第5章跨学科实践活动4 探寻低碳生活的行动方案教学设计--2026-2027学年九年级化学沪教版上册

跨学科实践活动4 探寻低碳生活的行动方案 （沪教版·九年级化学上册·第5章） 一、教材分析 本活动位于沪教版（2024）九年级上册第5章，紧接“二氧化碳的性质与用途”“自然界中的碳循环”之后，是新课标规定的跨学科实践必做内容。教材以“探寻低碳生活的行动方案”为主题，引导学生围绕“双碳”目标，综合运用化学及地理、生物、物理、道德与法治等学科知识，从减排、增汇、替代、转化等角度分析二氧化碳的产生与吸收路径，设计面向个人、家庭、学校、社区和国家层面的可行动方案，兼具实践性、综合性与育人价值。 二、四维核心素养 化学观念：建立碳元素在自然界中循环转化的元素观与转化观，理解物质性质决定用途、排放与吸收相互制衡的辩证关系。科学思维：基于证据推理二氧化碳的来源与控制路径，运用系统思维从多层面、多维度设计并优化方案。科学探究：通过课前调查、课中讨论、方案设计与互评，经历完整的项目式探究全过程。科学态度与责任：认同我国“双碳”战略承诺，树立绿色低碳生活方式，增强保护环境、人与自然和谐共生的社会责任感。 三、教学重难点 教学重点：梳理二氧化碳的主要产生途径与吸收途径，从个人、家庭、学校、社区、国家等层面设计科学、可行、可落地的低碳行动方案。 教学难点：将化学学科的物质转化观与多学科、多层次的社会系统相联系，辩证分析方案的科学性、可行性与实效性，并在跨组交流与互评中持续优化方案。 四、设计意图 本设计以真实的“双碳”国家战略为大情境，遵循“情境驱动—任务拆解—合作探究—展示评价—迁移践行”的任务式学习路径。课前布置家庭碳排放小调查，课上先引导学生追根溯源、梳理碳的“来龙去脉”，再借碳捕捉、碳封存、新能源等科技素材拓宽视野，最后以小组为单位设计并展示低碳行动方案。设计紧扣新教材栏目与活动建议，将宏观现象与微观本质、个人行为与国家战略、化学原理与生活实际相互贯通，既巩固二氧化碳相关知识，又发展学生跨学科实践能力。同时融入我国在“双碳”进程中的担当与科技成就，引导学生从课堂走向生活，把低碳理念转化为可执行的日常行动，落实立德树人根本任务。 五、教学过程 环节一 创设情境：从一段气候视频说起 【任务情境】教师播放一段精选短视频：画面从极地冰川消融、极端高温天气，切到工厂林立的烟囱、城市晚高峰的车流，再切到一片茂密森林和一望无际的光伏电站，最后定格在我国向国际社会作出“碳达峰、碳中和”承诺的新闻画面。视频结束后，教师抛出驱动性问题：“为什么一个曾经被我们用来灭火、做碳酸饮料、给舞台造云雾的气体，会成为全世界共同关心的话题？我国为什么要郑重提出“双碳”目标？我们在座的每一位同学，又能为此做些什么？” 教师顺势揭示本节课的总任务——以“低碳生活设计师”的身份，围绕第5章所学，完成一份《探寻低碳生活的行动方案》，并在课末进行小组答辩与互评。 【学生活动】学生观看视频，自由交流第一感受，用一两个关键词写下自己此刻最想说的话，贴到黑板侧边的“情绪墙”上。教师不急于评价，只把学生的关键词整理成若干条线索，例如“变暖”“变热”“植树”“少开车”“太阳能”“国家责任”等，作为后续活动的引子。 【设计意图】用真实、有画面感的素材把抽象的“碳排放”拉到学生眼前，再用驱动性问题把学生从“旁观者”变成“参与者”。情绪墙让不同层次的学生都能开口，也为后面方案设计积累真实的生活素材。 