流域系統概念與教學

一、 流域系統概念

羅慶瑞（2015）指出，流域乃是以分水嶺和出口斷面為界，形成的自然集水 單元。流域的高程、面積、坡度、形狀及河川密度皆會影響流域內的物質及生態，

並具有生命系統及環境系統間能量的循環。一個流域可以視為一個開放系統

（open system），其與系統以外的環境不斷進行物質與能量的交換。在交換過程 中，系統內的物質運動、能量分布及之間的作用，不斷發生自我及相互調節，使 整個系統對於外界的物質和能量輸入逐漸適應，輸出漸趨於穩定（劉南威，1997）。 因此，流域系統的概念涉及物質輸入與輸出面向，對於系統內部具有一定的作用 與影響，以下為主要輸入的三種物質：

1. 太陽能：太陽照射流域的輻射能量可改變水的相態，也使流域內的能量與水量 產生空間分布的差異。

2. 水分：輸入流域的水分可能來自於雨、雪、雹等不同型態降水。輸入水分的多 寡，直接影響河流的流量及河水運動所造成侵蝕、搬運、堆積的能力，導致流 域內的水文、地形發生變化。

3. 風化產物：邊坡由風化作用產生的各種物質透過流水的侵蝕、搬運和堆積作用，

使河水中固態沉積物之懸移質、推移質及液態物質之溶解質、無機質參與流域 系統內的物質運動，造就流域內地形與環境的因素。

綜合以上，在一定的流域系統範圍內，由山脊所構成的分水嶺建立系統邊界，

系統內具有邊坡次系統所匯聚的土石與水份，進入水系次系統，影響河流地形與 生態棲地環境。

流域環境與人類間存在是一個自然、經濟與社會複合的巨大系統，羅慶瑞

（2015）也認為流域內的環境與經濟會有一定程度的相互影響。流域環境造就產 業發展，人為活動亦改變了流域自然系統。因此本研究即針對流域環境系統及原 住民族生活系統互動中的因素，包含地形、水文、生態、生計與規範層面進行教 案與教學活動設計，以期透過原住民族傳統環境知識建立學生對於流域系統的整 體認識。

圖 2-2-1 流域系統示意圖

資料來源：改繪自沈淑敏等（2016）。科技部補助專題研究計畫成果報告（計畫 編號：MOST 102-2511-S-003-034-MY4）。未出版。

二、 流域系統教學

臺灣現行《普通高級中學必修科目「地理」課程綱要》中敘明高一通論地理 欲達成之課程目標中包括：認知形塑地表景觀的自然營力系統與人文系統、了解

人類活動及地理環境之間相互依存的關係。核心能力亦敘明高一學生須具備能力 有：知道自然系統與人文系統以形塑地表景觀的運作情形，並能分析人類如何介 入此自然或人文系統，以創造獨特的文化景觀。其中包含：一為能分辨地形、氣 候、水文、土壤與生物所構築成的複雜自然運作體系及其相互關係。其二能了解 人類如何因應生活需求介入自然與人文運作系統，並能分析其所產生的區域地理 議題。《普通高級中學選修科目「應用地理」課程綱要》規劃之「環境災害」單 元，即可以高一通論地理已具備之核心能力作為應用。學生雖於國中地理科教學 階段已學習流域系統概念，但在認知歷程向度和知識向度上，仍停留於記憶、了 解認知歷程向度，以及事實、概念知識向度，如表 2-2-1 所示，且高一通論地理 課程地形單元為分段式、主題式教學，學生在未具備流域系統整體觀念的學習經 驗下，容易與高三應用地理教學目標產生落差，其認知領域教育目標如表 2-2-2 所示。

表 2-2-1 本研究分析國中流域系統概念認知領域教育目標分類表

認知歷程向度

記憶 了解 應用 分析 評鑑 創造

知識向度

事實知識 水系、

分水嶺 集水區

概念知識 流域

程序知識 後設認知知識

表 2-2-2 本研究分析高中流域系統單元認知領域教育目標分類表

認知歷程向度

記憶 了解 應用 分析 評鑑 創造

知識向度 事實知識

概念知識 河流地形

程序知識 崩壞作用 海岸變遷、

崩塌與土石流

分析鄰近地區香港於 2006 年公告，並於 2009 年開始實施的《地理科新高中 課程及評估指引》中指出，在中四至中六（即高中階段）必修單元「管理河流和 海岸環境：一個持續的挑戰」中，概念部分包含：河流作用、自然因素的相互作 用、隨空間變化而出現的改變。技能及建議學習活動指出：採用合適的表達方式 解釋沿流而下時各種河流作用的差異、在地圖上界定河盆（集水區）的邊界、繪 畫縱剖面/橫切面以顯示各種的河流形貌。價值觀和態度部分亦闡明：察覺到自 然環境在本質上的轉變，以及這些轉變對人類活動的影響。在教科書編排中，該 單元實際解釋說明了河盆（集水區）的定義、水系的組成、集水區邊界（分水嶺）， 以及流域系統的投入、過程和產出。

相較臺灣和香港的流域系統教學，臺灣於國中階段即已教授學生流域系統的 相關概念，然香港雖於高中階段進行流域系統教學，但因為高中學生的學習起點 行為較國中學生不同，因此在認知歷程向度和知識向度上，香港新高中地理對於 流域教學達到分析與程序知識。本研究在進行流域系統教學設計時，考量為建構 高中學生學習鷹架，藉由泰雅原住民族在遷徙、漁獵和適應環境變遷的知識作為 教學素材，這些深入到文化肌理的在地知識，透顯出原住民長久以來與土地自然 互動的深刻經驗，是相當值得主流社會及西方科學知識重視的（林益仁、褚榮瑩，

2004）。本研究即利用鄰近部落已有的原住民族傳統知識設計教材，透過教案設 計實施教學實驗，期能達到流域系統概念之認知歷程向度的分析層次，以及概念 知識向度，並藉由教學實驗探討原住民族傳統環境知識融入高中流域系統之學習 成效。