臺北市第 15 屆 中 小 學 及 幼 稚 （ 兒 ） 園

教 育 專 業 創 新 與 行 動 研 究

創 新 教 學 活 動 設 計 類

新聞中的科學-地震二三事

臺北市立百齡高級中學 地球科學科 張淵淑

1

摘要

百齡高中開設的「新聞中的科學」校本課程從學生生活經驗出發，讓教師帶

領學生從生活中常見新聞中挖掘有趣的科學議題，並以動手做的方式加深與加廣

這些科學議題的背景知識，讓學生在接觸新聞的同時，增進其主動探究科學議題

的興趣與分析科學議題的能力。

新聞中最常出現的議題之一就是地球科學中的地震，本教學內容從新聞中提

及的地震資訊為底，讓學生延伸地球科學中「地震學」這門學科認知的廣度與深

度，並結合中央研究院地球科學研究所的網路線上資源，設計教學活動讓學生以

團隊合作與競賽的模式，嘗試分析科學資料，讓學生將其學習到的地震相關知識

加以應用。此外本門課程亦挑選與地震相關最新發展的科普文章提供學生閱讀，

以增進學生對於科學文章的閱讀能力與理解力。同時輔以開放式問題學習單的活

動設計，訓練學生思辨能力與批判能力。

關鍵字：校本課程、新聞、地震

2

目錄

一、 前言................................................................................................................ 3

二、 課程設計........................................................................................................ 4

(一) 課程心智圖................................................................................................ 4

(二) 課程特色.................................................................................................... 4

三、 課程學習目標與內容.................................................................................... 5

(一) 課程教案.................................................................................................... 5

(二) 課程投影片內容...................................................................................... 10

四、 課程活動紀錄與學生回饋.......................................................................... 14

(一) 課程活動照片.......................................................................................... 14

(二) 學生成果.................................................................................................. 15

(三) 學生回饋.................................................................................................. 16

五、 省思與結語.................................................................................................. 17

(一) 教學省思.................................................................................................. 17

(二) 展望與結語.............................................................................................. 18

六、 教學資源...................................................................................................... 18

七、 附件：課程學習單...................................................................................... 19

