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《义务教育化学课程标准（2022 年版）》指出，要“重视开展核心素养导向的化学教学，基于大概念的建构，整体设计和合理实施单元教学，创设真实问题情境，开展项目式学习，重视跨学科实践活动”，在目标要求中提及，“能积极参加与化学有关的社会热点问题的讨论并做出合理的价值判断，初步形成主动参与社会决策的意识”。因此，在以CO 2 为核心的大单元复习课中，选取时事热点“碳中和”为主题大背景贯穿全程，使学生置身于真实情境中，综合运用各学科知识完成指定的层级任务，将零散、碎片化的知识整合为系统、结构化的知识框架，发展多角度分析和解决问题的高阶思维能力，增强学生社会责任，落实立德树人的学科育人价值。
基于目标分析，逆向设计本节课的课堂思路，核心任务是在“碳中和”这一主题大背景下，通过以物质的性质和转化为核心的研究视角，形成真实情境下解决问题的思维模型。将核心任务拆解为 3 个核心问题：在碳享和谐自然情境下，思考为什么要提出“碳中和”；在碳“寻”转化关系的过程中，揭秘“碳中和”的原理；在碳“索”绿色未来的畅想中，讨论如何助力双碳目标达成。
创设情境：播放视频资料《自然界的碳循环》《CO 2 的自白》。
提供信息：我国在 2020 年联合国大会上向世界宣布我国的碳治理目标，在2021 年两会上首次将“碳达峰、碳中和”写入政府工作报告，力争 2030 年前实现碳达峰，2060 年前实现“碳中和”。
设计意图：通过视频《自然界的碳循环》，从碳元素在大气圈、生物圈、岩石圈、水圈、化石燃料圈的循环入手，融合生物、地理、思想政治等学科内容，带入化学的视角再认识自然界的碳循环，以CO 2 为核心认识碳及其化合物之间的转化，从而认识物质在自然界中能够相互转化及其对维持人类生活和生态平衡的重大意义。通过视频《CO 2 的自白》，认识到现实环境问题的严重性及“碳中和”目标提出的必要性。
问：“碳中和”蕴含的化学原理是什么？
答：CO 2 的产生和消耗达到平衡，实现净零排放。
思考：从化学视角构建解决实际问题的认识模型，聚焦核心物质CO 2 ，分别从源头和终端两个方向思考CO 2 的排放与吸收问题。
任务 1：CO 2 从哪里来？
小组合作：寻找CO 2 的产生途径，梳理转化过程并归类，写出对应用途。
知识建构：寻找CO 2 的产生途径、构建含碳物的价类二维图。
设计意图：通过寻找CO 2 的产生途径，促进学生理解含碳物质与CO 2 的转化，发展元素观、守恒观，通过建构含碳物质的价类二维图，建立物质类别、化合价变化、反应原理等多种认识物质及其转化的视角，整合知识框架，帮助学生对物质及其转化的认识达到更为结构化、系统化的水平。
深化认知：以碳单质燃烧的两个反应方程式为例，可见含碳可燃物在不充分燃烧时会产生什么物质？对此你有什么发现？
答：燃烧不充分会产生一氧化碳，反应物用量不同，产物可能不同。
深化认知：针对碳单质在常温下和升温后活泼性的变化，有什么发现？
答：化学反应的条件不同，物质可能会表现出不同的性质，发生不同反应。
设计意图：聚焦同一物质在不同用量、不同条件下所发生的不同反应，引导学生认识反应物用量、反应条件对化学反应的影响，促进学生学会利用质量关系定量认识化学反应，发展合理调控化学反应和应用物质性质的意识，发展变化观。
任务 2：CO 2 到哪里去？
小组合作：寻找CO 2 的消耗途径，梳理转化过程并归类，写出对应用途。
知识建构：寻找CO 2 的消耗途径、完善含碳物的价类二维图。
设计意图：在任务 1 的基础上，学生已具备研究物质及其转化的一般思路与方法，在此处能轻松找到入手点，即多角度认识CO 2 的性质，基于元素守恒、物质分类及对应用途的视角，完成转化关系图。
任务 3：基于物质转化模型的构建，学生结合生活实际以及学案资料，充分讨论助力双碳目标达成的可行性方案。
小组合作：从减排和促吸收两方面入手，分别从个人层面、国家层面、国际层面提出方案。组内合作，组间补充。
表1 实验活动设计
设计意图：通过精心设计的实验活动，学生亲身经历了CO 2 的捕捉和储存，又通过调控化学反应，学生强化了对“碳中和”的认识。最终实现升华主题，达成核心知识的大概念化、功能化、素养化。
本节课以“碳中和”创设主题背景，贯穿始终，依托真实情境设定逐级推进的活动任务，每个活动任务都承载着素养发展功能。从自然界的碳循环切入，用化学视角审视实际问题，通过建构CO 2 转化的认知模型，将思政的价值引导与思维能力的培养有机融合，达到提升核心素养的目标。
通过寻找CO 2 从哪里来，引导学生建构物质转化的认知模型，再通过CO 2 到哪里去的讨论，促使学生运用该认知模型分析问题，从CO 2 的性质、应用、分类、化合价等视角归纳消耗CO 2 的途径，不但使认知模型得以完善，还对学生运用比较、分类、归纳等科学方法解决实际问题起到促进作用。最后还应用以CO 2 为核心的转化模型解决“碳中和”的实际问题，引导学生辩证看待温室效应以及碳汇等技术手段，认识合理利用物质性质、科学调控化学反应的重要价值，促进学生形成勇于创新的科学精神。
本课例中，充分利用课程资源，如实验探究、视频动画、资料卡片等，让学生感受CO 2 的含量过高对生态环境的严重影响，深刻体会到“碳中和”目标的必要性。课后布置了实践性作业，学生设计助力双碳的海报、短视频等宣传作品，并在家庭、社区中调查低碳行动的实践情况，促使学生关注社会热点问题，逐步树立爱护环境、节约资源的可持续发展观念。任务3多次展示我国前沿的科技手段，尤其是世界首个人工合成淀粉技术源自天津工业研究所，更是激发了学生的爱国情怀，使学生感受到祖国、家乡的科技成就，加深了民族自豪感。
［1］中华人民共和国教育部. 义务教育化学课程标准（2022 年版）［S］. 北京：北京师范大学出版社，2022.
［2］王磊．《义务教育化学课程标准（2022 年版）》解读：物质的化学变化［J］．化学教育（中英文），2022，43（19）：1-6.
［3］王晶．《义务教育化学课程标准（2022 年版）》解读：物质的性质与应用［J］．化学教育（中英文），2022，43（17）：19-23.
［4］林波，杨洁，陈向阳．基于项目式学习的高三化学反应原理专题复习：以“二氧化碳催化加氢生产甲醇”为例［J］．化学教学，2021（12）：58-64.