試論“雙碳”理念在高中生物學教學中的滲透路徑

【摘 "要】 在我國生態(tài)文明建設的大背景下，持續(xù)踐行“雙碳”（碳達峰、碳中和）理念是每位公民的重要責任。高中生物教學可以進一步培養(yǎng)學生的可持續(xù)發(fā)展觀，并加強他們對環(huán)境保護的認識。針對此，文章立足于高中生物學教學實踐，通過梳理與“碳”相關的核心概念、實驗方法和習題訓練，探討如何有效地在生物教育中融入“雙碳”理念，旨在為相關教育工作者提供參考。

【關鍵詞】 “雙碳”理念；高中生物；教學滲透

一、“雙碳”理念概述

（一）“雙碳”理念背景

我國在2020年的聯合國大會上宣布，將在2030年之前實現碳達峰。這表示在2030年之前，溫室氣體的排放將達到最高點，并從那時起開始減少。碳中和是指在一定時間內，通過減排和補償措施，使得溫室氣體的排放和吸收達到平衡，即實現“零排放”。同樣在聯合國大會上，我國承諾將在2060年之前實現碳中和。這意味著到2060年，我國將通過種種方法（如減少碳排放、增加森林吸碳等）實現正負抵消。作為全球最大的碳排放國，我國承諾實現“雙碳”目標，對全球氣候變化的應對具有重要影響。然而，要實現這兩個目標，我國需要進行廣泛而深遠的經濟社會結構調整，其中包括推動綠色低碳技術的研發(fā)與應用，改革能源結構，提高能源效率等。

（二）“雙碳”理念的教育意義

在明確“雙碳”背景后，還需認識到“雙碳”理念不僅是我國戰(zhàn)略層面的重要目標，還是社會責任和文明進步的體現，這一背景可以深入體現在教育教學中。高中生物是培養(yǎng)學生探究生命現象、理解生命過程及其與環(huán)境關系的關鍵學科。因此，教師需要將育人過程與“雙碳”理念緊密結合，同時考慮高中新課程標準提出的要求，明確塑造學生價值觀的必要性。在教學過程中，教師應通過理論與實踐的結合，引導學生深入理解人類活動對生態(tài)環(huán)境的影響，并認識到實現碳達峰與碳中和的重要性。此外，在實際的教育教學中，也要鼓勵學生從日常生活出發(fā)，采取低碳環(huán)保的行動，如節(jié)能減排、合理利用資源、減少碳足跡，從而為國家“雙碳”目標的實現作出實際貢獻。同時，在具體的教育教學中，教師還需注重激發(fā)學生的創(chuàng)新意識與實踐能力，鼓勵他們探索與實踐更多創(chuàng)新的碳減排解決方案，為我國乃至全球的可持續(xù)發(fā)展貢獻力量。

二、高中生物學教學滲透“雙碳”理念的可行性

（一）重要概念為“雙碳”理念滲透提供了銜接點

在高中生物教學中，滲透“雙碳”理念是自然而然的，因為本學科正是探索生物世界及其與環(huán)境相互作用的學科，自然承載著向學生傳達生態(tài)文明建設重要性的責任。課程中融入的概念性知識體系與“雙碳”理念相輔相成，可以自然銜接。

具體而言，高中生物學課程內容體現出，生物體的生命活動與環(huán)境之間的相互作用密切相關，其中對二氧化碳的循環(huán)、植物的光合作用、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動等重要概念的學習講解，為落實“雙碳”理念提供了基礎。在結合這些概念進行教學后，學生不僅能夠扎實掌握基本的高中生物學知識，還能深入理解環(huán)境保護、綠色能源轉型以及人類活動對生態(tài)系統(tǒng)的影響等問題。例如，在講解光合作用時，學生不僅可以理解生物過程，還能深入思考植物在減少大氣中二氧化碳濃度、對抗全球變暖中的重要作用。此外，在分析生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質循環(huán)時，教師可以自然而然地引入人類活動對這些自然過程的干擾，以及實現碳達峰、碳中和所需采取的措施。最后，通過具體的教學活動，結合當前我國所面臨的環(huán)境問題（如氣候變化、生物多樣性喪失等），可以持續(xù)深化學生對人與自然、人與社會關系的理解。通過這種方式，學生不僅能夠獲得知識，還能培養(yǎng)起解決實際問題的能力和責任感，為未來的可持續(xù)發(fā)展作出貢獻。