环节二 任务一：追根溯源——碳从哪里来 【任务情境】教师出示课前布置的“家庭碳排放一日小调查”结果汇总：以小组为单位，把自家一天中可能向大气排放二氧化碳的行为列在便签上，再贴到班级展板相应区域。 【学生活动】小组合作，把展板上的便签按“能源消耗”“工业生产”“生活行为”“自然过程”四类进行归类，并派代表上台用彩色磁贴重新排列，形成一张班级版的“碳排放来源地图”。教师引导学生依次追问：这些行为背后消耗的是什么能源？这类能源主要来自哪里？除了生活行为，自然界中还有哪些过程会向大气释放二氧化碳？ 在学生交流的基础上，教师引导大家从化学视角进行归纳：一类来自化石燃料的燃烧，如煤、石油、天然气在发电、供暖、交通运输、工业生产中的使用；一类来自动植物的呼吸作用；还有一类来自植被破坏后原本被固定下来的碳重新回到大气。教师特别强调，化石燃料是千百万年前被固定下来的生物碳，如今被集中、快速地释放，打破了自然界原有碳循环的收支平衡。 随后教师组织“找茬游戏”：教师在屏幕上出示若干常见做法，请学生判断哪些做法会“增排”、哪些做法会“减排”，并说明理由。例如：把空调温度调高一度、用一次性木筷吃饭、坐私家车短途出行、夏天开着窗户开空调、纸张双面打印、外卖自带餐具、旧衣物捐赠或改造……学生举牌表态，并简要陈述判断依据。 【设计意图】用学生自己调查得到的真实数据代替教材上的抽象数字，让“碳排放”看得见、摸得着。归类与“找茬”活动把零散经验上升为分类视角，为后续设计方案提供“靶点”——凡是能减少上述过程的做法，都是低碳方案的候选。 环节三 任务二：开源节流——碳又往哪里去 【任务情境】教师承接上一环节追问：“如果说排放是‘支出’，那么自然界有没有‘收入’？大气中的二氧化碳，主要通过哪些途径被‘收’回去？” 【学生活动】学生结合生物课所学和教材中“自然界中的碳循环”插图，小组讨论后在学习单上画出碳的“收支账”：收入端主要包括绿色植物的光合作用、海洋等水体的溶解吸收、岩石的长期风化与形成，以及人类正在大力发展的人工固碳途径；支出端则对应上一环节梳理的各类排放源。 教师组织“角色扮演”：请四位同学分别扮演“大树”“海洋”“岩石”“化工厂工程师”，用第一人称介绍自己“每年能吸收或固定多少碳”，其他同学随时追问。扮演“大树”的同学会提到叶片通过光合作用把二氧化碳转化为有机物；扮演“海洋”的同学会提到海水可以溶解一部分二氧化碳，但同时也指出过度吸收会带来海水酸化；扮演“岩石”的同学会提到岩石风化和石灰岩形成是一个极慢的过程，远跟不上人类排放的速度；扮演“工程师”的同学则会引出人工途径——把捕集到的二氧化碳安全封存于地下咸水层或废弃油气田，或用于驱油、培育藻类、制造可降解材料等，让碳重新回到有用的产品中。 在角色扮演之后，教师引导学生从“快”与“慢”“自然”与“人工”两个维度对吸收途径进行比较，得出结论：仅仅依靠自然吸收已经无法弥补人类快速增加的排放，必须“减排”与“增汇”两手同时抓——一边尽量少排，一边多吸、多存、多用。 【设计意图】角色扮演把课本上静态的碳循环图变成可对话的“代言人”，学生在模仿与追问中自然体会到自然系统的有限性与人类工程手段的必要性，也为下一环节介绍前沿科技埋下伏笔。 环节四 任务三：他山之石——科技与政策在行动 【任务情境】教师出示一组图文卡片，分别介绍：我国建成的大型风电、光伏发电基地；新能源汽车产销量连续多年位居世界前列；大型煤电基地配套的碳捕集、利用与封存示范工程；荒漠化治理中累计造的林草面积；以及《巴黎协定》“将本世纪全球平均气温上升幅度控制在一定范围内并努力进一步限制”的长期目标。 