3.6课题：土壤中含有什么[下学期]

课题：土壤中含有什么
一、教学目标：
１、知识目标：了解土壤中含有的：水、空气、无机盐、有机质、微生物、砂粒、粘土等，以及这些物质对植物生长的作用。
２、能力目标：⑴利用已知的知识设计实验，验证假说；
⑵学会观察实验过程中产生的现象，并记录实验现象；
⑶初步学会收集相关的证据，找出证据与结论之间的逻辑关系；
⑷对所获得的结论能做出较为合理的解释；
⑸初步学会评价实验。
３、情感目标：⑴学会交流与协作；
⑵学会在实验过程中提出问题；
⑶培养探究的兴趣和探究精神，能尊重科学事实。
二、教学预备：
１、学生分组，4个人一小组，并确定小组长；
２、预备的实验器材：试管、酒精灯、铁架台、烧杯、石棉网、试管夹、蒸发皿、坩埚钳、0.001%的亚甲基蓝溶液、玻璃棒、蒸馏水、小灯泡、开关、电极、干电池、电流表、电流灵敏计等。
三、教学过程：
１、提供产生问题的背景材料：（可由媒体展示）
古时候，人们一直认为小小的种子之所以能够长成参天树，它那粗壮的树干和繁茂的枝叶完全是“土壤汁”变化而来的，1648年，荷兰科学家海尔蒙特把一棵重为2.2千克的柳树苗栽种到一个木桶里，桶内装有事先称好质量的土壤。在这以后，他只用清洁的雨水浇灌树苗，为了防止灰尘落入，他还专门做了一个透明桶盖。3年后柳树长高长大了，经称量，他发现柳树质量增加了7千克，而土壤只减少了60多克。
问题：（1）该实验说明了什么？
（2）为了进一步研究“土壤质量减少60多克”是什么物质，你应该提出怎样的问题进行研究？
２、学生问题的提出：
学生讨论，争议激烈，最后提出要研究的问题是：土壤中含有什么？
３、教师归纳学生的猜想：
土壤中有：①水②空气③无机盐④有机物⑤砂粒和粘土⑥微生
物⑦小动物
４、学生确定自己需要验证的一个猜想：
教师引导学生，要想知道自己的猜想是否符合科学事实，有许多获取证据的途径。如：请教老师、查阅资料、查阅网络、实验验证等。其中实验验证是最直接有效的手段，根据实验的目的和要求，并填写好你所需要的仪器，简单扼要地写出你的实验过程（可以用图表或陈述）表达你的实验，记录实验过程中产生的现象，收集有关的证据，得出你的结论，并对你的结论作出合理的解释，与其他组进行交流。
５、学生设计好实验并实施实验：
教师全班巡视，并参与他们的活动，特别关注动手能力弱的小组。
６、实验结论的展示和评价：
把学生的实验过程和结论用投影仪投出，并与学生一起进行评价。
下面是在课堂内获取的几组学生的实验过程和结论的评价：
组号 1
组长
组员
验证的猜想： 土壤中是否有空气 1、实验仪器：烧杯、蒸馏水、玻璃棒、土壤（块状）2、实验步骤：在烧杯中盛放一定量的蒸馏水，放入土壤。3、现象：土壤表面冒出气泡，如图所示4、结论：土壤中含有空气
学生对第1研究组的实验评价：（仅记录有代表性的发言）
甲：他们的实验操作很简单，现象很明显
乙：我是先在烧杯中放入土壤，再加入蒸馏水，结果没有看见土壤中冒出气泡，土壤很快被水冲散。
丙：做这个实验时，选择板结成块的土壤比松散的土壤好，因为结块的土壤中含有空气，那么松散的土壤中一定有空气。
丁：解释产生气泡的原因，还要说明空气难溶于水。
教师的总评价：前面的几位同学都讲得很好，第1组的实验操作简单，实验步骤正确，先放水后放土块现象更加明显，能排除干扰，对结论的解释，被丁同学补充得更加完整。证据的说服力强，证据与结论之间的逻辑关系较为严密。
组号 3
组长
组员
验证的猜想： 土壤中是否含有可溶性的无机盐 1、实验仪器：烧杯、蒸馏水、玻璃棒、蒸发皿、三角架、酒精灯、过滤器、坩埚钳2、实验步骤：①取土壤溶于蒸馏水；②将上层的溶液过滤到蒸发皿中；③加热蒸发结晶3、现象：溶液蒸发后，蒸发皿中有白色小颗粒的晶体析出4、结论：土壤中含有可溶性的无机盐5、解释：溶于水的无机盐在水分蒸发时析出
对第3研究小组的实验评价：
甲：我们实验组也是这样做，但没有发现白色晶体析出。
乙：我们是用导电实验来验证，结果也发现小灯泡不发光。
