水循環與全球暖化 教案(Level IV, 13-15 歲)
教學資訊
- Key_id:1.4-IV
- Topic:The water cycle(水循環與氣候變遷衝擊)
- Key Idea:水循環受全球暖化影響——海洋蒸發增、降雨型態改變、洪水乾旱加劇;太平洋 ENSO 循環遙控全球天氣;溫鹽環流是脆弱的氣候調節器。
- 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:evaporation / transpiration / run-off / ENSO / thermohaline / AMOC)
學習目標(對應 UNESCO 三領域,源自 1.4-IV.csv)
認知層(Cognitive)
- C1(ID 149):解釋自然水循環(蒸發、凝結、昇華、降水、蒸騰、徑流、滲透)及全球暖化造成的變化(暴雨、洪水、乾旱增加)。
- C2(ID 150-151):能測量降雨、觀察家鄉水文,並繪製當地集水區與其邊界/交互作用。
- C3(ID 152):簡述海洋溫鹽環流(AMOC)、其對區域氣候影響、及對氣候變遷的脆弱性。
- C4(ID 153):列舉厄爾尼諾(ENSO)對全球與臺灣地區天氣影響的證據。
社會情緒層(Social and Emotional)
- S1(ID 154):對受水循環劇變影響的人(遭風暴、洪水、乾旱的族群)展現關懷,理解其情緒衝擊。
- S2(ID 155):透過情緒書寫、角色扮演、練習調適策略,培養對極端天氣的情緒韌性。
行為層(Behavioural)
- B1(ID 156):與在地社區/組織合作,提升水循環衝擊的意識,推動節水與永續作為,特別關注脆弱族群需求。
- B2(ID 157):展現並推廣減緩暖化的行為(減少碳足跡、倡議永續生活),以降低水循環的負面衝擊。
教學流程
第 1 節(45 min)— 水在地球上怎麼跑?(自然水循環 + 暖化強化)
| 時間 | 活動 | 師生互動 | 使用資源 | LO |
|---|---|---|---|---|
| 5′ | 開場思辨:『地球上總水量千年來幾乎不變,那為什麼會有地方缺水?』 | 學生 30 秒獨立思考+全班票選三種可能解釋 | 白板 | C1 |
| 12′ | 水循環七動詞:蒸發、凝結、昇華、降水、蒸騰、逕流、入滲——板書畫圖並定義 | 教師講述+學生於學習單 §1 以箭頭連結七動詞形成循環圖 | data_card glossary;worksheet §1 | C1 |
| 13′ | 閱讀活動(MOE 實引 #1):節錄《0269_CCE_IV_水資源》第 15 頁——『地球升溫造成全球水文循環的改變,使蒸發作用強度增高、降雨強度升高、降雨分布產生變化』 | 分組提取 3 個『水循環在暖化下的改變』並討論 | RAG:0269_CCE_IV_水資源.pdf;map.csv row 15 | C1 |
| 10′ | 資料解讀:IPCC AR6 第 8 章關鍵數字——每升溫 1°C,大氣水氣容量 +7%(Clausius-Clapeyron,dp1) | 學生推算:若升溫 2°C,極端降雨強度約增多少?討論『為何濕的更濕、乾的更乾』 | data_card dp1 | C1, C3 |
| 5′ | 總結提問:『總降雨變多了,為什麼還會缺水?』 | 埋下第 2 節豐枯差與入滲減少的伏筆 | data_card dp3 | C1 |
形成性評量(本節 × 2):
- ① 水循環七動詞循環圖(學習單 §1,箭頭正確率 ≥80%)
- ② 紙筆 2 分鐘:『升溫 1°C → 大氣水氣 +?%,對降雨有什麼影響?』(≥80% 正確)
第 2 節(45 min)— 集水區踏查與臺灣水文(家鄉水循環)
| 時間 | 活動 | 師生互動 | 使用資源 | LO |
|---|---|---|---|---|
| 5′ | 回顧快測:上節七動詞 Kahoot | 即時數據回饋 | — | C1 |
| 15′ | 集水區概念+實作:分水嶺、主河、支流、水庫;小組在學校周邊地圖上標出可能的集水區邊界 | 小組討論+畫線,教師巡堂;發學校附近水利署等高線地圖 | data_card glossary;學習單 §2;map.csv row 15 | C2 |
| 13′ | 臺灣水資源 4 大衝擊(MOE 實引 #2):節錄《0269_CCE_IV_水資源》第 5 頁『水文衝擊、河川流量、供水系統、複合型災害』——豐水期增、枯水期減、入滲反而↓ | 教師講述;學生於學習單 §3 填寫四項衝擊對應結果 | RAG:0269_CCE_IV_水資源.pdf;data_card dp3, dp6 | C1, C2 |
| 10′ | 降雨量測+紀錄教學:介紹簡易雨量筒(漏斗+刻度瓶)、公開氣象資料(CWA open data) | 宣布『家鄉雨量週記』作業:連續 7 日紀錄 | 氣象署 API 介紹;對應 ID 150 | C2, B1 |
| 2′ | 預告:下一節『海洋如何遙控天氣』 | — | — | — |
形成性評量(本節 × 2):
- ① 集水區繪製(學習單 §2,包含分水嶺+出口+≥2 支流)
- ② 臺灣水文衝擊四象限填寫(學習單 §3,≥3/4 正確)
第 3 節(45 min)— 海洋遙控:ENSO、溫鹽環流與臨界點
| 時間 | 活動 | 師生互動 | 使用資源 | LO |
|---|---|---|---|---|
