7.3碳达峰与碳中和-第一课时教学设计--2026-2027学年八年级化学鲁教版（五四学制）全一册

第三节 碳达峰与碳中和（第一课时） 鲁教版（五四学制）·初中化学·八年级全一册 一、教材分析 本节教材在学生认识二氧化碳之后，以自然界碳循环为基础，将其置于“双碳”战略与全球气候治理背景下。教材通过二氧化碳的产生与消耗、碳循环失衡引发全球变暖等素材，引导学生理解碳达峰与碳中和的科学内涵，体现从化学走向社会的理念，是社会责任素养的重要载体。 二、四维核心素养 通过分析自然界中碳元素的循环转化，建立“物质循环、动态平衡”的化学观念；通过对二氧化碳排放量与全球气温关系的证据推理，发展模型认知与科学思维；通过查阅资料、解读图表与小组合作，提升科学探究与实践能力；通过了解我国“双碳”目标，增强科学态度与社会责任感。 三、教学重难点 教学重点：认识自然界中二氧化碳的产生途径与消耗途径，理解碳达峰与碳中和的科学含义。 教学难点：从物质转化视角分析碳循环的动态平衡，理解碳中和并非零排放，而是排放与吸收相协调，并能结合生活实际提出可行的低碳行动方案。 四、新课导入 教师播放极地冰川消融、沿海城市内涝的新闻短片，提问：“这些极端天气背后，与我们认识的哪种气体关系最密切？”学生答二氧化碳。教师追问：“二氧化碳是不是越少越好？”由此引发认知冲突，引出自然界中的碳循环与本节课题——碳达峰与碳中和。 五、设计意图 以真实气候问题创设情境，制造认知冲突，激发学生探究欲望，自然衔接旧知与新知，让学生带着问题进入新课学习。 六、上课过程设计意图 本课时以我国“双碳”目标为真实情境主线，采用任务驱动式学习，将课堂分解为“识碳—寻碳—算碳—议碳—践碳”五个递进任务。学生在查阅资料、分析图表、小组辩论和方案设计中亲历知识建构。教师通过问题链引导学生自主建构碳循环模型，在证据推理中理解碳达峰与碳中和的科学内涵。活动设计突出“做中学、议中学、用中学”，将化学知识与社会决策、个人生活紧密联系，既落实化学观念与科学思维，又在真实问题解决中培养社会责任与家国情怀，体现从生活走向化学、从化学走向社会的课程理念。 七、教学过程 任务一：识碳——感受温室效应的“功”与“过” 教师活动一：教师投影两幅对比图片，一幅是晴朗夜晚月球表面零下一百多摄氏度的荒凉景象，另一幅是地球夜晚仍保持温和气温的宜居画面。教师引导：“同样距离太阳远近相近，为什么地球夜晚没有像月球那样急剧降温？”学生结合物理课和生活经验讨论，有的说因为地球有大气层，有的说因为地球有海洋。教师适时点拨：大气层像一层厚厚的“玻璃温室”，其中二氧化碳等气体能让太阳光透过，却把地面向外散发的热量留住，这就是温室效应。学生恍然大悟，纷纷点头。 教师活动二：教师组织学生进行小组讨论——“温室效应是不是有百害而无一利？”请正反两方各抒己见。学生甲说，如果没有温室效应，地球平均气温会降到零下十几摄氏度，生命将难以生存；学生乙补充，正是因为二氧化碳对生命活动有重要意义，植物的光合作用才离不开它；学生丙也抢着说，我们呼出的气体里就有二氧化碳，它是自然界本来就有的物质。教师顺势追问：“既然二氧化碳对生命如此重要，为什么现在各国都在限制它的排放？”由此引出温室效应“适度即益、过度为害”的辩证认识，为后续学习碳循环埋下伏笔。 教师活动三：教师出示一组近现代全球平均气温变化示意图，引导学生观察气温曲线的总体走向。学生发现，近一百多年来全球平均气温呈波动上升趋势，尤其是近几十年上升速度明显加快。