沪教版九年级化学跨学科实践活动4 探寻低碳生活的行动方案（教学设计教案）

跨学科实践活动4探寻低碳生活的行动方案一、知识目标1.理解碳中和、低碳生活的意义，能从个人、社会层面系统设计碳中和行动方案。2.聚焦二氧化碳性质，整理产生和吸收二氧化碳的反应，初步形成元素观、转化观的化学观念。3.了解碳封存、碳捕捉的相关科技发展，知晓中国在世界碳中和中的作用。。二、核心素养目标1.宏观辨识与微观探析：从宏观上认识全球气候变化及“双碳”目标，从微观上理解二氧化碳的排放与吸收反应。2.科学态度与社会责任：通过了解低碳行动方案和相关政策技术，增强节约意识和环保责任感，增强民族自豪感。3.科学探究与创新意识：通过小组讨论设计低碳方案，查阅资料了解创新技术，培养探究和创新能力。一、教学重点1.设计低碳生活方案，包括梳理二氧化碳排放与吸收反应、了解相关政策和创新技术。二、教学难点1.综合考虑社会实际，设计可行的碳中和行动方案，估算低碳行动的减排量。本节教学内容出自沪教版2024年九年级化学上册第五章《奇妙的二氧化碳》中的跨学科实践活动4——《探寻低碳生活的行动方案》。该内容是在学生学习了二氧化碳的性质和用途等基础知识之后，开展的一次综合性实践活动，具有很强的现实意义和教育价值。它不仅能加深学生对二氧化碳相关知识的理解，还能引导学生将化学知识与社会生活实际紧密联系起来，培养学生的综合素养和社会责任感。教材围绕探寻低碳生活的行动方案，安排了设计低碳生活的方案和交流、评价方案两个主要环节。在设计方案环节，引导学生回顾自然界碳循环、二氧化碳的性质与转化，从排放与吸收角度汇总相关反应，进而形成初步的低碳行动方案，并了解相关政策和创新技术。在交流、评价环节，鼓励公众从身边小事做起调整生活方式，通过小组讨论评价方案可行性，还通过具体案例估算实施低碳行动减少的二氧化碳量。这种编排有助于学生系统地学习和实践低碳生活理念，逐步形成元素观、转化观等化学观念。教学对象是九年级学生，他们已经具备了一定的化学基础知识，对二氧化碳的性质和用途有了初步的了解，同时也有了一定的自主学习能力和小组合作能力。但在思维方面，仍处于从形象思维向抽象思维过渡的阶段，对于较为抽象的概念和复杂的问题理解起来可能存在一定困难。在生活经验方面，学生对低碳生活有一定的感性认识，但缺乏系统的了解和深入的思考。对于如何从化学角度设计低碳生活方案，以及如何评估方案的可行性和减排效果，学生可能感到陌生。而且学生在知识的综合运用和跨学科思维方面还比较薄弱，需要教师在教学过程中加以引导和培养。此外，九年级学生正处于价值观形成的关键时期，他们对社会热点问题有一定的关注度和好奇心。通过开展本次实践活动，能够激发学生的学习兴趣和社会责任感，引导他们积极参与到低碳生活的行动中来，培养他们的环保意识和可持续发展观念。教师应充分利用学生的这些特点，设计合理的教学活动，帮助学生更好地掌握知识，提高能力。教学环节一新课导入【播放视频】同学们，老师先给大家播放一段视频。（播放一段关于全球气候变暖带来的影响的视频，如冰川融化、海平面上升、极端气候事件频发等场景）【引导讨论】视频看完了，大家看到这些画面，心里有什么感受呢？可以和小组内的同学交流一下。（给学生几分钟时间进行小组讨论，然后请几位同学分享自己的感受，如担忧、震惊等）【引入全球应对行动】大家都表达了对这些现象的担忧，事实上，全球都在积极应对气候变化。《巴黎协定》提出把全球平均气温较工业化前水平升高控制在2°C以内，并为把升温控制在1.5°C之内而努力。而我们中国也展现出了大国担当，明确提出了减排目标：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。这里的“碳达峰”和“碳中和”，大家听说过吗？