第十章 跨学科主题学习：探寻热带雨林的固碳功能（教学设计）

《14探寻热带雨林的固碳功能》跨学科学习方案设计
一、教材分析
本课以人教版地理教材为基础，围绕“热带雨林的固碳功能”展开跨学科主题学习。课程内容涵盖：
地理：热带雨林的分布、气候类型与碳汇功能的关系。
生物：光合作用的原理、植物生长与环境的关系。
化学：二氧化碳（CO ）的固定与释放过程。
科学：全球气候变化、森林砍伐的影响。
信息技术：利用“全球森林观察（GFW）”网站进行数据分析。
二、跨学科学习内容与要求
1.学科知识点
学科 核心知识点
地理 热带雨林的分布（赤道附近）、气候特征（高温多雨）、碳汇功能及其影响因素（砍伐、火灾等）。
生物 光合作用（CO + H O → 葡萄糖 + O ）、植物向光性、森林碳储存机制。
化学 碳循环（CO 的吸收与释放）、温室效应（CO 浓度与全球变暖）。
科学 热带雨林退化对全球气候的影响（碳汇→碳源）。
信息技术 使用全球森林观察(GLOBAL FOREST WATCH)互动网站分析全球森林碳清除量数据。
2.跨学科联系
本课通过“热带雨林固碳”这一核心问题，整合多个学科知识，形成系统性认知：
①地理+生物：热带雨林的高生产力（生物）与气候条件（地理）如何共同促进碳汇功能？
②生物+化学：光合作用如何固定CO ？森林退化如何导致CO 重新释放？
③地理+环境科学：森林砍伐如何影响全球碳循环？
④信息技术+科学探究：如何利用GFW数据验证理论？
三、学情分析
1.学生已有知识基础
地理：已学习气候类型、生态系统等基础知识。
生物：了解光合作用的基本原理。
化学：知道CO 是温室气体，但对其在碳循环中的作用理解较浅。
信息技术：能使用互联网工具，但对数据分析经验较少。
2.学生学习特点
兴趣点：对可视化数据（如GFW地图）、实验观察（校园植物对比）兴趣浓厚。
难点：理解“碳汇”与“碳源”的动态变化。跨学科知识的整合应用（如光合作用如何影响全球气候）。
教学策略：
采用案例分析法（如亚马逊雨林退化案例）。结合实验观察（校园植物生长差异）。利用互动工具（全球森林观察(GLOBAL FOREST WATCH)互动网站）增强数据感知能力。
四、跨学科学习目标
1.知识与技能目标
学科 核心知识点
地理 能描述热带雨林的分布及其固碳功能，分析森林砍伐对气候的影响。
生物 解释光合作用如何固定CO ，分析植物生长与光照的关系。
化学 理解CO 在碳循环中的作用，分析森林退化如何影响大气CO 浓度。
科学 认识热带雨林在全球碳平衡中的重要性，理解“碳汇”与“碳源”的转换机制。
信息技术 能使用全球森林观察(GLOBAL FOREST WATCH)互动网站查询全球森林数据，分析碳清除量的区域差异。
2. 过程与方法目标
观察分析：通过校园植物生长差异，探究光照对固碳能力的影响。
数据探究：利用全球森林观察(GLOBAL FOREST WATCH)互动网站对比不同森林类型的碳清除量，培养数据分析能力。
逻辑推理：绘制思维导图，建立“雨林减少→CO 增加→气候变暖”的因果链。
合作学习：小组讨论亚马逊雨林案例，提出保护措施。
3. 情感态度与价值观目标
环保意识：认识热带雨林的生态价值，树立可持续发展观念。
科学态度：培养基于数据的实证思维，避免主观臆断。
全球视野：理解生态问题的全球性，增强人类命运共同体意识。
五、跨学科学习过程设计
【展示材料】
2024年10月6日，《自然·气候与大气科学》发布的一项研究指出：热带雨林碳汇有助于阻止全球变暖达到前所未有的高度，然而，森林砍伐和气候变化正在使热带雨林中森林被砍伐的斑块转变为净碳源。
【提出问题】
1.什么是碳汇？（固碳功能）
2.为什么热带雨林对“固碳”如此重要？
任务1：了解森林的固碳原理
【生活观察】展示校园中向阳处和背阴处的植物生长对比图，引导学生思考：
不同校园区域的小树生长有何特点？
结合学习过的生物、地理、科学等知识与同桌讨论解释这一植物生长差异。
【观看视频】布置任务
①总结什么是植物的固碳功能？
②绘制示意图说明植物的光合作用原理。
【总结】生物固碳就是利用植物的光合作用，提高生态系统的碳吸收和储存能力，从而减少二氧化碳在大气中的浓度，减缓全球变暖趋势。
【展示】展示几种固碳能力较强的植物。
任务2：认识热带雨林的固碳功能
【布置任务】
使用技术工具—全球森林观察(Global Forest Watch)互动网站可视化全球森林碳清除量地图，（Interactive World Forest Map & Tree Cover Change Data | GFW）思考以下问题：
①哪些地区的森林碳清除量较高？（颜色越深，清除量越大）
②这些地区的森林类型有何差异？（结合气候类型对比）不同校园区域的小树生长有何特点？
【总结】热带雨林中植物种类繁多，光是乔木就能分出好几层，碳储量密度自然也更大。就像年轻人生长更旺盛一样，生长发育阶段的森林固碳能力也更强。
任务3：探究全球气候与热带雨林的关系
【布置任务】
热带雨林固碳能力强，可以在一定时期内稳定乃至降低大气中二氧化碳的浓度。和同桌合作，使用思维导图的形式展示热带雨林面积、大气中二氧化碳浓度、全球气候三者之间的关系。
【展示材料】了解雨林破坏对气候的反噬
根据巴西政府统计，目前的亚马逊雨林采伐率已经达到17%。随着森林采伐的进一步加剧，亚马逊雨林的水分循环将会呈现和现在迥异的行为，最终导致亚马逊雨林在广阔的区域内转变为更加干燥的稀树草原，其碳汇功能将急剧下降。人类活动正在严重削弱雨林抵消温室效应的能力。
课后任务：互动观察，增强感知
根据巴西政府统计，目前的亚马逊雨林采伐率已经达到17%。随着森林采伐的进一步加剧，亚马逊雨林的水分循环将会呈现和现在迥异的行为，最终导致亚马逊雨林在广阔的区域内转变为更加干燥的稀树草原，其碳汇功能将急剧下降。人类活动正在严重削弱雨林抵消温室效应的能力。
Interactive World Forest Map & Tree Cover Change Data | GFW
六、设计亮点
1.真实数据驱动：全球森林观察(GLOBAL FOREST WATCH)互动网站提供实时森林数据，增强课堂真实性。
2.跨学科深度整合：从化学方程式到全球气候模型，形成完整知识链。
3.探究式学习：实验观察+数据分析，培养科学素养。