“雙碳理念”在高中生物學教學中的滲透*

夏志強 李宗蕓

（江蘇師范大學生命科學學院，江蘇徐州，221116）

自2008 年聯合國倡導個人“低碳生活方式”開始，我國就根據自身國情積極規劃與完善低碳發展的戰略目標，提出“在2030 年前CO2排放量達到峰值，2060 年前將直接或間接產生的CO2通過植樹造林、節能減排等方式進行中和，實現CO2‘零排放’”，并將其寫入了《第十四個五年規劃和2035 年遠景目標綱要》[1]。碳達峰、碳中和關系著人類命運共同體，關系著人類文明的可持續發展，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”；日本注重培養學生的環保意識；新加坡的學校開始加大綠化面積等[2][3]。“雙碳理念”要求學生能夠增強低碳環保的意識，通過健康綠色的生活方式為國家的節能減排做出貢獻，這與《普通高中生物學課程標準（2017 年版2020 年修訂）》（以下簡稱“新課標”）中要求“學生能夠成為健康中國的實踐者”這一目標不謀而合[4]。

一、生物學教學滲透“雙碳理念”的可行性和必要性

1.生物學教學滲透“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

生物學是一門研究生物以及生物與環境關系的學科，并且肩負著生態文明建設的重任。高中生物學課程內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相關的重要概念，這些重要概念都為在高中生物學課堂中進行“雙碳理念”的滲透提供了教學銜接點，避免了其在教學中的生搬硬套，同時“雙碳理念”的融入也能讓學生更深刻地理解環境保護、綠色轉型與人口增長等問題，加深學生對人與自然、社會關系的認識。

（2）“雙碳理念”與學科核心素養要求一脈相承

高中生物學學科核心素養要求學生通過課程的學習能夠形成生態理念、自覺參與環保實踐，能夠成為美麗中國與健康中國的促進者?！半p碳理念”旨在培養學生的可持續發展觀，使其以科學長遠的眼光來看待個人生活方式與環境問題的關系，引導學生為“碳達峰、碳中和”目標的實現貢獻自己的力量，以此加強學生的社會責任感。可見，在高中生物學課堂中進行“雙碳理念”的滲透非但與生物學學科核心素養的要求不沖突，反而對學生“社會責任”素養的培養具有良好的協同作用。此外，《中小學德育工作指南》等文件都要求加強學生的生態意識，要求學生通過課程的學習能夠形成低碳環保、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.生物學教學滲透“雙碳理念”的必要性

（1）“雙碳理念”是馬克思主義環境哲學思想的傳承與創新

生物學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教學的指導思想之一，其環境哲學思想的內涵在生物學教學中也有廣泛的應用。馬克思提出“勞動需要符合人與自然和諧統一的發展規律”，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，這也是高中生需要掌握的規律之一?！半p碳理念”與我國經濟“綠色轉型”背景下的可持續發展觀是一脈相承的，能夠培養學生利用發展的觀點去認識自我與自然的關系，是對馬克思主義環境哲學思想的傳承與創新，這也與當前提倡的中學生課程思政建設同向而行，對高中生樹立正確的生態文明觀具有指導意義[6]。

（2）“雙碳理念”是我國國情與生態文明教育的重要組成部分

在我國生態文明建設的背景下，“雙碳理念”的滲透有助于學生對國家戰略和自然環境的認知和理解，對國情與生命健康教育起到至關重要的作用。國情教育要求學生了解我國方針政策、政治經濟、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展作出貢獻；而“碳達峰、碳中和”目標作為我國生態文明建設的重大戰略決策之一，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。生態文明教育的核心價值觀念在于幫助學生樹立生態道德觀，將“雙碳理念”融入生態文明建設中，有助于促進學生對現實環境問題的思考，培養學生的環境道德觀念。

（3）“雙碳理念”的滲透和普及有助于為我國生態文明建設培養碳中和人才

目前我國的經濟和社會發展正在向低碳綠色轉型，必然需要大量碳中和人才來進行技術創新和能源結構優化，這就對我國人才培養的內容和模式提出了更高的要求。在傳統重智輕德的教學模式慣性下，部分生物學課堂教學會出現課程內容與生態文明教育相脫節的情況，同時對學生社會責任感意識的重視度不足，使得學生的綠色低碳理念并不牢固?！半p碳理念”的滲透可以培養具有可持續發展意識的畢業生，進而為高校和社會提供生態文明建設的主力軍，這是再生發展所必需的?？梢?，“雙碳理念”融入高中生物學教學是推動學科核心素養教育、實現新型人才高質量培養的重要路徑。

二、“雙碳理念”在生物學教學中的滲透途徑

1.充分契合教材知識點，滲透“雙碳理念”

在高中生物學教材中蘊含著眾多與“碳”相關的內容，教師要善于尋找連接點，挖掘其中蘊含“雙碳理念”的教學資源，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容教學時可適當拓展：食品產業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，如幾種主要的農畜產品從生產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，教師可引導學生養成均衡膳食的意識，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，教師可引導學生樹立愛護花草樹木的環保意識，引導學生多栽一棵樹、多種一株花，組織學生在教室和家中多植盆栽，鼓勵學生參加植樹造林等活動。

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

此外，“生態因子”“生態系統的結構”“生物多樣性”以及“發酵工程”等部分的內容也是滲透“雙碳理念”的契合點，教師可以在教學時引出生態農業、綠色轉型等社會問題，并將其與學生的實際生活相聯系，既提高了學生的雙碳環保意識，又深化了學生對重要概念的理解。

