试论“双碳”理念在高中生物学教学中的渗透路径

【摘 "要】 在我国生态文明建设的大背景下，持续践行“双碳”（碳达峰、碳中和）理念是每位公民的重要责任。高中生物教学可以进一步培养学生的可持续发展观，并加强他们对环境保护的认识。针对此，文章立足于高中生物学教学实践，通过梳理与“碳”相关的核心概念、实验方法和习题训练，探讨如何有效地在生物教育中融入“双碳”理念，旨在为相关教育工作者提供参考。

【关键词】 “双碳”理念；高中生物；教学渗透

一、“双碳”理念概述

（一）“双碳”理念背景

我国在2020年的联合国大会上宣布，将在2030年之前实现碳达峰。这表示在2030年之前，温室气体的排放将达到最高点，并从那时起开始减少。碳中和是指在一定时间内，通过减排和补偿措施，使得温室气体的排放和吸收达到平衡，即实现“零排放”。同样在联合国大会上，我国承诺将在2060年之前实现碳中和。这意味着到2060年，我国将通过种种方法（如减少碳排放、增加森林吸碳等）实现正负抵消。作为全球最大的碳排放国，我国承诺实现“双碳”目标，对全球气候变化的应对具有重要影响。然而，要实现这两个目标，我国需要进行广泛而深远的经济社会结构调整，其中包括推动绿色低碳技术的研发与应用，改革能源结构，提高能源效率等。

（二）“双碳”理念的教育意义

在明确“双碳”背景后，还需认识到“双碳”理念不仅是我国战略层面的重要目标，还是社会责任和文明进步的体现，这一背景可以深入体现在教育教学中。高中生物是培养学生探究生命现象、理解生命过程及其与环境关系的关键学科。因此，教师需要将育人过程与“双碳”理念紧密结合，同时考虑高中新课程标准提出的要求，明确塑造学生价值观的必要性。在教学过程中，教师应通过理论与实践的结合，引导学生深入理解人类活动对生态环境的影响，并认识到实现碳达峰与碳中和的重要性。此外，在实际的教育教学中，也要鼓励学生从日常生活出发，采取低碳环保的行动，如节能减排、合理利用资源、减少碳足迹，从而为国家“双碳”目标的实现作出实际贡献。同时，在具体的教育教学中，教师还需注重激发学生的创新意识与实践能力，鼓励他们探索与实践更多创新的碳减排解决方案，为我国乃至全球的可持续发展贡献力量。

二、高中生物学教学渗透“双碳”理念的可行性

（一）重要概念为“双碳”理念渗透提供了衔接点

在高中生物教学中，渗透“双碳”理念是自然而然的，因为本学科正是探索生物世界及其与环境相互作用的学科，自然承载着向学生传达生态文明建设重要性的责任。课程中融入的概念性知识体系与“双碳”理念相辅相成，可以自然衔接。

具体而言，高中生物学课程内容体现出，生物体的生命活动与环境之间的相互作用密切相关，其中对二氧化碳的循环、植物的光合作用、生态系统的能量流动等重要概念的学习讲解，为落实“双碳”理念提供了基础。在结合这些概念进行教学后，学生不仅能够扎实掌握基本的高中生物学知识，还能深入理解环境保护、绿色能源转型以及人类活动对生态系统的影响等问题。例如，在讲解光合作用时，学生不仅可以理解生物过程，还能深入思考植物在减少大气中二氧化碳浓度、对抗全球变暖中的重要作用。此外，在分析生态系统的能量流动和物质循环时，教师可以自然而然地引入人类活动对这些自然过程的干扰，以及实现碳达峰、碳中和所需采取的措施。最后，通过具体的教学活动，结合当前我国所面临的环境问题（如气候变化、生物多样性丧失等），可以持续深化学生对人与自然、人与社会关系的理解。通过这种方式，学生不仅能够获得知识，还能培养起解决实际问题的能力和责任感，为未来的可持续发展作出贡献。

（二）“双碳”理念与学科核心素养要求一脉相承

首先，高中生物学教育需明确学科核心素养的重要性。这一素养旨在提升学生的科学知识和理解能力，通过学习过程培养学生的综合素质，包括生态理念、社会责任感以及对美丽中国与健康中国目标的积极贡献。同时，“双碳”理念的推广以及培养学生的可持续发展观，与生物学科课程素养的落实要求相一致。在实际教学中，结合“双碳”理念的教学内容，有助于学生深入理解个人、社会乃至全球的活动如何与环境相互作用，从而认识到自己在促进环境可持续发展中的角色和责任。例如，结合实际教学，进一步讨论全球变暖、生物多样性保护等议题，学生可深刻认识到减少二氧化碳排放和实现碳中和对我国发展的重要作用。