教师进一步引导：“科学家经过大量观测和模型模拟认为，全球气候变暖与人类活动排放的二氧化碳不断增加密切相关。”学生在教师引导下初步建立“人类活动—二氧化碳浓度—全球气温”三者之间的因果联系。教师特别提醒学生，看待这类问题要注意区分相关关系与因果关系，这正是科学思维中非常重要的严谨态度。 教师活动四：教师请学生用自己的话概括本环节的收获。学生归纳：温室效应本身不是坏事，它让地球变得宜居；但如果温室气体过多，就会像给温室加盖了一层棉被，使地球“发烧”，引发一系列气候问题。教师对学生的概括给予肯定，并指出：要解决全球变暖问题，首先要弄清楚二氧化碳在自然界中是如何流动的，由此自然过渡到下一任务。 任务二：寻碳——追踪自然界中的碳循环 教师活动一：教师发放学习任务单，上面列出若干自然界中的过程，如动植物呼吸、森林大火、化石燃料燃烧、绿色植物光合作用、海水溶解气体、岩石风化、动植物遗体被微生物分解等。请学生以小组为单位，判断这些过程哪些是向大气中释放二氧化碳的，哪些是从大气中吸收二氧化碳的。学生分组讨论，在任务单上用不同颜色的笔进行标注，教师巡视倾听各组的讨论。 教师活动二：学生代表汇报讨论结果。教师在黑板上用箭头和关键词与学生共同绘制“自然界中二氧化碳的来源与去向”示意图。来源一侧包括：动植物的呼吸作用、微生物分解动植物遗体、煤石油天然气等化石燃料的燃烧、森林火灾等；去向一侧包括：绿色植物的光合作用、海水等水体的溶解与吸收、碳酸盐岩石的形成等。有学生提出疑问，“海水吸收二氧化碳后又会去哪里？”教师引导学生思考：一部分溶解在海水中，一部分被海洋中的浮游植物通过光合作用利用，还有一部分参与形成海底沉积岩。教师特别强调，化石燃料的燃烧是近一百多年来向大气中额外释放二氧化碳的主要人为来源，也是打破自然界原有碳平衡的关键因素。 教师活动三：教师提出问题串，引导学生深入思考。问题一：“在没有人类大规模使用化石燃料之前，自然界中的二氧化碳大致保持怎样的状态？”学生回答：来源与消耗基本平衡，浓度相对稳定。问题二：“工业革命以来，什么变化打破了这种平衡？”学生结合生活经验答出：大量燃烧煤、石油、天然气，同时森林被大量砍伐，吸收二氧化碳的能力下降。教师追问：“一增一减会带来什么结果？”学生齐声回答：大气中二氧化碳浓度不断上升。教师小结：这就是全球气候变暖的根本原因。 教师活动四：教师请学生用自己的语言给“碳循环”下一个简明定义。学生在教师引导下归纳：碳元素在大气圈、水圈、岩石圈和生物圈之间不断迁移、转化、循环，并在一定时期内保持相对平衡。教师进一步指出，人类活动正在显著干扰这种自然平衡，这正是“双碳”目标提出的背景。为了帮助学生建立整体图景，教师播放一段碳循环科普动画短片，学生在观看后再次完善自己任务单上的示意图。 教师活动五：教师组织“碳循环小诊断”活动。教师出示若干人为活动场景，请学生判断其对碳平衡的影响。如：退耕还林还草——吸收增加，有利于碳平衡；过度放牧导致草原退化——吸收减少，不利于碳平衡；推广使用太阳能路灯——减少化石燃料燃烧，有利于碳平衡；大量建设商品房并拆除旧楼——水泥生产过程排放增加，不利于碳平衡。学生在判断过程中逐步学会从“增源”和“汇”两个角度分析问题。 任务三：算碳——读懂“碳达峰”背后的数字 教师活动一：教师投影近几十年我国能源消费结构与二氧化碳排放量变化的图表，请学生观察并提取关键信息。学生发现，随着经济快速发展和工业化、城镇化推进，我国二氧化碳排放量总体呈上升趋势。