党的二十大报告指出，应对气候变化事关人类的生存和发展，积极稳妥推进碳达峰碳中和，深入推进能源革命，加强煤炭清洁高效利用，加快规划建设新型能源体系，积极参与应对气候变化全球治理。
2022年教育部印发《绿色低碳发展国民教育体系建设实施方案》，提出把绿色低碳要求融入国民教育各学段课程教材，基础教育阶段在政治、生物、地理、物理、化学等学科课程教材教学中普及碳达峰碳中和的基本理念和知识。
基于此，化学学科承担着开展气候变化教育的重要任务。
一 中学化学教学中开展气候变化教育的重要性
1.气候变化素材融入化学课堂，有助于加强环保意识
将气候变化相关的素材融入化学课堂，不仅丰富了教学内容，而且能有效加强学生的环保意识。在化学课堂上，教师可以借助多媒体播放视频，展示
等方式，让学生认识到气候变化和人类的生活息息相关。
例如，在讲解二氧化碳的相关知识时融入温室气体对气候变化影响的
，在讲解硫及其化合物和氮及其化合物时融入酸雨给气候变化造成影响的视频，让学生建立起化学知识与环境保护之间的密切联系，强化对气候变化问题的认识，激发学生的环境保护兴趣和社会责任感。
2.气候变化的相关知识，能够丰富学科知识和提升学科能力
气候变化的相关知识，对于丰富学科内容和提升学科能力具有显著作用。在化学课堂上，融入温室气体使全球变暖的知识点可以帮助学生更加深入理解二氧化碳的两面性、二氧化碳的性质，引导学生以批判性思维探讨气候变化对环境和社会的影响。
还可以组织学生进行大气环境监测等实地考察活动，让学生学习如何收集和分析数据，运用科学的方法探究气候变化的影响，从而在实践中深化学科知识，培养创新能力和团队协作精神。
3.气候变化主题的跨学科实践活动，有助于开展职业规划教育
气候变化的跨学科实践活动极大地助益职业规划教育的开展。气候变化的实践活动不仅加深了学生对气候变化的认识，还展示了这一领域内多样化的职业风采。
通过参与环境保护项目、气候变化模拟、绿色能源技术研发等活动，学生能够体验到气候变化与化学、生物学、物理学、工程学等多个学科的交叉应用，从而激发对这些领域的探究兴趣。
同时，这些实践活动还能培养学生的实际操作能力、团队合作精神和创新思维，为学生未来选择与气候变化相关的职业，如环境科学家、可再生能源工程师、政策分析师等打下基础。
总之，在中学化学教学中融入气候变化教育至关重要。它不仅有助于学生学习气候变化的科学原理，认识温室气体排放与化学反应之间的联系，了解化学在促进可持续发展和绿色技术中的重要作用，增强环保意识，还能够激发学生的探究精神，为应对全球气候变化挑战做出贡献。
二 化学教学中实施气候变化教育的路径
化学知识与气候变化之间存在着密切的关联。
在化学课程中，整合气候变化相关的主题，如温室气体的化学性质、化学反应和能量转换、可再生能源的化学基础等，把气候变化与中学化学课本中的化学原理、环境污染、可持续发展等内容结合起来，使学生在学习化学知识的同时，思考并了解气候变化对化学产业和环境的影响，还能激发他们对可持续发展和环境保护的兴趣。
1.研读课标，提取气候变化议题
《义务教育化学课程标准（2022年版）》虽然没有直接提到气候变化相关的内容，但课程标准中强调了学生核心素养的培养，其中包括科学态度与责任，这与气候变化的目标是契合的，即让学生知道气候变化的科学基础，认识到个人和社会应当为气候变化做出贡献。通过化学课程，学生能够在学习基础知识和创新实验的同时，树立节约资源和环境保护的意识。
《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》提出培养学生化学学科核心素养，其中一个维度是科学态度与社会责任，鼓励学生参与社会性议题的讨论，如酸雨和雾霾防治、水体保护等，均表明化学课程已渗透气候变化及相关环境问题教育内容。通过这些内容的学习和实践活动，学生能够建立起对气候变化问题的科学认识，增强环境保护意识和社会责任感。
2.分析教材，设计内容及进阶活动
本研究基于人教版九年级化学上下册，人教版高中化学必修一、必修二、选择性必修1、选择性必修2及选择性必修3，针对气候变化相关内容展开系统梳理，形成如图1所示的知识结构图。
