低碳行动彰显绿色应用素养导向

齐红涛　赵河林

一、项目缘起

2015年气候变化巴黎大会上，《联合国气候变化框架公约》的近200个缔约方达成新的全球气候协定——《巴黎气候协定》。中国确定了到2030年的碳排放自主行动目标：二氧化碳排放2030年左右达到峰值并争取尽早达峰；单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降60%～65%，非化石能源占一次能源消费比重达到20%左右，森林蓄积量比2005年增加45亿立方米左右。在这样的一个大背景下，我们明显地意识到关于二氧化碳的性质与转化这样的知识一定要和社会背景紧密联系，才能激发学生的学习兴趣，才能让学生进一步了解和认识现代社会面临的重大问题，理解获取化学知识可以用来减少温室效应，造福人类社会。低碳行动是学生经常听到和谈到的一个话题，那么怎样进行低碳行动？低碳行动为什么能降低大气中二氧化碳的含量？空气中二氧化碳的含量难道不是一成不变的吗？这些二氧化碳的来龙去脉必然引起学生强烈的求知欲。因此将低碳行动和二氧化碳的性质与转化结合起来，设置这样的一个项目是非常有意义的。

二、项目目标制订

本项目要达成两个方面的目标，一方面是项目自身的目标，另一方面是知识、技能、方法、情感等方面的目标。项目教材其中的一个特点就在于它的目标定位，不仅仅局限在知识、技能、方法、情感等方面的获得，而是要关注到项目自身价值的实现，让学生更多地关注它的社会功能，完成这个更为宏大的目标。

项目自身的目标指的是这个项目完成后，学生在低碳行动这件事情上所建立的公约和行为上所发生的改变。具体指的是和所在小组的同学一起制订“小组低碳行动公约”，进而讨论整理出“班级低碳行动公约”，不同的小组围绕“班级低碳行动公约”开展低碳行动，并且相互监督。这样的目标是通过阶段性目标的达成逐步实现的，关系示意见图1。

知识、技能、方法、情感等方面的目标指的是在二氧化碳的性质与转化学习完成后，学生在以下方面应该达成的目标。具体内容见图2。

三、项目任务选择

根据该项目制订的项目目标，我们发现要达成项目目标，确实需要了解二氧化碳的物理性质，围绕二氧化碳的来龙去脉，从元素的角度认识二氧化碳的产生与转化，从“质”和“量”的视角深入认识二氧化碳的产生与转化。这样，学生才能更深入地认识温室效应等社会问题的产生，提出、理解和接受各种低碳行动的具体方案，形成“班级低碳行动公约”，并围绕“班级低碳行动公约”进行低碳行动。

鉴于上述原因，设置以下三个任务来进行该项目的学习。任务1：空气中二氧化碳的含量是一成不变的吗？任务2：低碳行动怎样降低大气中二氧化碳的含量？任务3：如何表征物质的性质与转化？这三个任务紧紧围绕低碳行动展开，每部分又分别承载相应的知识、技能、方法、情感等方面的目标，社会线与化学线两条线索共存，环环相扣。（见图3）

四、项目活动设计

任务1：空气中二氧化碳的含量是一成不变的吗？

空气中二氧化碳含量的变化造成了温室效应，但是组成空气的成分是什么，含量多少，学生并不是非常了解。所以活动1进行两个探究活动：一是测定空气中氧气的含量，让学生体会空气中有的组分的含量基本维持恒定；二是测定身边不同环境中二氧化碳的含量，让学生体会身边不同环境中二氧化碳含量是不同的，体会二氧化碳含量的确是在变化的。活动2是在活动1的基础上进一步认识二氧化碳的来源，并探究实验室制取二氧化碳的方法。（见图4）

活动1的实验探究是测定空气中氧气的含量，这是第一个定量测定的实验。由于空气中二氧化碳的含量远低于氧气的含量，因此第二个探究实验的难度明显高于第一个探究实验。先安排测定空气中氧气的含量的实验探究也是为了给第二个实验探究打下基础，让学生了解此类定量实验的基本原理，并在第一个探究的基础上进一步思考、改进，实现二氧化碳的含量的测定。活动2首先让学生了解哪些反应产生了二氧化碳，再让学生体会实验室制备二氧化碳的方法，遵循从社会、生活入手，再进入实验室探究的认识顺序。

任务2：低碳行动怎样降低大气中二氧化碳的含量？

任务1明确了二氧化碳的来源，也就清楚了空气中二氧化碳含量超标的原因，而我们的终极目的是要降低大气中二氧化碳的含量，所以任务2将紧紧围绕低碳行动怎样降低大气中二氧化碳的含量来进行。该任务首先从活动1探寻家庭低碳行动的主要方式开始，让学生感性地认识生活中降低二氧化碳的方式和方法，而后在活动2中进入实验室，理性地探究降低二氧化碳的具体化学反应有哪些。活动3放大到自然界、工业生产中，学习自然界、工业生产中降低二氧化碳的方式和方法。项目按照“从生活中体验到实验室探究，再到自然界、工业化大生产”的顺序完成项目任务，层层递进，线索清晰。该任务中的活动安排及其相互关系见图5。

在活动进行的过程中，学生学习了二氧化碳的物理性质和化学性质，了解了二氧化碳的性质和用途之间的关系，深入体会到化学知识的价值所在。

任务3：如何表征物质的性质与转化？

任务1和任务2研究了二氧化碳的来龙去脉，任务3的活动1在学习了二氧化碳的产生和转化的化学反应的基础上，让学生探讨运用化学用语来定量描述碳元素的转化，即正确书写化学方程式，其中包括配平基本的化学方程式，使学生建立“宏观—微观—符号”三者之间的相互关联。

任务3不仅仅是让学生学会配平化学反应方程式，还要求学生能应用学到的“化学语言”——化学方程式来进一步帮助自己认识和理解化学反应。活动2引导学生从“质”和“量”两个视角体会化学反应方程式表达的内涵和价值，同时引导学生认识化学反应的类型，改变条件可以调控化学反应的进行。该任务中的活动安排及其相互关系见图6。

在活动进行的过程中，学生学习了化学方程式的配平方法，进一步认识到：当物质在化学方程式中作为反应物出现时，该化学反应体现的是该物质的化学性质；当物质在化学方程式中作为生成物出现时，该化学反应体现的是该物质可能的制备方法。如果想要促使一個化学反应发生，需要同时具备反应物相互接触和反应的条件；如果要想阻止一个化学反应发生，则可以避免反应物相互接触或者是中断使反应发生具备的条件。同时学生感受到化学反应不仅是各反应物按一定的微观粒子的比例进行反应，且化学反应中的元素在反应前后符合质量守恒的关系。

五、项目具体内容

该项目包含的具体内容及内容之间的相互关系示意见图7。