其次，将“双碳”理念与生物学教学融合共促，能有效增强学生的社会责任感，并激发其将知识应用于解决实际生活问题的积极性。在此过程中，学生可以自觉地参与环境保护活动。比如，学生可以参与校园绿化、节能减排项目等活动，亲身实践“低碳生活”，从而加深对“双碳”理念的理解和认同。

最后，从顶层政策进行分析，《中小学德育工作指南》等相关政策文件明确了加强学生生态意识的要求，进一步强化了“双碳”理念教学的必要性和紧迫性。我国教育部给出的政策文件明确指出，应通过教育促使学生形成低碳环保、绿色健康的生活方式，这正是“双碳”理念所倡导的核心内容。因此，将“双碳”理念渗透进高中生物学课程，不仅是对政策要求的响应，还是对学生核心素养培养的重要支持。

三、“双碳”理念在生物学教学中的渗透途径

（一）充分契合教材知识点，渗透“双碳”理念

在高中生物教学中，教师应利用教材内容为案例，巧妙地将“双碳”理念融入其中，从而实现知识与德育的双重目标，并进一步提升学生的生物学素养。首先，在教学组成细胞分子时，教师可以介绍碳链作为基本骨架的生物大分子，如糖类等有机物，并指出这些分子的主要来源是食物。在此基础上，教师可以拓展到食品产业在全球温室气体排放总量中所占的比例，尤其是动植物源食品从生产到消费过程中温室气体排放的差异。这为学生提供了通过选择低碳食品、减少食物浪费等方式减少个人碳足迹的实际案例，从而加深学生对生物学知识的认识与理解，并培养其环保意识和实际行动能力。

其次，在教学光合作用时，教师需要详细解释光合作用的化学方程式，强调植物如何利用阳光将水和二氧化碳转化为葡萄糖和氧气。教师可以通过实验观察、模型演示或动画视频等方式，帮助学生直观地理解这一过程。在光合作用与碳循环的讲解中，教师可以说明植物吸收的二氧化碳如何转化为生物质，并通过食物链传递。此外，教师还可以探讨植物死亡后，这些碳如何返回到大气或土壤中，形成闭环的碳循环。这有助于学生理解光合作用对环境的影响，并认识到自身在保护植物、促进植树造林方面的责任。在此过程中，教师可以激励学生参与学校、社区或地方政府组织的植树活动，组织学生进行实地考察，参与树木种植，了解不同树种的碳吸收能力，以及如何正确地种植和照顾树木。

最后，在讲解生态系统的碳循环时，教师需要补充当前全球气候变化的情况，如大气中二氧化碳含量的增加及其对气候的影响。当学生认识到这些影响后，教师可以与学生探讨减缓温室效应的策略，包括植树造林以实现碳中和以及减少化石燃料的使用等。通过这部分教学，学生可以详细了解碳循环的科学原理，并深刻理解人类行为对生态系统的影响及其社会责任。

（二）重视高中生物学实验，实践“双碳”理念

在高中生物教学中，实验教学是深化学生生物学知识的主要方式。在此，教师需要进一步改善实验设计，以持续提升学生的学习效率和实践能力，并在实验过程中渗透“双碳”理念，培养学生的环保意识。

例如，在“检测生物组织中的脂肪”实验教学中，该实验需要学生制作植物组织的切片。然而，传统的切片方法对技术要求较高，学生常因切片技术不熟练而浪费实验材料。为解决这一问题，教师可以引入双刀片法制作切片。具体步骤为：1. 准备两把锋利的刀片、花生子叶（或其他待测的植物材料）。2. 将花生子叶放在切片板或干净的木板上，并完成固定操作。3. 将两块刀片并排放置，间距根据所需的切片厚度调整（通常为几毫米）。使用右手握住刀片的一端，从花生子叶的一端开始，平滑且均匀地向下切片，利用两块刀片间的间隙形成均匀的植物切片。4. 用镊子轻轻夹起切好的薄片，放置在载玻片上，加入适量的染色液（如苏丹III染色液），盖上盖玻片后在显微镜下观察。这种方法能有效降低实验难度，提高学生对实验的参与积极性，并体现节能环保的实验理念，有助于培养学生“双碳”理念下的环保意识。此外，在实验中，教师还应鼓励学生利用回收材料，如泡沫、大头针等，自制生物模型（如真核生物细胞模型）和实验工具（如DNA分子结构模型）。这不仅能降低实验成本，减少环境污染，还能激发学生的创造力和实践能力。

