地理教育

渗透地理学思想的高中地理“双碳”教学策略研究

  • 王越 ,
  • 杨嘉毅 ,
  • 袁亚娟 ,
  • 张争胜
展开
  • 华南师范大学 地理科学学院,广州 510631
张争胜(1972—),男,湖南衡阳人,教授,博导,主要从事南海诸岛地名、区域地理、地理教学等研究,E-mail:

王越(2001—),女,甘肃兰州人,硕士研究生,主要从事地理课程与教学论研究,E-mail:

收稿日期: 2024-12-04

  修回日期: 2025-02-14

  网络出版日期: 2025-09-28

基金资助

广东省2022年度教育科学规划课题(2022JKZG065)

华南师范大学2024年研究生科研创新计划项目(2024KYLX039)

Research on Teaching Strategies for Integrating Geographical Thoughts into High School Geography Education for Carbon Peaking and Carbon Neutrality Goals

  • WANG Yue ,
  • YANG Jiayi ,
  • YUAN Yajuan ,
  • ZHANG Zhengsheng
Expand
  • School of Geography, South China Normal University, Guangzhou 510631, China

Received date: 2024-12-04

  Revised date: 2025-02-14

  Online published: 2025-09-28

摘要

地理学思想为“双碳”教育融入中学地理教学提供了坚实的理论支撑。“双碳”目标的内涵与实现路径深刻反映了地理学格局与过程耦合思想、整体性思想、尺度思想和人地关系等地理学核心理念。文章基于二者的高度契合,探讨渗透地理学思想的高中地理“双碳”教学策略,旨在运用地理学思想的优势助推“双碳”目标的实现,培养学生的“双碳”意识,为应对气候变化和实现可持续发展奠定基础。

本文引用格式

王越 , 杨嘉毅 , 袁亚娟 , 张争胜 . 渗透地理学思想的高中地理“双碳”教学策略研究[J]. 华南地理学报, 2025 , 3(2) : 124 -131 . DOI: 10.20125/j.2097-2245.202502010

Abstract

The geographical thoughts provide a solid theoretical support for the integration of the Carbon Peaking and Carbon Neutrality Goals education into the high school geography teaching. The connotation and realization path of Carbon Peaking and Carbon Neutrality Goals profoundly reflect the core concepts of geography, such as the coupling thought of geographical pattern and process, the holistic thought, the scale thought, and the man-land relationship. Based on the strong alignment between these two areas, this paper explores strategies for integrating geographical thought into high school geography teaching on Carbon Peaking and Carbon Neutrality Goals. The aim is to leverage the strengths of geographical thought to advance the realization of the Carbon Peaking and Carbon Neutrality Goals, cultivate students' awareness of Carbon Peaking and Carbon Neutrality Goals and lay the groundwork for addressing climate change and achieving sustainable development.

0 引言

地理学是研究地球表层人与环境相互作用机理的学科1,地理学思想是地理学科本质的体现2,对于地理学科核心素养培育具有“战略层面”和“战术层面”的引领价值3。全球变暖是当前人类面临的巨大挑战,为了应对这一挑战,我国提出了“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”目标(以下简称“双碳”目标),在全球的气候治理中发挥了重要作用。“双碳”目标作为重大国家发展战略,涉及地球各圈层、各要素的相互作用和能量流动,与人类社会经济活动紧密联系,是对人类种群生存和发展方式的有效变革。这一过程与人地关系思想、尺度思想等地理学基本思想内容高度契合。因此,地理学思想是“双碳”教育和中学地理教学的关键链接。融合地理学思想的高中地理“双碳”教育有助于学生从地理学科的独特视角出发,理解“双碳”目标的内涵,系统分析不同区域碳收支的空间格局与过程,领悟“双碳”目标在宏观、中观和微观尺度上的重要意义,并从人地关系视角提出因地制宜的“双碳”行动方案。

