资源简介

跨学科实践活动9
探究土壤酸碱性对植物生长的影响
教学设计
活动：探究土壤酸碱性对植物生长的影响 课时 1 授课年级 初三
活动分析 本次活动体现了多学科的有机融合，将化学中的酸碱度测定、生物中的植物生长需求以及地理中的土壤分布知识巧妙结合在一起。教材通过这一活动，引导学生突破单一学科的限制，综合运用多学科知识解决实际问题，帮助学生理解自然环境中各要素之间的相互联系与作用。同时，这也为学生提供了一个将理论知识应用于实际生活与生产的宝贵平台，有助于培养他们的实践能力、创新思维，以及对科学研究的兴趣和科学素养。
学情分析 本次活动的开展基于学生已具备的化学、生物和地理学科的基础知识，其中包括对酸碱度原理的理解、植物生长条件的初步认识以及土壤分布特征的基本了解。然而，大多数学生对这些知识的实际应用能力还有所欠缺，尤其是在多学科知识的整合与实践中可能缺乏经验。因此，学生在活动中可能会面临如何将不同学科的知识联系起来并有效解决实际问题的挑战。同时，部分学生的实践能力和创新思维需要进一步培养，对自然环境中各要素相互影响的认识也需要更深入的引导。通过此次活动，学生将有机会在具体情境中综合运用所学知识，提升实际动手能力和科学探究能力，这对于培养他们的综合素养和科学兴趣具有重要意义。
活动目标 1.了解土壤酸碱性的测定方法，认识不同植物对土壤酸碱性的适应范围，学会根据实验数据和观察结果分析土壤酸碱性对植物生长的影响； 2.通过实地采样、实验测定和观察记录，培养学生的实践操作能力和科学探究精神，运用化学知识和生物学知识，综合分析和解决实际问题，提高学生的跨学科思维能力； 3.培养学生关注环境、爱护土壤资源的意识，体会科学研究与农业生产的密切联系，激发学生对自然科学的兴趣。
活动重、难点 重点：土壤酸碱性的测定及不同植物在不同酸碱度土壤中的生长状况观察分析实验数据，得出土壤酸碱性对植物生长的影响规律。 难点：设计合理的实验方案，控制实验变量，确保实验结果的准确性，结合化学和生物学原理，解释土壤酸碱性影响植物生长的机制。
核心素养 化学观念：学生能够深入理解溶液酸碱性及酸、碱、盐的性质化学知识，并能将其应用于土壤酸碱性的测定和土壤改良方案的制定中，认识到化学在农业生产和环境保护中的重要作用。 科学思维：通过设计实验探究植物生长适宜的 pH 范围，培养学生的实验设计、观察、分析和归纳能力，以及逻辑思维和创新思维能力，让学生学会从实验现象中得出结论并进行反思。 科学探究与实践：学生掌握土壤取样、酸碱性测定的方法，准确测定土壤酸碱度，并能分析实验数据与误差来源，通过小组合作完成实践任务，探究植物生长适宜的pH、调查我国土壤酸碱性分布和制订土壤改良方案，培养学生的团队协作精神、交流沟通能力与科学探究态度。 科学态度与责任：增强学生对自然科学与农业生产的关注度，使学生认识到合理利用化学知识可以改善土壤环境，提高农作物产量和质量，从而培养学生的社会责任感和环保意识。。
教学过程 活动引入 土壤中发生着各种化学反应。地质条件和生态环境不同，使得土壤的酸碱性存在差异。研究土壤酸碱性对植物生长的影响，对种植业及其发展具有重要意义。 活动设计与实施 任务一：测定土壤的酸碱性 1.查阅资料，了解测定土壤酸碱性的方法，如土样采集、试液配制及检测手段等。 土壤采样、处理 土壤采样有哪些注意事项？以下哪种取样方式是合理的呢？ ①注意所取采样点要分布均匀，避开特殊地点；避免阳光直射，防止酸、碱气体污染，以及灰尘等异物进入样品。 ②将各采样点的土壤混合均匀，提取适量的样品。 配制土壤浸出液 问题：怎样配制土壤浸出液呢？ 配制用品：烧杯、玻璃棒，干燥土样、蒸馏水 配制步骤：取干燥土壤样品，将土壤样品与蒸馏水按1∶5的质量比在烧杯中混合，充分搅拌后，静置，得到土壤浸出液。 