“雙碳理念”在高中生物學(xué)教學(xué)中的滲透*

夏志強 李宗蕓

（江蘇師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，江蘇徐州，221116）

自2008 年聯(lián)合國倡導(dǎo)個人“低碳生活方式”開始，我國就根據(jù)自身國情積極規(guī)劃與完善低碳發(fā)展的戰(zhàn)略目標，提出“在2030 年前CO2排放量達到峰值，2060 年前將直接或間接產(chǎn)生的CO2通過植樹造林、節(jié)能減排等方式進行中和，實現(xiàn)CO2‘零排放’”，并將其寫入了《第十四個五年規(guī)劃和2035 年遠景目標綱要》[1]。碳達峰、碳中和關(guān)系著人類命運共同體，關(guān)系著人類文明的可持續(xù)發(fā)展，近年來國外也進行了“碳中和校園”的探索，如美國、英國的學(xué)校提倡師生使用清潔能源；加拿大積極開展“校園綠色行動”；日本注重培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識；新加坡的學(xué)校開始加大綠化面積等[2][3]?！半p碳理念”要求學(xué)生能夠增強低碳環(huán)保的意識，通過健康綠色的生活方式為國家的節(jié)能減排做出貢獻，這與《普通高中生物學(xué)課程標準（2017 年版2020 年修訂）》（以下簡稱“新課標”）中要求“學(xué)生能夠成為健康中國的實踐者”這一目標不謀而合[4]。

一、生物學(xué)教學(xué)滲透“雙碳理念”的可行性和必要性

1.生物學(xué)教學(xué)滲透“雙碳理念”的可行性

（1）重要概念為“雙碳理念”滲透提供了銜接點

生物學(xué)是一門研究生物以及生物與環(huán)境關(guān)系的學(xué)科，并且肩負著生態(tài)文明建設(shè)的重任。高中生物學(xué)課程內(nèi)容以概念性知識體系貫穿始終，其中新課標與教材中多處涉及與CO2相關(guān)的重要概念，這些重要概念都為在高中生物學(xué)課堂中進行“雙碳理念”的滲透提供了教學(xué)銜接點，避免了其在教學(xué)中的生搬硬套，同時“雙碳理念”的融入也能讓學(xué)生更深刻地理解環(huán)境保護、綠色轉(zhuǎn)型與人口增長等問題，加深學(xué)生對人與自然、社會關(guān)系的認識。

（2）“雙碳理念”與學(xué)科核心素養(yǎng)要求一脈相承

高中生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)要求學(xué)生通過課程的學(xué)習(xí)能夠形成生態(tài)理念、自覺參與環(huán)保實踐，能夠成為美麗中國與健康中國的促進者?！半p碳理念”旨在培養(yǎng)學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展觀，使其以科學(xué)長遠的眼光來看待個人生活方式與環(huán)境問題的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生為“碳達峰、碳中和”目標的實現(xiàn)貢獻自己的力量，以此加強學(xué)生的社會責(zé)任感。可見，在高中生物學(xué)課堂中進行“雙碳理念”的滲透非但與生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的要求不沖突，反而對學(xué)生“社會責(zé)任”素養(yǎng)的培養(yǎng)具有良好的協(xié)同作用。此外，《中小學(xué)德育工作指南》等文件都要求加強學(xué)生的生態(tài)意識，要求學(xué)生通過課程的學(xué)習(xí)能夠形成低碳環(huán)保、綠色健康的生活方式，而“雙碳理念”的滲透無疑是落實該要求的重要途徑[5]。

2.生物學(xué)教學(xué)滲透“雙碳理念”的必要性

（1）“雙碳理念”是馬克思主義環(huán)境哲學(xué)思想的傳承與創(chuàng)新

生物學(xué)作為我國普通高中課程體系中的一門重要的課程，將“雙碳理念”滲透于其中具有重要意義。馬克思主義是高中生物學(xué)教學(xué)的指導(dǎo)思想之一，其環(huán)境哲學(xué)思想的內(nèi)涵在生物學(xué)教學(xué)中也有廣泛的應(yīng)用。馬克思提出“勞動需要符合人與自然和諧統(tǒng)一的發(fā)展規(guī)律”，其折射出的是人通過勞動作用于自然，從而使自然界人化、社會化的過程，但是在這一過程中并不意味著人與自然的對立，而是人與自然一體性的體現(xiàn)，這也是高中生需要掌握的規(guī)律之一?！半p碳理念”與我國經(jīng)濟“綠色轉(zhuǎn)型”背景下的可持續(xù)發(fā)展觀是一脈相承的，能夠培養(yǎng)學(xué)生利用發(fā)展的觀點去認識自我與自然的關(guān)系，是對馬克思主義環(huán)境哲學(xué)思想的傳承與創(chuàng)新，這也與當前提倡的中學(xué)生課程思政建設(shè)同向而行，對高中生樹立正確的生態(tài)文明觀具有指導(dǎo)意義[6]。