3

一、 前言

地球上的板塊邊界地震頻仍，因此在新聞中時常會出現國際上發生大地

震或臺灣又發生地震的消息。而學生從新聞中接收到的資訊不出下列幾項：

地震震央、地震規模、地震震度與地震造成的災害。但上述資訊皆為媒體消

化過後的結果與地震災害畫面，對於背後的科學機制皆無深入探討。

本教學活動設計為了讓學生了解地震學背後的科學機制與研究方法，故

設計兩節課的相關課程，配合高中地球科學課程綱要中天然災害的部分，加

深與加廣地震學的基本概念。其中特別針對地震定位的部分，以資訊融入教

學的模式搭配中央研究院地球科學研究所「地震定位遊戲」的線上資源

(http://serengeti.earth.sinica.edu.tw/QCN.src/index.php/eqk-game/location-game

)，讓學生以分組討論與競賽的形式，嘗試使用筆記型電腦初步分析地震波

訊號，並應用分析結果，進一步得出地震震央的資訊。

此外，本課程亦設計讓學生閱讀地震相關科學議題的科普文章，主題分

別為地震預警和海嘯成因與其災害，讓學生在應用其所學知識與了解地震學

的科學研究方法外，透過閱讀將其獲取知識的觸角延伸至國際最新研究，同

時訓練學生的閱讀能力和理解力，並在閱讀文章之後透過開放式問題學習單

訓練學生的批判與思辯能力。

在本課程中除了訓練學生基本的邏輯批思辨與批判能力之外，對於地球

科學中的「地震災害」分析與認知的部分，更是值得和學生分享與討論。在

台灣這個地震頻仍的小島上，需培養學生有天然災害的成因與解讀分析結果

的能力，若學生畢業後進入政府機關或相關機構成為制定大眾政策的一員，

即能憑藉著對於地震災害的基本認知，從防災、減災著手制定有利於全國社

會的政策。因而在高中端加強學生對於天然災害的認識，對於保障國民未來

的生命安全有極大的助益。

4

二、 課程設計

(一) 課程心智圖

本課程從新聞中會提及的名詞出發，涵蓋多項主題，加深與加廣課程內容。

課程心智圖如下圖一所示。

(圖一) 課程心智圖

(二) 課程特色

本套課程設計具有下列幾項特色：

1.配合高一基礎地球科學課程綱要內容中的天然災害一節，加深與加廣地震

相關知識。

2.資訊融入教學，有效利用學術單位的網路資源(中央研究院地球科學研究

所)，讓學生對於科學內容有所認識。

3.讓每一位學生可以接觸科學研究中最重要的「資料分析」一環，並且加以

應用資料分析的結果，歸納得出初步結論。

4.藉由閱讀文章讓學生接觸國際上地震相關最新研究，掌握世界脈動。

5.透過閱讀科學文章，增進學生閱讀與理解能力。

6.開放式問題的學習單可以訓練學生的思辨能力與批判能力。

5

三、 課程學習目標與內容

(一) 課程教案

教學單元概覽

教學單元名稱

新聞中的科學(地

球科學)---地震二

三事

設計者 百齡高中地科教師 張

淵淑

適用年級 高一 教學時數 2節課(100分鐘)

設

計

理

念

分

析

教學目標（Why）

教學對象與背景

分析 (Who)

教 學 內 容

(What)

教學方法 (How)

教學評量

(What Impact)

1. 教學目標（why）：讓學生能了解基本的地震學內容、

知道如何進行地震定位及澄清新聞常見迷思概念。

2. 教學對象與背景分析（Who）：選修校本課程的高

一學生，半數學生正在上高一基礎地科，另外一半

的學生未上過高一基礎地科。有國中自然與生活科

技中所學「波」的基本概念。

3. 教學內容：（What）

(1) 地震學基本原理。

(2) 地震預測。

(3) 地震預警。

(4) 地震定位方法。

(5) 地震災害與防災。

4. 教學方法（How）：口述、新聞影片、科普影片教

學、投影片、科學文章閱讀、小組討論。

5. 教學評量（What Impact）：學習單、期末紙筆測驗、

線上地震定位測驗遊戲。

6

學生學習目標 課程評鑑方式及工具

1. 學生能知道地震學的基本原理，如規模的定

義、地震波的特性、地震預警與地震預測的

不同。

學習單、期末紙筆測驗

2. 學生能知道地震定位的原理，並以實際地震

波進行地震定位，找出震央位置。

學習單、中研院地球所地震波

線上定位遊戲

(http://serengeti.earth.sinica.edu.t

w/QCN.src/index.php/eqk-game/l

ocation-game)

課前教師預備工作

1. 準備電腦(一組一台筆電)、網路。

2. 科普文章：

(1) 科學人雜誌「為大地震做準備」，2011年 4月號，p.31-36。

(2) 科學人雜誌「正視海嘯的威脅」，2011年 4月號，p.42-45。

3. 2011.03.11當日新聞影片。

4. 日本 311地震地震預警 Live影片。

5. 課程中的三站定位學習單。

6. 課後科普文章閱讀作業單。

7. 將學生分組(4~5人為一組)。

教學活動流程與步驟

第

一

節

準備階段

教學活動流程 時間

教學

資源

教學

評量

引起動機

撥放 311當日新聞影片，揭示本次課程主題—

地震。

15分 影

片、電

腦、投

無

7

讓學生分組討論地震可能會引發何種災害、如

何預防，並抽組別上台發表其看法。

影

機、喇

叭

發展階段

教學活動

主題一：日本地震

1.科學背景：板塊構造分布、震源位置、規模、各

地震度。

2.主要地震災害：海嘯的成因與其災情。

主題二：地震學基本概念

1.地震波基本原理與物理特性介紹(P波、S波、表

面波)

