夏志强 李宗芸

（江苏师范大学生命科学学院，江苏徐州，221116）

自2008 年联合国倡导个人“低碳生活方式”开始，我国就根据自身国情积极规划与完善低碳发展的战略目标，提出“在2030 年前CO2排放量达到峰值，2060 年前将直接或间接产生的CO2通过植树造林、节能减排等方式进行中和，实现CO2‘零排放’”，并将其写入了《第十四个五年规划和2035 年远景目标纲要》[1]。碳达峰、碳中和关系着人类命运共同体，关系着人类文明的可持续发展，近年来国外也进行了“碳中和校园”的探索，如美国、英国的学校提倡师生使用清洁能源；加拿大积极开展“校园绿色行动”；日本注重培养学生的环保意识；新加坡的学校开始加大绿化面积等[2][3]。“双碳理念”要求学生能够增强低碳环保的意识，通过健康绿色的生活方式为国家的节能减排做出贡献，这与《普通高中生物学课程标准（2017 年版2020 年修订）》（以下简称“新课标”）中要求“学生能够成为健康中国的实践者”这一目标不谋而合[4]。

一、生物学教学渗透“双碳理念”的可行性和必要性

1.生物学教学渗透“双碳理念”的可行性

（1）重要概念为“双碳理念”渗透提供了衔接点

生物学是一门研究生物以及生物与环境关系的学科，并且肩负着生态文明建设的重任。高中生物学课程内容以概念性知识体系贯穿始终，其中新课标与教材中多处涉及与CO2相关的重要概念，这些重要概念都为在高中生物学课堂中进行“双碳理念”的渗透提供了教学衔接点，避免了其在教学中的生搬硬套，同时“双碳理念”的融入也能让学生更深刻地理解环境保护、绿色转型与人口增长等问题，加深学生对人与自然、社会关系的认识。

（2）“双碳理念”与学科核心素养要求一脉相承

高中生物学学科核心素养要求学生通过课程的学习能够形成生态理念、自觉参与环保实践，能够成为美丽中国与健康中国的促进者。“双碳理念”旨在培养学生的可持续发展观，使其以科学长远的眼光来看待个人生活方式与环境问题的关系，引导学生为“碳达峰、碳中和”目标的实现贡献自己的力量，以此加强学生的社会责任感。可见，在高中生物学课堂中进行“双碳理念”的渗透非但与生物学学科核心素养的要求不冲突，反而对学生“社会责任”素养的培养具有良好的协同作用。此外，《中小学德育工作指南》等文件都要求加强学生的生态意识，要求学生通过课程的学习能够形成低碳环保、绿色健康的生活方式，而“双碳理念”的渗透无疑是落实该要求的重要途径[5]。

2.生物学教学渗透“双碳理念”的必要性

（1）“双碳理念”是马克思主义环境哲学思想的传承与创新

生物学作为我国普通高中课程体系中的一门重要的课程，将“双碳理念”渗透于其中具有重要意义。马克思主义是高中生物学教学的指导思想之一，其环境哲学思想的内涵在生物学教学中也有广泛的应用。马克思提出“劳动需要符合人与自然和谐统一的发展规律”，其折射出的是人通过劳动作用于自然，从而使自然界人化、社会化的过程，但是在这一过程中并不意味着人与自然的对立，而是人与自然一体性的体现，这也是高中生需要掌握的规律之一。“双碳理念”与我国经济“绿色转型”背景下的可持续发展观是一脉相承的，能够培养学生利用发展的观点去认识自我与自然的关系，是对马克思主义环境哲学思想的传承与创新，这也与当前提倡的中学生课程思政建设同向而行，对高中生树立正确的生态文明观具有指导意义[6]。

