省课程培训文字材料.docx
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1、科学第四册第三章“植物与土壤”备课材料杭州市余杭区信达外国语学校 何静一、本章概述:本章内容:土壤的主要组成,土壤的形成,土壤的结构和类型,土壤的性状与植物的生长,植物的根系,植物细胞的吸水和失水,植物生长需要无机盐,茎的结构,水分、无机盐的运输,有机物的运输,蒸腾作用,叶的结构,土壤的污染与保护等。本章编写的课程基本理念:1、注重意义学习。2、注重科学理念的渗透。3、强调探究能力的培养。4、关注学生的思维广度和深度。5、关注技能的培养。6、注重情感培养。二、教学进度:单元内容节次参考课时教学媒体一土壤的组成、形成、结构、性状与植物的生长第1节3实验课件第2节2二植物对物质的吸收、运输和利用、
2、实验:观察木质茎的结构第3节3实验课件第4节2+1第5节2三保护土壤第6节1实验课件机动/1/合计/15/三、本章知识结构:四、教学目标、教材分析和教学建议:3.1、土壤中有什么(共计3课时)第1课时简案教学目标1、知道土壤中有大量的生物2、知道土壤中的非生命的水分、空气、矿物质和有机质3、知道“借助于工具和科学方法,人们对某一事物的认识活动是可以逐渐深化的”重点难点:土壤中的物质一、土壤中的生命:土壤生物实验1:观察土壤取样:挖一个长、宽深分别是505030的土坑,取少许土壤样本。想一想:应该取哪一层的土壤做样本?用什么工具观察?观察填写观察报告:观察时间天气状况观察地点观察人环境特点土壤生
3、物简要分析:根据“环境特点”,主要分析土壤中动物的生活与土壤的湿度、疏松程度、温度、光照和植物生长状况之间的相互关系。观察人师生共同交流、评价。本节教学方法的选择:1、本节采用野外观察法,教师应对当地土壤生物(或校园内土壤生物)的基本情况进行了解,在取样的地点和样本的大小方面,都必须事先做出相应的调查,以利于土壤挖掘、利于见到土壤生物样本为宜。学生通过分组实验对土壤中的生物进行调查,在实验中首先要使学生明确观察的对象是土壤生物,并学习选取合适的样本。观察土壤生物及其生存环境因素(空气、湿度、温度、光照)的时候,指导学生有次序地观察,否则就有可能重复或遗漏被观察对象。记录时应及时、真实,否则可能
4、丢失或错误地增加观察信息。在作观察分析时,应该注重土壤生物和生存环境适应性方面的探究,同时也要练习剔除干扰信息的技能,还可以让学生提出一些建议(如在保护土壤或者农作物生长方面的建议)。如果真正没有土壤生物发现时,也要告诉学生,这也是一次有意义的野外观察,同时可让学生分析一下,为什么这里的土壤样本不利于土壤生物的存在(如食物、湿度、光照、温度等方面有没有可以解释的原因)。最后,在观察完足够的土壤样本后,也可以让学生计算一下单位体积中土壤生物的个体数,以便学生明白,通过分析和建模,可以让观察信息得到数据化,将一定的样本数据分析抽象为总体的一般规律。另外在实验中要注重学生合作能力和责任感的培养,可以
5、要求学生事先进行必要的分工(如土壤温度测量、挖土、观察、记录都可分工进行,同时也节约了时间。)在调查过程中,还要求他们根据体力进行调整。在挖土时要求学生少量地挖土,仔细地观察,不要成块地挖,否则反而会忽略对土壤生物的观察,同时大块地挖土也会对花卉、农作物造成损伤。在观察时可借助于放大镜或带回实验室用显微镜进行进一步的观察。在调查结束时,应要求学生尽可能地将土壤样本恢复到原样,以保证花卉或农作物的正常生长。所有的这一些都有利于培养学生的责任感。(对他人劳动的负责,对环境保护的负责等。)同时,也使学生明白:任何科学活动都应追求最小的损失,最小的投入和最大的收益。实验完毕后,必须要洗手,而且要反复冲