丙：他们的这个实验没有对照，应该用蒸馏水做一次对照实验。
丁：我回家后，准备用土壤浸出液和新鲜的疏菜叶柄做一次实验，请老师给我一些蒸馏水。
戊：他们的实验操作过程简单，不过我还想探究这些可溶性的无机盐都是些什么物质。
己：他们的失败的原因可能是土壤中无机盐含量很低，放入土壤太少。
教师评价：实验过程与现象陈述完整，实验原理简单明了，易操作，但缺乏蒸馏水的对照实验，有对照更有说服力，能排除蒸馏水中杂质的干扰，用不同方法验证这一猜想，如用导电实验，生物生长现象进行比较的方法等，其中有2组用导电实验，没能使灯泡发光，归纳失败的原因是：①土壤中的无机盐含量较低；②土壤放入太少；③溶解不完全等。请失败的同学课后继续进行探究。许多重大的发现和发明，往往需要多次实验，反复验证。
组号 2
组长
组员
验证的猜想： 土壤中是否含有水 1、实验仪器和实验过程如图所示。A－干燥的烧杯 B－石棉网 C－三角架D－酒精灯 E－土壤 F－水珠2、现象：加热土壤后，烧杯壁上出现水珠3、结论：土壤中含有水4、解释：水受热蒸发遇冷液化成小水珠
学生对第2研究小组的实验评价：
甲：我们组是在试管中加热土壤的，在试管口也出现水珠。
乙：这个实验时，如果温度太高，水可能来自于土壤中某些物质受热分解。
丙：这个实验所用的仪器很常见、很简单，现象很明显，加热的时间很短，很快能看到现象。
丁：他们的解释特别简单明了，很合理。
戊：我可以用上面的装置放在阳光下晒,也会产生水珠,这个实验我回家准备用塑料杯、玻璃片、土壤、太阳光再做一次。
教师总评价：用图来表示实验过程和现象，使实验更加直观明了，解释非常合理，实验操作很简单。（并展示与本组实验操作不同的组别与其比较找出最简单的一种方法。如在试管中加热，不用酒精灯，直接用阳光等方法。）
组号 4
组长
组员
验证的猜想： 土壤中是否有微生物（细菌等） 1、实验器材：烧杯、玻璃棒、蒸馏水、过滤器、0.001%的亚甲基蓝溶液、试管、手表。2、实验步骤：①取土壤溶于蒸馏水；②过滤到一支试管中；③取另一支试管注入同量的蒸馏水；
④分别在二支试管中注入各5滴的亚甲基蓝溶液；⑤记录褪色的时间：3、实验现象： 土壤浸出液蒸馏水裉色时间15分35秒20分未褪色 4、结论：土壤中含有较多的微生物5、解释：细菌作用于亚甲基蓝能使亚甲基蓝溶液褪色
对第4组研究组的实验评价：
甲：我们组是用如图的实验装置进行实验，我们是从一本竞赛书上看来的。（展示他们的实验过程和结果），现在我们还在做，发现A、B两支试管中澄清石灰水的变化没什么区别。
乙：他们的实验原理比较简单，而且还有对照，有时间记录，这个实验很好。我们组当时没有想到。
教师评价：实验现象明显，有实验现象和时间的记录并有对照实验，解释合理，证据与结论的逻辑关系严密，说服力强，是个很好的思路，（出示甲组同学实验与之比较）第四组的实验操作更为简单。所用的时间短、干扰少。
全课小结：由于时间关系，我们先探究这么一些内容，实际上土壤的成分是非常复杂的，我们要设计实验验证自己猜想的某种物质时，要注意实验的原理，实验用到的仪器要常见。实验操作要简单，实验现象要明显，易于收集相关的证据，便于找出结论与证据之间的逻辑关系，同时还要考虑到能源、环保、材料等问题。希望同学们放学回家，在家中自己设计一些实验进行探究，遇到什么问题，我们可以一起讨论。通过同学们的探究,你认为海尔蒙特实验中，土壤减少的60多克物质主要是什么物质？如何设计实验进一步进行探究？
也许是由于平时这样让学生自主地动手和学习的机会太少的缘故吧！每位学生都非常的兴奋和投入。他们的创造性、灵活性、主动性无疑充分地发挥出来了。解决一个问题的方法是如此之多，是我们教师一个人所想不到的。各抒己见是他们体验到他们是学习的主人，更值得我们深思的是他们把这种兴趣延续到课外并保持下去，这就是教育的真正目的吧。
课外巩固：
1、作业本作业。
2、复习本节课内容。

5、解释：土壤疏松多孔，有空气进入

学生对第1研究组的实验评价：（仅记录有代表性的发言）
甲：他们的实验操作很简单，现象很明显