2.重視高中生物學實驗，實踐“雙碳理念”

“雙碳理念”的滲透首先可以從改善生物學實驗設計著手。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，學生在進行花生子葉切片時會擔心切傷手而導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產生，又造成了安全隱患，可以用恒溫水浴箱代替酒精燈，并向學生闡述改進的緣由，以此進行“雙碳理念”的滲透。另外，還可以引導學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 分子結構模型。受疫情的影響，線上教學的開展會打亂生物學實驗的進度，對此教師可以引導學生在家利用材料和器具開展微型生物學實驗，例如在“探究植物的吸水和失水”實驗中，可以幫助學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，這樣既能培養學生的實踐能力，又能幫助學生樹立環保的意識。

在生物學實驗結束后，教師要引導學生回收能夠循環使用的實驗材料，對于不能進行再次利用的廢液廢渣，要教導學生按照實驗室規則進行綠色處理，通過生物學實驗讓學生的低碳環保理念生根發芽。

3.加強碳中和習題訓練，內化“雙碳理念”

“碳中和”近年來也成為了多個省市生物學高考的熱點問題，以滲透我國綠色發展的理念，建立生物學學科與社會生活的有機聯系。例如2021 年廣東卷第17 題，以我國“雙碳目標”為背景，讓學生認識到目前全球所面臨的生態問題，考察了生態系統的碳循環內容以及實現碳中和的具體措施。該題需要學生在深刻理解“雙碳目標”的基礎上，運用碳循環相關知識進行分析和推理，學生在答題過程中能夠意識到低碳環保的生活方式對全球生態所起到的重要作用。所以教師可在“碳”相關知識點教學時進行碳中和習題訓練，并在試題講解時引導學生踐行“雙碳理念”，以幫助學生理解生態文明建設的責任和使命。

此外教師還應注重“雙碳理念”相關的習題開發。碳中和習題的開發要注意以下兩方面問題：一方面是學生對“雙碳目標”已有了初步的了解，所以新習題的開發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，以幫助學生了解我國“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”貫穿于高中生物學教材的始終，因此可以以“雙碳目標”為載體，開發出與“碳”相關的綜合題，加深學生對“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假日時間組織學生參加公益活動。通過活動學生能夠深切體會到環境的改善是每個人努力的結果，以此強化學生的環保責任感。同時可以引導學生成為“雙碳理念”的宣傳者，如在世界環境日、世界無煙日等環保主題節日可以組織學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，關于環境問題的調查活動也可以讓學生了解當下環境所承受的壓力，使其對環保的緊迫性有更深刻的認識。例如教師可以組織學生對自己家庭、附近商店一天使用的塑料袋數量進行調查，鄉鎮地區的學生可以對地膜使用情況進行調查，通過真實的數據增強學生對環境問題的危機感，促使學生認識可持續發展的必要性，從而積極踐行綠色環保的生活習性。

三、生物學教學中滲透“雙碳理念”的建議

1.引入時政熱點，體現時代性

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

2.改進教學方法，體現創新性

碳達峰、碳中和相關內容涉及大量的政策與技術，教學中只依靠教師的講解難以激發學生的學習興趣，自然難以培養學生的“雙碳理念”。這就要求教師改進教學方法，使得學生樂于學、從做中學。一方面，可以創新教學方法，例如在“發酵工程”內容教學時可開展課堂辯論，讓學生分組討論“是否應該為了經濟的發展以及人類的需要而無節制地進行工業生產”，讓學生在辯論中體會到“綠水青山就是金山銀山”的深刻內涵。在“光合作用”的課堂導入環節可以使用故事法講述“地球之肺”的內容來吸引學生的學習興趣，此外，項目式學習、探究式學習等都是滲透“雙碳理念”的優良教學方法。另一方面，考慮到信息技術對創設良好互動環境的優越性，教師可以利用VR、多媒體技術來使教學內容直觀化，例如在“生態系統的碳循環”的教學中，可通過動畫或者視頻的形式演示碳循環的過程，讓學生了解溫室效應的形成原因，將節能減排的種子埋在學生的心中[8]。

3.重構課程框架，體現融合性

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

4.進行多元評價，體現激勵性

評價能夠育人促教，教師應采用多元的評價手段來判斷教學目標的達成，幫助學生實現“雙碳理念”的動態生成。一是教學評價的方法要多元。將定性評價與定量評價相結合，紙筆測試與表現性評價相結合，保證評價的準確性和有效性。例如教師在進行作業設計時，除了可以布置相關的習題試卷外，也可將“個人碳中和”“垃圾分類”等社會熱點話題體現在實踐作業的設計及實施上，倡導學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，將評價結果以檔案袋的形式記錄在冊，定期進行總結和展示，提升學生對“雙碳目標”的重視和參與程度，激勵學生對低碳環保活動的知情、認同和內化。二是教學評價的主體應多元。要充分發揮學生、教師、學校、家長等評價主體的積極性，綜合利用各評價主體的評價結果，記錄學生“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“調查身邊的白色污染”活動中，教師可以組織小組合作完成調查并進行成果展示，實施評價時要求小組根據個人行為表現作出自評與互評，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—評”的實施過程中從學科的角度把握教學的銜接點，從素養的角度把握教學的方法，從育人的角度把握評價的方式。同時，國外“碳中和校園”的建設經驗也值得借鑒。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。