2/地震規模種類與計算(芮氏規模、體波規模、表面

波規模、震矩規模)。

主題三：地震學近期研究、防災與減災

1.介紹地震預警原理與應用(以日本311地震為範例)

2.地震預測介紹(以中國海城地震為例)

3.釐清地震預警與地震預測兩者差異。

10分

15分

15分

影

片、電

腦、投

影

機、投

影

片、喇

叭

無

總結階段

總結教學活動

複習本節教學活動內容。

5分 科學

人科

學習

單

8

分派課後指定閱讀文章與完成課後學習單

1. 科學人雜誌「」，2011年 4月號，p.31-36。

2. 科學人雜誌「正視海嘯的威脅」，2011 年 4 月

號，p.42-45。

完成課後學習單(附件一)，下星期上課時繳交。

普文

章

(附

件

一)

第

二

節

準備階段

教學活動流程 時間

教學

資源

教學

評量

事前準備工作

發給每一組一台筆電，先開機後連上網路備

用。

3分

電

腦、投

影

無

9

引起動機

以投影片展示全球地震震央分布圖，請學生討

論、猜測如何以科學方法決定地震震央位置？

機、投

影片

發展階段

教學活動(可擇二至三進行)

主題一：地震波特性複習

1. P波與 S波的物理特性

2.用學生感受地震搖晃的生活經驗連結 P波、S波與

表面波經過測站時地表震動方向概念。

主題二：地震三站定位法原理介紹

主題三：利用學習單動手做地震定位(以 311地震為

例，附件二)

完成學習單裡面地震波的判讀與地震定位的結果。

主題四：線上地震定位 PK賽—地震定位大挑戰學

習單(附件三)

(中研院地球所地震線上定位遊戲

http://serengeti.earth.sinica.edu.tw/QCN.src/index.php/eqk-game/

location-game)

利用筆電連線至中研院地球所線上定位遊戲網站，

在教師利用第一顆地震講解完活動步驟後，讓學生

分組競賽，完成學習單，並以最快速定出遊戲提供

3分

10分

15分

17分

電

腦、投

影

機、投

影

片、圓

規、筆

電、地

震定

位網

站。

學習

單

(附

件

二、

附件

三)

、線

上震

波定

位網

站

10

之所有發生在台灣地震位置組別完成學習單後獲勝

給予獎勵。

總結階段

總結教學活動

檢視主題四中各組活動成果、回顧本節課內容。

2分

(二) 課程投影片內容

11

12

13

14

四、 課程活動紀錄與學生回饋

(一) 課程活動照片

利用學習單進行地震波分析

15

利用中央研究院地球科學研究所提供的地震定位遊戲分析地震波

(二) 學生成果

開放式問題學習單

16

(三) 學生回饋

第一次見面時，我們在談「地震二三

事」，你對這個課程主題的感想？

第二次上課時，進行的「地震三站定位

模擬」，你對這個課程主題的感想？

關於這門課的上課方式或內容或其他事情，你有沒有什麼意見或建議要告訴我的

呢？ (節錄部分學生回饋)