1 “双碳”目标在高中地理课程中的体现

《普通高中地理课程标准(2017版 2020年修订)》指出,地理学对于解决当代人口、资源、环境和发展问题,建设美丽中国,维护全球生态安全具有重要作用。高中地理课程关注自然环境和人类社会,旨在培养学生人地协调观、综合思维、区域认知、地理实践力等地理学科核心素养。课程内容与学生理解“双碳”内涵、践行“双碳”目标存在密切联系。本文从为何实施“双碳”目标、碳排放有何影响因素、如何实施“双碳”目标3个维度出发,梳理与“双碳”教育相关的高中地理课程内容(见表1)。其中,为何实施“双碳”目标主要关联到生态环境破坏(如大气受热过程、温室效应、海平面上升等)和人类社会发展(如城镇化的利弊、能源资源紧张等)两个层面。碳排放的影响因素则包括能源消费(如人口分布、区域资源环境承载力等)和土地利用变化(如城镇化、城乡内部空间结构等)。而如何实施“双碳”目标,则涉及能源绿色低碳转型、产业节能降碳生产、城乡绿色低碳发展、交通运输低碳转型、生态系统碳汇巩固以及绿色低碳生活方式等多个方面。
表1 “双碳”教育涉及的高中地理课程内容分析

Tab.1 Analysis of the content of the high school geography curriculum in relation to the teaching of the Carbon Peaking and Carbon Neutrality Goals

维度 内涵 涉及的高中地理课程内容
为何实施“双碳”目标? 生态环境破坏 大气受热过程、温室效应、人类面临的主要环境问题、海平面上升、碳循环、生态退化
人类社会发展 城镇化的利弊、能源资源紧张、人类健康危害、土地退化
碳排放有何影响因素? 能源消费 人口分布、区域资源环境承载力、人口合理容量、产业区位、交通运输方式、自然资源开发与利用
土地利用变化 城镇化、城乡内部空间结构、生态脆弱区、耕地空间分布、跨境环境污染
如何实施“双碳”目标? 能源绿色低碳转型 自然资源的主要类型与质量特征、能源消费结构
产业节能降碳生产 绿色农业、工业清洁生产、服务业节能减排
城乡绿色低碳发展 城镇化、合理利用城乡空间
交通运输低碳转型 交通运输方式、新能源
生态系统碳汇巩固 碳循环、生态环境保护
绿色低碳生活方式 履行环保法律义务、培养公众环境意识、资源环境事务社会监督

2 “双碳”目标蕴含的地理学思想

2.1 格局与过程耦合思想

格局指地理事物的空间格局,过程指地理过程4,格局和过程即不同地理单元的空间关系和响应的演变过程,二者关系表现为“格局影响过程,过程改变格局”;耦合指系统内部各部分之间的相互影响,耦合“格局与过程”是理解和研究地表过程的重要方法5。减少碳源、增加碳汇是实现“双碳”目标的根本途径,而碳源碳汇的分布因地区资源环境禀赋和产业结构不同呈现出较强的区域差异性。如山西、宁夏和内蒙古是我国碳排放强度最高的三个省份6,其能源结构以煤炭为主,经济发展依赖于高能耗产业,因此碳排放强度大。“双碳”目标则通过实施能源绿色低碳转型,大力发展循环经济,提升生态脆弱区的碳汇增量等过程重塑碳源碳汇分布格局。因此,碳源碳汇的分布格局与减排增汇的过程相耦合,二者相互影响、相互制约,推动“双碳”目标的实现。

2.2 整体性思想

整体性思想指在分析和解决地理问题时,要以整体的眼光理解各地理要素之间的相互联系从而形成理性认识7。地理环境的各个构成要素之间相互联系、渗透和制约,通过物质迁移与能量转换动态演化发展,形成复杂的系统,构成自然环境的整体性。整体性思想是地理学的核心思想之一8。实现“双碳”目标需要持续巩固生态系统的碳汇能力,提升生态系统的碳汇增量9,这与自然环境各要素之间的互动密切相关(见图1),需重视自然环境各组分的结构完整和功能协调。如保护现有森林、湿地、土壤、草原等重要碳库,稳定发挥其固碳作用;实施山水林田湖草沙一体化治理修复,有效提升生态系统整体的碳汇能力;整体推进海洋生态系统修复等。因此,推进“双碳”目标的过程应充分考虑岩石、大气、水体、土壤、生物等自然环境要素的相互作用,综合施策,协同治理。
图1 推进“双碳”目标过程中自然环境各要素的作用机制

Fig.1 Mechanism of action of various elements of the natural environment in the process of promoting the Carbon Peaking and Carbon Neutrality Goals