【学生活动】学生以小组为单位，从卡片中任选两到三项，用一句话概括“它是通过什么思路帮助实现低碳的”，并把思路归入“减少化石能源使用”“提高能源利用效率”“增加碳吸收”“把二氧化碳再利用”四类。在此基础上，教师引导学生发现：国家和企业层面的大动作，最终都会落到每一度电、每一升油、每一张纸、每一次出行上，从而自然过渡到“我能做什么”。 教师还组织一次小型辩论：有人说“低碳是国家和大企业的事，我一个学生做什么都无济于事”。请学生分正反方展开一场短辩论。教师不直接评判胜负，而是在板书上把正反两方的论点并列写出，最后引导学生自己得出结论：每个人的小选择汇聚起来，就是推动社会转型的大力量；同时，了解国家政策和科技方向，也是为了让自己今天的选择明天能影响更多人。 【设计意图】通过真实的国家成就和国际协定，把课堂从“个人道德说教”提升到“全球治理与青年责任”的高度；短辩论则让学生在交锋中体会低碳行动的多尺度、多层次特征，为最终方案设计奠定价值底色。 环节五 核心任务：小组合作设计低碳行动方案 【任务情境】教师发放《低碳行动方案设计单》，明确要求：以四人小组为单位，围绕“探寻低碳生活的行动方案”，从个人、家庭、学校、社区、国家五个层面中任选两到三个层面，设计一份完整、可执行的低碳行动方案。方案必须包含四个板块——行动举措、科学原理、实施方式、预期效果。科学原理部分鼓励学生跨学科引用化学、生物、地理、物理、道德与法治等学科知识。 【学生活动】教师先示范一个“个人层面”的小方案：把每天上下学由家长开车接送改为步行或乘坐公共交通。随后引导学生从化学视角思考——私家车烧油消耗的是石油炼制得到的燃料，燃烧过程会向大气释放二氧化碳；改乘公共交通相当于把多人的出行“合并”，人均消耗的能源和排放都随之下降。学校里随手关灯、把打印机调到双面模式，背后是节约用电、而我国发电中相当比例仍来自化石燃料，节电就是间接减排。食堂光盘、减少一次性餐具，则既减少了粮食浪费对应的种植、运输、加工排放，又减少了塑料和林木的消耗。 小组讨论阶段，教师巡视并提供“思路支架卡”：提示学生从“衣、食、住、行、用”五个生活维度寻找切入点；也提示学生关注新教材中提到的太阳能、风能、氢能、生物质能等清洁能源，以及垃圾分类、旧物改造、阳台种植、校园植树、屋顶光伏等身边可做的事。鼓励小组结合本校、本社区的真实情况，例如学校是否有食堂浪费现象、社区是否有垃圾分类难点、附近是否有工厂或交通拥堵点，让方案“长在真实土壤上”。 在小组讨论中，教师特别引导学生注意方案的“可检验性”：每一项举措都要回答——做什么、怎么做、谁来做、怎么做才知道有没有效果。例如“家庭层面”方案可以设计为：把家中照明全部换成节能灯泡、夏天空调设定在较为适宜的温度、洗澡时缩短热水使用、用洗菜水冲厕所，并在下个月查看电费单是否有下降；“学校层面”方案可以设计为：向学校团委和后勤部门提议开展“光盘打卡”“双面打印周”“班级植物角”等活动，并设计一张简单的记录表跟踪参与人数和使用情况。 【设计意图】这是本节课的核心产出环节。教师通过示范、支架、巡视三步，既放手让学生合作探究，又防止讨论流于空泛。把“可检验性”作为方案质量的硬指标，是为了让学生体会真正的工程与社会设计——任何好的方案都要能被观察、被测量、被改进。 