（2）“雙碳理念”是我國國情與生態(tài)文明教育的重要組成部分

在我國生態(tài)文明建設(shè)的背景下，“雙碳理念”的滲透有助于學(xué)生對國家戰(zhàn)略和自然環(huán)境的認知和理解，對國情與生命健康教育起到至關(guān)重要的作用。國情教育要求學(xué)生了解我國方針政策、政治經(jīng)濟、自然資源等實際狀況，從而形成合理的認識，為國家和社會的進步與發(fā)展作出貢獻；而“碳達峰、碳中和”目標作為我國生態(tài)文明建設(shè)的重大戰(zhàn)略決策之一，是國情教育的重要組成部分，高中生必然要對其有所了解并付出實際行動。生態(tài)文明教育的核心價值觀念在于幫助學(xué)生樹立生態(tài)道德觀，將“雙碳理念”融入生態(tài)文明建設(shè)中，有助于促進學(xué)生對現(xiàn)實環(huán)境問題的思考，培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)境道德觀念。

（3）“雙碳理念”的滲透和普及有助于為我國生態(tài)文明建設(shè)培養(yǎng)碳中和人才

目前我國的經(jīng)濟和社會發(fā)展正在向低碳綠色轉(zhuǎn)型，必然需要大量碳中和人才來進行技術(shù)創(chuàng)新和能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化，這就對我國人才培養(yǎng)的內(nèi)容和模式提出了更高的要求。在傳統(tǒng)重智輕德的教學(xué)模式慣性下，部分生物學(xué)課堂教學(xué)會出現(xiàn)課程內(nèi)容與生態(tài)文明教育相脫節(jié)的情況，同時對學(xué)生社會責(zé)任感意識的重視度不足，使得學(xué)生的綠色低碳理念并不牢固?！半p碳理念”的滲透可以培養(yǎng)具有可持續(xù)發(fā)展意識的畢業(yè)生，進而為高校和社會提供生態(tài)文明建設(shè)的主力軍，這是再生發(fā)展所必需的?？梢?，“雙碳理念”融入高中生物學(xué)教學(xué)是推動學(xué)科核心素養(yǎng)教育、實現(xiàn)新型人才高質(zhì)量培養(yǎng)的重要路徑。

二、“雙碳理念”在生物學(xué)教學(xué)中的滲透途徑

1.充分契合教材知識點，滲透“雙碳理念”

在高中生物學(xué)教材中蘊含著眾多與“碳”相關(guān)的內(nèi)容，教師要善于尋找連接點，挖掘其中蘊含“雙碳理念”的教學(xué)資源，并適當進行延伸和拓展，以達到“育德于教”的效果。

例如，“組成細胞的分子”介紹了以碳鏈為基本骨架的糖類等有機物，而這些生物大分子主要來源于食物。教師在進行該部分內(nèi)容教學(xué)時可適當拓展：食品產(chǎn)業(yè)排放的溫室氣體約占全球溫室氣體總排放量的1/4，其中動物源食品的溫室氣體排放量普遍高于植物源食品，如幾種主要的農(nóng)畜產(chǎn)品從生產(chǎn)到消費過程中每千克的溫室氣體排放量依次為小麥＜豬肉＜奶酪＜牛肉，這是因為動物在胃腸道消化、糞便發(fā)酵過程中會釋放出大量的甲烷、二氧化碳等溫室氣體[7]。在此拓展之下，教師可引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成均衡膳食的意識，主動選擇綠色低碳食品，同時也要避免食物的浪費，從點滴小事中減少個人CO2的排放。

“光合作用”能夠讓學(xué)生了解到植物對降低大氣中CO2含量所起到的重要作用，從而認識到我國植樹造林、退耕還草的意義。基于此，教師可引導(dǎo)學(xué)生樹立愛護花草樹木的環(huán)保意識，引導(dǎo)學(xué)生多栽一棵樹、多種一株花，組織學(xué)生在教室和家中多植盆栽，鼓勵學(xué)生參加植樹造林等活動。