（2）“双碳理念”是我国国情与生态文明教育的重要组成部分

在我国生态文明建设的背景下，“双碳理念”的渗透有助于学生对国家战略和自然环境的认知和理解，对国情与生命健康教育起到至关重要的作用。国情教育要求学生了解我国方针政策、政治经济、自然资源等实际状况，从而形成合理的认识，为国家和社会的进步与发展作出贡献；而“碳达峰、碳中和”目标作为我国生态文明建设的重大战略决策之一，是国情教育的重要组成部分，高中生必然要对其有所了解并付出实际行动。生态文明教育的核心价值观念在于帮助学生树立生态道德观，将“双碳理念”融入生态文明建设中，有助于促进学生对现实环境问题的思考，培养学生的环境道德观念。

（3）“双碳理念”的渗透和普及有助于为我国生态文明建设培养碳中和人才

目前我国的经济和社会发展正在向低碳绿色转型，必然需要大量碳中和人才来进行技术创新和能源结构优化，这就对我国人才培养的内容和模式提出了更高的要求。在传统重智轻德的教学模式惯性下，部分生物学课堂教学会出现课程内容与生态文明教育相脱节的情况，同时对学生社会责任感意识的重视度不足，使得学生的绿色低碳理念并不牢固。“双碳理念”的渗透可以培养具有可持续发展意识的毕业生，进而为高校和社会提供生态文明建设的主力军，这是再生发展所必需的。可见，“双碳理念”融入高中生物学教学是推动学科核心素养教育、实现新型人才高质量培养的重要路径。

二、“双碳理念”在生物学教学中的渗透途径

1.充分契合教材知识点，渗透“双碳理念”

在高中生物学教材中蕴含着众多与“碳”相关的内容，教师要善于寻找连接点，挖掘其中蕴含“双碳理念”的教学资源，并适当进行延伸和拓展，以达到“育德于教”的效果。

例如，“组成细胞的分子”介绍了以碳链为基本骨架的糖类等有机物，而这些生物大分子主要来源于食物。教师在进行该部分内容教学时可适当拓展：食品产业排放的温室气体约占全球温室气体总排放量的1/4，其中动物源食品的温室气体排放量普遍高于植物源食品，如几种主要的农畜产品从生产到消费过程中每千克的温室气体排放量依次为小麦＜猪肉＜奶酪＜牛肉，这是因为动物在胃肠道消化、粪便发酵过程中会释放出大量的甲烷、二氧化碳等温室气体[7]。在此拓展之下，教师可引导学生养成均衡膳食的意识，主动选择绿色低碳食品，同时也要避免食物的浪费，从点滴小事中减少个人CO2的排放。

“光合作用”能够让学生了解到植物对降低大气中CO2含量所起到的重要作用，从而认识到我国植树造林、退耕还草的意义。基于此，教师可引导学生树立爱护花草树木的环保意识，引导学生多栽一棵树、多种一株花，组织学生在教室和家中多植盆栽，鼓励学生参加植树造林等活动。

在“生态系统的碳循环”中，学生能够了解到“碳”在生物界与无机环境之间维系着动态平衡，然而工业的发展使得大气中的CO2含量骤增，导致温室效应形成，从而引起气候反常、海平面上升等一系列生态问题。教师此处可补充：对于温室效应，一方面可以通过植树造林实现碳中和，另一方面需要节能减排实现碳达峰，其中节能减排可以从生活的方方面面做起。

此外，“生态因子”“生态系统的结构”“生物多样性”以及“发酵工程”等部分的内容也是渗透“双碳理念”的契合点，教师可以在教学时引出生态农业、绿色转型等社会问题，并将其与学生的实际生活相联系，既提高了学生的双碳环保意识，又深化了学生对重要概念的理解。

2.重视高中生物学实验，实践“双碳理念”