再如，在教学“抗生素对细菌的选择作用实验”时，该实验有助于学生理解微生物学的基本概念，同时体现环境保护和“双碳”理念在科学教育中的作用。通过观察不同抗生素对细菌生长的影响，学生可以深入了解抗生素的作用机理及其对生态系统中细菌群落的潜在影响，进而引发对抗生素耐药性问题的深思。实验所需材料包括细菌培养基（琼脂平板）、多种抗生素纸片、细菌培养液（推荐使用大肠杆菌）、消毒剂、无菌操作台、移液管、医用棉签等实验器材。实验步骤包括：1. 在无菌条件下，预先准备好琼脂培养基平板，以避免后续实验感染。2. 使用无菌的移液管或医用棉签轻轻涂抹细菌培养液于琼脂平板上，使细菌分布均匀。3. 在平板上放置不同种类的抗生素纸片，每种抗生素应适当间隔放置，避免交叉影响。4. 将接种好的平板在适宜的温度下培养24至48小时，观察并记录抗生素纸片周围细菌的生长情况。5. 在教师的引导下，学生进一步比较不同抗生素纸片周围的抑菌圈大小，讨论抗生素对细菌生长的影响及可能导致的抗生素耐药性问题。在本次实验中，教师可以引导学生思考抗生素耐药性对公共卫生的挑战，以及如何在医疗、农业等领域实现抗生素的可持续使用。同时，鼓励学生积极探索新的实验方法或策略，以减少实验过程中的资源消耗和废弃物产生，实践低碳环保的实验理念。

（三）加强碳中和习题训练，内化“双碳”理念

基于我国碳中和的大背景，将“双碳”理念融入高中生物课堂与习题训练中，可进一步深化学生对我国碳中和战略实施的认识，并内化其概念，以此激发学生对生态保护的责任感和使命感。具体实施如下：

首先，在教学中，教师可借助高考热点题目，加深学生对“双碳目标”的理解，使他们认识到低碳环保生活方式的重要性。以高考中关于“碳中和”的热点题目为例，教师可以设计相关的教学活动和习题。例如，可以引用2021年广东卷第17题，引导学生探讨全球面临的生态问题，深入理解生态系统的碳循环及实现碳中和的具体措施。

其次，教师还可开发出与“双碳”理念相关的习题，这些习题不应仅基于单一知识点，而应关注综合性问题的解决。针对新开发的习题，教师需要结合时政热点和最新技术，帮助学生了解我国“双碳目标”的最新进展。例如，教师可以将“碳”的概念贯穿于不同的生物学知识点，如光合作用、呼吸作用、生态系统等，通过案例分析、数据解读等形式，让学生综合运用所学知识探讨如何实现碳中和，从而加深对“双碳”理念的理解。

四、结语

在高中生物教学中“双碳”理念的渗透需要依靠教师对课堂教学改革的认识，以此不断创新课堂形式，从实验、知识教学以及习题教学入手，持续发挥“双碳”理念在高中生物中的渗透作用，最终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。

参考文献：

［1］ 夏志强，李宗芸. “双碳理念”在高中生物学教学中的渗透［J］. 教学与管理，2023（03）：78-81.

［2］ 钟贵文，黄红兰，廖彩霞. 在研学活动中培育学生的社会责任：以在赣南脐橙产业基地的研学为例［J］. 生物学通报，2023，58（09）：49-52.

［3］ 金开任，王梦梦. 项目化学习推进“双碳”目标落地：以高中地理“校园碳普惠指南”项目为例［J］. 基础教育课程，2023（01）：14-19.

［4］ 刘嘉怡，刘恭祥，黄灵铭. 跨学科理念下的高中地理“双碳”目标内容教学设计：以“全球气候变化与国家安全”为例［J］. 地理教学，2023（16）：38-42.

［5］ 刘静，任尚福. 基于微课的混合式教学模式在高中生物学教学中的应用［J］. 中学生物教学，2023（02）：68-71.