【提问引导】那大家想一想，在我们的日常生活中，哪些行为会产生二氧化碳，又有哪些行为可以减少二氧化碳的排放呢？（鼓励学生积极发言，如开车、使用电器会产生二氧化碳，植树、步行会减少排放等）【引出课题】看来大家都有一定的了解。那如何才能系统地设计出低碳生活的行动方案，为实现“双碳”目标贡献自己的力量呢？这就是我们今天要学习的内容——探寻低碳生活的行动方案。【设计意图】1.激发学生兴趣：通过播放震撼的视频，展示全球气候变暖的严重后果，能迅速吸引学生的注意力，激发他们对气候变化问题的关注和兴趣，使学生主动参与到课堂讨论中来。2.联系社会热点：引入《巴黎协定》和中国的“双碳”目标，将化学知识与全球应对气候变化的社会热点问题相联系，让学生感受到化学在解决实际问题中的重要作用，增强学生的社会责任感。引发思考，导入新课：通过提问引导学生思考日常生活中的碳排放和减排行为，自然地过渡到本节课的主题——探寻低碳生活的行动方案，让学生明确学习方向，带着问题去探索新知识，提高学习的主动性和积极性。教学环节二设计低碳生活的方案活动一引入低碳生活相关概念【情景引入】同学们，在全球气候变暖的大背景下，全球都在积极应对气候变化。《巴黎协定》提出要把全球平均气温较工业化前水平升高控制在以内，并为把升温控制在之内而努力。我国也明确提出了减排目标，即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。今天我们就一起来探寻低碳生活的行动方案。【师生活动】教师：展示《巴黎协定》和我国“双碳”目标的相关资料，向学生介绍全球和我国应对气候变化的行动。学生：认真观看资料，聆听教师讲解。【设计意图】通过介绍全球和我国应对气候变化的大背景，引起学生对低碳生活的关注，激发学生的学习兴趣。【对应训练1】“碳达峰”是指我国承诺在2030年前二氧化碳的排放不再增长，“低碳生活”是我们实现承诺的重要途径。下列做法不符合该理念的是（）A．骑自行车出行 B．发展火力发电 C．纸张双面使用 D．爱护花草树木【答案】B【解析】火力发电需要燃烧大量的化石燃料，会产生大量的二氧化碳，不符合“低碳生活”的理念；而骑自行车出行、纸张双面使用、爱护花草树木都可以减少二氧化碳的排放，符合“低碳生活”的理念。【对应训练2】下列做法不利于实现“碳中和”的是（）A．植树造林 B．使用乙醇汽油 C．太阳能发电 D．用合成淀粉【答案】B【解析】植树造林可以吸收二氧化碳，太阳能发电可以减少化石燃料的使用，从而减少二氧化碳排放，用合成淀粉也可以消耗二氧化碳，都有利于实现“碳中和”；而使用乙醇汽油，乙醇燃烧也会产生二氧化碳，不利于实现“碳中和”。活动二回顾二氧化碳相关知识【情景引入】我们已经学习了二氧化碳的相关知识，现在让我们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，同时回顾二氧化碳的性质与转化。【师生活动】教师：提出问题，引导学生回顾自然界中的碳循环以及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。学生：结合之前的学习和教材内容，回顾相关知识，写出二氧化碳排放和吸收的反应方程式，如排放反应：2CO+O2=​=​教师：对学生的回答进行评价和补充，强调重点反应和知识点。【设计意图】通过回顾相关知识，帮助学生巩固旧知，为设计低碳生活方案奠定基础，同时培养学生的知识整合能力和小组合作交流能力。【对应训练3】下列反应中能产生二氧化碳的是（）A．CB．6CC．CD．C【答案】C【解析】A选项是二氧化碳与水反应生成碳酸，不产生二氧化碳；B选项是光合作用，吸收二氧化碳；C选项是碳燃烧生成二氧化碳；D选项是二氧化碳与氢氧化钙反应，消耗二氧化碳。