（二）“雙碳”理念與學科核心素養(yǎng)要求一脈相承

首先，高中生物學教育需明確學科核心素養(yǎng)的重要性。這一素養(yǎng)旨在提升學生的科學知識和理解能力，通過學習過程培養(yǎng)學生的綜合素質，包括生態(tài)理念、社會責任感以及對美麗中國與健康中國目標的積極貢獻。同時，“雙碳”理念的推廣以及培養(yǎng)學生的可持續(xù)發(fā)展觀，與生物學科課程素養(yǎng)的落實要求相一致。在實際教學中，結合“雙碳”理念的教學內容，有助于學生深入理解個人、社會乃至全球的活動如何與環(huán)境相互作用，從而認識到自己在促進環(huán)境可持續(xù)發(fā)展中的角色和責任。例如，結合實際教學，進一步討論全球變暖、生物多樣性保護等議題，學生可深刻認識到減少二氧化碳排放和實現碳中和對我國發(fā)展的重要作用。

其次，將“雙碳”理念與生物學教學融合共促，能有效增強學生的社會責任感，并激發(fā)其將知識應用于解決實際生活問題的積極性。在此過程中，學生可以自覺地參與環(huán)境保護活動。比如，學生可以參與校園綠化、節(jié)能減排項目等活動，親身實踐“低碳生活”，從而加深對“雙碳”理念的理解和認同。

最后，從頂層政策進行分析，《中小學德育工作指南》等相關政策文件明確了加強學生生態(tài)意識的要求，進一步強化了“雙碳”理念教學的必要性和緊迫性。我國教育部給出的政策文件明確指出，應通過教育促使學生形成低碳環(huán)保、綠色健康的生活方式，這正是“雙碳”理念所倡導的核心內容。因此，將“雙碳”理念滲透進高中生物學課程，不僅是對政策要求的響應，還是對學生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的重要支持。

三、“雙碳”理念在生物學教學中的滲透途徑

（一）充分契合教材知識點，滲透“雙碳”理念

在高中生物教學中，教師應利用教材內容為案例，巧妙地將“雙碳”理念融入其中，從而實現知識與德育的雙重目標，并進一步提升學生的生物學素養(yǎng)。首先，在教學組成細胞分子時，教師可以介紹碳鏈作為基本骨架的生物大分子，如糖類等有機物，并指出這些分子的主要來源是食物。在此基礎上，教師可以拓展到食品產業(yè)在全球溫室氣體排放總量中所占的比例，尤其是動植物源食品從生產到消費過程中溫室氣體排放的差異。這為學生提供了通過選擇低碳食品、減少食物浪費等方式減少個人碳足跡的實際案例，從而加深學生對生物學知識的認識與理解，并培養(yǎng)其環(huán)保意識和實際行動能力。

其次，在教學光合作用時，教師需要詳細解釋光合作用的化學方程式，強調植物如何利用陽光將水和二氧化碳轉化為葡萄糖和氧氣。教師可以通過實驗觀察、模型演示或動畫視頻等方式，幫助學生直觀地理解這一過程。在光合作用與碳循環(huán)的講解中，教師可以說明植物吸收的二氧化碳如何轉化為生物質，并通過食物鏈傳遞。此外，教師還可以探討植物死亡后，這些碳如何返回到大氣或土壤中，形成閉環(huán)的碳循環(huán)。這有助于學生理解光合作用對環(huán)境的影響，并認識到自身在保護植物、促進植樹造林方面的責任。在此過程中，教師可以激勵學生參與學校、社區(qū)或地方政府組織的植樹活動，組織學生進行實地考察，參與樹木種植，了解不同樹種的碳吸收能力，以及如何正確地種植和照顧樹木。

最后，在講解生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)時，教師需要補充當前全球氣候變化的情況，如大氣中二氧化碳含量的增加及其對氣候的影響。當學生認識到這些影響后，教師可以與學生探討減緩溫室效應的策略，包括植樹造林以實現碳中和以及減少化石燃料的使用等。通過這部分教學，學生可以詳細了解碳循環(huán)的科學原理，并深刻理解人類行為對生態(tài)系統(tǒng)的影響及其社會責任。

（二）重視高中生物學實驗，實踐“雙碳”理念

在高中生物教學中，實驗教學是深化學生生物學知識的主要方式。在此，教師需要進一步改善實驗設計，以持續(xù)提升學生的學習效率和實踐能力，并在實驗過程中滲透“雙碳”理念，培養(yǎng)學生的環(huán)保意識。