环节六 展示交流：小组答辩与互评优化 【任务情境】教师公布展示规则：每组简要介绍本组方案，重点讲清“我们发现了什么问题、设计了哪些举措、依据是什么、预期能带来什么改变”；其他组作为“评审团”，使用教师下发的《互评表》从“科学性、可行性、创新性、跨学科联系”四个维度打分，并至少提出一条改进建议。 【学生活动】各组依次上台展示。教师在台下同步记录学生方案中的亮点与共性问题，例如：有的小组设计了“家庭碳账本”，每周记录一次出行、用电、就餐情况；有的小组把食堂一次性打包盒换成可重复使用餐盒，还设计了宣传海报；有的小组提出在校园空地上种植本土树种，并与生物课的植物观察活动结合；有的小组从国家层面切入，分析为什么要大力发展新能源汽车和光伏产业，并把它与个人购买新能源汽车、安装家庭分布式光伏的选择联系起来。 互评环节中，教师引导学生认真听取建议，不在台上急于辩解，而是把每一条建议写在方案单背面，回到座位后再讨论哪些可以采纳、哪些需要进一步论证。教师在总评时强调：一个好的方案不是一次写出来的，而是在不断被别人“挑毛病”的过程中改出来的；这和科学家做研究、工程师做产品是同一个道理。 【设计意图】展示与互评把“做作业”变成“做产品”。学生在表达、倾听、质疑、修改中经历真实的交流与协作过程，也学会用证据和逻辑支撑自己的主张，用开放的态度对待他人的批评。 环节七 总结升华：从一节课到一种生活 【任务情境】教师回到上课开始时的驱动性问题：“再看看黑板上大家写下的关键词，今天这节课之后，你愿意为“双碳”做一件什么具体的小事？” 【学生活动】学生在学习单末尾写下“我的一周低碳承诺”，例如：本周内说服家人把空调调高两度、自带餐具上学、把作业本背面再利用一次、每周至少两天步行或骑车上下学、和父母一起完成一次家庭垃圾分类检查。教师鼓励学生把承诺带回家，一周后在班级群中反馈完成情况。 教师做总结性发言：今天这节课，我们没有停留在背诵二氧化碳的性质上，而是把它放到了一个更宏大的背景中——从地球气候，到国家战略，再到我们自己的一餐一饭、一出行一用电。化学不仅教我们认识物质，更教我们认识自己在自然界中的位置。希望同学们把今天设计的方案真正带回家、带进社区，用一个学期、一年，甚至更长的时间去坚持、去改进、去影响身边的人。低碳不是一句口号，而是一种可以被设计、被执行、被检验的生活方式。 【设计意图】首尾呼应，把课堂情绪从“被视频触动”转化为“被行动驱动”。“一周低碳承诺”让学习从课堂延伸到家庭和社区，体现跨学科实践活动“走出教室、走进生活”的价值追求。 六、板书设计 板书以“碳的来与去”为中心，左侧写“碳排放从哪里来”，右侧写“碳吸收往哪里去”，中间用一条醒目的箭头连接，箭头下方写课题《探寻低碳生活的行动方案》。 左栏（碳排放）：化石燃料燃烧（发电、交通、工业）；动植物呼吸；植被破坏后碳重新释放；一次性物品与浪费带来的间接排放。 右栏（碳吸收）：植物光合作用；海洋等水体溶解；岩石长期风化；人工捕集、封存与再利用。 中下栏（行动方案五层）：个人——绿色出行、节约用电、自带餐具、双面用纸、光盘行动；家庭——节能家电、绿色烹饪、旧物利用、垃圾分类；学校——光伏照明、植树种草、光盘打卡、植物角；社区——公共自行车、垃圾分类点、屋顶光伏、低碳宣传；国家——发展新能源、碳捕集封存、生态修复、参与全球气候治理。 板书最下方一行以彩色粉笔书写本课结论：“减排增汇，从我做起；小选择，大未来。” 学科网（北京）股份有限公司 $