跨学科实践活动5+基于碳中和理念设计低碳行动方案（教学设计）九年级化学上册同步高效课堂（人教版2024）

跨学科实践活动5基于碳中和理念设计低碳行动方案教学设计活动：基于碳中和理念设计低碳行动方案课时1授课年级初三活动分析《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。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。学情分析九年级学生已经具备了一定的化学知识基础，如燃烧的条件和二氧化碳的性质，这为他们理解碳中和概念及分析碳排放源奠定了基础。此外，他们在其他学科中也对环境问题有所认识，具备一定的环保意识。在能力方面，学生普遍具有较强的好奇心和探索欲，拥有一定的自主学习能力和团队合作能力。然而，由于知识储备和生活经验的限制，学生在处理复杂的跨学科问题时可能会遇到困难，特别是在综合运用多学科知识进行碳排放计算和方案设计时，容易出现考虑不周全的情况。学生对与生活实际相关的话题更感兴趣，但可能因为缺乏足够的动力而难以深入探究。因此，在教学过程中，需要通过设置有趣的情境和真实的案例，激发学生的学习兴趣，并引导他们积极参与到学习活动中。活动目标1.基于碳中和理念，结合生物学、地理、物理等课程的学习，从物质的性质和转化角度认识二氧化碳的排放和吸收，理解低碳行动原理。2.设计并评价低碳行动方案，从个人、国家和国际层面体会低碳行动的意义和价值。活动重、难点重点：理解碳中和概念，准确找出不同场景下的碳排放源，设计合理有效的低碳行动方案。难点：如何根据实际情况计算碳排放，以及如何确保所设计的低碳行动方案具有可行性和创新性。核心素养化学观念：学习碳中和、碳元素转化和循环等内容，理解了化学反应在环境保护和可持续发展中的作用，这有助于他们认识到化学在解决全球气候问题中的关键地位。科学思维：学生需要运用科学思维去分析碳排放的影响，并综合多学科知识去理解和解决实际问题，如如何实现碳中和，这培养了他们的逻辑推理能力和系统性思维。科学探究与实践：通过探究碳排放的源头和计算方法，以及设计低碳行动方案，学生动手实践，锻炼了科学探究能力。他们在实际操作中了解如何利用化学知识来提出可行的解决方案。科学态度与责任：课程内容提升了学生对全球气候问题的关注，增强了他们的社会责任感和环保意识。他们在学习过程中树立了节约资源、环境友好的生活理念，理解和践行低碳生活方式，为全球生态安全贡献自己的力量。教学过程活动引入为应对全球变暖这一重大环境问题，2020年，我国提出碳达峰、碳中和的战略目标。为了实现这个目标，我们都应该加入低碳行动的行列。那么，哪些行动是符合碳中和理念的低碳行动呢？活动设计与实施任务一：了解相关概念，聚焦核心物质1.查阅资料，了解低碳行动、碳达峰和碳中和等概念的含义。低碳行动：鼓励公众从身边小事做起，调整生活方式，为减少温室气体排出出力。碳达峰和碳中和：播放《碳达峰和碳中和》科普视频结合二氧化碳对生活和环境的影响，说明低碳行动的意义。CO2无毒，但CO2不能供给呼吸。一定要注意开窗、通风换气!当大气中二氧化碳等气体的含量升高时，会增强大气对太阳光中红外线辐射的吸收，阻止地球表面的热量向外散发，使地球表面的平均气温上升，这就是所谓的“温室效应”。尝试列出一些低碳做法：主要是从节电、节气和回收三个环节来改变生活细节。①少用纸巾，重拾手帕，保护森林，低碳生活；②每张纸都双面打印；③随手关灯、开关、拔插头，不坐电梯爬楼梯；④绿化不仅是去郊区种树，可以在家种些花草；⑤用积水来冲洗马桶；⑥少开私家车任务二：测定不同环境中二氧化碳的含量1.小组合作：设计测定二氧化碳含量的方法，并测定不同环境中二氧化碳的含量。CO2的检验：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O分别向适量的澄清石灰水中加入二氧化碳含量不同的空气样品，会有什么区别？溶液的浑浊程度不同，利用该原理可以比较二氧化碳含量的大小如何定量测定二氧化碳的含量呢？①化学吸收法：原理：2KOH+CO2==K2CO3+H2O将一定体积的空气经氢氧化钾溶液吸收CO2后，体积减少，通过化学方程式的计算即可以得出CO2的量。