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基于“科学态度与责任”的初中化学跨学科教

学实践

作者：姜淼姜晓明

来源：《中学教学参考·理科版》2023年第12期

［基金項目］本文系2022年度福州市教育科学规划领导小组办公室立项课题“‘双减’背景

下中学化学跨学科实践教学研究”（课题编号：FZ2022ZX036）、2023年度福建省教育科学规

划领导小组办公室立项课题“新课标视域下中学化学跨学科教学实践研究”（立项批准号：

FJJKZX23-265）的研究成果之一。

［摘要］文章针对二氧化碳过量排放导致气候变暖等环境问题，以碳元素在生物圈、水

圈、岩石圈的循环为主要研究对象，开展“碳中和理念下的低碳行动方案设计”的跨学科教学，

从化学的视角探究二氧化碳的性质与转化，在跨学科教学中促进学生发展元素观、变化观等化

学观念，进一步建构“可持续发展”“系统与模型”等跨学科大概念，落实核心素养。

［关键词］跨学科实践；碳中和；学科育人；可持续发展

［中图分类号］G633.8［文献标识码］A［文章编号］1674-6058（2023）35-0071-04

一、教学主题分析

《义务教育化学课程标准（2022年版）》的“化学与社会跨学科实践·”主题中，首次提出

跨学科实践活动的思路，明确了“化学与可持续发展”的概念，引导学生认识化学在解决资源、

能源、材料、环境、人类健康等问题中的作用，树立建设美丽中国、为全球生态安全作贡献的

信念，主动践行节约资源、环境友好的生活方式，树立人与自然和谐共生的科学自然观和绿色

发展观［1］。

全球气候问题是当今人类面临的重大危机。为了应对气候变化所带来的问题，2020年9

月，习近平总书记在第七十五届联合国大会上宣布：中国二氧化碳排放力争于2030年前达到

峰值，努力争取2060年前实现碳中和。要想实现碳中和，需要从物质的多样性以及“化学与可

持续发展”的学科大概念统摄学习内容，引导学生基于碳元素的转化、循环以及二氧化碳的性

质与转化，理解碳中和思想，并能运用跨学科知识综合分析、认识碳中和的重要性，探索并践

行低碳行动，从而促进学生形成科学观念，培养科学态度和社会责任感。

二、教学目标

（1）知道大气中二氧化碳的来源及对环境带来的影响，从元素守恒、物质转化的视角简

单解释减少二氧化碳的产生和排放、促进二氧化碳的转化和吸收的方法，讨论实现碳中和的可

行性。

（2）认识我国能源使用现状，讨论在工业生产中减少二氧化碳排放的具体方法，从化学

和跨学科视角出发，从科学、技术、社会、政策等方面设计、评价低碳行动的方案，认识综合

运用科学、技术、工程等解决实际问题的重要性，提高社会责任感和实践能力。

（3）通过学习活动，发展元素观、变化观、价值观，学会多角度综合分析、评价低碳行

动方案的可行性；在分析、解决实际问题的过程中发展批判性思维能力，建构“化学与可持续

发展”跨学科大观念［2］。

三、教学流程

“碳中和理念下的低碳行动方案设计”教学流程如图1所示。

四、教学实录

教师：大家知道什么是温室效应吗？请查阅资料，了解温室效应会造成怎样的危害。

学生1：温室效应是二氧化碳等气体吸收地面辐射的红外线所导致的地球温度上升。地球

温度升高会使冰川消融、海平面上升等，对自然生态系统和地球生命系统造成严重危害。

教师：碳排放无处不在，我们的呼吸、饮食、学习、出行都会留下碳的“足迹”。图2是全

球二氧化碳排放量与平均气温变化走势图，目前温室效应已成为全球性问题。为了实现控制温

室气体排放的目标，碳中和已经成为国际社会普遍认同的治理方式之一。

设计意图：通过介绍温室效应的现状及全球气候变化所引发的环境问题，使学生树立保护

环境的观念，培养社会责任感。

教师：大家知道二氧化碳的产生途径有哪些吗？

学生2：动植物的呼吸，有机质的溶解、发酵和腐败，石油、煤炭以及其他化石能源的燃

烧，都会释放出大量的二氧化碳，对环境造成危害。

教师：既然如此，千百年来自然界中的二氧化碳含量又是怎样维持基本的平衡的呢？

学生3：绿色植物会进行光合作用，吸收二氧化碳，放出氧气。

教师：碳是构成生物的基本元素之一，虽然它在自然界中的蕴藏量极为丰富，但绿色植物

能够直接利用的仅仅限于空气中的二氧化碳（CO2）。生物圈中的碳循环主要表现在绿色植物

从空气中吸收二氧化碳，经光合作用转化为葡