所以能产生二氧化碳的是C选项。活动三设计初步的低碳行动方案【情景引入】了解了二氧化碳的排放和吸收相关知识后，我们从空气中二氧化碳的排放与吸收出发，对照一些常见的低碳做法，通过小组讨论，来形成初步的低碳行动方案。【师生活动】教师：给出一些常见的低碳做法提示，如减少CO2排放可以树立节约意识、减少能源浪费、改革工业技术、减少化石燃料的使用、低碳出行等；增加学生：分组讨论，结合所学知识和提示，形成初步的低碳行动方案，如减少CO2排放方面可以提出随手关灯、使用公共交通等；增加教师：对各小组的方案进行点评，肯定优点，指出不足。【设计意图】培养学生的小组合作能力和创新思维，让学生通过讨论设计方案，加深对低碳生活的理解和认识，提高学生的实践能力。活动四了解相关政策和创新技术【情景引入】为了更好地实现低碳生活，政府出台了一些相关政策，同时也有一些创新技术在不断发展。现在让我们查阅资料，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。【师生活动】教师：引导学生查阅教材和相关资料，了解能源结构调整、提高能源效率、发展绿色交通等相关政策，以及生物炭技术、人工光合作用、碳捕集利用与封存技术（CCUS）等创新技术。学生：自主查阅资料，记录相关信息。小组内交流讨论，总结这些政策和技术对实现低碳生活的作用。教师：组织学生进行全班交流，对学生的发言进行总结和补充，强调中国在世界碳中和中的作用，增强学生的民族自豪感。【设计意图】拓宽学生的知识面，让学生了解国家在应对气候变化方面的举措和科技发展，培养学生的社会责任感和民族自豪感。活动五完善低碳行动方案【情景引入】结合前面了解的相关政策和创新技术，我们对目前的低碳行动方案进行补充和完善。【师生活动】教师：提出要求，让学生结合相关政策和创新技术，对自己小组之前设计的初步低碳行动方案进行修改和完善。学生：各小组对方案进行讨论和修改，加入如响应能源结构调整、关注创新技术应用等内容。再次推选代表发言，介绍完善后的方案。教师：对各小组完善后的方案进行评价和总结，鼓励学生在生活中积极践行低碳行动。【设计意图】让学生将所学知识应用到实际方案中，培养学生的知识应用能力和实践能力，同时引导学生将低碳生活理念落实到行动中。教学环节三交流、评价方案活动一交流低碳行动方案并评价可行性【情景引入】我们已经设计出了低碳行动方案，现在让我们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。各小组来交流一下各自的低碳行动方案，并评价方案的可行性。【师生活动】教师：展示一些常见的低碳行动，如少用纸巾，重拾手帕；每张纸都双面使用；随手关灯、开关、拔插头，不坐电梯爬楼梯等。组织各小组进行交流。学生：各小组依次介绍自己的低碳行动方案，其他小组认真倾听并进行评价，判断方案是否可行，如对少开私家车乘坐公共交通，大家判断其具有可行性；对于一些不太明确是否可行的方案，如某些特殊的节能设备使用，进行进一步讨论。教师：对各小组的交流和评价进行总结，引导学生正确看待方案的可行性，鼓励学生积极尝试可行的方案。【设计意图】通过交流和评价，让学生相互学习，拓宽思路，同时培养学生的批判性思维和表达能力。【对应训练1】文明城市建设关系保定长远发展，惠及全市人民。下列生活方式不可行的是（）A．淘米水浇花，节约淡水资源B．乘电动公交车，提倡低碳出行C．实施绿化工程，防治扬尘污染D．回收垃圾，直接露天焚烧处理【答案】D【解析】露天焚烧垃圾会产生大量的有害气体和烟尘，污染空气，不符合文明城市建设和低碳生活的要求；而淘米水浇花、乘电动公交车、实施绿化工程都是可行的低碳环保生活方式。活动二估算低碳行动减排量【情景引入】我们不仅要设计低碳行动方案，还可以从家庭生活的某一方面估算实施低碳行动的一个月内大约可以减少多少二氧化碳产生。