6、洗,指甲比较长的同学事先应剪去指甲。同时,可要求学生说出“洗手”的原因:土壤中含有大量的致病微生物。2、关于学生探究实验表格填写的指导:“土壤温度”是可以测定的,先用铁棒在土壤中打三个分别为35厘米、30厘米、20厘米深的小洞,再将温度计分别插入小洞,然后用泥土覆盖小洞。一段时间后,就可从温度计中读出不同深度的土壤温度,三次的平均值即为土壤温度。“土壤湿度”可以用“干旱”、“比较干旱”、“比较湿润”、“湿润”来表述;“土壤疏松程度”可用“非常疏松”、“疏松”、“比较疏松”、“不疏松”来表述;“光照强度”可以用“光照强度强”直射光时间长,“光照强度一般”有零星直射光照射,“光照强度弱”完全遮阴等
7、来描述;植物生长状况可用“良好”、“一般”、“较差”等来表示;“简要分析”中应着重分析生物种类和优势种类生活和环境的相互关系;(如:蚯蚓喜欢相对湿润、有机质丰富的土壤中,同时,它在土壤中的活动又可以增强土壤的疏松度和肥力)附件(文字材料)土壤含有大量生物土壤含有大量生物,小至单细胞动物,大至小哺乳动物,每平方米可含生物10亿以上。土壤生物是分解者,分解动、植物残体,释放植物养分,形成腐殖质,改善土壤肥力;其次,土壤生物又是为害者,其中有些是害虫,有些是病原菌,为害作物和家畜。土壤生物的主要类型包括:1.原生生物:包括细菌、放线菌、真菌和藻类。2.小型动物:为体长小于100微米的动物,包括原生动
8、物、线虫、小扁虫、轮虫和缓步类动物,都以微生物为食,在枯枝落叶层和土壤的水膜中活动。3.中型动物:大于微型动物,大多数为线虫、螨、弹尾虫、原尾虫,以微生物和腐物等为食。4.大型动物:最普遍的为蚯蚓、蜙蚣、马陆、蜗牛、蝇类幼虫、甲虫及其幼虫等,其中除蜈蚣类捕食小动物外,大都以腐物为食。5.巨型动物:有大蚯蚓、鼹鼠、野兔、獾、蛇和蜥蜴等小脊椎动物,食性各异。第2课时简案二、土壤中的非生命物质提出问题,引入课题:土壤中有空气吗?土壤中有水吗?土壤中有有机物吗?土壤中有无机盐吗?分小组进行实验:提出问题观察、实验过程和现象实验结果土壤中有生物吗?取一土壤的典型样品,仔细观察,并利用放大镜或显微镜寻找土
9、壤中有无生物发现有蚯蚓等生物、在显微镜下发现了微小生物土壤中有空气吗?取相同形状、体积的土壤和铁块,分别放置于两只完全相同的大烧杯中,分别标记为A、B;向A、B中注水,直到水面恰好将土壤块和铁块全部浸没为止A烧杯中注入的水比B烧杯中注水量多土壤中有水吗?取少量土壤,放入试管中,用试管夹夹住试管,在酒精灯上加热试管壁有水珠生成,试管口有雾状水蒸汽土壤中有有机物吗?将一定质量的充分干燥的土壤放在铁丝网上加热,一段时间后,待土壤冷却时,再用天平称量土壤能燃烧,冷却后称量,发现土壤质量减少土壤中有无机盐吗?将燃烧后的土壤放到烧杯中,加足量的蒸馏水,用玻璃棒搅拌,然后让它慢慢沉淀下来;提取土壤浸出液约1
10、0毫升,过滤后蒸发土壤中有不溶于水的无机盐;蒸发后的土壤浸出液中含有无机盐结论土壤中有土壤生物、空气、水、有机物、不溶于的无机盐、可溶于水的无机盐、小组间交流,汇报实验过程和实验结果。师生共同交流、评价。关于本节实验的说明:1、“土壤中含有空气”的实验(定量实验):应选取干燥的土壤(干燥的土壤中所含有的空气较多)该实验空气越多,实验效果越明显。在适宜植物生长的土壤中,空气约占15%35%;改用滴管滴水时,应告诉学生常规情况下,滴管每滴20滴水约为1毫升;引导学生得出土壤中空气的体积分数的计算式,并进行实际的计算:1为采用土壤样本的注水量,2为采用铁块样本时的注水量,为土壤样本的体积(其中土壤样
11、本=10105=500毫升)(上述的体积都以毫升作单位,最后则是百分数)课堂讨论题3“另外测量土壤中的空气的体积分数”,是具有一定开放度的题目。例如:第一种方法,用金属容器在土壤中挖取一块土壤,然后用量筒向金属容器中加水,这时的注水量相当于空气体积大小,然后洗净金属容器,再向容器中注水,测出它的体积,它相当于土壤的体积,这样就可以求体积的分数了。第二种方法,用金属容器挖取一块土壤,放在装在装有水的量筒中,这时液面上升的量就是土壤中非空气部分的体积,再通过测量金属容器的容积,就可以测量出土壤空气的体积分数了。当然,如果学生提出先用金属容器挖取一小块土壤,然后将其充分夯实(到基本不会渗水的程度,)
