5.2 土壤 （教案）-高中地理人教版（2019）·必修 第一册

第五章 植被与土壤
5.2 土壤
知能素养对标
必备知识 学科能力 学科素养 学考对标 高考对标 高考考向
观察土壤 学习理解能力 观察与记忆 比较与关联 概括与归纳 应用实践能力 解释与实践 综合与推论 迁移创新能力 迁移与探究 评价规划 区域认知 综合思维 人地协调观 地理实践力 水平1 水平3 【考查内容】观察土壤;土壤的主要形成因素; 土壤的功能和养护 【考查题型】选择题、综合题
土壤的主要形成因素 水平2 水平4
土壤的功能和养护
第一部分 本节教材解析—走近学科素养
【必备知识一：观察土壤】
地理事实
1.土壤的概念
陆地表层具有一定肥力,能够生长植物的疏松表层,由矿物质、有机质、水分和空气四种物质组成。
2.土壤观察的主要内容—颜色、质地、剖面构造
(1)土壤颜色:是土壤最重要的外部特征之一,如黑土、红壤等。黑土主要分布在我国东北地区,红壤主要分布在我国南方地区。
(2)土壤质地
①土壤矿物质颗粒:石砾、砂粒、粉粒、黏粒等。
②土壤质地:不同粒级的矿物质在土壤中所占的相对比例。
③分类:砂土、壤土、黏土。
(3)土壤剖面构造
①定义:指从地面垂直向下的土壤纵剖面,由一些形态特征各异的、大致呈水平展布的土层所构成。
②森林土壤剖面:有机层、腐殖质层、淋溶层、淀积层、母质层和母岩层。③耕作土壤剖面:耕作层、犁底层、自然土层。
核心概念
土壤结构:指土壤颗粒的排列与组合形式,团粒结构体是最符合农业生产要求的良好的土壤结构体。
土壤肥力:指土壤能持续不断供给并协调植物生长所需的空气、温度、养分和无毒害物质的能力,是土壤的本质特征和基本属性。
砂土:指土壤颗粒组成中砂粒含量较高的土壤。
壤土:指土壤颗粒组成中黏粒、粉粒、砂粒的比例适中的土壤。质地介于黏土和砂土之间,兼有黏土和砂土的优点,通气透水、保水保温性能都较好,易培育成高产稳产土壤,也是较理想的农业土壤。
黏土:成分中黏粒占优势,通气、透水性差,保肥性能好,不易耕作。
有机质:指以各种形态存在于土壤中的所有含碳的有机物质,包括土壤中的各种动、植物残体,微生物及其分解和合成的各种有机物质。
腐殖质:土壤有机质的一种,是经微生物分解完全腐烂的动、植物残体。
【必备知识二：土壤的主要形成因素】
地理事实
1.成土母质
(1)意义:岩石的风化产物,是土壤发育的物质基础。
(2)影响:决定了土壤矿物质的成分和养分状况,影响土壤的质地。
2.生物
(1)意义:是影响土壤发育的最基本也是最活跃的因素,没有生物的作用,就不可能形成土壤。
(2)影响:植物、动物、微生物的综合作用,加快岩石风化和土壤的形成过程,改善成土母质的性状,促进土壤矿物质颗粒的团聚。
3.气候
(1)影响:岩石风化的强度和速度与温度、降水量呈正相关,湿热地区的土壤形成速度比干冷地区快得多。
(2)不同气候对土壤的影响
①湿热地区土壤化学风化作用和淋溶作用强,土壤黏粒比重高。
②冷湿环境有利于土壤有机质积累,干旱、高温地区土壤有机质积累少。
(3)意义:气候的分布规律在很大程度上影响和控制了土壤的分布规律。
4.地貌
(1)由于水热条件的不同,山顶与山麓、阳坡与阴坡、迎风坡与背风坡的土壤发育不同。
(2)从山顶到低平洼地,由于成土母质的颗粒存在由粗到细的变化规律,依次分布着砾质土、砂土、壤土
和黏土。
5.时间
土壤发育的时间越长,土壤层越厚,土层分化越明显。
6.人类活动对土壤的影响极为深刻。自然土壤在人类长期的耕作和培育下,形成了有利于农业生产的耕作土壤。
核心概念
成土母质:地表岩石经风化作用使岩石破碎形成的松散碎屑,物理性质改变所形成疏松的风化物,是形成土壤的基本原始物质,是土壤形成的物质基础和植物矿物养分元素的最初来源。
风化:在温度、水、空气、生物等的影响下,地表或接近地表的岩石发生破碎或分解,形成许多松散物质，这一过程称为风化。
【必备知识三：土壤的功能和养护】
地理事实
1.功能
(1)联系有机界和无机界的关键环节。
(2)为植物生长提供扎根立足的条件。
(3)具有重要的蓄水、保水功能。
(4)人类种植农作物是以土壤为物质基础的;人类饲养动物,也主要以植物为饲料。
2.养护
(1)对于不适于种植农作物,或者种植农作物产量较低的土壤,进行改良或改造。
(2)优良的土壤,要注重种养结合,保持土壤持续提供高效肥力的能力。常用的方法有休耕、种植绿肥作物轮作、广施农家肥等。
核心概念
免耕:一种不翻动表土,并全年在土壤表面留下足以保护土壤的作物残茬的耕作方式。