在“生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)”中，學(xué)生能夠了解到“碳”在生物界與無機環(huán)境之間維系著動態(tài)平衡，然而工業(yè)的發(fā)展使得大氣中的CO2含量驟增，導(dǎo)致溫室效應(yīng)形成，從而引起氣候反常、海平面上升等一系列生態(tài)問題。教師此處可補充：對于溫室效應(yīng)，一方面可以通過植樹造林實現(xiàn)碳中和，另一方面需要節(jié)能減排實現(xiàn)碳達峰，其中節(jié)能減排可以從生活的方方面面做起。

此外，“生態(tài)因子”“生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)”“生物多樣性”以及“發(fā)酵工程”等部分的內(nèi)容也是滲透“雙碳理念”的契合點，教師可以在教學(xué)時引出生態(tài)農(nóng)業(yè)、綠色轉(zhuǎn)型等社會問題，并將其與學(xué)生的實際生活相聯(lián)系，既提高了學(xué)生的雙碳環(huán)保意識，又深化了學(xué)生對重要概念的理解。

2.重視高中生物學(xué)實驗，實踐“雙碳理念”

“雙碳理念”的滲透首先可以從改善生物學(xué)實驗設(shè)計著手。一方面可以改進實驗操作，例如在“檢測生物組織中的脂肪”實驗中，學(xué)生在進行花生子葉切片時會擔(dān)心切傷手而導(dǎo)致切出的薄片過厚不能使用，造成了實驗材料的浪費，可以使用雙刀片法進行切片，也可以改做涂片，只需在花生斷面刮取細末，然后再染色、鏡檢即可，大大降低了失誤率；另一方面可以適當替換實驗裝置，如還原糖鑒定、酶促反應(yīng)等實驗需要酒精燈加熱，如若每個小組一個酒精燈，既有大量CO2產(chǎn)生，又造成了安全隱患，可以用恒溫水浴箱代替酒精燈，并向?qū)W生闡述改進的緣由，以此進行“雙碳理念”的滲透。另外，還可以引導(dǎo)學(xué)生自制生物模型與實驗工具，如可以利用泡沫、大頭針等材料制作真核生物細胞模型，用硬紙片、鐵絲等材料制作DNA 分子結(jié)構(gòu)模型。受疫情的影響，線上教學(xué)的開展會打亂生物學(xué)實驗的進度，對此教師可以引導(dǎo)學(xué)生在家利用材料和器具開展微型生物學(xué)實驗，例如在“探究植物的吸水和失水”實驗中，可以幫助學(xué)生利用放大鏡和水滴來模擬顯微鏡，用廚房廢棄的洋蔥鱗片葉作為實驗材料，這樣既能培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力，又能幫助學(xué)生樹立環(huán)保的意識。

在生物學(xué)實驗結(jié)束后，教師要引導(dǎo)學(xué)生回收能夠循環(huán)使用的實驗材料，對于不能進行再次利用的廢液廢渣，要教導(dǎo)學(xué)生按照實驗室規(guī)則進行綠色處理，通過生物學(xué)實驗讓學(xué)生的低碳環(huán)保理念生根發(fā)芽。

3.加強碳中和習(xí)題訓(xùn)練，內(nèi)化“雙碳理念”

“碳中和”近年來也成為了多個省市生物學(xué)高考的熱點問題，以滲透我國綠色發(fā)展的理念，建立生物學(xué)學(xué)科與社會生活的有機聯(lián)系。例如2021 年廣東卷第17 題，以我國“雙碳目標”為背景，讓學(xué)生認識到目前全球所面臨的生態(tài)問題，考察了生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)內(nèi)容以及實現(xiàn)碳中和的具體措施。該題需要學(xué)生在深刻理解“雙碳目標”的基礎(chǔ)上，運用碳循環(huán)相關(guān)知識進行分析和推理，學(xué)生在答題過程中能夠意識到低碳環(huán)保的生活方式對全球生態(tài)所起到的重要作用。所以教師可在“碳”相關(guān)知識點教學(xué)時進行碳中和習(xí)題訓(xùn)練，并在試題講解時引導(dǎo)學(xué)生踐行“雙碳理念”，以幫助學(xué)生理解生態(tài)文明建設(shè)的責(zé)任和使命。

