跨學(xué)科實(shí)踐活動5+基于碳中和理念設(shè)計低碳行動方案（教學(xué)設(shè)計）九年級化學(xué)上冊同步高效課堂（人教版2024）

跨學(xué)科實(shí)踐活動5基于碳中和理念設(shè)計低碳行動方案教學(xué)設(shè)計活動：基于碳中和理念設(shè)計低碳行動方案課時1授課年級初三活動分析《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》的“化學(xué)與社會·跨學(xué)科實(shí)踐”主題中，首次提出跨學(xué)科實(shí)踐活動的思路，明確了“化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展”的概念，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識化學(xué)在解決資源、能源、材料、環(huán)境、人類健康等問題中的作用，樹立建設(shè)美麗中國、為全球生態(tài)安全作貢獻(xiàn)的信念，主動踐行節(jié)約資源、環(huán)境友好的生活方式，樹立人與自然和諧共生的科學(xué)自然觀和綠色發(fā)展觀。全球氣候問題是當(dāng)今人類面臨的重大危機(jī)。為了應(yīng)對氣候變化所帶來的問題，2020年9月習(xí)近平總書記在第七十五屆聯(lián)合國大會上宣布：中國二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值努力爭取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。要想實(shí)現(xiàn)碳中和，需要從物質(zhì)的多樣性以及“化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展”的學(xué)科大概念統(tǒng)攝學(xué)習(xí)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生基于碳元素的轉(zhuǎn)化、循環(huán)以及二氧化碳的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化，理解碳中和思想，并能運(yùn)用跨學(xué)科知識綜合分析、認(rèn)識碳中和的重要性，探索并踐行低碳行動，從而促進(jìn)學(xué)生形成科學(xué)觀念，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和社會責(zé)任感。學(xué)情分析九年級學(xué)生已經(jīng)具備了一定的化學(xué)知識基礎(chǔ)，如燃燒的條件和二氧化碳的性質(zhì)，這為他們理解碳中和概念及分析碳排放源奠定了基礎(chǔ)。此外，他們在其他學(xué)科中也對環(huán)境問題有所認(rèn)識，具備一定的環(huán)保意識。在能力方面，學(xué)生普遍具有較強(qiáng)的好奇心和探索欲，擁有一定的自主學(xué)習(xí)能力和團(tuán)隊(duì)合作能力。然而，由于知識儲備和生活經(jīng)驗(yàn)的限制，學(xué)生在處理復(fù)雜的跨學(xué)科問題時可能會遇到困難，特別是在綜合運(yùn)用多學(xué)科知識進(jìn)行碳排放計算和方案設(shè)計時，容易出現(xiàn)考慮不周全的情況。學(xué)生對與生活實(shí)際相關(guān)的話題更感興趣，但可能因?yàn)槿狈ψ銐虻膭恿Χy以深入探究。因此，在教學(xué)過程中，需要通過設(shè)置有趣的情境和真實(shí)的案例，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并引導(dǎo)他們積極參與到學(xué)習(xí)活動中?；顒幽繕?biāo)1.基于碳中和理念，結(jié)合生物學(xué)、地理、物理等課程的學(xué)習(xí)，從物質(zhì)的性質(zhì)和轉(zhuǎn)化角度認(rèn)識二氧化碳的排放和吸收，理解低碳行動原理。2.設(shè)計并評價低碳行動方案，從個人、國家和國際層面體會低碳行動的意義和價值?；顒又?、難點(diǎn)重點(diǎn)：理解碳中和概念，準(zhǔn)確找出不同場景下的碳排放源，設(shè)計合理有效的低碳行動方案。難點(diǎn)：如何根據(jù)實(shí)際情況計算碳排放，以及如何確保所設(shè)計的低碳行動方案具有可行性和創(chuàng)新性。核心素養(yǎng)化學(xué)觀念：學(xué)習(xí)碳中和、碳元素轉(zhuǎn)化和循環(huán)等內(nèi)容，理解了化學(xué)反應(yīng)在環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展中的作用，這有助于他們認(rèn)識到化學(xué)在解決全球氣候問題中的關(guān)鍵地位?？