休耕:指让土地“休养生息”,用地、养地相结合来提升和巩固粮食生产力的方式。
轮作:在同一田块上有顺序地在季节间和年度间轮换种植不同作物或复种组合的种植方式。
绿肥作物:指一类主要被当作肥料种植的作物。这类作物养分含量丰富,若翻入土壤,则具有丰富土壤营养物质、改良土壤物理性状等作用。
第二部分 本节典例设计—落实学科素养
【本节内容分析】
本节教材内容主要落实课程标准“通过野外观察或运用土壤标本,说明土壤的主要形成因素”的内容要求。根据课程标准,本节分为三部分内容:观察土壤、土壤的主要形成因素、土壤的功能和养护。
第一部分,教材在介绍土壤概念及物质组成后,采用景观图片和示意图相结合的方法,依次介绍“土壤颜色”“土壤质地”和“土壤剖面构造”三个方面的土壤特征。观察土壤重在地理实践,因此,教材以“观察家乡的土壤”为主题设计了观察土壤的实践活动。
第二部分,本部分是落实课程标准要求的主要内容。教材重点是就已形成的土壤现象来分析各成土因素的作用。最后,教材设计“活动”,引导学生对一些常见土壤现象进行分析,以进一步落实前面所学内容。
第三部分,重在介绍土壤在自然环境中的作用,教材接着转入土壤与人类的关系,强调土壤的自然资源属性,从而简单介绍了人类为提高和维持土壤的生产力而进行的养护工作。“我国黄淮海平原盐碱地的综合治理”案例讲述了该地土地盐碱化的成因及综合治理措施,重在介绍各项措施对降低土壤盐分的作用。
本节包含的核心知识和体现的学科核心素养如下:
核 心 知 识 1.观察土壤 2.土壤的主要形成因素 3.土壤的功能和养护 综合思维 人地协调观 区域认知 地理实践力 核 心 素 养
【学情整体分析】
通过植被学习,学生已经认识到气候、地形、生物等要素互相之间是有影响的,因此学生比较容易接受本节的土壤形成因素,但是不容易理解其具体作用原理。对于土壤的功能和养护,需要教师结合身边实际加以引导。
【教学活动准备】
实践活动设计
活动名称:探究本地土壤类型及特征。
活动目标:调查本地土壤,描述其特征,分析其形成因素。
活动准备:
1.在互联网上搜集本地土壤图片及资料。
2.实地观察本地土壤。
3.以表格形式整理当地土壤特征。
任务专题设计
任务一 观察土壤
活动1：土壤结构 活动2：观察土壤颜色、质地、剖面结构
任务二 土壤的主要形成因素
活动1：土壤的主要形成因素 活动2：案例分析—解释常见的土壤现象
任务三 土壤的功能和养护
活动1：土壤的功能 活动2：土壤的养护
教学目标设计
1.通过实地观察或运用土壤标本,了解土壤的组成、颜色、质地和剖面结构。
2.运用图文资料,结合观察活动说明土壤的主要形成因素,并据此解释常见的土壤现象。
3.结合实例,了解土壤的功能和养护途径,体会养护土壤的重要性。
4.通过案例分析,明确人类活动与土壤之间相互影响的关系及人类在生产生活中对土壤的合理利用方式。
教学策略设计
以北京中山公园社稷坛五色土引入,激发学生学习兴趣,引导学生思考土地和土壤区别;学生分组观察土壤颜色、质地、剖面结构;小组合作探究具体区域土壤的形成因素,结合课堂内容,布置课下土壤观察实践活动,为学生提供实践机会。
教学方法建议
讲授法、多媒体演示法、案例教学法、读图分析法
教学重点难点
重点：土壤的主要形成因素
难点：土壤的主要形成因素;土壤在地理环境中的地位。
教学材料准备
多媒体课件、自制教具等。
【教学活动设计】(课时建议:3课时)
教学导入
教师:“民以食为天,粮以土为本”,农业问题事关国计民生,农业耕作离不开土地,古今中外都非常重视土地和农业,如北京中山公园就保留着明代所建的社稷坛,是古代帝王祭土神、谷神的场所。坛上层铺垫着五颜六色的土—东方为青色,南方为红色,西方为白色,北方为黑色,中间为黄色。这五种颜色的土壤来自我国不同地方。
（设计意图）通过北京中山公园社稷坛五色土的故事激发学生学习土壤的兴趣
教师利用多媒体展示图片,组织学生思考土壤和土地之间的联系与区别。
【多媒体展示】（地理景观）五色土
学生1:土壤是指可以生长农作物的土地。
学生2:土地应该比土壤的范围广一点。
教师:土地包括土壤,土壤只是土地表层的一部分。土地是指陆地表层一定范围内全部自然要素(气候、地貌、岩石、土壤、植被和水文等)相互作用形成的自然综合体;土壤是指陆地表层具有一定肥力,能够生长植物的疏松表层,由矿物质、有机质、水分和空气四种物质组成。可见土壤的本质是土壤肥力,即为植物提供生长条件的能力。今天我们来共同学习本节课内容—土壤。
教学精讲
任务一 观察土壤
活动1：土壤结构