【师生活动】教师：给出居住能耗碳减排路径分析和食物消费碳减排路径分析的相关资料，如居住能耗碳排放在居民家庭生活碳排放中超过40%，通过优化居住能耗结构可减少碳排放量约3%左右；食物消费碳排放量在碳排放总量中的占比为23.7%，通过调整饮食结构可减少约7.2%的碳排放量等。引导学生根据这些资料进行计算。学生：根据资料和教师的指导，计算一个月内通过优化居住能耗结构和调整饮食结构分别减少的二氧化碳排放量，然后计算综合减排效果。教师：对学生的计算过程和结果进行检查和评价，强调实际减排量可能会因地区、家庭生活习惯和具体实施的低碳行动而有所不同。【设计意图】让学生通过计算，直观地了解低碳行动的减排效果，增强学生的环保意识和责任感，同时培养学生的数学计算能力和数据分析能力。【对应训练2】已知某地区居民家庭生活碳排放中，居住能耗碳排放量为500万t，食物消费碳排放量为200万t。若通过优化居住能耗结构可减少碳排放量5%，通过调整饮食结构可减少碳排放量8%，则一个月内通过这两方面的低碳行动大约可以减少多少二氧化碳产生？【答案】居住能耗一个月减少的排放量：500食物消费一个月减少的排放量：200综合减排量：2.08【解析】先分别根据居住能耗和食物消费的减排比例计算出一个月各自减少的排放量，再将两者相加得到综合减排量。基础实验4二氧化碳的实验室制取与性质一、设计低碳生活方案1.碳循环及人类活动影响2.CO₂排放与吸收反应o排放：2CO+O₂=2CO₂等o吸收：6CO₂+12H₂O=C₆H₁₂O₆+6O₂+6H₂O等3.初步低碳行动方案o减少CO₂排放o增加CO₂吸收4.相关政策和创新技术o政策：能源结构调整等o技术：生物炭技术等二、交流、评价方案5.公众低碳行动示例6.方案可行性讨论7.减排量估算1．（2025·河南驻马店·三模）2025年全国两会期间，从政府工作报告到代表委员们的议案提案，无不体现对“双碳”目标践行的关注。下列做法不利于实现“碳中和”的是A．开发太阳能等新能源 B．露天焚烧垃圾C．推广使用新能源汽车 D．利用化学技术捕捉CO2并转化【答案】B【解析】A.开发太阳能等新能源：太阳能属于可再生能源，使用过程中不产生CO2，可替代化石燃料（如煤、石油），从而减少CO2排放。这有利于实现碳中和。不符合题意；B.露天焚烧垃圾：露天焚烧会直接释放大量CO2，同时可能产生其他有害气体，增加温室气体排放，且无法有效控制或回收。这明显增加CO2排放，不利于碳中和。符合题意；C.推广使用新能源汽车：新能源汽车（如电动汽车）使用电能驱动，若电力来源为清洁能源（如太阳能、风能），可减少化石燃料消耗和尾气CO2排放，从而降低交通领域的碳排放。这有利于实现碳中和。不符合题意；D.利用化学技术捕捉CO₂并转化：该技术通过化学方法捕获工业排放的CO2，并将其转化为其他物质（如燃料或材料），直接减少大气中的CO2含量，增加碳吸收。这有利于实现碳中和。不符合题意；故选B。2．（2025·山西·一模）为应对全球变暖，以下低碳行动中能增加二氧化碳吸收的是A．大力开展植树造林 B．促进节能产品普及C．光伏覆盖公共建筑 D．提倡共享单车使用【答案】A【解析】A.大力开展植树造林，植物通过光合作用吸收二氧化碳并释放氧气，直接增加对二氧化碳的吸收。符合题意；B.节能产品通过减少能源消耗间接降低碳排放，但属于“减排”而非“吸收二氧化碳”。不符合题意；C.光伏发电替代化石能源可减少碳排放，但属于“减排”措施，不直接吸收二氧化碳。不符合题意；D.共享单车通过绿色出行减少交通碳排放，但属于“减排”范畴。不符合题意。故选A。3．（2025·河北保定·一模）近日，国务院颁布《2024~2025年节能降碳行动方案》。下列做