單：C+O₂→CO₂。全球每年因能源燃燒排放約 370 億噸 CO₂。對照：森林每年淨吸收約 5 億噸碳、海洋沉積約 20 億噸碳——這個『收入』遠遠跟不上『支出』，所以大氣 CO₂ 一直累積。這就是『氣候赤字』的本質。

Slide 9｜全球碳預算（資料 dp2）

  • 視覺：圓餅圖 46% 大氣／29% 陸地／26% 海洋
  • 講者稿（約 200 字）：IPCC AR6 WG1 給了一組關鍵數字：近十年人類排的 CO₂ 中，約 26% 被海洋吸收、約 29% 被陸地生態系吸收、約 46% 留在大氣。這表示：海洋和陸地每年幫我們『白工』處理了一半以上的排放，但仍然有近一半累積在大氣中。這就是『碳預算』概念。推論：如果我們要讓大氣 CO₂ 停止上升，排放量必須降到等於或小於自然碳匯能吸收的量，大約是每年 100 億噸 CO₂——目前 370 億，要減 270 億，非常不容易但必須做。

Slide 10｜在地資料：臺灣森林 vs 排放（資料 dp7）

  • 視覺：臺灣地圖森林覆蓋 + 排放 vs 碳匯對比長條
  • 講者稿（約 210 字）：臺灣數字：森林覆蓋率約 60.7%、約 219 萬公頃，是東亞森林覆蓋率前段班。2022 年森林碳匯年吸存量約 2,150 萬公噸 CO₂e。但臺灣年溫室氣體排放約 2.8 億公噸 CO₂e——也就是說，森林只能抵 7.7% 的排放。環境部 2050 淨零路徑把『自然碳匯』列為 12 項關鍵戰略之一，目標 2040 年達 2,200 萬、2050 年達 2,500 萬公噸 CO₂e/年。這讓我們看清楚一件事：『光靠種樹不夠』，必須同時『大減排』。這就是為什麼你們這一代的生活選擇如此重要。

Slide 11｜WSA Slide 1：Whole School Approach（四面向）

  • 視覺：四象限圖：Governance／Curriculum／Operations／Community
  • 講者稿（約 220 字）：聯合國教科文組織（UNESCO）提出『全校式取徑』（Whole School Approach，WSA）四面向：治理——學校有沒有正式的學生氣候委員會？學生提案能不能進校務會議？課程——理化課學燃燒、生物課學光合、地理課學氣候——有沒有跨科整合？營運——校園有沒有種原生樹、節電、零廢棄？社群——有沒有與在地 NGO、家長會、里辦公室合作？碳循環不是只在課本裡，它就在你的教室、你的餐廳、你的通學路上。這四面向，就是『把知識變成行動』的地圖。

Slide 12｜海洋的隱形角色（資料 dp4）

  • 視覺：CO₂ 溶入海水化學式動畫
  • 講者稿（約 220 字）：海洋是地球最大的『可流動碳庫』，每年從大氣淨吸收約 26% 的人為 CO₂。但這個『貢獻』有代價。CO₂ 溶入海水後，會和水反應：CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃（碳酸），碳酸會解離成 H⁺ 與 HCO₃⁻。H⁺ 增加就是『酸化』。自工業革命以來，海洋表層 pH 已從約 8.2 下降到約 8.1——聽起來很小，但因為 pH 是對數尺度，這代表 H⁺ 濃度增加了約 30%。這個看似微小的變化，正在改變海洋生物鈣化殼的能力。

Slide 13｜對數尺度思考題

  • 視覺：pH 標尺與 10^0.1 計算
  • 講者稿（約 155 字）：讓我們驗證：pH 下降 0.1 到底是多少？請打開手機計算機。pH = -log₁₀[H⁺]，所以 [H⁺] 增加的倍數是 10^0.1 ≈ 1.26——約 26-30% 增加。這就是『對數尺度騙人』的原因：你聽 pH 8.2 變 8.1 覺得差一點點，實際上酸度增加近三成。這是化學課教的重要觀念。