17

五、 省思與結語

(一) 教學省思

1.學生的背景知識

這套課程設計是架構在高一基礎地球科學天然災害這一章節中的「地震

災害」，但高一的基礎地球科學為學其對開的課程，因此部分班級在進行本

套課程時尚未上過高一地科，故基本概念會稍微薄弱一些，會略為影響課程

進行的進度。

2.課程進行內容

本套課程設計上的概念為中間偏易，以符合班級中不同程度的學生學習

的差異性，並從中穿插學生會有興趣的課程內容。例如在這門課程中特別規

劃了學生們都很有興趣的「地震預測」主題，和學生從科學的角度分享與討

論預測地震的可行性，以及科學家想要預測地震的脈絡與歷史故事，並從預

測地震的概念出發，連結至目前最新的地震學研究—地震預警。

在這套課程進行時略嫌不足的是時間，因為課程分配與授課時間的限

制，使教師和學生在討論地震災害時只能以開放式問題學習單的方式進行互

動，若有完整兩個星期共四堂課的時間，本課程可以再規劃關於地震災害的

小組討論，將學生的視野進一步擴大。討論主題除了討論當地震發生當下可

能造成的損失之外，更可以進一步延伸主題至「震後的影響」，諸如受災者

的心理變化與輔導、社會的經濟與變化，甚或延伸至展望未來，討論如何防

災與減災。

3.學生回饋

在兩節課結束之後，和學生簡單進行課堂回饋，對於課程內容學生皆能

吸收，且舉一反三應用在地震定位的活動之中，也能順利完成學習單的內

容。而且從回饋單的結果來看，超過 75%以上的學生都認為課程內容十分吸

18

引他們，並都能從中學到新且更深入的地震知識。因此從回饋內容足見以介

紹配合遊戲競賽的課程可以被大部分學生接受。

(二) 展望與結語

臺灣是一個多地震的小島，因此在高中的地球科學課程中，加入地震

相關課程有助於學生防災意識的提升，進一步帶動社會的防震意識。此外

這套課程發展性極大，除了在科學上的探討外，地震教育的推廣未來可以

與社會科結合，成為一門跨科課程，舉例而言，在歷史部分可探討歷史地

震的史料內容，又或是在公民部分可以探討地震發生後對於社會經濟與社

會文化的影響。除了上述的橫向延伸之外，若在課程過程中引發學生興趣，

可以將本門課程內容縱向延伸，帶著學生針對地震的科學議題進行更深入

的討論、讓學生以這些議題撰寫小論文，或是成為科展的討論內容，以培

養地球科學相關優秀人才。

六、 教學資源

1.台灣地震科學雲端學習平台：http://qcntw.earth.sinica.edu.tw/

2.科學人雜誌：http://sa.ylib.com/

百齡高中 校本課程 新聞中的科學 – 地球科學【附件一】

19

七、 附件：課程學習單

你所不知道的海嘯二三事

班級： 座號： 姓名：________________

請閱讀科學人特別報導「正視海嘯的威脅」，並從文章中回答下列問題(請勿抄襲)。

1. 請以條列式方法將本文的重點列出(15%)。

2.文章中有提到地震如何產生海嘯? 請畫圖並以文字說明原因(35%)。

你所不知道的地震預警二三事

請閱讀科學人特別報導「為大地震做準備」，並從文章中回答下列問題(請勿抄襲)。

1. 請以條列式方法將本文的重點列出(15%)。

2. 在你閱讀完本文後，請討論台灣適不適合做地震預警? 適合或不適合的原因為何? (35%)