| 10′ | ENSO 機制(資料 dp2):Niño-3.4 區域 +0.5°C 門檻;週期 2-7 年;暖相/冷相海溫圖對比;影響印尼乾旱、加州降雨、臺灣冬季偏暖濕 | 教師講述+動畫;學生於學習單 §4 畫出 El Niño/La Niña 海溫差圖 | data_card dp2;NOAA Climate.gov;map.csv row 138 (ARM DOE Make Your Own El Niño) | C4 |
| 12′ | 厄爾尼諾在地證據:2015-16、2023-24 兩次強 El Niño 與臺灣/全球極端事件連結(臺灣暖冬、菲律賓乾旱、東非洪水) | 小組查找 1 則新聞並上臺報告(1 分鐘) | NOAA ENSO 資料;本地新聞 | C4, S1 |
| 13′ | 溫鹽環流+臨界點(資料 dp5):海洋傳送帶動畫(map.csv row 34 NASA Kids Ocean);IPCC 評估 AMOC 本世紀『極可能』減弱;若崩潰西歐遽冷、亞洲季風受衝擊 | 教師講述『臨界點』非線性概念;學生討論『為什麼降 10% 和降 90% 不只是數量差別』 | data_card dp5;map.csv row 34;0272_CCE_IV_維生基礎系統.pdf (MOE 實引 #3) | C3 |
| 8′ | 倫理兩難辯論:『溫鹽環流若崩潰影響歐洲/非洲最大,臺灣應該出多少減碳成本?』 | 正反各 3 分鐘 + 2 分鐘質詢 | 辯論卡、學習單 §5 | S1, C3 |
| 2′ | 預告專題:下節設計『社區水循環韌性提案』 | — | — | B1 |
形成性評量(本節 × 2):
- ① ENSO 海溫差圖與影響配對(學習單 §4,≥80%)
- ② 辯論觀察量表(引用資料次數 ≥2、論點合理)
第 4 節(45 min)— 從情緒到行動:社區水韌性提案(WSA 整合)
Whole School Approach 四面向(國中強化學生治理)
- 治理 Governance:成立『校園水資源委員會』,學生代表+教師+總務處;提案經學生議會→校務會議。
- 課程 Curriculum:跨科整合——自然(水循環機制)、社會(集水區治理)、地理(地形降雨)、國文(倡議文寫作)、綜合(情緒韌性)。
- 校園營運 Operations:雨水回收系統、馬桶兩段式沖水、校園綠地滲透磚、洗手台自動關水、水費/用水量每月公告。
- 社群 Community:與里辦合作清淤、與 NGO 合辦『水公民』講座、與家長會推『家庭節水挑戰』。
流程
| 時間 | 活動 | 師生互動 | 使用資源 | LO |
|---|---|---|---|---|
| 8′ | 小林村回顧(MOE 實引 #4):節錄《0100_KEE4_E17_小林村事件簿》——2009 莫拉克 3 日 2,900+ mm 造成山崩滅村;播放 3 分鐘紀錄片節選 | 學生書寫 60 秒『情緒反應』——悲傷、憤怒、無力、決心?不打分 | data_card dp4;0100_KEE4_E17_小林村事件簿.pdf | S1, S2 |
| 10′ | 情緒書寫與角色扮演:分組扮演『受災居民/救難志工/地方官員/媒體記者』四角色回應,15 秒輪流;收尾分享『我最卡住的情緒』(對應 ID 155) | 教師以非評價方式接住情緒;建立『可以難過、也可以行動』的心理安全區 | worksheet §6 情緒韌性 | S2 |
| 20′ | 專題任務(核心):分組設計『社區水循環韌性提案書』(模板:現況盤點→問題→Claim/Evidence/Reasoning→可行動步驟→脆弱族群考量→成效 KPI→WSA 四面向勾選) | 教師巡堂用 CER 引導;每組完成學習單 §7 | 學習單 §7(專題任務);Canva/Slides | B1, B2, C2 |
| 5′ | 閃電提案+互評:每組 1 分鐘+全班 WSA 四面向 checkbox 評分 | 選 1 組送校長信箱與里辦 | worksheet WSA Challenge | B1 |
| 2′ | 後設反思收尾:『上完這四節,你對「水」的看法改變了嗎?』 | 學生書寫 50+ 字反思 | worksheet §8 | S1, S2 |
總結性評量(本單元):
- ① 水韌性提案書(CER 結構+可行性+脆弱族群考量,20 分量表)
- ② 學習單完成度 8 節(≥85%)
- ③ 反思寫作品質(≥50 字,含具體改變點)
- ④ 家鄉雨量週記(連續 7 日,≥5 日有效紀錄)
資料引用總覽(稽核用)
- data_card 實引:dp1, dp2, dp3, dp4, dp5, dp6(共 6 點,≥3 要求 ✅)
- map.csv 引用:Row 15(Water Cycle PPT)、Row 138(Make Your Own El Niño)、Row 34(NASA Kids 海洋)(共 3 條,≥2 要求 ✅)
- MOE 實引:
- #1 《0269_CCE_IV_水資源》p.15 — 第 1 節暖化對水文影響
- #2 《0269_CCE_IV_水資源》p.5 — 第 2 節四大衝擊
- #3 《0272_CCE_IV_維生基礎系統》— 第 3 節海洋/生態系統
- #4 《0100_KEE4_E17_小林村事件簿》— 第 4 節莫拉克案例
- (共 4 份,≥1 要求 ✅)
- 各節評量數:第 1–4 節各 2 個,共 8 個(≥2/節 要求 ✅)
- WSA 四面向:第 4 節整合治理/課程/營運/社群(✅)
延伸銜接 worksheet
本教案第 1-4 節對應 worksheet.html §1–§8。學生於課堂完成 §1–§6,課後完成 §7 專題任務與 §8 後設反思;§2 集水區與雨量記錄可搭配家鄉踏查。