教师:土壤肥力高低取决于土壤中四种组成物质是否合理。教师组织学生读理想土壤组成物质体积比例示意图,判读各组成物质所占比重及作用。
（以学定教）依据理想土壤组成物质体积比例示意图了解土壤组成成分所占比例。
【多媒体展示】（地理图表）理想土壤组成物质体积比例示意图
学生1:空气占比20%-30%,植物呼吸需要氧气。
学生2:水分占比20%-30%,植被吸收很多营养物质需要通过水来吸收。
学生3:矿物质占45%左右,为植物生长提供矿物养分。
学生4:有机质占5%左右,为植物生长提供养分。
（深度学习）结合图片,深度学习土壤四种组成物质的作用。
教师总结:土壤是一种很复杂的物体,它由固体、液体和气体三相物质组成,一般情况下,土壤的固体部分约占50%,液体约占25%,气体约占25%。土壤的空气来源于大气,它存在于未被水分占据的孔隙中,它的含量取决于水分的增减。大气降水渗入土壤内部,充填土壤中的孔隙,形成土壤中的水分。矿物质是指天然元素或经无机过程形成并具结晶结构的化合物。土壤中的矿物质(无机盐)源于岩石的风化作用,是矿物养分的主要来源。有机质来源于动植物的遗体、动物排泄物及其部分分解的有机质和腐殖质,以植物组织为主。有机质是肥力高低的重要标志。
（设计意图）深度学习土壤组成成分、比例及作用,有助于学生理解观察土壤颜色、质地、剖面的意义。
【多媒体展示】（重点知识）土壤组成成分的状态、比例、肥力特征
土壤组成 状态 理想土壤 体积比例(%) 肥力特征
作用 对肥力的影响
矿物质 固 45 经风化分解,释放出如钾、钙、镁等矿物养分 取决于土壤中水、肥、气、热四个因素之间的协调程度,以及能否满足植物生长过程中的各种需求,其中有机质含量高低是土壤肥力的重要标志
有机质 固 5 提供氮素养分,释放二氧化碳
水分 液 20-30 此消彼长,影响土壤的热量状况,供应养分和水分
空气 气 20-30
活动2：观察土壤颜色、质地、剖面结构
（整体设计、分步落实）依据教材,逐步掌握土壤的颜色、土壤的质地和土壤的剖面结构。
教师:土壤肥力程度的高低很大程度上取决于土壤的结构,要了解土壤结构首先要学会观察土壤,土壤一般从颜色、质地、剖面结构等几个方面观察。
教师组织学生阅读教材P88,结合景观图判别土壤颜色并阐述其分布地区。
（观察和记忆能力）观察图片,记忆不同颜色的土壤名称。
【多媒体展示】（地理景观）土壤颜色
学生1:图1为黑土,分布在东北地区。
学生2:图2为黄土,分布在黄土高原。
学生3:图3为红壤,分布在南方地区。
教师:我国不同地区分布着不同类型的土壤,我们用两种方法判别土壤的颜色:一是用比色卡,二是用土壤样本进行比对。除观察土壤颜色外,我们还要观察土壤的质地。土壤矿物质颗粒按照粒径大小可分为石砾、砂粒、粉粒、黏粒等。不同粒级的矿物质在土壤中所占的相对比例,称为土壤质地。从土壤质地看,土壤一般分为砂土、壤土和黏土,在野外可根据手指研磨土壤的感觉近似地作出判断。
（少教精教）依据教材,理解土壤粒径比例决定着通气透水性能、保水保肥性能及耕作难度。
教师出示图片,组织学生阅读教材P89,从粒径比例、通气透水性能、保水性能有机质、保肥性能、耕作难度等方面比较砂土、壤土、黏土的差异并制成表格。
【多媒体展示】（地理资料）土壤质地
学生1:砂土颗粒较大,孔隙大,意味着透水性能好。
学生2:壤土通气透水,是理想的土壤。
学生3:黏土颗粒最小,这也意味着通气透水性能最差。
（意义学习）了解不同质地土壤对农业生产的影响。
教师总结:各种土壤组成物质不同,这就导致三种土壤性能有较大差异,土粒越细,通气性、透水性越弱,而黏结性、蓄水性、保肥性强。就实际情况而言,壤土是目前农业生产最理想的土壤。
（比较和关联能力）从粒径比例、通气透水性能、保水性能、有机质、保肥性能、耕作难度等方面比较砂土、壤土、黏土的差异。
【多媒体展示】（重点知识）土壤质地比较
土壤质地 粒径比例 通气透水性能 保水性能 有机质 保肥性能 耕作难度
砂土 砂粒占优势 强 差 易分解 弱 易耕作
壤土 比例适中 良好 强 不易分解 好 理想的土壤质地
黏土 黏粒占优势 差 强 分解缓慢,易积累 好 不易耕作
教师:除观察土壤颜色、质地外,我们还要观察土壤的剖面结构。土壤剖面是指从地面垂直向下的土壤纵剖面,由一些形态特征各异的、大致呈水平展布的土层构成。这些土层是土壤形成过程中物质转化、迁移和积累的结果。在自然土壤中,森林土壤剖面构造最为复杂。
教师出示图片,组织学生阅读教材P89,讨论森林土壤的剖面不同层面特征并制成表格。
【多媒体展示】（地理资料）森林土壤剖面