图1 初高中化学教科书气候变化内容结构
以“二氧化碳”这一知识点为例，教材设计了系列进阶活动（如图2）。初中阶段学习二氧化碳的性质和制取，高中阶段学习二氧化碳的来源以及制取原理、二氧化碳的转化路径、二氧化碳的工业合成以及工业生产的成本和环保问题。四个环节层层递进，逐渐深化，达到理解碳达峰碳中和的目的。
图2 以“碳”为中心的进阶活动设计
3.设计跨学科实践活动，渗透气候变化教育
跨学科实践活动是将学生置于真实情境中，引导学生在面对气候问题时，能够将所学知识与科学技术转化为实践能力，促进知、情、意、行的统一。
本研究以碳元素、硫元素和氮元素在大气圈、生物圈、岩石圈、水圈的循环为研究对象，融合生物学、地理、物理等课程的相关内容，探究二氧化碳的性质及转化、不同价态含硫物质的转化以及自然界中氮的循环，增强学生探究能力和环保意识。
此实践活动涉及多个学科的内容（如图3所示）。譬如，认识绿色植物通过光合作用将二氧化碳转化为有机物，在维持生物圈中碳氧平衡方面具有重要作用；硫是参与构成生物体的蛋白质、维生素和辅酶等生命必需的有机化合物，同时在维持生态系统的能量流动和物质循环中起着核心作用；氮是构成蛋白质、核酸、叶绿素、维生素和酶等生物大分子的关键元素，对所有生物的生长和繁殖至关重要。
以上这些属于生物学科的内容。认识人类活动对环境产生的影响并造成气候变化，属于地理学科的内容。了解关于节能减排的政策法规，关注与温室效应和酸雨以及臭氧层破坏有关的新闻等属于道德与法治课程的内容。
图3 跨学科实践活动内容结构设计
实施过程中，该活动又分解为4个子活动：
活动1：查阅相关资料，理解气候变化教育的意义，根据已有经验，初步制定学科实践和行动方案，进而明确需要解决的问题。
活动2：寻找解决问题的思路，建立化学视角，聚焦主要物质为二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物，根据碳循环、硫循环和氮循环的过程探究二氧化碳的性质与转化、不同价态含硫物质的转化以及自然界中氮的循环。
活动3：系统设计具体措施，考虑社会生活实际，将不同科目教材相结合设计跨学科行动方案。
活动4：成果展示，汇报展示低碳行动，减少酸雨污染和臭氧层破坏的行动。
4.开展教学评价，及时反馈气候变化教育
教学评价和反思是提升气候变化教育的重要环节，评价应关注学生对气候变化的理解，学生活动表现、环保意识和参与社会实践的能力等。教师观察学生表现，收集学生作业，分析气候变化教育的效果，并深入思考存在的问题及改进措施，有助于更好地融合气候变化教育。
反思还应包括学生在实践操作、问题解决和创新能力方面的发展，以及他们对个人及社会在应对气候变化中角色的认识。
通过这样的评价和反思，教师可以不断调整教学策略，使气候变化教育更加贴合学生需求和社会期望。
表1 教学评价量表
三 化学教学中实施气候变化教育的策略
1.以气候为“引”，关注大气环保问题
化学作为一门与气候变化相关的学科，扮演着提高学生解决气候问题能力的重要角色。
教师可以以全球气候变化和环境污染等全球性环境问题为“引”，系统讲解全球气候变化与人为碳排放之间的关系，分析大气中碳浓度超标的原因，包括其对国家安全、自然生态系统以及人类社会的潜在威胁。
例如，“氮及其化合物”，可以将美国洛杉矶光化学烟雾事件作为导入。该事件是20世纪严重的环境污染事件之一，促使人们认识到机动车尾气排放对空气质量的严重影响，并且推动了大气污染防治的一系列法规的建立。虽经历数十年努力，空气质量得到了明显改善，但是治理光化学烟雾仍是一个艰巨的任务，需要政府、企业和公众长期的共同努力。以“光化学烟雾”为引，可激发学生学习氮及其化合物相关知识的兴趣，引导学生关注大气环保问题。
2.以气候为“媒”，系统梳理大气知识
因气候变化教育的知识点分散在初中和高中的化学课本中，在实际教学中很容易被忽略。教师可以以气候相关知识为“媒”，梳理脉络，构建框架，整合多种学习资源，如书籍、视频、网络资源等，丰富学生气候变化相关知识。
例如，为了帮助学生系统地梳理散落在化学课本中的大气知识，应围绕“核心概念”“构建知识框架”“拓展学科知识”三个方面展开。