Slide 14｜海洋酸化對海洋生物（資料 dp5）

  • 視覺：珊瑚白化照片前後對比、貝殼溶解實驗
  • 講者稿（約 230 字）：海洋酸化 + 升溫 = 雙重壓力。造礁珊瑚的最適溫度 18-30°C，夏季水溫若再上升 1-2°C 持續數週就可能白化。白化不是立刻死亡，而是珊瑚把共生藻吐出去——失去食物來源與顏色。若壓力持續，珊瑚死亡。加上海水酸化降低碳酸鈣飽和度，珊瑚『蓋房子』更困難。2016-2017 年澳洲大堡礁連續兩年大規模白化，損失近 50% 的珊瑚。而珊瑚礁雖只佔海洋面積不到 1%，卻是約 25% 海洋物種的棲地。珊瑚是『氣候煤礦坑的金絲雀』——牠先倒下，接下來是整個海洋生態。

Slide 15｜MOE 教材：珊瑚白化（實引 #4）

  • 視覺：《日漸沉沒的樂園》教材圖
  • 講者稿（約 165 字）：教育部教材《日漸沉沒的樂園》節錄：『礁珊瑚的最適溫度在 18 到 30°C 之間，超過這個界限，就可能引起珊瑚白化。由於珊瑚生長在熱帶海域，夏季的水溫本來就很接近適合珊瑚生長的水溫上限，此時即使是水溫只上升 1 至 2°C，都可能造成大範圍的珊瑚白化。』臺灣墾丁、小琉球、綠島也都曾觀察到白化事件。

Slide 16｜熱鹽環流：海洋的碳電梯（資料 dp6）

  • 視覺：全球熱鹽環流帶狀圖（藍深紅淺）
  • 講者稿（約 220 字）：海洋不只是靜止的水。全球有一條『輸送帶』——熱鹽環流。在北大西洋，冷鹽度高的海水密度大，下沉到深海；沿著海底流動，經數百年抵達太平洋、印度洋，再浮上表層。完成一圈大約要 1,000 年。這個環流把表層吸收的 CO₂ 帶到深海長期『封存』，像是海洋的『長期銀行』。但暖化會削弱它：格陵蘭冰融化稀釋北大西洋鹽度，下沉力道減弱；研究指出這個環流自工業革命來已減弱約 15%。若它崩潰，歐洲變冷、碳無法下沉——這是科學家最擔心的『臨界點』之一。

Slide 17｜資料詮釋題（形成性評量）

  • 視覺：珊瑚白化 vs SST 時序圖
  • 講者稿（約 160 字）：現在換你來當科學家。看這張圖：橫軸時間、縱軸海表溫（SST）與珊瑚白化面積。(a) 找出白化最嚴重的兩年；(b) 這兩年 SST 有什麼特徵？(c) 寫一句話的結論：SST 與白化的關係。這是 CER（主張、證據、理由）的練習——讓資料替你說話。

Slide 18｜倫理兩難

  • 視覺：漁民 vs 珊瑚保育
  • 講者稿（約 185 字）：澳洲大堡礁每年觀光收入約 60 億澳幣、養活 6 萬人。政府若為保護珊瑚禁止所有漁業與遊船，漁民失業、觀光蕭條；但若完全開放，珊瑚加速消失。你支持哪種政策？全面禁漁、分區管理、還是碳稅補貼漁民轉型？沒有標準答案——這就是現實的氣候治理。請在學習單 §6 寫下你的立場與理由。

Slide 19｜環境英雄（S1）

  • 視覺：Wangari Maathai、Chipko 運動、臺灣賴倍元
  • 講者稿（約 200 字）：介紹三位環境英雄：(1) Wangari Maathai，肯亞第一位獲諾貝爾和平獎的女性（2004），創立『綠帶運動』，帶領非洲婦女種下 5,100 萬棵樹；(2) Chipko 運動，1970 年代印度婦女用身體擁抱樹木阻止砍伐，讓『森林權利』成為國際議題；(3) 臺灣賴倍元『種樹的男人』，在大雪山種了 30 多年、超過 30 萬棵原生樹。他們的共通點：看到不對就行動，而且行動有長期的耐心。