（自主学习）依据教材,自主学习森林土壤剖面各土层特征。
学生1:有机层以分解和半分解的有机质为主。
学生2:腐殖质层中,腐殖质积累,颜色较深,呈灰黑色或黑色。
学生3:淋溶层由于溶解于水的矿物质随水的下渗而向下运移,本层矿物质淋失，颜色较浅。
学生4:淋溶层淋失的物质在淀积层沉淀、积累,因而淀积层质地黏重、紧实,呈棕色或红棕色。
教师总结:观察可知,不仅森林土壤剖面各层颜色、组成等差异较大,而且其性质和所发挥的作用也各有不同。
（概括和归纳能力）依据教材,整理归纳森林土壤剖面及各土层特点。
【多媒体展示】（重点知识）森林土壤剖面及各层特点
土壤层 特点
有机层 以分解和半分解的有机质为主
腐殖质层 腐殖质积累,颜色较深,呈灰黑色或黑色
淋溶层 由于溶解于水的矿物质随水的下渗而向下运移,本层矿物质淋失,颜色较浅
淀积层 淋溶层淋失的物质在此沉淀、积累,质地黏重、紧实,呈棕色或红棕色
母质层 疏松的风化碎屑物质
母岩层 坚硬的岩石
教师:自然土壤经过人为耕作就变成耕作土壤。耕作土壤剖面一般分为耕作层犁底层和自然土层。
教师出示图片,组织学生阅读教材P89相关内容以及P90图5.18耕作土壤剖面及各土层特点,讨论耕作土壤的剖面不同层面特征并制成表格。
（先学后教）依据教材,了解耕作土壤一般分为耕作层、犁底层和自然土层。
【多媒体展示】（地理资料）耕作土壤剖面
（自主学习）学生自主阅读,了解耕作土壤各土层特征。
学生1:耕作层土质疏松,有机质比例高,颜色较暗。
学生2:犁底层土层紧实,颜色较浅,具有保肥保水作用。
学生3:自然土层未经耕作熟化,不利于作物生长。
教师总结:土壤颜色、土壤质地和土壤剖面结构是土壤内部性质的外在表现,是土壤长期发育过程中现阶段的标志。研究土壤剖面结构,观察土壤颜色、质地等形态特征,可以了解成土因素的影响和土壤性质。
（概括和归纳能力）依据教材,整理归纳耕作土壤剖面及各土层特点。
【多媒体展示】（重点知识）耕作土壤剖面及各层特点
土壤层 特点
耕作层(表土层或熟土层) 土质疏松,有机质比例高,颜色较暗
犁底层(亚表土层) 土层紧实,颜色较浅,具有保肥保水作用
自然土层 未经耕作熟化,不利于作物生长
任务二 土壤的主要形成因素
活动1：土壤的主要形成因素
教师:土壤之所以会呈现不同的颜色、质地、剖面,是因为受不同的因素影响。土壤的主要形成因素包括成土母质、生物、气候、地貌、时间等。
（设计意图）逐步推进,使学生掌握土壤颜色、质地、剖面的分类、特征及作用。
教师多媒体展示图片,组织学生阅读教材P91-92,讨论在土壤形成过程中成土因素的作用并制成表格。
（少教精教）依据教材,理解土壤的主要形成因素包括成土母质、生物、气候、地貌、时间等。
学生1:成土母质决定了土壤矿物质的成分和养分状况,影响土壤的质地。
学生2:生物残体为土壤提供有机质。有机质在微生物作用下转化为腐殖质。植物可把分散在成土母质、水和大气中的氮、磷、钾、钙、镁、硫等营养元素选择性地加以吸收,储存在生物体内,并随生物残体的分解释放到土壤表层。
学生3:湿热地区的土壤形成速度比干冷地区快得多。与干冷地区相比,湿热地区土壤化学风化作用和淋溶作用强,土壤黏粒比重高。冷湿环境有利于土壤有机质积累而干旱、高温地区土壤有机质积累少。
学生4:地貌对土壤发育的影响是多方面的。例如,由于水热条件的不同,山顶与山麓、阳坡与阴坡、迎风坡与背风坡的土壤发育不同;从山顶到低平洼地,由于成土母质的颗粒存在由粗到细的变化规律,依次分布着砾质土、砂土、壤土和黏土。
学生5:在上述成土因素的综合作用下,土壤发育的时间越长,土壤层越厚,土层分化越明显。在自然状态下,形成20厘米厚可供耕作的土壤,一般需要100-1000年。
学生6:除自然原因外,人类活动对土壤的影响极为深刻。自然土壤在人类长期的耕作和培育下,形成了有利于农业生产的耕作土壤。
（意义学习）理解各形成因素在土壤形成过程中的作用。
教师总结:成土母质、生物、气候、地貌、时间和人类活动等主要因素在土壤的形成过程中都发挥了重要作用。
（设计意图）通过本活动使学生意识到土壤的形成是综合作用的产物,培养学生综合思维。
【多媒体展示】（重点知识）土壤的主要形成因素
影响因素 对土壤形成的影响
成土母质 是土壤发育的物质基础;决定了土壤矿物质的成分和养分状况,影响土壤的质地
生物 没有生物的作用,就不可能形成土壤;生物残体形成土壤有机质,有机质在微生物作用下形成腐殖质;使营养元素在土壤表层富集;加快岩石风化和土壤形成的过程,改善成土母质的性状,促进土壤矿物质颗粒团聚