12、再去通过测量金属容积中因夯实而多余出来的空气体积,来测定土壤中空气体积分数,也应得到鼓励和肯定。但可引导学生思考,“夯实”过程中是否改变土壤原有结构?“夯实”是否真的能使土壤颗粒填满其原来的土壤颗粒间的空间呢?总之,在学生提出自己的见解时,教师要充分保护好学生回答问题的积极性,可与同学一同来评价各种方案的优和劣,将每种方案中的可取之处拿来借鉴,并讨论其方案的不足之处(或可修改的地方)从而不断地完善。2、“土壤中有水”是一个定性实验,实验现象十分明显,同时引导学生规范操作使用试管夹。3、课本95页的思考题的总体思路:选取一块规则几何体积状的土壤样本,计算其体积计为土;捣碎,装入坩埚内,测出坩埚和
13、土壤样本的总质量计为m1;加热,使水分充分汽化,测坩埚和余下部分的质量计为m2;水的质量为m1-m2,计算水的体积为最后,土壤中水体积分数=V水/V土。教师在这个“思考”活动中应尽量引导学生思考,比如如何让计算出来的体积分数更精确?(如尽量将土壤捣碎,加热时间要适当延长,以便水分充分散失),同时,还可引导学生分析:这样的实验数据是否非常准确?如果加热时间不够长,水分散失不充分会怎样?如果土壤加热时间太长,部分有机物被分解,又会怎样?如果土壤颗粒过大,又会怎样?从中让学生明确一个重要的科学理念:任何测量的准确度,因为受各种因素的制约,总有局限性,但是这种局限性的存在并不妨碍测量自身的基本科学价值
14、。4、“土壤中含有有机物”的实验中:应选取土壤样本中含有较丰富有机质的土壤(森林表层土)在将其烤干时最好用恒温箱或日晒的方法,以保留有较多的有机质;“细密铁丝网”的孔径要小,以免土壤颗粒漏掉;燃烧前后只要将土壤质量称量出来即可得出结果。5、“土壤中含有无机盐”的实验中,首先要学生明确土壤中含有不溶于水的无机盐,而且它们的颗粒是不一样的:大的颗粒沉降较快,小的颗粒沉降较慢;其次使学生明白有一部分无机盐是可溶于水的,并且这些无机盐正是植物生长所需的物质。在实验中,先让学生用手去搓一搓的目的是让学生对“土壤颗粒大小不等”有深刻的体验,其后通过“溶解”、“过滤”、“蒸发”使学生信服平时很难看到的无机盐
15、确实存在土壤溶液中,同时在该实验中应向学生提出“土壤浸出液”的含义,学生只作简单了解。本节教学建议:“土壤中有什么?”一节中采用了“追问式”的方法,盘根究底地让学生去探究答案,教师在教学过程中一定要关注学生的思维深度,给学生创造一个宽泛的思维空间,努力培养学生追问式的思维习惯。第3课时简案三、从岩石到土壤1、思考:岩石是怎样变成土壤的?风的作用:风将砂粒刮起来,碰撞岩石,久之,岩石被慢慢地磨损,有了裂缝,最后破裂成小碎块。流水的作用:流水能促使大块岩石裂成小块。冷热交替的作用:炎热的太阳会使岩石变得很烫,此时若气温下降,岩石会爆裂。事例:修栈道。冰能裂石:雨水积聚到岩石的缝隙里,如果气温降低到
16、0以下,水就结冰,体积增大,从而使岩石缝隙加大,最终裂成小碎块。生物的作用:种类繁多植物和动物等生物的作用下,岩石也会碎裂成石块等。2、猜想:假定你看到一块有缝隙的巨石,如果在几百年后,你又能观察到它,你预计能看到什么现象?请加以解释。分析:从岩石到土壤是一个长时间多种因素共同作用的级其复杂的过程,但基本上存在着岩石从大变小的过程(风化)和有机物的岩石颗粒间的积累过程。风化因素主要有自然外力(风力、水流外力、水形成冰产生的外力)、热胀冷缩、植物和动物的作用等。3、课堂讨论1:“滴水穿石”是不是有风化的含义?地震、火山活动、植物生长有没有风化的意义呢?课堂讨论2:“天苍苍,野茫茫,风吹草低见牛羊
17、”,这种情景在现代是很难见到了。目前,有许多人出于种种目的,肆意破坏土壤,请列举破坏土壤资源的事例。并请提出两条保护土壤的措施。关于课前学生活动的建议:关于破坏土壤资源的事例,事先可让学生采访当地的土地管理部门或从上网查询有关网站获得一些数据资料,并以小组为单位写成小论文或调查报告的形式。在课堂上可进行展示,同时在课堂上应注意学生对保护土壤资源的情绪体验,积累相关的责任感,并渗透“可持续发展战略”的思想,即土地的利用应以不妨碍人的生存发展为重要前提!3.2节各种各样的土壤(共计2课时)教学目标:1、区分砂粒、粉砂粒、黏粒的大小和性能2、区分砂土类土壤、黏土类土壤、壤土类土壤的土壤质地特征3、区
