第5章跨学科实践活动4 探寻低碳生活的行动方案（第二课时）教学设计---2025-2026学年九年级化学沪教版（2024）上册

本文围绕探寻低碳生活行动方案展开，承接上节课低碳生活概念，为学生深入理解低碳行动奠基，融合多学科知识。通过案例分析、方案设计等环节，培养学生化学观念、科学思维、科学探究与实践及科学态度与责任等核心素养。 该设计创新点在于跨学科实践，采用小组讨论、实验探究等特色教法。从学生层面提升解决实际问题能力，为教师提供清晰授课路径，有效突破教学难点，增强课堂互动性。

跨学科实践活动4 探寻低碳生活的行动方案（第二课时） 教学目标 化学观念：学生能够从物质的性质和转化角度，深入认识二氧化碳在自然界中的循环，理解二氧化碳的排放和吸收过程，形成元素观、转化观。知晓化学在减少碳排放、实现碳循环利用中的关键作用，如二氧化碳的捕集、利用与封存技术所涉及的化学原理。 科学思维：培养学生运用跨学科知识，对复杂的低碳生活问题进行分析、推理和论证的能力。引导学生基于数据和事实，评估不同低碳行动方案的可行性和有效性，发展批判性思维和创新思维，能提出具有创新性的低碳生活行动方案。 科学探究与实践：通过实验探究、实地调查等实践活动，提升学生的动手操作能力和解决实际问题的能力。学生能够设计并实施简单的低碳行动相关实验，收集和处理实验数据，基于实验结果进行分析和总结，学会在实践中不断优化行动方案。 科学态度与责任：增强学生的环保意识和社会责任感，使学生深刻认识到低碳生活对于缓解全球气候变化、保护生态环境的重要意义。培养学生积极参与低碳生活实践，主动传播低碳理念，从自身做起，带动身边人共同践行低碳生活的态度。 重点难点 深化低碳生活概念：让学生全面理解低碳生活不仅是减少二氧化碳排放，还涵盖降低能源消耗、提高能源利用效率等多方面。通过实例详细讲解不同生活场景下的低碳行为及其对环境的积极影响，强化学生对低碳生活概念的深度认知。 跨学科知识在低碳行动方案中的应用：引导学生将化学知识与物理、生物、地理等学科知识有机结合，设计切实可行的低碳生活行动方案。例如，结合物理中能量转化原理，推广节能电器的使用；依据生物中植物光合作用知识，倡导增加城市绿化面积等。 二氧化碳的捕集、利用与封存技术：详细介绍二氧化碳捕集的化学吸收法等方法的原理，以及二氧化碳在工业原料利用和地层深处、海底封存等方面的应用，使学生了解化学技术在应对碳排放问题中的重要手段。 教学内容 （一）知识回顾与导入 通过提问的方式，回顾上节课所学的低碳生活概念、碳排放的主要来源等知识。例如：“同学们，上节课我们学习了低碳生活，谁能说一说低碳生活的核心是什么？”“生活中常见的碳排放源有哪些？” 展示一些因气候变化导致的环境问题图片或视频，如冰川融化、海平面上升、极端气候事件增加等，引发学生对低碳生活重要性的进一步思考，导入本节课主题 —— 深入探寻低碳生活的行动方案。 （二）案例分析与讨论 展示一些国内外成功的低碳生活案例，如某城市推广新能源公交车，减少了交通领域的碳排放；某社区开展垃圾分类和资源回收利用活动，降低了垃圾处理过程中的能源消耗和碳排放等。 将学生分成小组，针对案例进行讨论，分析这些低碳行动方案所涉及的化学原理以及其他学科知识，探讨其成功的原因和可推广性。每个小组推选一名代表进行发言，分享小组讨论成果。 （三）二氧化碳的捕集、利用与封存讲解 二氧化碳的捕集：详细讲解化学吸收法捕集二氧化碳的原理，利用碱性吸收剂与二氧化碳反应生成不稳定的物质，该物质在一定条件下可分解重新释放二氧化碳。