2.3 尺度思想

地理学中的尺度指研究地理事物和现象时所采用的空间和时间单位,包括空间尺度和时间尺度等方面。尺度思想是地理学思想的重要组成部分,主要以尺度为透镜在空间和时间两个维度上度量地理事物和现象10
在时间尺度上,“双碳”目标的推进主要分碳达峰阶段和碳中和阶段:一方面,通过控制和稳定碳排放的增长速度,逐步达到碳排放总量的峰值;另一方面,进入碳中和阶段,二氧化碳等温室气体的排放与吸收正负抵消,实现相对“零排放”。在空间尺度上,“双碳”目标的实现需要国际、国内和地区的合力推进11;在全球尺度上,要加强国际社会合作,建设绿色“一带一路”,共同推进全球绿色低碳转型;在国家层面上,要坚持全国一盘棋,发挥政府和市场机制作用,安全降碳。在地区层面上,各地区要把握区域内部资源禀赋,分类施策,上下联动,梯次有序进行碳达峰行动12

2.4 人地关系思想

人地关系指人类活动和地理环境之间的动态关系,是地理学研究的核心13。人地关系思想是人们分析和解决人地关系问题形成的理性认识,分为地对人的影响、人对地的影响和人与地的协调三方面7,反映一定时代背景下人们对人类社会和自然环境关系的认识,会随着生产力和社会关系的变化而不断发展与演变,具有迭代性。当下人口、资源与环境问题日益严重,人地矛盾突出,为了使人地关系和谐化,以可持续发展为代表的现代人地关系思想成为主导14。全球气候变化和温室气体排放形势严峻,人类的生存环境受到威胁,反映出“地是人赖以生存的唯一物质基础和空间场所”13。而不合理的人类活动导致人地关系发展失衡,进而影响和制约人类活动,“双碳”目标提出政府、企业和社会全民要共同参与,促进能源结构转型、产业结构调整、生态环境治理15,反映出人地关系中人的主导地位,“人”在遵循“地”的规律的基础上,能够主动认识、利用、改变和保护“地”,进而使其更好地为人类服务13。因此,“双碳”目标本质上是对人地协调发展的追求,深刻体现了现代可持续发展的人地关系思想(见图2)。
图2 推进“双碳”目标过程中人地关系的优化调节

Fig.2 Optimization and adjustment of man-land relationship in the process of promoting the Carbon Peaking and Carbon Neutrality Goals

3 渗透地理学思想的高中地理“双碳”教学策略

渗透地理学思想的高中地理“双碳”教学遵循地理核心素养下的深度学习理念。深度学习是相对于浅层学习(单纯的知识获取与机械记忆)的一种进阶式学习过程16-17,要求教师引领学生学习具有挑战性的学习主题,师生共同参与和体验学习过程,从而获得有意义的发展,是学科核心素养培育的重要途径1618。高中地理课程是培养学生必备地理学科核心素养的重要载体16,而明确学科思想方法的教育价值及其运行机制,是落实学科核心素养培养的关键一招19。四大地理学科核心素养分别从价值观、思维方式和能力、意志品质以及行动能力等层面培养学生的必备品格与关键能力。高中地理教学促进学生深度学习的首要前提是重视地理学科空间性、尺度性、综合性和实践性的核心学科特性20。教师应依据高中地理课程纲要和课程标准,研究分析教材内容与知识体系,重点关注不同尺度下区域地理要素的格局—过程耦合关系,创设与人类生活相关的真实情境,以问题为导向,引导学生由浅入深了解知识表征概念,遵循地理知识逻辑进行判断推理,分析归纳地理过程,抽象概括出一般地理规律,并将其迁移运用于解决其他地理问题,形成正向的人地观念。通过地理的深度学习,学生能够成为具备认知、情感、意志等多维度真实完整的人16
渗透地理学思想的高中地理“双碳”教学通过促进学生深度学习,达成“让‘双碳’学习可见、让‘双碳’思维发生、让绿色文化浸润、让‘双碳’实践进入”的育人目标。教师融合地理学思想进行高中地理“双碳”教学能够引导学生由表及里、由浅入深全方位学习“双碳”内容。首先,耦合格局与过程感知“排碳”问题,将碳排放问题置于真实情境中,结合典型案例认识该问题产生的环境条件、问题发展演变的过程以及解决问题的紧迫性;其次,在整体性框架下解析“释碳”原因,教师可通过开展“碳循环”专题跨学科教学,引导学生了解碳循环的概念、过程、地理意义及人类活动在循环过程中产生的影响,锻炼学生的综合思维能力;再次,基于多尺度视角制定“减碳”方案,通过项目式学习等活动,引导学生思考并制定多尺度视域下的节能减排方案;最后,在人地协调观念引导下评估“低碳”行为,家校联合评价学生低碳行动落实情况,反馈于课堂教学,提升学生的环保意识和社会责任感。这一教学策略的实施是“深度理解—意义生成—能力转化—拓展迁移—反思感悟”的深度学习过程。