(这种方法在CO2浓度低时由于体积测量误差较大而影响准确度)②二氧化碳传感器：二氧化碳检测仪能够进行二氧化碳精确检测，采用红外进口二氧化碳传感器，信号稳定，二氧化碳检测仪具有灵敏度及精度高等优点。2.围绕人类活动是否会影响空气中二氧化碳的含量提出假设，运用适当的方法进行验证。提出假设：人类活动会影响空气中二氧化碳的含量设计、实施实验：使用二氧化碳检测仪分别在不同场所里检测二氧化碳的含量，对获得的数据进行分析。任务三：梳理自然界中的碳循环结合生物学和地理课程的学习，回顾自然界中的碳循环，梳理二氧化碳在大气圈、岩石圈、水圈和生物圈间的转化关系，指出人类活动对碳循环过程的影响。科普视频：自然界的碳循环2.回顾二氧化碳的性质与转化，从二氧化碳的排放与吸收的角度，对涉及的反应进行汇总。CO2的排放：CO2的吸收：3.将涉及二氧化碳的物质转化关系与自然界中的碳循环联系起来，利用图示等方式说明二氧化碳的排放与吸收途径及相关原理。科普视频：二氧化碳的物质转化关系与自然界中的碳循环任务四：设计低碳行动方案1.从空气中二氧化碳的排放与吸收出发，对照任务一中列举的低碳做法，通过小组讨论，形成初步的低碳行动方案。结合涉及二氧化碳的物质转化关系，查阅资料，了解减少二氧化碳排放与增加二氧化碳吸收的相关政策和创新技术等。相关政策：能源结构调整：政府推动能源结构调整，减少对化石能源在能源结构中的占比，从而减少二氧化碳排放。提高能源效率：政府发布《2024—2025年节能降碳行动方案》，通过加强能源管理、推广节能技术等措施，提高能源利用效率，减少能源消耗和二氧化碳排放。发展绿色交通：政府鼓励发展绿色交通、公共交通，以减少交通运输的二氧化碳排放。创新技术：生物炭技术：将生物质通过热解或气化等过程转化为生物炭，并将其施用到土壤中，以实现二氧化碳的吸收。人工光合作用：模拟植物的光合作用，利用太阳能将二氧化碳和水转化为有机物和氧气，实现二氧化碳的吸收和利用。碳捕集利用与封存技术(CCUS)：将二氧化碳从工业或能源生产过程中捕集出来，并将其封存在地下或其他安全的地方，以减少二氧化碳排放到大气中。2.结合上述分析对目前的低碳行动方案进行补充。3.参观当地相关展览，就低碳行动与工作人员交流，进一步完善小组方案。展示与交流展示小组形成的低碳行动方案，经全班讨论形成评价标准。以小组为单位，优化低碳行动方案，制作展板或开展讲座，在学校和社区等地宣讲并践行低碳行动。练习与应用1.2023年11月30日，世界气象组织发布了暂定版《2023全球气候状况报告》，宣布2023年是有记录以来人类历史上最热的一年。应对气候变暖已是人类面临的现实问题和紧迫任务，需要全人类共同开展统一行动。下列说法中错误的是()A.研究开发二氧化碳回收利用技术B.利用垃圾发电，变废为宝C.开发风能、太阳能等新能源，减少使用化石燃料D.提倡家用汽车替代公交车【答案】D2.“碳中和”指力争实现二氧化碳的排放量等于二氧化碳的吸收量，二氧化碳的吸收方式有“自然吸收”和“人工转化”。（1）“自然吸收”的途径之一是“海水吸收”，其涉及的原理包括水与二氧化碳发生的反应，其化学方程式为_____________________。（2）“人工转化”的方法之一是指二氧化碳转化为优质的燃料甲醇(CH4O)，请完成其化学方程式的配平：___CO2+___H2

___CH3OH+___H2O。【答案】1311活动总结板书设计跨学科实践活动5基于碳中和理念设计低碳行动方案任务一：了解相关概念，聚焦核心物质任务二：测定不同环境中二氧化碳的含量任务三：梳理自然界中的碳循环任务四：设计低碳行动方案教学反思亮点：在教学过程中，动手实验和小组讨论的设计显著提高了学生的参与度和学习兴趣。通过实际操作测量二氧化碳含量和设计低碳行动方案，学生能够将理论知识应用于实践，切实感受到化学在环境问题中的重要性。此外，跨学科整合的内容帮助学生从多个角度理解碳循环和低碳行动的背景与意义，促进了他们的综合素养培养。不足：部分学生在理解和整合跨学科知识时遇到了困难，表明在知识衔接和过渡方面可能需要更明确的指导。同时，某些理论概念过于抽象，导致少数学生在吸收和应用这些知识上存在挑战，这影响了他们对核心内容的深入理解。此