气候 岩石风化强度和速度与温度、降水量呈正相关;湿热地区土壤形成速度快于干冷地区,湿热地区土壤化学风化作用和淋溶作用强,土壤黏粒比重更高;冷湿环境有利于土壤有机质积累;干热地区土壤有机质积累少
地貌 山顶和山麓、阴坡和阳坡、迎风坡和背风坡因水热条件不同,发育的土壤不同;从山顶到低平洼地,依次为砾质土、砂土、壤土和黏土
时间 土壤发育的时间越长,土壤层越厚,土层分化越明显
人类活动 人类活动在人类长期的耕作和培育下,形成了耕作土壤
活动2：案例分析—解释常见的土壤现象
教师:学习了土壤的主要形成因素,我们认识到土壤之所以会呈现不同的颜色、质地、剖面,是因为受不同的因素影响。
教师组织学生在阅读教材P92的基础上,分小组讨论交流其中的问题。
（教学预设、效果生成）结合案例,理解土壤之所以会呈现不同的颜色、质地、剖面、肥力等特点,是因为影响因素不同。
【多媒体展示】（问题探究）解释常见的土壤现象
下面列出的是一些常见的土壤现象。
资料:1.四川盆地有些地方的岩石是紫色的,土壤也呈紫色。2.对耕作而言,我国东北平原的土壤肥沃,而南方地区的土壤相对贫瘠。3.山顶土壤的颗粒较粗,山前平原土壤的颗粒较细。
（活动学习）依据教材,了解各种土壤现象的具体主导因素。
问题:1.指出形成上述土壤现象的主导因素。2.尝试对上述土壤现象作简要解释。
小组1:四川盆地部分土壤呈紫色的主导因素是成土母质,成土母质由岩石风化而来。
小组2:南方土壤相对贫瘠,东北平原的土壤肥沃主导因素是气候。东北平原气候较湿冷,有利于有机质积累,土壤肥沃;南方气候湿热,风化作用和淋溶作用强,土壤贫瘠。
小组3:山顶土壤的颗粒较粗,山前平原土壤的颗粒较细的主导因素是地貌。山顶到低洼平地,成土母质的颗粒存在由粗到细的变化规律。
教师总结:成土母质影响着土壤的质地;气候影响着土壤有机质的积累,且气候的分布规律在很大程度上影响和控制了土壤的分布规律;从山顶到低平洼地,由于成土母质的颗粒存在由粗到细的变化规律,依次分布着砾质土、砂土、壤土和黏土。
（设计意图）依据材料,能够说明影响土壤形成的主要因素。
【多媒体展示】（案例探究）解释常见的土壤现象
1.资料1—成土母质。
资料2—气候。
资料3—地貌。
2.资料1—紫色土是由侏罗纪、白垩纪紫色或紫红色砂岩、泥岩经风化崩解转化而成的。
资料2—东北平原气候较湿冷,有利于有机质积累,土壤肥沃;南方气候湿热,风化作用和淋溶作用强,土壤贫瘠。
资料3—山顶到低平洼地,成土母质的颗粒存在由粗到细的变化规律。
任务三 土壤的功能和养护
活动1：土壤的功能
教师:学习了如何观察土壤,分析了土壤的主要形成因素,接着让我们来学习土壤的功能和养护。
（少教精教）依据教材,了解土壤在地理环境中的地位。
教师用多媒体展示图片,组织学生阅读教材P92—93,讨论并整理土壤的功能和养护方式。
（意义学习）结合图片,理解土壤的各种功能。
【多媒体展示】（地理图表）土壤在地理环境中的地位
学生1:土壤处于岩石圈、水圈、大气圈和生物圈相互紧密接触的过渡地带,与其所在的环境之间有着物质和能量交换。
学生2:土壤为植物生长提供了扎根立足的条件,从而使地球表面因着生绿色植物而生机盎然,促使地理环境以至地球面貌发生了根本的改变。
学生3:土壤水是陆地水体的一部分。大气降水的一部分储存在土壤中,既有效减少地表径流量,又可以持续提供植物所需的水分。
学生4:土壤和人类的关系十分密切,因为人类生存必须发展农业,以取得食物。
（综合和推论能力）综合分析土壤在自然界中的具体作用,推论土壤的功能。
教师:生物促进了土壤的形成,土壤又为植物生长提供扎根立足的条件,从而使地球表面因着生绿色植物而生机盎然,促使地理环境以至地球面貌发生了根本的改变。土壤为动物和微生物提供生存场所、食物和营养来源。土壤本身可通过生物作用吸收氧气,释放二氧化碳和甲烷等气体,影响大气成分。土壤一方面通过其他因素影响岩石风化,同时在特定条件下也能固结形成新的岩石。土壤的结构和质地决定了其具有重要的蓄水和保水功能,不仅能够影响下渗、径流、蒸发等水循环环节,同时也能蓄洪防旱,为自然植被和农作物提供所需水分。
（设计意图）结合教材P92-93,概括总结了解土壤的功能。
【多媒体展示】重点知识—土壤的功能
1.土壤是联系有机界和无机界的关键环节
2.土壤为植物生长提供了扎根立足的条件。
3.土壤本身也是许多动物和微生物生存的场所和营养来源。
4.土壤具有重要的蓄水、保水功能。
5.人类种植农作物是以土壤为物质基础的;人类饲养动物,也主要以植物为饲料。
活动2：土壤的养护