“双碳理念”的渗透首先可以从改善生物学实验设计着手。一方面可以改进实验操作，例如在“检测生物组织中的脂肪”实验中，学生在进行花生子叶切片时会担心切伤手而导致切出的薄片过厚不能使用，造成了实验材料的浪费，可以使用双刀片法进行切片，也可以改做涂片，只需在花生断面刮取细末，然后再染色、镜检即可，大大降低了失误率；另一方面可以适当替换实验装置，如还原糖鉴定、酶促反应等实验需要酒精灯加热，如若每个小组一个酒精灯，既有大量CO2产生，又造成了安全隐患，可以用恒温水浴箱代替酒精灯，并向学生阐述改进的缘由，以此进行“双碳理念”的渗透。另外，还可以引导学生自制生物模型与实验工具，如可以利用泡沫、大头针等材料制作真核生物细胞模型，用硬纸片、铁丝等材料制作DNA 分子结构模型。受疫情的影响，线上教学的开展会打乱生物学实验的进度，对此教师可以引导学生在家利用材料和器具开展微型生物学实验，例如在“探究植物的吸水和失水”实验中，可以帮助学生利用放大镜和水滴来模拟显微镜，用厨房废弃的洋葱鳞片叶作为实验材料，这样既能培养学生的实践能力，又能帮助学生树立环保的意识。

在生物学实验结束后，教师要引导学生回收能够循环使用的实验材料，对于不能进行再次利用的废液废渣，要教导学生按照实验室规则进行绿色处理，通过生物学实验让学生的低碳环保理念生根发芽。

3.加强碳中和习题训练，内化“双碳理念”

“碳中和”近年来也成为了多个省市生物学高考的热点问题，以渗透我国绿色发展的理念，建立生物学学科与社会生活的有机联系。例如2021 年广东卷第17 题，以我国“双碳目标”为背景，让学生认识到目前全球所面临的生态问题，考察了生态系统的碳循环内容以及实现碳中和的具体措施。该题需要学生在深刻理解“双碳目标”的基础上，运用碳循环相关知识进行分析和推理，学生在答题过程中能够意识到低碳环保的生活方式对全球生态所起到的重要作用。所以教师可在“碳”相关知识点教学时进行碳中和习题训练，并在试题讲解时引导学生践行“双碳理念”，以帮助学生理解生态文明建设的责任和使命。

此外教师还应注重“双碳理念”相关的习题开发。碳中和习题的开发要注意以下两方面问题：一方面是学生对“双碳目标”已有了初步的了解，所以新习题的开发可以适当融入当下碳达峰、碳中和方面的时政热点和最新技术，以帮助学生了解我国“双碳目标”的最新进展；另一方面考虑到目前已有的习题大多都针对某一知识点进行考察，但是“碳”贯穿于高中生物学教材的始终，因此可以以“双碳目标”为载体，开发出与“碳”相关的综合题，加深学生对“双碳理念”的理解。

4.积极开展实践活动，巩固“双碳理念”

教师可以利用课余或者节假日时间组织学生参加公益活动。通过活动学生能够深切体会到环境的改善是每个人努力的结果，以此强化学生的环保责任感。同时可以引导学生成为“双碳理念”的宣传者，如在世界环境日、世界无烟日等环保主题节日可以组织学生走上街头宣传垃圾分类、绿色生活的知识，以带动更多的人成为“双碳理念”的践行者。

此外，关于环境问题的调查活动也可以让学生了解当下环境所承受的压力，使其对环保的紧迫性有更深刻的认识。例如教师可以组织学生对自己家庭、附近商店一天使用的塑料袋数量进行调查，乡镇地区的学生可以对地膜使用情况进行调查，通过真实的数据增强学生对环境问题的危机感，促使学生认识可持续发展的必要性，从而积极践行绿色环保的生活习性。

三、生物学教学中渗透“双碳理念”的建议

1.引入时政热点，体现时代性

中学生总是对新鲜新奇的事物充满了兴趣。在学生对“双碳目标”有了初步的了解之后，教师应积极探寻富有新意的碳达峰、碳中和相关的时政热点，以此作为课堂导入、小组讨论等环节的教学情境，循序渐进地深化学生对“双碳理念”的理解。例如在“碳”相关内容的教学时，教师可引入生态文明、绿色金融等理念以及节能减排新技术等内容，将其通过视频、动画等形式并联系学生实际生活来呈现相关话题，引导学生对碳中和相关的社会事务做出理性解释和判断，使学生在真实情境中体会到“双碳理念”的时代价值。对时政热点内容的选择，教师应注意遵循科学性与时效性的原则。对素材的选择要符合中学生的身心发展特点，以帮助学生更好地理解和内化。选取的素材与教学内容要具有衔接点，切不可生搬硬套，确保教学内容的方向性和严谨性，从而达到“润物细无声”的效果。

