中三地理|氣候變化與溫室效應:輻射收支、溫室氣體比較、減緩與適應 備課指引(導師用)
- 2026-11-14
九成學生會講「溫室氣體令地球保溫」,但一問「溫室氣體留住了什麼」就答「熱空氣」,於是以為溫室效應等於空氣不流通。這一堂要把輻射收支講清楚:太陽來的是短波,地球走的是長波,溫室氣體攔的是長波。再分開減緩與適應兩條路,學生才不會把所有方法都寫成「多種樹」。
本堂目標 學生能夠:① 用「短波入、長波出、長波被攔」講出溫室效應的機制,並指出沒有溫室效應地球會更冷;② 比較二氧化碳、甲烷、氧化亞氮的來源與吸熱能力,講出甲烷單位吸熱比二氧化碳強但壽命短;③ 把措施分成減緩(減少排放)與適應(應對已發生變化)兩欄,每欄各舉三個例子並講出分類理由。
01 先備知識(開課前 3 分鐘快檢)
以下任何一項未過關,本堂就會卡住,先補該項:
| 技能 | 快檢題 | 過關標準 |
|---|---|---|
| 能量與波長 | 波長較短的光,能量較高還是較低? | 較高,短波能量高,所以紫外線會曬傷 |
| 百分比計算 | 由 280 升到 420,增加了幾分之幾? | 增加 140,等於原值的 50% |
| 可再生能源 | 香港的電力主要來自本地發電還是輸入? | 大部分由本地發電廠,燃料以煤與天然氣為主 |
02 課堂流程(45 分鐘)
| 時間 | 環節 | 導師做什麼 | 學生做什麼 |
|---|---|---|---|
| 0–5 分鐘 | 兩個溫度計開場 | 一個放透明膠盒內、一個放盒外,同時曬五分鐘,問哪個較高、為什麼 | 讀溫度並提出解釋 |
| 5–14 分鐘 | 輻射收支三步 | 在板上畫三個箭頭:太陽短波入、地面長波出、溫室氣體攔長波再射回 | 照畫三個箭頭並標明波長長短 |
| 14–26 分鐘 | 溫室氣體比較 | 列出二氧化碳、甲烷、氧化亞氮的來源與吸熱能力,強調「濃度」與「單位吸熱」是兩件事 | 把三個氣體按來源分類,並講出甲烷的兩面 |
| 26–37 分鐘 | 減緩與適應分工 | 示範把十個措施分兩欄:装太陽能、建海堤、種紅樹、改種耐熱稻米……每放一個都講理由 | 分十個措施,並解釋其中三個的分類理由 |
| 37–43 分鐘 | 數字與單位檢查 | 示範 280 到 420 ppm 增加 50%、海平面 3.4 毫米每年三十年約 10.2 厘米 | 自行計一次,檢查百分點與百分比有沒有混 |
| 43–45 分鐘 | 離場檢查 | 收回三題:機制一句、措施分類兩題 | 作答並交回 |
03 講解腳本(照著說就可以)
第一幕:輻射收支:短波進來、長波出去、長波被攔
太陽表面約 5,800 K,輻射以短波為主,大部分可見光穿過大氣到地面。地面升溫後以長波(紅外線)向外輻射。二氧化碳、甲烷、水汽、氧化亞氮的吸收帶正好落在長波紅外,於是把部分長波留住並向各方向再輻射,其中一部分回到地面,令地面平均溫度維持在約 15°C。要強調兩點:溫室效應本身是自然現象,沒有它地球平均約 −18°C;問題在於人為排放令溫室氣體濃度上升,把「留住的量」加大,不是「溫室效應不好」。
叫學生用一句話講完「為什麼玻璃盒內較熱」,要求提到短波入、長波出不去,而不是「熱空氣走不掉」
第二幕:溫室氣體比較:濃度大不等於單位吸熱強
二氧化碳濃度最高(工業革命前約 280 ppm,現在約 420 ppm,增加 50%),來源是燃燒化石燃料與水泥生產,壽命長(可達數百年),所以是長期主因。甲烷濃度低得多但單位吸熱能力約為二氧化碳的 25 倍以上,壽命約十年,來源是畜牧、稻米田、堆填區與天然氣洩漏,所以減甲烷是短期見效的杠杆。氧化亞氮主要來自農業肥料,單位吸熱更強但濃度更低。三者的比較要用兩把尺:濃度與單位吸熱,兩把尺不能混成一句「甲烷最壞」。
給三張卡(濃度、單位吸熱、壽命),要求學生講出「甲烷為什麼短期重要、二氧化碳為什麼長期重要」
第三幕:減緩與適應:兩欄不能混
減緩(mitigation)針對成因,目的是減少排放或增加碳匯:轉用可再生能源、提升能源效率、減少食物浪費、保護森林與紅樹林、碳定價。適應(adaptation)針對後果,目的是減少已發生變化的損失:建海堤與蓄洪池、改良排水、種耐熱耐鹽作物、制定熱浪應變計劃、為沿海居民做遷移規劃。同一件事可能兩邊都算,例如種紅樹林既固碳又擋浪,這時答題要講明「以哪個作用為主」,而不是含混過關。
