小学科学青岛版 (五四制2017)三年级下册1 土壤的成分教学设计

1、土壤的成分

教学目标
1．能列举土壤中有各种不同的生物；能说出土壤生物包括土壤动物、土壤植物和土壤微生物。能列举常见的土壤动物。
2．能说出土壤中有以下非生命物质：水、空气、矿物质和有机质；能通过设计实验和正确的操作证实土壤中水分、空气和矿物质的存在。
3．通过质疑探究、评价改进实验方案、科学采集数据、合理分析问题等一系列探究过程，提高分析提出问题和动手解决问题的能力。
4．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”，增强学生对拓展科学工具应用和深入领会科学方法的学习情感。
学情分析：  
土壤是学生在生活中司空见惯、随处可见的，但是他们可能从来没有考虑过土壤从哪里来;另一方面学生可以通过生活经验猜测土壤中可能有哪些成分，却又没有充足的证据依托。所以土壤对于学生来说，既熟悉又陌生，这便是学生学习的兴趣所在。在教学活动中，让学生充分的进行实验操作，通过对实验现象的观察与分析，真正了解土壤的成分。通过本节课的教学，不仅要使学生的实验能力有所提高，还要注重对学生分析综合能力的培养，更重要的是要让学生在学习过程中学会与他人的交流。
教学重点：土壤中各组成成分的证明和实验测定
教学难点：实验方案设计、评价等
教学设计：  
课前准备活动：在有花卉和农林作物生长处采集土壤并观察土壤中有哪些生物，试做好观察的记录和分析。

一、新课引入：
提供并欣赏图片（烂漫的花朵，丰硕的果实，葱郁的草地，健壮的庄稼），更有我们引以骄傲且为我们带来幸福生活的茫茫竹海，青青翠竹，这植物的生长离不开土壤。那么，土壤是由什么组成的？让我们共同探究土壤中有什么（揭题）.
二、 土壤中的生命物质
提出问题：土壤是绿色植物的家园，土壤中除了扎根其中的植物根系，甚至还有如花生植物的果实，土壤中除了绿色植物，还有其它生物吗？
（学生课前活动交流） 
小结：生活在土壤中的微生物、动物、植物等称为土壤生物。
三、 土壤中的非生命物质
提出问题：土壤中除生命物质外，还有其它物质吗？（学生根据经验试作猜测和简单的解释说明）》 
猜想：有生物、空气、水分、有机物、无机物(矿物质)等
（一）土壤中是否有水分？
讨论：如何证明土壤中存在水分？鼓励多种方案，并给予实验方案评价 。
活动1（学生分组）：1、取少许土壤，放入试管中。                           
    2、用试管夹住试管，在酒精灯上加热。                       
    3、观察一下，试管壁上有没有水珠？                
    结论：土壤中含有土壤生物生长所必需的水。 

思考：给你一只坩埚、一把刻度尺，一只酒精灯和一台精确度足够的天平，你有办法测量土壤中水分所占的体积分数吗？（学生交流实验方案的设计及原理，鼓励作为课外实验）
（二）、土壤中是否有空气？ 
讨论：如何证明土壤中存在水分？鼓励多种方案，并给予实验方案评价 设问过渡：你想知道土壤中空气的体积分数吗？下面我们进行一次活动。

演示实验：1、在校园中选择干燥地土地，取长、宽、深分别是10厘米*10厘米*10厘米的一块土壤，把它放入大烧杯中，沿烧杯壁缓慢向烧杯内注水，直到水面把土壤全部浸没为止。
     2、开始时，可用量筒向烧杯内注水，并记录每次的注水量。
当液面快要浸没土壤时，要用滴管向烧杯内注水。
     3、你一共向烧杯中加入了毫升水。 
     4、用10厘米*10厘米*10厘米的一块铁块代替土壤，重复上
述实验。你一共向烧杯中加入了亳升水。
讨论：1、同样体积和铁块和土壤，为什么注入的水量不同？
   2、根据实验结果，你能测算出土壤中空气约占土壤体积的体积分数大约是多少？ 
   3、给你一只金属容器、适量的水和一只够大的量筒，如何去测量土壤中空气约占土壤体积的分数。（方法一“差值法”用金属容器挖取一块土壤，放在装有水的量筒中，这时液面上升的量就是土壤中非空气部分的体积，在通过测量金属容器的容积，就可以测量土壤空气的体积分数了。方法二“注水法”：取一只体积为V的容器，在所选土样上用力向下压，取满土样，用刀刃将容器口的土壤削平，取一只量筒，量取一定体积的水V1，将量筒里的水慢慢加入盛土容器中，直到水位升到与土壤平，量筒剩余水的体积为V2，计算：(V1-V2)/V）） 

活动2（学生分组）：分析几种方案的可行性和科学性，选用“注水法”
学生进行分组实验（器材：10毫升量筒，约7毫升的小塑料容器，滴管，土壤和水等）
（三）、土壤中是否有有机物？ 
通过阅读材料让学生了解有机物的种类和有机物相关的化学性质：有机物会分解、燃烧，质量会减小。
提问：怎样验证？
活动3（学生分组）：称取5克干燥的土壤放在铁丝网上加热，然后冷却，再称其质量，看质量是否减小。
结论：土壤中含有有机物。土壤中的有机物主要来源于生物的排泄物和死亡的生物体。这些有机物在土壤微生物的作用下，可以形成腐殖质，贮存在土壤中。腐殖质可以为土壤微生物提供食物，也可以为绿色植物提供养分。
（四）、土壤中是否有无机物？ 
土壤中除了生物、空气、水、有机物外，剩下的都是无机物，无机物不能燃烧。占土壤的很大一部分。无机盐中，大部分难溶于水，如砂粒、粉砂粒等，这些矿物质颗粒占固体部分的95%左右。
［感受］用手搓一搓土壤，土壤的颗粒大小是否一致？__________
［探究］颗粒大小不同，在水中的沉降速度与颗粒大小有什么关系吗？
实验：将燃烧过的土壤放入烧杯中，加水搅拌，静置，观察较大的颗粒，
沉降速度较_______。
现象：颗粒越大，沉降速度越快
［探究］植物的根要从土壤中吸收无机盐，土壤中是否有可溶于水的无机盐
活动4（学生分组）：提取实验1的土壤浸出液，约10毫升，过滤(要引流，不可倒得太快)，收集滤液。将滤液放入蒸发皿中，用酒精灯加热，使水分蒸发(边加热、边搅拌)。观察蒸发皿上留下的残留物是怎样的。可借助放大镜观察。
土壤中有少量无机盐能溶解在水中，这部分无机盐对植物生长是至关重要的。
小结：构成土壤的物质有固体、液体、气体三类。土壤固体部分主要由矿物质颗粒和腐殖质组成，其中矿物质颗粒占固体部分的95%左右。水是生物必要的生长条件，土壤空气是植物根呼吸和微生物生命活动所需氧气的来源。
四、从岩石到土壤 
（一）、 试问在火星表面怎么没有土壤？
（二）、自学思考：地球上的土壤是在哪些力量的作用下形成的？
（三）、思考与讨论：到2010年底，我国规定所有城市禁止使用黏土砖作为建筑材料。但据报道，目前仍有一些地区开办利用耕地生产实心黏土砖的砖窑厂。结合查阅资料，讨论砖窑厂的生产对土壤资源有哪些危害，以及应采取哪些有效的保护措施？
五、总结交流
谈谈通过本节课的学习，你对土壤获得了哪些新认识，对土壤还有哪些深入思考的问题，再提出来大家交流一下。