茖W(xué)思維：學(xué)生需要運(yùn)用科學(xué)思維去分析碳排放的影響，并綜合多學(xué)科知識去理解和解決實(shí)際問題，如如何實(shí)現(xiàn)碳中和，這培養(yǎng)了他們的邏輯推理能力和系統(tǒng)性思維?？茖W(xué)探究與實(shí)踐：通過探究碳排放的源頭和計算方法，以及設(shè)計低碳行動方案，學(xué)生動手實(shí)踐，鍛煉了科學(xué)探究能力。他們在實(shí)際操作中了解如何利用化學(xué)知識來提出可行的解決方案?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任：課程內(nèi)容提升了學(xué)生對全球氣候問題的關(guān)注，增強(qiáng)了他們的社會責(zé)任感和環(huán)保意識。他們在學(xué)習(xí)過程中樹立了節(jié)約資源、環(huán)境友好的生活理念，理解和踐行低碳生活方式，為全球生態(tài)安全貢獻(xiàn)自己的力量。教學(xué)過程活動引入為應(yīng)對全球變暖這一重大環(huán)境問題，2020年，我國提出碳達(dá)峰、碳中和的戰(zhàn)略目標(biāo)。為了實(shí)現(xiàn)這個目標(biāo)，我們都應(yīng)該加入低碳行動的行列。那么，哪些行動是符合碳中和理念的低碳行動呢？活動設(shè)計與實(shí)施任務(wù)一：了解相關(guān)概念，聚焦核心物質(zhì)1.查閱資料，了解低碳行動、碳達(dá)峰和碳中和等概念的含義。低碳行動：鼓勵公眾從身邊小事做起，調(diào)整生活方式，為減少溫室氣體排出出力。碳達(dá)峰和碳中和：播放《碳達(dá)峰和碳中和》科普視頻結(jié)合二氧化碳對生活和環(huán)境的影響，說明低碳行動的意義。CO2無毒，但CO2不能供給呼吸。一定要注意開窗、通風(fēng)換氣!當(dāng)大氣中二氧化碳等氣體的含量升高時，會增強(qiáng)大氣對太陽光中紅外線輻射的吸收，阻止地球表面的熱量向外散發(fā)，使地球表面的平均氣溫上升，這就是所謂的“溫室效應(yīng)”。嘗試列出一些低碳做法：主要是從節(jié)電、節(jié)氣和回收三個環(huán)節(jié)來改變生活細(xì)節(jié)。①少用紙巾，重拾手帕，保護(hù)森林，低碳生活；②每張紙都雙面打??；③隨手關(guān)燈、開關(guān)、拔插頭，不坐電梯爬樓梯；④綠化不僅是去郊區(qū)種樹，可以在家種些花草；⑤用積水來沖洗馬桶；⑥少開私家車任務(wù)二：測定不同環(huán)境中二氧化碳的含量1.小組合作：設(shè)計測定二氧化碳含量的方法，并測定不同環(huán)境中二氧化碳的含量。CO2的檢驗(yàn)：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O分別向適量的澄清石灰水中加入二氧化碳含量不同的空氣樣品，會有什么區(qū)別？溶液的渾濁程度不同，利用該原理可以比較二氧化碳含量的大小如何定量測定二氧化碳的含量呢？①化學(xué)吸收法：原理：2KOH+CO2==K2CO3+H2O將一定體積的空氣經(jīng)氫氧化鉀溶液吸收CO2后，體積減少，通過化學(xué)方程式的計算即可以得出CO2的量。(這種方法在CO2濃度低時由于體積測量誤差較大而影響準(zhǔn)確度)②二氧化碳傳感器：二氧化碳檢測儀能夠進(jìn)行二氧化碳精確檢測，采用紅外進(jìn)口二氧化碳傳感器，信號穩(wěn)定，二氧化碳檢測儀具有靈敏度及精度高等優(yōu)點(diǎn)。2.圍繞人類活動是否會影響空氣中二氧化碳的含量提出假設(shè)，運(yùn)用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行驗(yàn)證。提出假設(shè)：人類活動會影響空氣中二氧化碳的含量設(shè)計、實(shí)施實(shí)驗(yàn)：使用二氧化碳檢測儀分別在不同場所里檢測二氧化碳的含量，對獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。任務(wù)三：梳理自然界中的碳循環(huán)結(jié)合生物學(xué)和地理課程的學(xué)習(xí)，回顧自然界中的碳循環(huán)，梳理二氧化碳在大氣圈、巖石圈、水圈和生物圈間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，指出人類活動對碳循環(huán)過程的影響?？破找曨l：自然界的碳循環(huán)2.回顧二氧化碳的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化，從二氧化碳的排放與吸收的角度，對涉及的反應(yīng)進(jìn)行匯總。CO2的排放：CO2的吸收：3.將涉及二氧化碳的物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系與自然界中的碳循環(huán)聯(lián)系起來，利用圖示等方式說明二氧化碳的排放與吸收途徑及相關(guān)原理。