3.1 耦合格局与过程感知“排碳”问题

“双碳”目标的提出是为了解决过度碳排放引起的气候变化问题,要想让学生将“双碳”目标的现实意义理解透彻,首先要让其意识到人类社会过度碳排放所产生的环境问题的严重性,进而感悟“双碳”目标实施的必要性和紧迫性。教师在设计教学时,要将碳排放问题落实在真实情境中,选择典型案例,将“碳”问题与具体地理知识相融合,提高学生解决真实地理问题的能力。
在自然地理部分,人教版高中地理必修一第二章“地球上的大气”第一节的“案例”栏目主题为“大气中二氧化碳含量的变化与人类活动”,教师在新授课过程中可借助该案例,引导学生观察二氧化碳体积分数的变化趋势,思考人类活动与这一变化过程的关系及其造成的影响;在人文地理部分,教师在讲授“城镇化”“人类面临的主要环境问题”“资源枯竭型城市的转型发展”等内容时,可以借助较为典型的具体城市作为案例,引导学生通过分析地区资源环境禀赋及其分布格局,判断其产业结构,了解城市发展的工业化进程,分析区域发展过程中产生的环境问题,意识到不合理的人类活动是造成过度碳排放的主要驱动力,引起自然环境的消极响应,形成全球气候变暖的格局,最终影响人类的生产生活(见表2)。
表2 二氧化碳等温室气体过度排放产生的问题

Tab.2 Problems arising from excessive emissions of greenhouse gases such as carbon dioxide

问题 具体表现
气候变化问题 全球气候变暖、极端天气多发
生态环境问题 海水酸化、珊瑚礁白化、生物多样性减少、土壤盐渍化、森林退化、土地荒漠化
人类健康问题 呼吸系统疾病、各类传染病风险增加
社会发展问题 海平面上升导致沿海低洼地区和城市淹没、移民和环境难民问题、粮食安全受到威胁、能源成本上升、能源资源紧张、国际冲突升级

3.2 在整体性框架下解析“释碳”原因

教师可对学生已学的自然地理和人文地理概念、原理和规律进行知识内容的解构与重组,开展“碳循环”专题教学,结合“自然环境的整体性”“人类活动与环境问题”等地理理论与知识解释碳循环机制及其影响因素,锻炼学生的综合思维能力。此外,该部分内容涉及多学科知识,教师在教学过程中可通过示意图等形式,开展地理与生物等多学科融合的整体性教学(见图3),让学生了解并内化碳循环的概念、基本过程、地理意义以及人类活动对碳循环机制的影响等重点内容(见表3)。
图3 跨学科学习各圈层间碳的循环过程

Fig.3 Interdisciplinary study of the carbon cycle process between the layers of the earth

表3 “碳循环”专题教学的重点内容

Tab.3 Key content of "carbon cycle" thematic teaching

核心要点 具体内容
碳循环的概念 碳循环是指碳元素在大气圈、水圈、生物圈以及岩石圈之间迁移、转化所构成的循环
碳循环的基本过程 大气中的二氧化碳被陆地和海洋中的植物通过光合作用吸收,转化为有机物,固定在生物体内,通过呼吸和分解过程重新返回大气
碳循环的意义 维持地球各圈层的碳平衡和生态系统的稳定性,保护自然资源与生态环境,促进人类社会可持续发展
人类活动对碳循环的影响 主要形式有开垦农田、焚烧和砍伐森林、使用化石燃料等,导致碳固定量少于碳释放量,打破了原有的碳平衡