Slide 20｜WSA Slide 2：學生治理深化

  • 視覺：學生碳盤查委員會組織圖 + 提案流程
  • 講者稿（約 245 字）：第四節，我們把 WSA 落實。最容易忽略的是『治理』。請思考：你的學校裡，學生真的能『提案』嗎？班會講完之後呢？有沒有進校務會議？UNESCO ESD 強調『學生 agency』——不是被動受教，而是主動形塑。具體建議：(1) 申請設立『學生碳盤查委員會』，每學期公布校園碳盤查報告；(2) 推動每班選派氣候代表，進入跨校聯盟；(3) 為 18 歲以下的你，爭取對『影響你們未來』的決策有發言權。聯合國兒童權利公約第 12 條說：兒童有權對影響自己的事發表意見並受重視。氣候是最影響你們的事，不是嗎？

Slide 21｜專題任務說明（B1, B2）

  • 視覺：提案書模板五欄
  • 講者稿（約 215 字）：現在分組，完成『學校碳循環提案書』，五個必備欄位：(1) 現況盤點：校園哪些活動是碳源？哪些是碳匯？（餐廳食材、交通、冷氣、紙張、樹木）(2) 問題定義：鎖定一個最可行的切入點；(3) CER 論證：主張、證據（需含數字）、理由；(4) 行動步驟：具體可執行（誰、做什麼、何時）；(5) KPI 指標：怎麼測量成效？提案必須覆蓋 WSA 四面向。每組 8 分鐘設計，互評選出 2 組，送『學生碳盤查委員會』實作。

Slide 22｜評量與反思

  • 視覺：後設認知三問
  • 講者稿（約 185 字）：最後請回到自己。學習單 §8 三個問題：(1) 上這四節課之前，你對碳循環的想法是什麼？(2) 現在有哪些具體改變？(3) 最讓你印象深刻的一個數據或概念是什麼？這叫『後設認知』——對自己的學習再思考一次。寫下來的東西不會被打分數，但會改變你對未來世界的想像。

Slide 23｜三個開放式延伸問題

  • 視覺：三個大問號
  • 講者稿（約 225 字）：最後，沒有標準答案的三問，請帶回家繼續想：
    1. 公平性：已開發國家從工業革命以來累積排放佔 79%，但現在要求全球一起減碳。開發中國家該怎麼辦？
    2. 個人 vs 系統：假如全台 2,300 萬人每人每天少搭 5 分鐘車，一年減碳約 50 萬噸——這只是全國排放的 0.18%。個人行動到底有沒有用？
    3. 時間尺度：地底的碳花 3 億年才存下，人類 200 年就燒掉大半。如果你有一票決定未來 100 年的能源政策，你會投給什麼？請下節課帶來你的答案。

Slide 24｜致謝與資源

  • 視覺：Logo 與 QR code 連結
  • 講者稿（約 165 字）：謝謝大家 4 節課的投入。資源 QR code：NOAA Keeling Curve、IPCC AR6、NASA Climate Kids、臺灣環境部氣候變遷署、林業保育署。記住一件事：你每一次選擇——騎腳踏車、吃蔬食日、不浪費紙、對家人說『一起關冷氣』——都在影響一個比你大得多的系統。碳循環從來沒離開你，你也從來沒離開它。

引用對應表

Slidedata_cardRAG / MOEmap.csv
4dp2, dp3——
5—MOE #1 0268—
6dp1—row 34
8dp3MOE #2 0206—
9dp2——
10dp7——
12dp4MOE #3 0178row 203
14dp5—row 54
15dp5MOE #4 0075—
16dp6——

統計：data_card 實引 7 點（dp1-dp7） ≥5 ✅ ｜ WSA slides：Slide 11, 20（2 張 ≥2 ✅）｜ 結尾 3 開放式延伸（Slide 23 ✅）｜ 講者稿皆 150-300 字 ✅ ｜ slides 數 24（22-28 範圍 ✅）