18、分砂土类土壤、黏土类土壤、壤土类土壤的土壤质的主要性状4、了解壤土类土壤各成分的比例5、说出壤土类土壤最适于植物生长的主要理由重点难点:三类土壤的质地特征和主要性状第1课时简案一、土壤的结构和类型:1、土壤是由矿物质颗粒、腐殖质、水和空气组成的,这些成分之间相互影响,使土壤形成了一定的结构。2、土壤主要是由矿物质颗粒构成的,矿物质颗粒的多少成为影响土壤结构最重要的因素。3、实验1:不同土壤的渗水能力取2只漏斗,在漏斗口放一些脱脂棉花,在漏斗A中放一些砂粒,在漏斗B中放一些黏粒。将漏斗分别搁在锥形瓶上,往漏斗中倒半烧杯水。5分钟后观察两个漏斗中各有多少水流到下面的小烧杯内。能渗出更多水分的是漏斗
19、。4、讨论:设想一下粉砂粒的渗水情况,说说它的特性?二、土壤的性状与植物的生长5、实验2:土壤的黏性选取足量的壤土类土壤,按砂粒:壤土类土壤20:1的质量分数配制砂土类土壤;选取足量的壤土类土壤,按黏粒:壤土类土壤20:1的质量分数配制黏土类土壤;取少量壤土类土壤和已配制好的两种土壤,加少许水,用手搓一搓,哪种土壤能搓成一个条状?6、讨论:通过实验1、实验2,你认为这三类土壤的保水性、通气性是怎样的?哪一类土壤更适合植物生长?课堂小结:(可由学生来说)关于本节实验的说明:1、实验1中提取纯粹意义上的砂粒、粉砂粒、黏粒是有困难的,只要求它们占有“明显的主要成分”即可,砂粒可从河边砂堆中提取,粉砂
20、粒可从壤土类土壤(如花泥、农作物生长良好的土壤)中提取,黏粒可从水稻田或制作砖瓦用的泥中提取,也可以通过研磨来制取。2、“搓泥土”的实验是十分有必要让学生亲手操作一下的,“搓”是对土壤性能亲近性的认知体验。通过这种比较,有利于学生深刻地认知它们的关键属性,同时让这些概念建立起实质性联系,从而完成意义学习:砂粒、黏粒、粉砂粒大小和性能的比较。关于本节讨论题的说明:1、在实验的基础上,本节的思考题中教师要注意引导学生从三类土壤的主要成分和三种土壤的颗粒性能上去分析,从中不难得出一些基本结论。其实所谓的“思考”实际上是要求学生根据“结构适应功能”这一科学理念,应用“土壤颗粒性能”去解释三种土壤的基本
21、性状而已。第2课时简案三、壤土类土壤的组成1、在壤土类土壤中,固体部分占土壤总体积的50%,其中有机质占固体部分的5%;水和空气占25%左右。你能建立一个壤土类土壤的模型吗?2、学生活动:用不同颜色表示壤土类土壤的四种成分,建立模型。3、案例分析:例题一、小宇建立了一个砂土类构成的体积分数模型,如右图所示:你觉得他建立的这个模型合理吗?试说明理由。你能建立一个壤土类土壤构成的体积分数模型吗?并请你根据自己创建的模型,对壤土的各部分构成的比例进行描述。解析:砂土类土壤的模型形式是多种多样的:可以是实物模型,也可以是图表模型或数字模型。但是任何模型都应体现事物的本质特征。在砂土类土壤中,空气比例应
22、该显著大于水分比例,即砂土类土壤中的水分比例应该比较小,所以,小宇所建的模型不合理。壤土类土壤是适合大多数植物生长的土土壤,这类土壤固体部分(矿物质颗粒和有机物)占土壤总体积的50%,其中有机质约占固体部分的1%5%;水和空气各占25%左右。这样的土壤即通气、透水、又保水、保肥,能为植物生长提供充足的水分、空气和有机物。例题二、小丽想知道“土壤性状和植物生长的关系”。她分别取等体积的砂土类土壤、黏土类土壤、壤土类土壤装在三只同样大小的花盆内,并分别标记为:A、B、C。下表所示是她的实验方案。花盆植物名称放置地点浇水量(ml)每天浇水次数A郁金香窗台2001B小雏菊窗台1002C小雏菊窗台200
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