科普視頻：二氧化碳的物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系與自然界中的碳循環(huán)任務(wù)四：設(shè)計低碳行動方案1.從空氣中二氧化碳的排放與吸收出發(fā)，對照任務(wù)一中列舉的低碳做法，通過小組討論，形成初步的低碳行動方案。結(jié)合涉及二氧化碳的物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系，查閱資料，了解減少二氧化碳排放與增加二氧化碳吸收的相關(guān)政策和創(chuàng)新技術(shù)等。相關(guān)政策：能源結(jié)構(gòu)調(diào)整：政府推動能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，減少對化石能源在能源結(jié)構(gòu)中的占比，從而減少二氧化碳排放。提高能源效率：政府發(fā)布《2024—2025年節(jié)能降碳行動方案》，通過加強(qiáng)能源管理、推廣節(jié)能技術(shù)等措施，提高能源利用效率，減少能源消耗和二氧化碳排放。發(fā)展綠色交通：政府鼓勵發(fā)展綠色交通、公共交通，以減少交通運(yùn)輸?shù)亩趸寂欧?。?chuàng)新技術(shù)：生物炭技術(shù)：將生物質(zhì)通過熱解或氣化等過程轉(zhuǎn)化為生物炭，并將其施用到土壤中，以實(shí)現(xiàn)二氧化碳的吸收。人工光合作用：模擬植物的光合作用，利用太陽能將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為有機(jī)物和氧氣，實(shí)現(xiàn)二氧化碳的吸收和利用。碳捕集利用與封存技術(shù)(CCUS)：將二氧化碳從工業(yè)或能源生產(chǎn)過程中捕集出來，并將其封存在地下或其他安全的地方，以減少二氧化碳排放到大氣中。2.結(jié)合上述分析對目前的低碳行動方案進(jìn)行補(bǔ)充。3.參觀當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)展覽，就低碳行動與工作人員交流，進(jìn)一步完善小組方案。展示與交流展示小組形成的低碳行動方案，經(jīng)全班討論形成評價標(biāo)準(zhǔn)。以小組為單位，優(yōu)化低碳行動方案，制作展板或開展講座，在學(xué)校和社區(qū)等地宣講并踐行低碳行動。練習(xí)與應(yīng)用1.2023年11月30日，世界氣象組織發(fā)布了暫定版《2023全球氣候狀況報告》，宣布2023年是有記錄以來人類歷史上最熱的一年。應(yīng)對氣候變暖已是人類面臨的現(xiàn)實(shí)問題和緊迫任務(wù)，需要全人類共同開展統(tǒng)一行動。下列說法中錯誤的是()A.研究開發(fā)二氧化碳回收利用技術(shù)B.利用垃圾發(fā)電，變廢為寶C.開發(fā)風(fēng)能、太陽能等新能源，減少使用化石燃料D.提倡家用汽車替代公交車【答案】D2.“碳中和”指力爭實(shí)現(xiàn)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“人工轉(zhuǎn)化”。（1）“自然吸收”的途徑之一是“海水吸收”，其涉及的原理包括水與二氧化碳發(fā)生的反應(yīng)，其化學(xué)方程式為_____________________。（2）“人工轉(zhuǎn)化”的方法之一是指二氧化碳轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)的燃料甲醇(CH4O)，請完成其化學(xué)方程式的配平：___CO2+___H2

___CH3OH+___H2O?！敬鸢浮?311活動總結(jié)板書設(shè)計跨學(xué)科實(shí)踐活動5基于碳中和理念設(shè)計低碳行動方案任務(wù)一：了解相關(guān)概念，聚焦核心物質(zhì)任務(wù)二：測定不同環(huán)境中二氧化碳的含量任務(wù)三：梳理自然界中的碳循環(huán)任務(wù)四：設(shè)計低碳行動方案教學(xué)反思亮點(diǎn)：在教學(xué)過程中，動手實(shí)驗(yàn)和小組討論的設(shè)計顯著提高了學(xué)生的參與度和學(xué)習(xí)興趣。通過實(shí)際操作測量二氧化碳含量和設(shè)計低碳行動方案，學(xué)生能夠?qū)⒗碚撝R應(yīng)用于實(shí)踐，切實(shí)感受到化學(xué)在環(huán)境問題中的重要性。此外，跨學(xué)科整合的內(nèi)容幫助學(xué)生從多個角度理解碳循環(huán)和低碳行動的背景與意義，促進(jìn)了他們的綜合素養(yǎng)培養(yǎng)。不足：部分學(xué)生在理解和整合跨學(xué)科知識時遇到了困難，表明在知識銜接和過渡方面可能需要更明確的指導(dǎo)。同時，某些理論概念過于抽象，導(dǎo)致少數(shù)學(xué)生在吸收和應(yīng)用這些知識上存在挑戰(zhàn)，這影響了他們對核心內(nèi)容的深入理解。此