教师顺势介绍：“我国作为负责任的大国，已向国际社会承诺，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。这就是我们常说的‘双碳’目标。”教师请学生把两个关键年份和目标关键词记录在笔记本上。 教师活动二：教师组织学生围绕“什么是碳达峰”开展概念建构。教师不直接给出定义，而是让学生根据字面意思和图表，尝试用自己的话解释。学生发言后，教师归纳：碳达峰是指二氧化碳排放量在某一时期达到历史最高点，之后逐步进入平台期并持续下降。教师进一步追问：“达峰是不是一到峰值就立刻大幅下降？”学生讨论后明白，达峰之后还要经历一个平台期，然后才能稳步下降，这需要一个过程。教师用爬山作比喻：达峰就像爬到山顶，之后还要在山顶平缓一段，才能开始下山。学生在笑声中加深了理解。 教师活动三：教师出示不同国家和地区碳排放达峰的对比材料，引导学生分析：“为什么发达国家普遍已经达峰，而我国承诺 2030 年前达峰？”学生在教师引导下从发展阶段、能源结构、工业化进程等角度思考。有的学生说，发达国家早就完成了工业化，能源需求稳定甚至下降；有的学生补充，我国还在发展中，老百姓的生活水平还在提高，能源需求仍会增长。学生由此认识到我国作为发展中国家，达峰时间紧、任务重，需要付出艰苦努力。这一环节既培养了学生用证据支持观点的科学思维，也潜移默化地增强了学生的国家意识和责任感。 教师活动四：教师请学生结合生活经验举例，说出身边哪些活动会增加二氧化碳排放。学生踊跃发言，如家庭做饭使用天然气、乘坐燃油汽车出行、教室和家里长时间开灯、夏季空调温度设置过低、外卖和快递产生大量包装废弃物、吃反季节蔬菜需要消耗更多能源、频繁乘坐电梯而不爬楼梯等。教师将学生发言归类板书，并在旁边追问：“这些排放能不能全部消除？”学生摇头表示不可能完全消除。教师顺势指出：既然不可能完全不排放，那就要想办法让排放和吸收达到平衡，由此过渡到碳中和。 任务四：议碳——思辨“碳中和”的科学内涵 教师活动一：教师抛出辨析题：“有人说，碳中和就是以后完全不排放二氧化碳，大家觉得这种说法对吗？”学生分成正反两方进行小型辩论。正方代表认为，人类生产生活不可能完全不排放二氧化碳，只要排放一点就违背碳中和；反方代表则认为，碳中和的关键是让排放与吸收基本相等，而不是绝对零排放。辩论过程中，有学生提到“净零排放”这个词，教师及时抓住这个闪光点，引导全班一起辨析“零排放”与“净零排放”的区别。教师在学生辩论结束后进行总结，明确碳中和的科学含义：通过植树造林、节能减排、发展新能源、捕集利用二氧化碳等多种方式，使一定时期内人为排放的二氧化碳与通过各种途径吸收的二氧化碳相互抵消，实现净零排放。 教师活动二：教师出示实现碳中和的主要途径示意图，请学生结合示意图将途径分为“减少排放”和“增加吸收”两大类。学生通过阅读和讨论归纳：减少排放主要包括优化能源结构、大力发展太阳能风能水能等清洁能源、提高能源利用效率、倡导绿色生活方式等；增加吸收主要包括植树造林、保护湿地草原、探索二氧化碳捕集利用与封存技术等。教师特别指出，这两条途径缺一不可，既要“少排”，又要“多吸”，才能最终实现排放与吸收的动态平衡。教师还补充说明，林业碳汇、海洋碳汇是自然界重要的“吸碳”帮手，保护森林和湿地就是在保护地球的“碳仓”。 教师活动三：教师组织“技术小专家”分享活动。课前已布置学生分组查阅资料，分别介绍一种与减碳相关的新能源或新技术，如光伏发电、风力发电、氢能源汽车、电动汽车、二氧化碳捕集与利用等。