叫學生把「建海堤」與「装太陽能」分別歸欄,並講出「一個減少未來變化、一個應對已來的變化」
04 必教題型與步驟
| 題型 | 例子 | 步驟 | 答案 |
|---|---|---|---|
| 機制解釋 | 用輻射收支解釋溫室效應。 | ① 太陽短波入 ② 地面長波出 ③ 溫室氣體吸收長波再射回地面 | 短波穿透、長波被攔、部分回射地面,地面升溫 |
| 百分比計算 | 二氧化碳由 280 ppm 升至 420 ppm,增幅多少? | ① 先算差 140 ② 除以原值 280 ③ 寫 50% | 增加 50% |
| 措施分類 | 政府建蓄洪池,這屬減緩還是適應? | ① 問是否減少排放 ② 不是,是應對已增加的暴雨 ③ 答適應 | 適應 |
| 比較題 | 甲烷與二氧化碳,哪個更應優先減? | ① 分開濃度與單位吸熱 ② 甲烷短期杠杆、二氧化碳長期主因 ③ 答兩者並行,甲烷短期、二氧化碳長期 | 兩者並行;甲烷短期見效,二氧化碳決定長期升溫 |
合理性檢查(一定要教):每次計完做三重檢查。第一重百分比:增幅要用「差除以原值」,280 到 420 是差 140 除以 280 等於 50%,不是 140%,也不是 33%。第二重單位:ppm 是濃度,毫米每年是速率,瓦每平方米是功率,三種不能相加。第三重分類:措施要講出「針對成因」還是「針對後果」,講不出就代表分類未清。
05 獨立練習三題
| 題目 | 答案 | 想觀察什麼 |
|---|---|---|
| 太陽能板接收 1,000 W/m²,效率 20%,每平方米實際發電多少瓦? | 200 W/m² | 是否把效率當成加法,寫成 1,020 |
| 海平面每年上升 3.4 毫米,30 年約升多少厘米? | 約 10.2 厘米 | 是否做毫米轉厘米,以及乘 30 這一步 |
| 把「改種耐鹽稻米」分類,並講出理由。 | 適應,因為應對已出現的鹽害,不減少排放 | 理由是否針對後果而不是成因 |
06 學生常見錯誤與糾正句
| 錯誤 | 學生通常這樣寫 | 導師這樣說 |
|---|---|---|
| 把溫室效應講成空氣不流通 | 溫室氣體困住熱空氣,所以愈來愈熱。 | 「溫室氣體攔的是地面射出的長波紅外線,不是困住熱空氣。空氣會對流,熱空氣會上升;被攔住的是輻射。」 |
| 百分比與百分點混用 | 280 升至 420,增加了 140%。 | 「140 是絕對差,除以原本 280 才是 50%。百分點講差距,百分比講相對原值的比例。」 |
| 以為溫室效應全屬壞事 | 我們要完全消除溫室效應。 | 「沒有溫室效應,地球平均約 −18°C,農作物種不出。要控制的是人為額外排放,不是把自然效應清零。」 |
| 把所有措施都寫成減緩 | 建海堤可以減少碳排放。 | 「海堤不會減排,它擋的是已經升高的海平面與更大的風暴潮,屬適應。減緩要講得出減少哪一種排放源。」 |
07 家課建議(直接指到練習卷題號)
- 人口結構與撫養比率(第 1–3 題) 撫養比率同樣用百分比與比率寫法,先鞏固計算
- 板塊構造與火山地震(第 1–3 題) 自然災害題的單位寫法與今堂一致,順手做計時
- 中學地理索引(挑 2 份環境或氣候卷) 在索引找兩份氣候相關卷,重點練「機制、數字、措施」三段式答題
08 離場檢查(最後 5 分鐘)
| 題目 | 答案 | 判定 |
|---|---|---|
| 溫室氣體攔的是短波還是長波? | 長波(地面射出的紅外線) | 答長波=過關;答短波要重講輻射收支 |
| 280 升到 420,增幅多少? | 50% | 要講出除以原值這個步驟 |
| 建海堤屬減緩還是適應? | 適應 | 答對並講出理由才算過關 |
09 導師常問
為什麼不先教全球暖化的證據?
證據說服力強,但考試評分點在機制與措施分類。先教機制,學生看圖表題才知道要看哪一條線;先講證據,學生只會背「地球愈來愈熱」而答不出為什麼。
三個溫室氣體要背數字嗎?
只需記住方向與量級:甲烷單位吸熱遠強於二氧化碳但壽命短,氧化亞氮來自農業,二氧化碳濃度最高且壽命最長。精確倍數不同教材有差異,答題講「約為多少倍」比背死數字安全。
減緩與適應可以同時答嗎?
可以,而且高分答案通常兩者並列,但要講明主次。例如種紅樹林同時固碳與消浪,答「以固碳為主屬減緩,兼具適應功能」比單歸一欄更能得分。
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