此外教師還應(yīng)注重“雙碳理念”相關(guān)的習(xí)題開發(fā)。碳中和習(xí)題的開發(fā)要注意以下兩方面問題：一方面是學(xué)生對“雙碳目標”已有了初步的了解，所以新習(xí)題的開發(fā)可以適當融入當下碳達峰、碳中和方面的時政熱點和最新技術(shù)，以幫助學(xué)生了解我國“雙碳目標”的最新進展；另一方面考慮到目前已有的習(xí)題大多都針對某一知識點進行考察，但是“碳”貫穿于高中生物學(xué)教材的始終，因此可以以“雙碳目標”為載體，開發(fā)出與“碳”相關(guān)的綜合題，加深學(xué)生對“雙碳理念”的理解。

4.積極開展實踐活動，鞏固“雙碳理念”

教師可以利用課余或者節(jié)假日時間組織學(xué)生參加公益活動。通過活動學(xué)生能夠深切體會到環(huán)境的改善是每個人努力的結(jié)果，以此強化學(xué)生的環(huán)保責(zé)任感。同時可以引導(dǎo)學(xué)生成為“雙碳理念”的宣傳者，如在世界環(huán)境日、世界無煙日等環(huán)保主題節(jié)日可以組織學(xué)生走上街頭宣傳垃圾分類、綠色生活的知識，以帶動更多的人成為“雙碳理念”的踐行者。

此外，關(guān)于環(huán)境問題的調(diào)查活動也可以讓學(xué)生了解當下環(huán)境所承受的壓力，使其對環(huán)保的緊迫性有更深刻的認識。例如教師可以組織學(xué)生對自己家庭、附近商店一天使用的塑料袋數(shù)量進行調(diào)查，鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)的學(xué)生可以對地膜使用情況進行調(diào)查，通過真實的數(shù)據(jù)增強學(xué)生對環(huán)境問題的危機感，促使學(xué)生認識可持續(xù)發(fā)展的必要性，從而積極踐行綠色環(huán)保的生活習(xí)性。

三、生物學(xué)教學(xué)中滲透“雙碳理念”的建議

1.引入時政熱點，體現(xiàn)時代性

中學(xué)生總是對新鮮新奇的事物充滿了興趣。在學(xué)生對“雙碳目標”有了初步的了解之后，教師應(yīng)積極探尋富有新意的碳達峰、碳中和相關(guān)的時政熱點，以此作為課堂導(dǎo)入、小組討論等環(huán)節(jié)的教學(xué)情境，循序漸進地深化學(xué)生對“雙碳理念”的理解。例如在“碳”相關(guān)內(nèi)容的教學(xué)時，教師可引入生態(tài)文明、綠色金融等理念以及節(jié)能減排新技術(shù)等內(nèi)容，將其通過視頻、動畫等形式并聯(lián)系學(xué)生實際生活來呈現(xiàn)相關(guān)話題，引導(dǎo)學(xué)生對碳中和相關(guān)的社會事務(wù)做出理性解釋和判斷，使學(xué)生在真實情境中體會到“雙碳理念”的時代價值。對時政熱點內(nèi)容的選擇，教師應(yīng)注意遵循科學(xué)性與時效性的原則。對素材的選擇要符合中學(xué)生的身心發(fā)展特點，以幫助學(xué)生更好地理解和內(nèi)化。選取的素材與教學(xué)內(nèi)容要具有銜接點，切不可生搬硬套，確保教學(xué)內(nèi)容的方向性和嚴謹性，從而達到“潤物細無聲”的效果。