102 學年度第一學期 百齡高中 校本課程 新聞中的科學 – 地球科學【附件二】

20

震波的秘密： ? 班級：_______ 座號：_______ 姓名：___________＿＿＿__

一、目的說明：

地震定位(Earthquake Location) 是指當地震發生時，利用地震測站記錄的地震波「到時」資料來

估算地震所發生的時間、位置以及深度等資訊。有了地震發生的位置，才能進一步估計地震的規模大

小。

二、地震波體波特性：

在體波中又分為 P 波與 S 波兩種，P 波(Primary wave, 首達波)為縱波，因此，若將地震波分解成

三分量(即水平的南北 N，東西 E，與垂直的 Z 三個方向)來看，P 波通常在垂直向(Z)波形中較為明顯，

且 P 波的速度最快，在地震發生後通常會第一個

到達；而 S 波(Secondary, 次達波)為橫波，因此 S

波在水平向(N、E)的波形中較為明顯，速度比 P

波慢，約為 P 波速度的 1/1.8 到 1/1.7，除非測站

就位在震源正上方附近，否則稍遠距離的 S 波振

幅通常比 P 波高出許多，而振盪週期則比 P 波稍

長一些。

三、地震定位所需資訊：

地震定位需要三種要素，包括:各個地震測站的座標位置、震波到達各地震測站時間與地底下的

「速度結構」。

我們可以從測站記錄的波形資料來判讀地震波出現的早晚，並與根據速度結構所計算出來的「理

論到時」作比較，不斷改善「嘗試位置」，使得理論到時與測站觀測的實際到時趨於一致，如此一來，

就可以得到震源位置。

四、活動步驟：

步驟一 ：於【附件一】中選擇一個地震測站，並在該站紀錄中標示出該站 P 波與 S 波到達該測站

的時間。

步驟二 ：辨認出 P 波與 S 波到達該測站時間後，計算 P 波與 S 波的時間差。

步驟三 ：將時間差對應【附件二】中的「P 波與 S 波走時曲線」，取得該測站與地震震央的距離。

步驟四 ：在【附件三】的世界地圖中，以該測站位置為圓心，於步驟三取得的距離為半徑，畫出一

圓，則該圓的圓周上任一點即為震央可能位置。

步驟五 ：選擇三個或四個地震測站，重複步驟一到步驟四，在【附件三】畫出對應的圓，找出三個

圓的交點，三圓交點即為震央位置。

五、參考資料：地震定位、地震波體波特性與地震定位所需資訊資料來源引用自台灣地震科學雲端學

習平台(http://serengeti.earth.sinica.edu.tw/QCN.src/)

地震波體波特性

P 波 S 波

波的種類 縱波 橫波

主要顯示在 垂直向波形 水平向波形

波速 速度快 速度較慢

頻率(1/週期) 較高 稍低

振幅 較小 較大

102 學年度第一學期 百齡高中 校本課程 新聞中的科學 – 地球科學【附件二】

21

【附件一】測站的震波紀錄

102 學年度第一學期 百齡高中 校本課程 新聞中的科學 – 地球科學【附件二】

22

102 學年度第一學期 百齡高中 校本課程 新聞中的科學 – 地球科學【附件二】

23

【附件二】P 波與 S 波走時曲線圖

震波走時紀錄表

測站

名稱

P 波到時

(時:分:秒)

S 波到時

(時:分:秒)

P 波、S 波時間

差

震央與測站

距離(km)

圖中長

度(cm)

(資料修改自: http://serc.carleton.edu/images/mathyouneed/p_s_wave_plot.v2.jpg)

Question；請於附件三中完成震央定位，並根據你的結果，推測震央可能位置在哪裡(ex.相對於某個國家的方向) ?

Ans:

102 學年度第一學期 百齡高中 校本課程 新聞中的科學 – 地球科學【附件二】

24

【附件三】世界地圖與地震站分布圖

班級：_______ 座號：_______ 姓名：___________＿＿＿__

(資料來源:google map)

臺北市立百齡高級中學 校本課程-新聞中的科學(地球科學)【附件三】

25

地震定位大挑戰 http://serengeti.earth.sinica.edu.tw/QCN.src/games/game01_location/index.html

組別成員名單：

班級:________ 座號:______ 姓名:_________________

班級:________ 座號:______ 姓名:_________________

班級:________ 座號:______ 姓名:_________________

班級:________ 座號:______ 姓名:_________________

26

【地震二】

測站名稱

P 波到時

(時:分:秒)

S 波到時

(時:分:秒)

P 波、S 波時間差

A

B

C

D

E

速度參數 (km/s) :

地震資訊

地震編號:

地震發震時間:

震央位置(經緯度):

深度(km):

芮氏規模:

最大震度與最大震度地區:

27

【地震三】

測站名稱

P 波到時

(時:分:秒)

S 波到時

(時:分:秒)

P 波、S 波時間差

A

B

C

D

E

速度參數 (km/s) :

地震資訊

地震編號:

地震發震時間:

震央位置(經緯度):

深度(km):

芮氏規模:

最大震度與最大震度地區:

28

【地震四】

測站名稱 P 波到時

(時:分:秒)

S 波到時

(時:分:秒) P 波、S 波時間差

A

B

C

D

E

速度參數 (km/s) :

地震資訊

地震編號:

地震發震時間:

震央位置(經緯度):

深度(km):

芮氏規模:

最大震度與最大震度地區: