低碳行動彰顯綠色應用素養導向

一、項目緣起

2015年氣候變化巴黎大會上，《聯合國氣候變化框架公約》的近200個締約方達成新的全球氣候協定——《巴黎氣候協定》。中國確定了到2030年的碳排放自主行動目標：二氧化碳排放2030年左右達到峰值并爭取盡早達峰；單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降60%～65%，非化石能源占一次能源消費比重達到20%左右，森林蓄積量比2005年增加45億立方米左右。在這樣的一個大背景下，我們明顯地意識到關于二氧化碳的性質與轉化這樣的知識一定要和社會背景緊密聯系，才能激發學生的學習興趣，才能讓學生進一步了解和認識現代社會面臨的重大問題，理解獲取化學知識可以用來減少溫室效應，造福人類社會。低碳行動是學生經常聽到和談到的一個話題，那么怎樣進行低碳行動？低碳行動為什么能降低大氣中二氧化碳的含量？空氣中二氧化碳的含量難道不是一成不變的嗎？這些二氧化碳的來龍去脈必然引起學生強烈的求知欲。因此將低碳行動和二氧化碳的性質與轉化結合起來，設置這樣的一個項目是非常有意義的。

二、項目目標制訂

本項目要達成兩個方面的目標，一方面是項目自身的目標，另一方面是知識、技能、方法、情感等方面的目標。項目教材其中的一個特點就在于它的目標定位，不僅僅局限在知識、技能、方法、情感等方面的獲得，而是要關注到項目自身價值的實現，讓學生更多地關注它的社會功能，完成這個更為宏大的目標。

項目自身的目標指的是這個項目完成后，學生在低碳行動這件事情上所建立的公約和行為上所發生的改變。具體指的是和所在小組的同學一起制訂“小組低碳行動公約”，進而討論整理出“班級低碳行動公約”，不同的小組圍繞“班級低碳行動公約”開展低碳行動，并且相互監督。這樣的目標是通過階段性目標的達成逐步實現的，關系示意見圖1。

知識、技能、方法、情感等方面的目標指的是在二氧化碳的性質與轉化學習完成后，學生在以下方面應該達成的目標。具體內容見圖2。

三、項目任務選擇

根據該項目制訂的項目目標，我們發現要達成項目目標，確實需要了解二氧化碳的物理性質，圍繞二氧化碳的來龍去脈，從元素的角度認識二氧化碳的產生與轉化，從“質”和“量”的視角深入認識二氧化碳的產生與轉化。這樣，學生才能更深入地認識溫室效應等社會問題的產生，提出、理解和接受各種低碳行動的具體方案，形成“班級低碳行動公約”，并圍繞“班級低碳行動公約”進行低碳行動。

鑒于上述原因，設置以下三個任務來進行該項目的學習。任務1：空氣中二氧化碳的含量是一成不變的嗎？任務2：低碳行動怎樣降低大氣中二氧化碳的含量？任務3：如何表征物質的性質與轉化？這三個任務緊緊圍繞低碳行動展開，每部分又分別承載相應的知識、技能、方法、情感等方面的目標，社會線與化學線兩條線索共存，環環相扣。（見圖3）

四、項目活動設計

任務1：空氣中二氧化碳的含量是一成不變的嗎？

空氣中二氧化碳含量的變化造成了溫室效應，但是組成空氣的成分是什么，含量多少，學生并不是非常了解。所以活動1進行兩個探究活動：一是測定空氣中氧氣的含量，讓學生體會空氣中有的組分的含量基本維持恒定；二是測定身邊不同環境中二氧化碳的含量，讓學生體會身邊不同環境中二氧化碳含量是不同的，體會二氧化碳含量的確是在變化的。活動2是在活動1的基礎上進一步認識二氧化碳的來源，并探究實驗室制取二氧化碳的方法。（見圖4）

活動1的實驗探究是測定空氣中氧氣的含量，這是第一個定量測定的實驗。由于空氣中二氧化碳的含量遠低于氧氣的含量，因此第二個探究實驗的難度明顯高于第一個探究實驗。先安排測定空氣中氧氣的含量的實驗探究也是為了給第二個實驗探究打下基礎，讓學生了解此類定量實驗的基本原理，并在第一個探究的基礎上進一步思考、改進，實現二氧化碳的含量的測定。活動2首先讓學生了解哪些反應產生了二氧化碳，再讓學生體會實驗室制備二氧化碳的方法，遵循從社會、生活入手，再進入實驗室探究的認識順序。

任務2：低碳行動怎樣降低大氣中二氧化碳的含量？

任務1明確了二氧化碳的來源，也就清楚了空氣中二氧化碳含量超標的原因，而我們的終極目的是要降低大氣中二氧化碳的含量，所以任務2將緊緊圍繞低碳行動怎樣降低大氣中二氧化碳的含量來進行。該任務首先從活動1探尋家庭低碳行動的主要方式開始，讓學生感性地認識生活中降低二氧化碳的方式和方法，而后在活動2中進入實驗室，理性地探究降低二氧化碳的具體化學反應有哪些。活動3放大到自然界、工業生產中，學習自然界、工業生產中降低二氧化碳的方式和方法。項目按照“從生活中體驗到實驗室探究，再到自然界、工業化大生產”的順序完成項目任務，層層遞進，線索清晰。該任務中的活動安排及其相互關系見圖5。

在活動進行的過程中，學生學習了二氧化碳的物理性質和化學性質，了解了二氧化碳的性質和用途之間的關系，深入體會到化學知識的價值所在。

任務3：如何表征物質的性質與轉化？

任務1和任務2研究了二氧化碳的來龍去脈，任務3的活動1在學習了二氧化碳的產生和轉化的化學反應的基礎上，讓學生探討運用化學用語來定量描述碳元素的轉化，即正確書寫化學方程式，其中包括配平基本的化學方程式，使學生建立“宏觀—微觀—符號”三者之間的相互關聯。

任務3不僅僅是讓學生學會配平化學反應方程式，還要求學生能應用學到的“化學語言”——化學方程式來進一步幫助自己認識和理解化學反應。活動2引導學生從“質”和“量”兩個視角體會化學反應方程式表達的內涵和價值，同時引導學生認識化學反應的類型，改變條件可以調控化學反應的進行。該任務中的活動安排及其相互關系見圖6。

在活動進行的過程中，學生學習了化學方程式的配平方法，進一步認識到：當物質在化學方程式中作為反應物出現時，該化學反應體現的是該物質的化學性質；當物質在化學方程式中作為生成物出現時，該化學反應體現的是該物質可能的制備方法。如果想要促使一個化學反應發生，需要同時具備反應物相互接觸和反應的條件；如果要想阻止一個化學反應發生，則可以避免反應物相互接觸或者是中斷使反應發生具備的條件。同時學生感受到化學反應不僅是各反應物按一定的微觀粒子的比例進行反應，且化學反應中的元素在反應前后符合質量守恒的關系。

五、項目具體內容

該項目包含的具體內容及內容之間的相互關系示意見圖7。