📚 參考資源

Resources: 1.3-IV 碳循環

Age band: 13-15 ｜ Verified: 2026-04-16

權威資料來源

#名稱網址用途
1NOAA Global Monitoring Laboratory (Keeling Curve)https://gml.noaa.gov/ccgg/trends/dp1 大氣 CO₂ 趨勢
2IPCC AR6 WG1 Chapter 5 (Global Carbon Cycle)https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg1/chapter/chapter-5/dp2 全球碳預算
3IPCC AR6 WG1 Chapter 9 (Ocean)https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg1/chapter/chapter-9/dp6 熱鹽環流
4NOAA PMEL Ocean Acidificationhttps://www.pmel.noaa.gov/co2/story/Ocean+Acidificationdp4 海洋酸化
5NOAA Coral Reef Watchhttps://coralreefwatch.noaa.gov/dp5 珊瑚白化
6Global Carbon Projecthttps://globalcarbonbudget.org/dp3 全球排放
7臺灣環境部氣候變遷署https://www.cca.gov.tw/dp7 自然碳匯戰略
8農業部林業及自然保育署https://www.forest.gov.tw/dp7 森林碳匯盤查

MOE 教材實引（RAG）

#檔名頁引用位置
10268_CCE_IV_林農畜漁業生產與生物多樣性.pdfp.17-18第 1 節 / Slide 5
20206_CCE_認識溫室氣體.pdfp.1第 2 節 / Slide 8
30178_CCE_氣候變遷大觀園.pdfp.1第 3 節 / Slide 12
40075_KEE3_E10_日漸沉沒的樂園.pdfp.4第 3 節 / Slide 15
50270_CCE_IV_海岸.pdfp.5第 3 節補充

map.csv 引用

Row名稱URL
33Project Learning Tree - 12 Videos (carbon)https://www.plt.org/educator-tips/videos-climate-change-middle-school/
34NASA Climate Kids Videoshttps://climatekids.nasa.gov/menu/watch/
54NASA Coral Bleaching Gamehttps://climatekids.nasa.gov/menu/play/
13810 Climate Change Games - Carbon Cyclehttps://oregonclimateeducation.org/teacher-guides/10-climate-change-games-for-the-classroom
203NOAA Classroom-ready data (carbon cycling)https://www.noaa.gov/education/resource-collections/data/classroom-ready

延伸閱讀

  • Wangari Maathai 綠帶運動：https://www.greenbeltmovement.org/
  • Chipko Movement 介紹文獻（聯合國婦女署）
  • 臺灣賴倍元種樹故事（天下、公視報導）
✅ 品管報告點擊展開 / 收合

QA Report: 1.3-IV 碳循環

Date: 2026-04-16 ｜ Age band: 13-15 ｜ Status: ✅ Pass

產出清單

檔案狀態
data_card.json✅ 7 dp / 10 glossary / 5 misconceptions
lesson_plan.md✅ 4×45min / 12 LO / WSA 四面向
ppt_script.md✅ 24 slides / 2 WSA / 3 開放延伸
worksheet.html✅ 8 levels / 6 深度要求全覆蓋
qa_data.md / qa_lesson.md / qa_ppt.md / qa_worksheet.md / qa_depth.md✅
resources.md✅
_cache/1.3-IV_sources.json✅

深度稽核結果

  • 開放反思 3 處 (§4 Q2, §8 ①②)
  • 系統思考 2 處 (§1 碳四庫, §2 停留時間)
  • 倫理兩難 1 處 (§6 大堡礁)
  • CER 2 處 (§6, §7)
  • 資料詮釋 1 處 (§4)
  • 後設認知 1 處 (§8)
  • 專題式學習任務 (§7)

資料引用稽核

  • data_card 實引 ≥5 ✅（7 點）
  • map.csv ≥2 ✅（5 條）
  • MOE ≥1 ✅（4 份，另一份補充）
  • WebFetch 權威 ≥2 ✅（NOAA、IPCC、環境部、林保署、NOAA PMEL 共 8 條）
  • 避 Wikipedia ✅

通過項目

全部要求達標，無需修正。

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