2.改进教学方法，体现创新性

碳达峰、碳中和相关内容涉及大量的政策与技术，教学中只依靠教师的讲解难以激发学生的学习兴趣，自然难以培养学生的“双碳理念”。这就要求教师改进教学方法，使得学生乐于学、从做中学。一方面，可以创新教学方法，例如在“发酵工程”内容教学时可开展课堂辩论，让学生分组讨论“是否应该为了经济的发展以及人类的需要而无节制地进行工业生产”，让学生在辩论中体会到“绿水青山就是金山银山”的深刻内涵。在“光合作用”的课堂导入环节可以使用故事法讲述“地球之肺”的内容来吸引学生的学习兴趣，此外，项目式学习、探究式学习等都是渗透“双碳理念”的优良教学方法。另一方面，考虑到信息技术对创设良好互动环境的优越性，教师可以利用VR、多媒体技术来使教学内容直观化，例如在“生态系统的碳循环”的教学中，可通过动画或者视频的形式演示碳循环的过程，让学生了解温室效应的形成原因，将节能减排的种子埋在学生的心中[8]。

3.重构课程框架，体现融合性

“双碳理念”教育不能仅是单学科授课模式下的单线推进，而应是跨学科内容的融合，在进行教学设计时可适当融入化学、地理等学科的相关知识，从而建构起多学科整合、宽领域覆盖的“生物+”的“双碳理念”教学模式。教师可采用“生物+语文”模式锻炼学生语言表达的准确性，用“生物+数学”模式发展学生的科学思维和科学探究等能力，用“生物+物理”模式让学生理解重要概念的科学本质，用“生物+地理”模式培养学生的社会责任，用“生物+多学科”模式培养学生的综合素质。在“生物+”的过程中教师须打破原有学科、学段、地域等方面的束缚，积极融合一切可用资源，为“双碳理念”教学提供可行的参考经验，为学科融合和全员全科育人提供实践借鉴。值得注意的是，无论生物与哪个学科的知识相整合，最终都要回归到生物学教学的本质，即不仅要跨出去，还要收得回。

4.进行多元评价，体现激励性

评价能够育人促教，教师应采用多元的评价手段来判断教学目标的达成，帮助学生实现“双碳理念”的动态生成。一是教学评价的方法要多元。将定性评价与定量评价相结合，纸笔测试与表现性评价相结合，保证评价的准确性和有效性。例如教师在进行作业设计时，除了可以布置相关的习题试卷外，也可将“个人碳中和”“垃圾分类”等社会热点话题体现在实践作业的设计及实施上，倡导学生以视频或者图片的形式记录“我的碳中和”并在课堂中分享，将评价结果以档案袋的形式记录在册，定期进行总结和展示，提升学生对“双碳目标”的重视和参与程度，激励学生对低碳环保活动的知情、认同和内化。二是教学评价的主体应多元。要充分发挥学生、教师、学校、家长等评价主体的积极性，综合利用各评价主体的评价结果，记录学生“双碳理念”的生成情况，同时通过家校共育来形成教育合力。例如在“调查身边的白色污染”活动中，教师可以组织小组合作完成调查并进行成果展示，实施评价时要求小组根据个人行为表现作出自评与互评，再由教师进行总体评价并利用激励性话语或者以盆栽作为奖励，最后通过家长评价反馈活动效果，充分发挥多元性评价以及评价反馈的积极作用。

总之，“双碳理念”的渗透需要教师在“教—学—评”的实施过程中从学科的角度把握教学的衔接点，从素养的角度把握教学的方法，从育人的角度把握评价的方式。同时，国外“碳中和校园”的建设经验也值得借鉴。通过教育工作者的进一步探索，努力完善生物学课堂教学中渗透“双碳理念”的教学模式，让学生成为美丽中国的促进者与实践者。