3.3 基于多尺度视角制定“减碳”方案

地理课堂是普及基本“双碳”知识、渗透绿色发展观念的重要场所。在地理教学过程中融合“双碳”实践对推动具备绿色发展理念、掌握高新技术的创新型人才队伍建设至关重要。教师作为教学的组织者,可通过各类实践活动和项目式学习引导学生思考并制定多尺度视域下的节能减排方案,让学生真切感受到“双碳”目标与实际生活紧密联系。
“双碳”目标的实现是一项长期性工程,在多级尺度变换中进行空间定位,审视地球表层系统中区域差异状况,有助于提高我们认识和解决“双碳”问题的“精度”,发展学生对地理区域差异现象的辨识能力19。在宏观政策视角下,师生可在课堂上开展以“气候变化和能源转型”为主题的模拟联合国会议,由学生扮演各个国家外交代表,围绕各国碳减排的相关政策与顶层设计进行演讲、讨论和辩论,重点学习我国“双碳”目标的政策内涵与战略规划;在中观区域规划层面上,教师可以选取重点区域和重点行业为案例,进行项目式学习,让学生尝试制定差异化的碳减排策略,尤其注重乡土地理的融入,重点学习学生所在地区的碳减排政策方案,引导学生思考如何进行区域间协同合作;针对微观个体行为,教师要注重引导学生参与并践行“双碳”行动,通过参加“双碳”主题知识竞赛,调研具体企业的节能减排计划与绿色生产设备工艺,记录家庭碳足迹等具体的实践活动贯彻落实。

3.4 在人地协调观念引导下评估“低碳”行为

“双碳”目标的本质是实现人与自然和谐共生。高中生接受“双碳”教育的最终目标是形成绿色发展观念,能够将“双碳”知识真正落实在行动中。因此,教师需重视评价环节,充分利用过程性、结果性评价和多元主体评价等不同的评价方式,通过学生学习过程和结果中的学习表现和行为变化3,家校联合对学生的低碳行动落实情况进行可持续观测和考量,总结反思评价结果,及时反馈于课堂教学,有效提升学生的环境保护意识和社会责任感,为全球可持续发展贡献个人力量。
“双碳”教育效果的评价方案应融入人地协调的可持续发展观念,具备全面性、客观性和系统性,重点考查学生是否掌握“双碳”知识,是否具备绿色可持续发展观念以及是否较好落实绿色低碳行为等方面,具体实施路径包括设计评价方案—实施评价过程—总结评价结果—反馈日常教学等环节,通过问卷调查和访谈交流的形式进行,从自评、他评和师评3个角度考查学生“双碳”知识、“双碳”意识和“双碳”行为3个方面的表现情况(见表4),全面评估学生“双碳”教育的学习成效。
表4 “双碳”教学评价量表

Tab.4 “Carbon Peaking and Carbon Neutrality Goals” teaching evaluation scale

评价

项目

评价标准 评价主体

自评

(20%)

他评

(30%)

师评

(50%)

“双碳”

知识

列举主要温室气体的种类及来源,解释碳循环的过程机制,描述人类活动对自然界碳循环的影响;
描述“双碳”目标的概念内涵,理解“双碳”目标实现的重要意义,解释“双碳”目标对全球气候变化的作用;
列举“双碳”有关的政策,运用多学科知识分析减排增汇的具体实施措施与效果。

“双碳”

意识

热爱自然,支持并贯彻绿色发展的环保理念,能认识到个人行为对环境的影响,具有保护生态环境的强烈责任感;
能够识别并指出生活中的碳排放问题并以主动、积极的心态尝试解决;
愿意主动学习“双碳”有关的内容,不断提高对“双碳”目标的认知。

“双碳”

行为

在日常生活中主动宣传并践行节能减排措施,如绿色低碳出行方式、节水节电、节约粮食等;
主动参与和“双碳”有关的社会实践项目,参加节能减排相关的志愿服务与公益活动;
带动家人、朋友等共同践行绿色低碳生活,能形成习惯并长期坚持。

4 结语

“双碳”目标作为国家发展战略,影响着社会经济发展方式的变革。地理学思想是地理学科的精髓,其作为连接“双碳”教育与中学地理教学的桥梁,能够发挥绿色育人的关键作用。融合地理学思想的高中地理“双碳”教育有助于提高学生运用地理学科的独特优势解决大气污染等环境问题的能力,提升地理学科核心素养,将“双碳”知识内化于心,外化于行,深刻体现地理学科的育人价值。
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