学生代表上台用简洁语言介绍其原理和减碳价值，其他同学可以提问。有学生介绍光伏发电时说，太阳能电池板把太阳光直接变成电，不需要燃烧任何燃料；有学生介绍氢能源汽车时说，氢气燃烧后只生成水，几乎不产生二氧化碳。教师在学生分享后进行点评和补充，帮助学生认识到化学科学与技术在实现“双碳”目标中所起的关键作用，也让学生体会到学习化学对社会可持续发展的重要意义。 教师活动四：教师引导学生反思：“实现‘双碳’目标，国家在努力，企业在转型，我们中学生能做些什么？”学生畅所欲言，如随手关灯、节约用纸、绿色出行、少用一次性用品、积极参加植树活动、向家人宣传低碳理念、拒绝餐饮浪费、做好垃圾分类、旧物循环利用等。教师将学生建议整理成“校园低碳十条”，张贴在班级公告栏，将课堂学习延伸为实际行动。教师特别强调，低碳生活不是降低生活质量，而是用更聪明、更节约的方式享受生活。 任务五：践碳——设计我的低碳行动方案 教师活动一：教师布置综合性学习任务——以小组为单位，围绕“我家的一天”或“我们班级的一周”为主题，调查其中可能产生碳排放的环节，并设计一份可行的低碳改进方案。教师提示学生可以从衣食住行用五个方面入手，如饮食上减少食物浪费、出行上选择步行骑行或公共交通、学习上节约纸张、生活中节约水电等。教师还提醒学生，方案要写明具体做法、预期效果和监督方式。 教师活动二：学生小组合作完成方案设计。教师巡视各组，适时提供帮助，提醒学生注意方案要具体、可操作、可坚持。有的小组设计了“班级无纸化办公小提案”，建议作业尽量通过电子方式提交，草稿纸双面使用；有的小组设计了“家庭一周节能打卡计划”，安排每天由一位家庭成员负责检查关灯、关空调、关水龙头；有的小组设计了“校园垃圾分类与旧物回收倡议”，把闲置的书本、文具在班级内部循环使用；还有的小组设计了“绿色出行鼓励方案”，每周评选骑行或步行上学的同学给予表扬。教师鼓励学生在方案中写出可以互相监督的办法，使方案不只是停留在纸面上。 教师活动三：各小组派代表展示本组方案，其他小组从科学性、可行性和创新性三个角度进行点评。点评过程中，有同学指出某个方案太理想化，周末步行去较远的地方不现实，建议改为乘坐公共交通；有同学表扬另一个方案设计了打卡表，方便长期坚持。教师在学生互评后进行总结性评价，肯定各组的亮点，并指出普遍存在的问题，如有的方案缺少可观察的记录指标等。教师鼓励学生在课后把方案真正付诸实施，并在下节课交流实施后的感受和数据。 教师活动四：课堂小结。教师引导学生一起回顾本节课的学习历程：从感受温室效应出发，追踪了自然界中的碳循环，理解了碳达峰的含义，思辨了碳中和的科学内涵，并设计了自己的低碳行动方案。教师升华主题：“碳达峰与碳中和不只是国家的事、科学家的事，也是我们每一个人的事。学好化学知识，用科学的眼光认识身边的物质循环，用实际行动守护共同的家园，就是这节课留给我们的长远启示。”最后，教师布置课后拓展任务：回家和父母一起查看本月家庭用电量和燃气用量，讨论哪些环节还有节能空间，并把讨论结果写在学习笔记上。 八、板书设计 第三节 碳达峰与碳中和（第一课时） 一、碳循环 来源：动植物呼吸、微生物分解、化石燃料燃烧、森林火灾…… 去向：光合作用、水体溶解、岩石形成…… 二、碳达峰：排放量达到历史最高值后稳步下降 三、碳中和：排放与吸收相平衡，实现净零排放 减排放：优化能源、节能减排、绿色出行 增吸收：植树造林、保护湿地、CCUS 技术 四、行动：从我做起，低碳生活 学科网（北京）股份有限公司 $