《国家十四五规划纲要》强调,要在2030年实现“碳达峰”,在2060年实现碳中和。我国的经济结构和能源结构共同决定了我国实现“双碳”目标面临的挑战。中学生是实现“双碳”目标的后备力量。在分析真实问题、探索低碳行动方案时,学生能够深刻体会到我国实现“双碳”目标的重要意义及面临的挑战,促进学生综合应用核心知识、发展学科观念及科学态度与社会责任,促进转变生活方式,积极践行低碳行动。据此,北京师范大学化学教育团队组织开发了项目式学习教材,并在中学开展了多轮次的实践探索,积累了丰富的项目式教学实践经验,形成多个优秀教学案例。
1.创编初中项目式学习教材,设计“低碳行动”项目
义务教育课程标准项目学习实验教科书《化学》由山西省教育厅策划和领导,山西教育出版社组织和出版,北京师范大学化学教育团队编写,王磊教授担任主编。教材共设计了8个主题学习项目,另外有“开启我的项目之旅”一个导引性项目和“梳理我的项目成果”复习总结性项目。
项目式教材—项目4低碳行动
其中项目4“低碳行动—物质的性质及转化” 是针对二氧化碳过量排放导致气候变暖等环境问题所引发的社会性科学议题而设计的,属于化学与环境领域的行动改进类实践活动。在该项目中,学生和所在小组的同学一起制订“低碳行动公约”,不同的小组围绕“低碳行动公约”开展低碳行动,并且相互监督。项目目标是这个项目完成后,学生在低碳行动这件事情上所建立的公约和行为上所发生的改变。要达成项目目标,确实需要了解二氧化碳的物理性质,围绕二氧化碳的来龙去脉,从元素的角度认识二氧化碳的产生与转化,从“质” 和“量”的视角深入认识二氧化碳的产生与转化。这样,学生才能更深入地认识温室效应等社会问题的产生,提出、理解和接受各种低碳行动的具体方案。
教材中设计了三个具体的项目任务来进行项目学习:任务 1:空气中二氧化碳的含量是一成不变的吗?任务 2:低碳行动怎样降低大气中二氧化碳的含量?任务 3:如何表征物质的性质与转化?这三个任务紧紧围绕低碳行动展开,每部分又分别承载相应的知识、技能、情感方面的培养目标。
2.指导“低碳行动”教学实践,引领项目学习发展方向
自2017年以来,在北京师范大学化学教育团队的指导下,在呼家楼中学、怀柔一中、北师大三附中等多所学校依据项目教材展开了低碳行动项目的实践探索,取得了良好的效果,积累了丰富的实践经验,引领我国基础教育项目学习的发展方向。(www.daowen.com)
2021年8月至12月,依托于“指向核心素养的项目学习区域整体改革” 项目,在北京市海淀区、山西省晋中市两个区域开展了低碳行动项目式学习的区域整体实践。依托于前期低碳行动项目的实践经验,针对项目内容进行了修改、补充、完善。设计了“基于碳中和思想设计低碳行动方案”这一项目式学习案例,将项目扩展为导引课、探究课、展示课三种课型,按照低碳、碳中和是什么?为什么要低碳?如何实现低碳?这一问题解决逻辑展开学习。以低碳行动方案的设计、改进这一项目作品贯穿项目学习始终。
低碳行动方案的实践探索
北京市海淀区人大附中、师达中学、八一学校等6所学校完整开展了6课时的低碳行动项目式教学。一线教师与专家针对项目在备课、试讲、正式讲中遇到的关键问题进行了多次线上研讨,总结实践经验和教学策略。在教研网平台共进行了三场全国直播活动,共有978人观看了直播活动,活动点击量达到了6973人次。在试讲阶段,专家多次入校听课指导,针对教学中教师遇到的困难及挑战予以针对性指导。形成了多个优秀教学案例,其中北京理工大学附属中学的探究低碳行动方案的可行性分析课例在第十五届全国基础教育化学新课程实施成果交流大会上进行全国直播。实践经验转化为论文成果,已有一篇项目案例文章被《化学教育》期刊接收,等待发表。此外,在项目实施过程中,还收集了学生过程性学习资料及经过多轮次修改的低碳行动方案等项目成果。
优秀学生项目作品
山西省晋中市在11个县区开展了低碳行动项目的整体教学实践。共55名种子教师直接参与设计、实施与展示研讨。在教研网平台针对备课、试讲、正式讲阶段教师的教学问题及实践经验进行了5场全国直播活动,共有837人观看了直播活动,活动点击量达到了8102人次。各县区中涌现了多个优秀教学案例,其中祁县第四中学的低碳行动可行性方案课例在第十五届全国基础教育化学新课程实施成果交流大会上进行了说播课展示。
综上,初中“低碳行动”项目学习及化学、生物、地理、物理、政治等多个学科的内容,使学生置身于真实问题中,引导学生在面对个人生活需要、国家发展、人类发展与低碳要求的两难问题时,促进学生发展学科观念,进一步形成可持续发展理念,发展科学、技术、工程融合解决实际问题的能力,形成国际化视野和构建人类命运共同体的意识,发展社会责任、国家认同、国际理解等素养,促进知、情、意、行的统一。
(北京交通大学陈征,北京师范大学胡久华、褚童,为本章节提供案例支持)
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