举例说明常用的碱性吸收剂，如氢氧化钠、氢氧化钙等，并写出相应的化学反应方程式：2NaOH + CO₂ = Na₂CO₃ + H₂O ，Ca (OH)₂ + CO₂ = CaCO₃↓ + H₂O 。 二氧化碳的利用：介绍二氧化碳作为工业原料在生产尿素、甲醇等化工产品中的应用，以及在食品行业用于生产碳酸饮料等。讲解相关化学反应原理，如在催化剂作用下，二氧化碳与氢气反应生成甲醇的化学方程式： 二氧化碳的封存：说明二氧化碳封存于地层深处或海底的原理和可行性。介绍我国在二氧化碳封存方面的实践成果，如 2021 年我国首个海上二氧化碳封存示范项目启动，将在南海海底永久封存超过 146 万吨二氧化碳；2022 年，我国首个百万吨级碳捕捉、利用与封存项目投产，每年可减排二氧化碳超过 100 万吨。 （四）跨学科低碳行动方案设计 布置任务：让学生以小组为单位，从个人、家庭、社区三个层面，运用跨学科知识设计低碳生活行动方案。要求方案中明确阐述行动内容、涉及的化学及其他学科原理、预期效果等。 个人层面：鼓励学生从日常行为习惯入手，如步行或骑自行车代替短距离开车、使用节能电器、随手关灯等。引导学生分析这些行为所涉及的化学原理，如节能电器通过优化电路设计和材料选择，提高了能源利用效率，减少了电能转化为热能等无用功的损耗，从而降低了发电过程中的碳排放。 家庭层面：可以考虑更换节能门窗，利用物理中热传递的原理，减少室内外热量交换，降低空调、暖气等设备的能耗；进行家庭垃圾分类，从化学角度，可回收物的分类回收能够减少资源开采和新产品制造过程中的能源消耗和碳排放，有害垃圾的妥善处理可避免对土壤和水体造成污染，减少后续治理过程中的能源投入。 社区层面：提议社区建设公共自行车租赁系统，结合地理中居民出行需求分布知识，合理设置租赁点，鼓励居民绿色出行；建设社区太阳能路灯，利用物理中光电转换原理，将太阳能转化为电能，为社区照明提供能源，减少传统路灯对电网电力的依赖，降低碳排放。 （五）小组展示与方案评价 各小组依次展示设计的低碳生活行动方案，通过 PPT、海报或口头讲解等形式，详细介绍方案内容。 其他小组进行提问和评价，从方案的科学性、创新性、可行性、实际效果等方面提出意见和建议。例如，对于某小组提出的在社区大规模种植特定吸收二氧化碳能力强的植物的方案，其他小组可能提出植物种植需要考虑地理环境适应性、后期养护成本和人力投入等问题。 教师进行总结评价，肯定各小组方案中的优点，如某些方案在跨学科知识融合上的巧妙之处，对存在的问题给予指导和改进方向，强调在设计方案时要充分考虑实际情况，确保方案能够真正实施并取得良好效果。 （六）实验探究：探究不同材料的保温性能对能源消耗的影响 实验目的：通过实验探究不同材料（如泡沫塑料、棉花、纸板等）的保温性能，了解其对室内温度保持的影响，进而理解如何通过选择合适的保温材料来降低家庭能源消耗，实现低碳生活。 实验器材：相同规格的玻璃烧杯若干、温度计、热水、泡沫塑料、棉花、纸板、保鲜膜等。 实验步骤： 将等量的热水分别倒入几个相同规格的玻璃烧杯中，用温度计测量初始水温并记录。 分别用泡沫塑料、棉花、纸板等材料将不同的烧杯包裹起来，并用保鲜膜密封，确保包裹严实。 每隔一定时间（如 5 分钟），同时测量各个烧杯内水的温度并记录。 以时间为横坐标，水温为纵坐标，绘制不同材料包裹下的水温随时间变化曲线。 实验注意事项： 确保倒入各烧杯中的热水量相同，初始水温相同，以保证实验的可比性。 实验过程中，尽量保持环境温度稳定，避免外界因素对实验结果产生干扰。 