例如，在“檢測生物組織中的脂肪”實驗教學中，該實驗需要學生制作植物組織的切片。然而，傳統(tǒng)的切片方法對技術要求較高，學生常因切片技術不熟練而浪費實驗材料。為解決這一問題，教師可以引入雙刀片法制作切片。具體步驟為：1. 準備兩把鋒利的刀片、花生子葉（或其他待測的植物材料）。2. 將花生子葉放在切片板或干凈的木板上，并完成固定操作。3. 將兩塊刀片并排放置，間距根據所需的切片厚度調整（通常為幾毫米）。使用右手握住刀片的一端，從花生子葉的一端開始，平滑且均勻地向下切片，利用兩塊刀片間的間隙形成均勻的植物切片。4. 用鑷子輕輕夾起切好的薄片，放置在載玻片上，加入適量的染色液（如蘇丹III染色液），蓋上蓋玻片后在顯微鏡下觀察。這種方法能有效降低實驗難度，提高學生對實驗的參與積極性，并體現節(jié)能環(huán)保的實驗理念，有助于培養(yǎng)學生“雙碳”理念下的環(huán)保意識。此外，在實驗中，教師還應鼓勵學生利用回收材料，如泡沫、大頭針等，自制生物模型（如真核生物細胞模型）和實驗工具（如DNA分子結構模型）。這不僅能降低實驗成本，減少環(huán)境污染，還能激發(fā)學生的創(chuàng)造力和實踐能力。

再如，在教學“抗生素對細菌的選擇作用實驗”時，該實驗有助于學生理解微生物學的基本概念，同時體現環(huán)境保護和“雙碳”理念在科學教育中的作用。通過觀察不同抗生素對細菌生長的影響，學生可以深入了解抗生素的作用機理及其對生態(tài)系統(tǒng)中細菌群落的潛在影響，進而引發(fā)對抗生素耐藥性問題的深思。實驗所需材料包括細菌培養(yǎng)基（瓊脂平板）、多種抗生素紙片、細菌培養(yǎng)液（推薦使用大腸桿菌）、消毒劑、無菌操作臺、移液管、醫(yī)用棉簽等實驗器材。實驗步驟包括：1. 在無菌條件下，預先準備好瓊脂培養(yǎng)基平板，以避免后續(xù)實驗感染。2. 使用無菌的移液管或醫(yī)用棉簽輕輕涂抹細菌培養(yǎng)液于瓊脂平板上，使細菌分布均勻。3. 在平板上放置不同種類的抗生素紙片，每種抗生素應適當間隔放置，避免交叉影響。4. 將接種好的平板在適宜的溫度下培養(yǎng)24至48小時，觀察并記錄抗生素紙片周圍細菌的生長情況。5. 在教師的引導下，學生進一步比較不同抗生素紙片周圍的抑菌圈大小，討論抗生素對細菌生長的影響及可能導致的抗生素耐藥性問題。在本次實驗中，教師可以引導學生思考抗生素耐藥性對公共衛(wèi)生的挑戰(zhàn)，以及如何在醫(yī)療、農業(yè)等領域實現抗生素的可持續(xù)使用。同時，鼓勵學生積極探索新的實驗方法或策略，以減少實驗過程中的資源消耗和廢棄物產生，實踐低碳環(huán)保的實驗理念。

（三）加強碳中和習題訓練，內化“雙碳”理念

基于我國碳中和的大背景，將“雙碳”理念融入高中生物課堂與習題訓練中，可進一步深化學生對我國碳中和戰(zhàn)略實施的認識，并內化其概念，以此激發(fā)學生對生態(tài)保護的責任感和使命感。具體實施如下：

首先，在教學中，教師可借助高考熱點題目，加深學生對“雙碳目標”的理解，使他們認識到低碳環(huán)保生活方式的重要性。以高考中關于“碳中和”的熱點題目為例，教師可以設計相關的教學活動和習題。例如，可以引用2021年廣東卷第17題，引導學生探討全球面臨的生態(tài)問題，深入理解生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)及實現碳中和的具體措施。

其次，教師還可開發(fā)出與“雙碳”理念相關的習題，這些習題不應僅基于單一知識點，而應關注綜合性問題的解決。針對新開發(fā)的習題，教師需要結合時政熱點和最新技術，幫助學生了解我國“雙碳目標”的最新進展。例如，教師可以將“碳”的概念貫穿于不同的生物學知識點，如光合作用、呼吸作用、生態(tài)系統(tǒng)等，通過案例分析、數據解讀等形式，讓學生綜合運用所學知識探討如何實現碳中和，從而加深對“雙碳”理念的理解。

四、結語

在高中生物教學中“雙碳”理念的滲透需要依靠教師對課堂教學改革的認識，以此不斷創(chuàng)新課堂形式，從實驗、知識教學以及習題教學入手，持續(xù)發(fā)揮“雙碳”理念在高中生物中的滲透作用，最終完善生物學課堂教學中滲透“雙碳”理念的教學模式，讓學生成為美麗中國的促進者與實踐者。

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