首先要明确气候变化的概念，例如温室效应、酸雨、光化学烟雾等等。然后构建知识框架，将相关的知识按照主题如原因、影响和应对策略进行分类，帮助学生从不同角度理解气候变化。最后，拓展学科知识，确保学生接触到的是最新的研究成果和信息。
以“温室效应”相关内容为例，引导学生通过阅读专业书籍或观看相关纪录片，来深入了解气候变化的原因、影响和应对措施，用学过的二氧化碳的性质与转化、甲烷的性质等知识解释温室效应，用学过的硫及其化合物、氮及其化合物等知识解释酸雨的成因和治理以及光化学烟雾的治理。
3.以气候为“桥”，开展跨学科实践活动
化学、生物学、地理等多个学科涉及的气候变化知识相对零散，活动形式具有差异。以气候主题为“桥”，将气候变化作为连接点与突破点，可打破学科壁垒，促进多个学科之间的交流与融合。
在这种教育模式下，学生不仅能够深入理解气候变化的科学原理，还能够学习到如何从不同学科的视角分析和解决环境问题。
例如，可以以温室气体为“桥”，开展跨学科实践活动，将生物学中的光合作用与呼吸作用，化学中的碳循环，地理中温室气体对大气层的影响等内容进行整合，研究不同能源使用及其对碳排放的影响，组织学生开展跨学科活动分析“温室气体的排放量增加的原因，及对地球环境的影响”。
具体活动内容涉及两大部分：其一，模拟光合作用和呼吸作用的过程，理解二氧化碳的生物转化与生成方式；其二，探讨生物种类受气候变化影响的实例。学生设计并开展实验，结合调查研究分析二氧化碳的产生与减排技术，分析碳循环。
例如，通过燃烧化石燃料模拟工业生产，学生可以直观看到二氧化碳是如何产生的，从而进一步理解减少化石燃料的燃烧对于二氧化碳排放的重要性。学生运用物理学相关概念分析不同能源在使用及其对碳排放的影响中发挥的作用，理解化石燃料燃烧过程中化学能向热能和机械能的转化，以及这些过程如何导致温室气体的排放。
跨学科活动能帮助学生认识到温室效应的存在使得地球拥有较为舒适的温度，为各种生物的繁衍创造适合的环境。然而，随着人类活动导致的温室气体的排放量增加，温室效应加剧，将导致全球气候变暖。气候变暖引发的连锁反应包括极地冰盖融化、海平面上升、极端天气事件频发以及生态系统的破坏，这些都对人类社会和自然环境构成了严重的威胁。
如此，跨学科实践活动不仅能丰富学生的气候变化知识，还能培养学生的批判性思维、团队合作能力和创新解决问题的能力，为他们将来在环境保护和可持续发展领域的职业生涯打下坚实的基础。
4.以气候为“链”，提升环境素养
化学作为一门与气候变化相关的学科，扮演着增强学生气候相关知识，提升学生解决现实问题能力的重要角色。
教师需要以气候为“链”，挖掘教材中的气候变化教育内容，采用多种教学方式，引导学生关注气候问题，积极参与到解决相关问题的实践活动中，提升学生的环境素养。
以“酸雨”为“链”，教师可设计系列活动，如阅读与分析某地区雨水数据，研讨酸雨的成因，酸雨腐蚀模拟实验，模拟讨论会等。教师引导学生利用数据和图表展示特定地区雨水的参数变化，通过对数据和图表的分析，学生能够理解气候变化的趋势和影响。
教师通过组织模拟讨论会，使学生模拟各类社会角色，如政府官员、商业人员、专家以及社区居民等，制定酸雨防治的策略，以此帮助学生从多个角度来看待气候变化问题，提升环境素养。
四 结论
化学学科在实施气候变化教育方面具有独特优势。化学学科能够帮助学生加深对物质变化的理解，具备影响气候变化的科学基础知识，同时通过化学实验和理论学习，观察到大气成分在化学反应中的变化，理解化石燃料燃烧与温室效应之间的联系。
而气候变化不仅仅只与化学学科密切相关，多学科融合可展现出气候变化的全貌，可为学习者提供更全面的知识，从而具备跨学科思维，最终达到协同育人的目的。
在学校不同学科的教师也可开发一系列校本课程，引导学生以多元视角理解气候变化，看到气候变化的复杂性，鼓励他们积极参与保护环境、减少碳排放等气候行动，进而增强整个社会的环保意识，强化环保行动。
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