2.改進教學(xué)方法，體現(xiàn)創(chuàng)新性

碳達峰、碳中和相關(guān)內(nèi)容涉及大量的政策與技術(shù)，教學(xué)中只依靠教師的講解難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，自然難以培養(yǎng)學(xué)生的“雙碳理念”。這就要求教師改進教學(xué)方法，使得學(xué)生樂于學(xué)、從做中學(xué)。一方面，可以創(chuàng)新教學(xué)方法，例如在“發(fā)酵工程”內(nèi)容教學(xué)時可開展課堂辯論，讓學(xué)生分組討論“是否應(yīng)該為了經(jīng)濟的發(fā)展以及人類的需要而無節(jié)制地進行工業(yè)生產(chǎn)”，讓學(xué)生在辯論中體會到“綠水青山就是金山銀山”的深刻內(nèi)涵。在“光合作用”的課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)可以使用故事法講述“地球之肺”的內(nèi)容來吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，此外，項目式學(xué)習(xí)、探究式學(xué)習(xí)等都是滲透“雙碳理念”的優(yōu)良教學(xué)方法。另一方面，考慮到信息技術(shù)對創(chuàng)設(shè)良好互動環(huán)境的優(yōu)越性，教師可以利用VR、多媒體技術(shù)來使教學(xué)內(nèi)容直觀化，例如在“生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)”的教學(xué)中，可通過動畫或者視頻的形式演示碳循環(huán)的過程，讓學(xué)生了解溫室效應(yīng)的形成原因，將節(jié)能減排的種子埋在學(xué)生的心中[8]。

3.重構(gòu)課程框架，體現(xiàn)融合性

“雙碳理念”教育不能僅是單學(xué)科授課模式下的單線推進，而應(yīng)是跨學(xué)科內(nèi)容的融合，在進行教學(xué)設(shè)計時可適當融入化學(xué)、地理等學(xué)科的相關(guān)知識，從而建構(gòu)起多學(xué)科整合、寬領(lǐng)域覆蓋的“生物+”的“雙碳理念”教學(xué)模式。教師可采用“生物+語文”模式鍛煉學(xué)生語言表達的準確性，用“生物+數(shù)學(xué)”模式發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)探究等能力，用“生物+物理”模式讓學(xué)生理解重要概念的科學(xué)本質(zhì)，用“生物+地理”模式培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任，用“生物+多學(xué)科”模式培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。在“生物+”的過程中教師須打破原有學(xué)科、學(xué)段、地域等方面的束縛，積極融合一切可用資源，為“雙碳理念”教學(xué)提供可行的參考經(jīng)驗，為學(xué)科融合和全員全科育人提供實踐借鑒。值得注意的是，無論生物與哪個學(xué)科的知識相整合，最終都要回歸到生物學(xué)教學(xué)的本質(zhì)，即不僅要跨出去，還要收得回。

4.進行多元評價，體現(xiàn)激勵性

評價能夠育人促教，教師應(yīng)采用多元的評價手段來判斷教學(xué)目標的達成，幫助學(xué)生實現(xiàn)“雙碳理念”的動態(tài)生成。一是教學(xué)評價的方法要多元。將定性評價與定量評價相結(jié)合，紙筆測試與表現(xiàn)性評價相結(jié)合，保證評價的準確性和有效性。例如教師在進行作業(yè)設(shè)計時，除了可以布置相關(guān)的習(xí)題試卷外，也可將“個人碳中和”“垃圾分類”等社會熱點話題體現(xiàn)在實踐作業(yè)的設(shè)計及實施上，倡導(dǎo)學(xué)生以視頻或者圖片的形式記錄“我的碳中和”并在課堂中分享，將評價結(jié)果以檔案袋的形式記錄在冊，定期進行總結(jié)和展示，提升學(xué)生對“雙碳目標”的重視和參與程度，激勵學(xué)生對低碳環(huán)?；顒拥闹?、認同和內(nèi)化。二是教學(xué)評價的主體應(yīng)多元。要充分發(fā)揮學(xué)生、教師、學(xué)校、家長等評價主體的積極性，綜合利用各評價主體的評價結(jié)果，記錄學(xué)生“雙碳理念”的生成情況，同時通過家校共育來形成教育合力。例如在“調(diào)查身邊的白色污染”活動中，教師可以組織小組合作完成調(diào)查并進行成果展示，實施評價時要求小組根據(jù)個人行為表現(xiàn)作出自評與互評，再由教師進行總體評價并利用激勵性話語或者以盆栽作為獎勵，最后通過家長評價反饋活動效果，充分發(fā)揮多元性評價以及評價反饋的積極作用。

總之，“雙碳理念”的滲透需要教師在“教—學(xué)—評”的實施過程中從學(xué)科的角度把握教學(xué)的銜接點，從素養(yǎng)的角度把握教學(xué)的方法，從育人的角度把握評價的方式。同時，國外“碳中和校園”的建設(shè)經(jīng)驗也值得借鑒。通過教育工作者的進一步探索，努力完善生物學(xué)課堂教學(xué)中滲透“雙碳理念”的教學(xué)模式，讓學(xué)生成為美麗中國的促進者與實踐者。