（以学论教）了解土壤无论好坏都需要养护。
教师:土壤不仅是自然环境的重要组成部分,也是人类可以利用的珍贵的自然资源,土壤功能的可持续性与农业乃至人类社会的可持续发展息息相关。山东禹城北丘洼曾经是土壤盐碱化严重的地区,盐碱化土壤占耕地总面积的91%。自1986年开始,中国科学院地理科学与资源研究所在此对盐碱地进行综合治理,实现粮食高产。教师利用多媒体展示图片,组织学生在阅读教材P94的基础上分组讨论黄淮海平原盐碱地治理措施,组内整理后课内展示。
（活动学习）依据图片,对比黄淮海平原盐碱地改造效果。
【多媒体展示】地理景观—黄淮海平原盐碱地改造前后景观
小组1:通过引淡水淋盐,降低土壤盐度。
小组2:覆盖植被,抑制水分蒸发,降低土壤盐度。
小组3:营造防护林,保持水土,降低土壤盐度。
（概括和归纳能力）依据教材,概括土壤的养护措施。
教师总结:无论是采取工程措施还是生物措施,目的都是通过各种方式降低土壤中的含盐量,使土壤肥力恢复。对不能满足耕作需要的土壤,设法对其进行改良和改造。例如,亚马孙河流域人们利用生物炭改良土壤。我国人民在改良土壤方面也积累了丰富的经验。即使是优良的土壤,人们也会注重种养结合,以保持土壤持续提供高效肥力的能力。这方面常用的方法有休耕、种植绿肥、作物轮作、广施农家肥等。
（设计意图）使学生了解土壤的重要性及土壤可持续发展的重要性。
【多媒体展示】重点知识—土壤的养护
1.对不能满足耕作需求的土壤进行改良或改造。
(1)亚马孙河流域:利用生物炭改良土壤。
(2)我国:改良盐碱土和红壤。
2.注重种养结合。
常用方法:休耕、种植绿肥、作物轮作、广施农家肥等。
实践活动
（方向与建议）
教师组织学生在校园空地上,自地表向下挖出边长为20厘米的土壤立方块,将土壤块放在一张白纸上,用秤称出土壤块的重量。
1.观察土块。
(1)观察土壤块的颜色自上而下是否有变化,并解释变化的原因。
(2)观察并判断土壤块表层和底层的湿度差异。
(3)观察土壤块表层和底层疏松状况的差异。
2.将土壤块侧面平放,并轻轻捣碎。
(1)分别在土壤块的表层和底层取一小团大小相当的土壤,用手掂掂重量,比较是否有差异。
(2)分别用手指研磨土壤块的表层和底层,感受土壤的湿度和土壤矿物质的颗粒大小。
(3)观察在土中是否有小动物的存在
3.将捣碎的土壤晾晒一天后称重,比较与刚挖出时的土块重量的差异。
4.分别从土块的表层和底层取部分土,加适量水搅拌,试着用手搓土条看看哪个部位的土壤更容易搓成土条。
5.整理上述活动的结果,描述家乡土壤的特点,并与同学交流。
（解释和实践能力）观察土壤组成物质探究土壤的质地,描述土壤的特点。
教学评价
（设计意图）在学习观察土壤、土壤的主要形成因素、土壤的功能和养护时,通过创设情境,创设活动等教学策略结合深度学习、意义学习、活动学习等学习策略,形成观察和记忆、比较和关联、概括和归纳、
迁移和探究等能力,同时逐步养成区域认知、综合思维和地理实践力等核心素养。
下图为各种成土因素作用示意图。读图,回答1-3题。
1.下列关于气候与土壤关系的说法,正确的是
A.在寒冷的气候条件下,土壤中的有机质含量较少
B.在常年温暖湿润的气候条件下,化学分解作用和微生物分解作用都较快
C.在常年温暖湿润的气候条件下,土壤中的有机质含量较多
D.气候只能直接影响土壤的水热状况和土壤中物理、化学过程的性质与强度
【解析】黑土地土壤中有机质含量较大,而红壤的有机质含量较少,故不能说寒冷气候条件下,土壤的有机质含量就少;微生物活动旺盛,全年都能分解有机质,使有机质含量少;气候还能够通过影响岩石风化过程,外力地貌形态以及动植物、微生物的活动等,间接影响土壤的形成与发育。答案B
2.陡峭的山坡上难以发育成深厚土壤的原因是
A.地表疏松物质的迁移速度快 B.地表疏松物质的侵蚀速率较慢
C.光热条件差 D.水分条件差
【解析】陡峭的山坡,地表疏松物质迁移速度快,不易保存住,难以发育成深厚的土壤。答案A
3.有利于土壤有机质积累的是
A.气候湿热、草类茂盛 B.气候湿热的热带森林
C.气候相对寒冷的草原地区 D.气候相对寒冷的森林地区
【解析】气候湿热,降水多,微生物分解快,不利于有机质积累。在气候相对寒冷的条件下,微生物分解缓慢,利于有机质积累,草类茂盛且集中在近地表的土壤,为土壤表层提供了大量有机质。答案C
板书设计
（以学定教）梳理土壤观察的内容,形成实践能力;结合形成因素综合分析其功能,了解简单的土壤养护措施,树立人地协调观。
教学反思