学生在使用热水和温度计等器材时，要注意安全，防止烫伤和损坏器材。 实验分析与讨论：引导学生观察实验数据和绘制的曲线，分析不同材料的保温性能差异。组织学生讨论保温性能好的材料在家庭生活中的应用，如在房屋装修中使用保温性能好的材料做墙体、门窗等，可减少冬季供暖和夏季制冷的能源消耗，实现低碳生活。 （七）课堂总结 与学生一起回顾本节课的重点内容，包括二氧化碳的捕集、利用与封存技术，跨学科低碳生活行动方案的设计要点，以及实验探究的结论等。 再次强调低碳生活对于环境保护和可持续发展的重要意义，鼓励学生将课堂所学知识应用到实际生活中，积极践行低碳生活，从自身做起，带动身边的人共同为实现低碳社会贡献力量。 （一）选择题 下列行为不符合低碳生活理念的是（ ） A. 出门随手关灯 B. 多使用一次性餐具 C. 乘坐公共交通工具出行 D. 进行垃圾分类回收 答案：B 解析：出门随手关灯可节约用电，减少发电过程中的碳排放，A 选项符合低碳生活理念；多使用一次性餐具会增加资源消耗和垃圾产生，不符合低碳生活理念，B 选项错误；乘坐公共交通工具出行可减少私人汽车的使用，降低交通领域的碳排放，C 选项符合低碳生活理念；进行垃圾分类回收可减少资源开采和垃圾处理过程中的能源消耗，D 选项符合低碳生活理念。 下列关于二氧化碳捕集技术的说法正确的是（ ） A. 二氧化碳只能用物理方法捕集 B. 化学吸收法捕集二氧化碳的原理是二氧化碳与酸性物质反应 C. 二氧化碳捕集后只能进行封存，无法利用 D. 用氢氧化钠溶液捕集二氧化碳的化学方程式为 2NaOH + CO₂ = Na₂CO₃ + H₂O 答案：D 解析：二氧化碳捕集方法有物理方法和化学方法，A 选项错误；化学吸收法捕集二氧化碳是利用碱性物质与二氧化碳反应，B 选项错误；二氧化碳捕集后可作为工业原料进行利用，也可封存，C 选项错误；用氢氧化钠溶液捕集二氧化碳的化学方程式为 2NaOH + CO₂ = Na₂CO₃ + H₂O ，D 选项正确。 （二）填空题 低碳生活就是指在生活中要尽力减少所消耗的能量，特别是________的排放量，从而减少对大气的污染，减缓生态恶化。 答案：二氧化碳 家庭中可以通过更换________来提高能源利用效率，实现低碳生活。（填一种节能设备） 答案：节能灯泡（或节能冰箱、节能空调等合理答案均可） （三）简答题 请从跨学科角度分析，在社区建设雨水收集系统对低碳生活有哪些积极意义？ 答案：从地理角度，收集雨水可有效利用水资源，减少对自来水的依赖，降低自来水生产过程中的能源消耗。从化学角度，减少自来水使用意味着减少了水处理过程中化学药剂的使用和相关化学反应的能源投入。同时，收集的雨水可用于社区绿化灌溉等，促进植物生长，植物通过光合作用吸收二氧化碳，有利于减少碳排放，实现低碳生活。 设计一个简单实验，探究植物的光合作用对二氧化碳的吸收作用。请写出实验步骤和预期实验结果。 答案：实验步骤： 准备两个相同的透明密闭容器，分别标记为 A、B。 在 A 容器中放入一株生长旺盛的绿色植物，B 容器为空容器。 向两个容器中分别充入等量的二氧化碳气体，并密封容器。 将两个容器放在阳光充足的地方，一段时间后，分别检测两个容器内二氧化碳的含量。 预期实验结果：A 容器内二氧化碳含量低于 B 容器，说明植物通过光合作用吸收了二氧化碳。 ( 第 1 页 共 1 页 ) 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$