本节内容优点:1.结合教学需要,补充土壤的理想土壤成分体积比例示意图及土壤肥力等内容为学生理解观察土壤、土壤形成因素、土壤功能和养护等内容奠定认识基础。2.将黄淮海平原盐碱地改造这一案例融入土壤功能和养护的学习中,明确人类活动是土壤形成的主要因素之一,认同人类也可以改良或改造不能满足耕作需求的土壤。不足:对土壤的主要形成因素分析不够深刻,距高考水平要求欠缺,还需通过其他方式加以深化。
（以学论教）引导学生通过学习黄淮海盐碱地改造,能够针对性提出改造其他不能满足耕作需要的土壤的措施。
第三部分 本节学习评价—巩固学科素养
【学习目标分析】
学科知识 学科能力 学科素养
观察土壤 土壤的主要形成因素 土壤的功能和养护 能运用资料,观察记忆土壤颜色、比较关联土壤质地、概括归纳土壤剖面类型及特征; 能从具体区域出发,综合、推论该区域土壤主要形成因素 综合思维 区域认知 地理实践力 人地协调观
【深度学习建议】
1.通过校园实践活动深入了解不同种类的土壤剖面结构。
2.搜集关于土壤肥力的内容,写一篇关于影响土壤肥力因素的小论文。
【学习评价任务】
任务一 知-能迁移评价:在五色土在我国的分布、成因及特点,土壤的主要形成因素及其作用过程等必备知识的探究过程中,提高观察和记忆能力、比较和关联能力、综合和推论能力,落实综合思维和区域认知的地理学科素养。
任务二 能-知渗透评价:运用综合和推论能力、评价规划能力,判断土壤肥力高低,巩固综合思维、区域认知和人地协调观的地理学科素养。
任务三 学科素养评价:在具体分析植被与土壤之间的互相影响、土壤与气候的关系、新型灌溉技术与土壤过程中,运用观察和记忆能力、比较和关联能力、综合和推论能力解决相关问题,巩固综合思维、区域认知和人地协调观的地理学科素养。
【典例评价设计】
任务一 知-能迁移评价
必备知识深度探究
（探究点1）五色土在我国的分布、成因及特点
土壤颜色 我国主要分布地区 成因及特点
黑色 东北地区 夏季温暖湿润,草类生长茂盛,冬季寒冷,微生物活动较弱,土壤中有机质分解慢,积累较多,土壤颜色较黑
红色 南方地区 夏季高温多雨,土壤中矿物质的淋溶作用强烈,氧化铁含量高,所以土壤呈红色
青色 东部雨水较多且排水不畅或长期被淹的地区 土壤中铁多以氧化亚铁形式存在,土壤呈青灰色
白色 西部地区 气候干旱,土壤中盐碱含量比较高,有机质含量较低,水分较少,土壤常常呈白色
黄色 黄土高原地区 风力搬运的黄色粉土沉积物
（探究点2）土壤的主要形成因素及其作用过程
1.成土母质与土壤
2.生物与土壤
3.气候与土壤
4.地貌与土壤
5.时间与土壤
在以上的综合作用下，土壤发育时间越长，土壤层越厚，土层分化越明显。
6.人类活动与土壤
任务二 能-知渗透评价
学科能力深度探究
（评价规划能力）土壤肥力高低的判断
土壤肥力是土壤具备的能够满足植物生长、发育所需的水分、养分、空气、热量等生活条件和调节这些生活条件的能力。这说明:土壤肥力是土壤通气性、透水性、保水性、矿物质含量、腐殖质含量、酸碱度等诸多因素的一个综合概念,而不是指它们中的任何一个或几个。
衡量土壤肥力水平高低的最重要指标是土壤中有机质含量的多少。土壤有机质泛指土壤中以各种形式存在的含碳有机化合物,指土壤中来源于生命的物质,是土壤中除矿物质、空气、水以外的物质,它是土壤中最活跃的部分,是衡量土壤肥力的重要指标之一。可以说没有有机质就没有土壤肥力。
值得注意的是土壤生产植物产量(生物产量)的高低是土壤和环境条件共同作用的结果。除土壤外,大气、温度、降水、光照、污染等因素也会不同程度地影响植物的生长发育。另外,即使在相同的环境条件下,不同植物对土壤提供的条件吸收利用的能力也是不同的。同一肥力的土壤可表现出两种不同的有效肥力水平。对于生态上适宜某种土壤的植物会表现出有效肥力高,对于不适宜的植物,则表现出有效肥力低。
任务三 学科素养评价
（考情分析）土壤是自然地理环境的重要组成要素之一,但在近十几年来的高中地理教学中,土壤没有得到充分重视。《普通高中地理课程标准(2017年版)》对土壤这一自然地理要素做了新的要求,可以预测在未来的高考中,对土壤这一自然地理要素的考查将会有较大的变化。在以往考试中,无论选择题还是综合题难度系数都比较高。
【深度学习】有机质和腐殖质
1.概念
(1)有机质
有机质泛指土壤中来源于生命的物质,包括土壤微生物、土壤动物及其分泌物、土体中植物残体和植物分泌物。其含量的多少是衡量土壤肥力高低的一个重要标志,它和矿物质紧密地结合在一起。土壤有机质按其分解程度分为新鲜有机质、半分解有机质和腐殖质。
(2)腐殖质
腐殖质指新鲜有机质经过酶的转化所形成的灰黑土色胶体物质,通过阳光杀灭了致病的有害菌、病毒、寄生虫后,保留其营养物质,一般占土壤有机质总量的85%-90%。
2.主要作用
(1)有机质的作用
①改善土壤的肥力特性
a促进土壤团粒结构形成,改善土壤的透水性、蓄水性、通气性,为植物根系的生长提供良好环境;增强土壤保水能力,增加土壤有效持水量;颜色深,吸热多,改善土壤热量状况。
b.增强土壤保肥能力,增加养分的吸附量。
c提供植物需要的营养元素,为土壤微生物、动物活动提供养分和能量。
②促进植物的生理活性
a.促进植物体内糖代谢,提高渗透压和抗旱性。
b.提高过氧化氢的活性,加速种子发芽和养分吸收。
c加强植物呼吸作用,增强膜的透性,促进根系发育及对养分的吸收。
③改善生态环境
a.含有多种功能基,对重金属离子有较强的络合能力,降低土壤中重金属离子的浓度。
b.对农药等有机污染物质有强烈亲和力,通过与有机污染物结合或作为还原剂改变其结构,加快有机污染物降解,减少其在土壤中残留污染。
c.是地球碳平衡过程中非常重要的碳库,对自然环境具有重大影响。研究表明,进入土壤的有机残体经过一年降解后,2/3以上的有机质以二氧化碳形式释放而损失,残留在土壤中的有机质为1/5-1/3。
(2)腐殖质的主要作用
①作物养分的主要来源:腐殖质既含有氮、磷、钾、硫、钙等大量元素,还有微量元素,经微生物分解可以释放出来供作物吸收利用。
②增强土壤的吸水、保肥能力:腐殖质是一种有机胶体,吸水保肥能力很强。
③改良土壤物理性质:腐殖质是形成团粒结构的良好胶结剂,可以提高黏重土壤的疏松度和通气性,改变砂土的松散状态。同时,由于它颜色较深,有利于吸收阳光,提高土壤温度。
④促进土壤植物的生长:腐殖质为植物生长提供了丰富的养分和能量,土壤酸碱适宜,因而有利于植物生长,促进土壤养分的转化。
⑤作物生长发育:腐殖质在分解过程中产生的腐殖酸、有机酸、维生素及一些激素,对作物生育有良好的促进作用,可以增强呼吸和对养分的吸收,加速根系和地上部分的生长。
【典例】土壤是由固相(矿物质、有机质)、液相(土壤水或溶液)和气相(土壤空气)三相物质组成的,土壤容重(ρb)是指田间自然状态下,单位体积土壤烘干后的重量:ρb=Ms/Vt=Ms/(Vs+Vw+Va)其中M示物质质量,V表示物质体积,土壤容重与土壤质地、压实状况、土壤颗粒密度、土壤有机质含量及各种土壤管理措施有关。有机质含量高、疏松多孔的土壤容重小,土壤发育良好。下图为土壤三相物质比例示意图。
1.土壤容重越大
A.有机质含量越低 B.土壤孔隙度越高 C.单位体积土壤干重越轻 D.越利于作物生长
【解析】综合材料推论可知,土壤容重越大,有机质含量越低,土壤孔隙度越低,单位体积土壤干重越重,则越不利于作物生长。答案A
2.下列四种土壤中,土壤容重最小的是
A.东南丘陵的红壤 B.松嫩平原的黑土 C.三江平原的沼泽土 D.长江中下游平原的水稻土
【解析】根据材料可归纳出,“有机质含量高、疏松多孔的土壤容重小”,选项中最肥沃的土壤容重应最小。答案B
3.下列措施不能降低土壤容重的是 A.引水灌溉 B.秸秆还田 C.深耕土地 D.红壤掺砂
【解析】结合记忆可知,秸秆还田、深耕土地、红壤掺砂都可以增加土壤孔隙度,降低土壤容重,而引水灌溉使得土壤物质紧实,可能会提高土壤容重。答案A
第四部分 本节教学论坛—提升学科素养
本节知识点：土壤形成的因素
【教学片段】
教师利用多媒体展示图片,请同学们思考:吸引人们选择在寻乌的群山之中定居的原因有哪些 寻乌富硒土壤是怎样形成的 影响土壤形成的因素有哪些
【多媒体展示】（地理景观）寻乌古民居
学生1:因为当地气候、土壤等条件比较好。
学生2:当地岩石富含硒元素。
学生3:影响土壤形成的因素有成土母质、气候、地形、生物、时间和人类活动等。
教师总结:寻乌地处亚热带季风气候区,水热条件较为优越,加上当地土壤为富硒土壤,使得当地出产的农产品不仅产量较高,而且品质优良,因而在农耕时代吸引山外百姓迁移至此。当地江水流量丰富,河流众多,流水挟带周围山地中的硒元素运送至地势较低的山间盆地,最终形成了富硒土壤。影响土壤形成的因素包括:成土母质、气候、地形、生物、时间和人类活动等
（设计意图）链式问题激发了学生的学习兴趣,综合分析土壤对农业生产的意义,推论富硒土壤的形成原因,形成区域认知的地理学科素养。
【论坛】
1.该教学设计片段基于土壤形成的因素这一知识点进行设计,运用了什么教学策略和方法
2.该教学设计片段如何体现学科能力和学科核心素养
3.该教学设计片段有哪些不足 如何改进