测定浸出液的酸碱性 问题：如何测定浸出液的酸碱性呢？ ①定性（测定溶液的酸碱性） ②定量（测定溶液的酸碱度） 拓展：六合一土壤检测仪 2.选取校园或农田的土壤，选择适合的方法，设计实验，测定土壤的酸碱性。 任务二：探究植物生长适宜的pH 1.结合生物学的知识，或查阅资料，举例说明不同植物的生长对土壤酸碱性的要求，了解植物的生长特点，如生长环境、生长周期等。 不同植物对土壤酸碱性的要求 不同植物生长特点 2.选择一种适合的植物，在不同pH的土壤中进行种植(或用溶液模拟环境进行栽培)实验，并制订观察和记录方案；说明土壤酸碱性对该植物生长的影响，确定其适宜生长的pH。 以新鲜绿豆为例，探究不同酸碱性溶液对其造成的影响 实验用品：烧杯，温度计，新鲜绿豆，pH分别为5、6、7、8、9的溶液 实验方案：用5只烧杯，分别倒入pH为5、6、7、8、9的溶液各50 mL，做好标记，在5只烧杯内放入大小一致的8粒绿豆。确保5只烧杯除溶液酸碱性外，其余条件均相同，在一周的同一时间内，每天定时观察，测量，并且测定溶液的pH，把观察到的绿豆生长情况记录在表格中。 定期观察，并记录绿豆的生长状况(发芽数、幼苗高度等) 思考：如图是某实验研究测得绿豆发芽、生长受溶液酸碱性的影响。分析下图你能得出什么结论？ 绿豆种子在中偏碱性的pH值(7.0~7.5)条件下萌发率最高，植株长势相对较好。 任务三：调查我国土壤酸碱性分布 1.结合地理学知识，根据地理区域划分(或自行划分区域)，调查我国土壤酸碱性的分布情况。 我国土壤酸碱性具有明显的区域性特点，华东和华南主要为酸性土壤，而华北和西北绝大部分为中性或碱性土壤。 特点为：南酸北碱，沿海偏酸，内陆偏碱。 2.查阅资料，了解地质、环境等条件对土壤酸碱性的影响。 降水方面：南方降水多，淋溶作用强，土壤中盐基离子等碱性物质易被淋失，使土壤酸性增强；北方降水少，淋溶作用弱，碱性物质积累，土壤多呈碱性。 温度方面：南方温度高，微生物活动旺盛，分解有机质产生大量有机酸，使土壤酸化；北方温度较低，微生物活动相对较弱，对土壤酸化作用较小。 植被方面：南方茂密森林的凋落物多，分解后产生的有机酸等酸性物质多，进入土壤后使土壤酸性增强。北方草原植被覆盖度低，产生的酸性物质少，且草原土壤中碳酸盐等碱性物质相对较多，使土壤呈碱性。 人类活动方面：农业生产中，过量施用氮肥和磷肥会导致土壤酸化，过量施用钾肥和有机肥则可能导致土壤碱化。工业活动中，工厂排放的废气形成酸雨等酸性降水，会使土壤酸化；而造纸厂等排放的碱性废水，若用于灌溉等，会使土壤碱化。 任务四：制订土壤改良方案 1.查阅资料，并结合访谈、实地调研等形式，了解目前我国主要使用的土壤酸碱性改良剂及使用的原因。 目前我国主要使用的土壤酸碱性改良剂：化学改良剂（如熟石灰、石膏、磷石膏、硫酸亚铁 、硫黄、腐殖酸、腐殖酸钙等）、高分子聚合物土壤改良剂等。 2.结合自己家乡农作物种植或家庭花卉种植的情况，初步制订改良土壤酸碱性的方案。 展示与交流 小组展示种植的植物，交流对植物生长与土壤酸碱性关系的认识和实践的体会。 撰写活动报告，以墙报、讲座或论文等形式进行交流。 练习与应用 1.土壤的酸碱度会影响植物的生长。下列植物在微酸性土壤中，不适宜种植的是（ ） A．沙枣 B．小麦 C．西瓜 D．油菜 【答案】A 2.“土壤治酸，果实更甜”。据报道，中国近年来土壤酸化问题日益严重，到2050年如不采取缓解措施，土壤酸化将导致土壤养分失衡，降低作物产量，并威胁国家粮食安全。 (1)森林土壤酸化主要是因为硫的排放，燃煤产生的______气体会形成酸雨，酸雨的pH一般小于______；而我国农田、草原土壤酸化主要是不合理施肥造成的氮沉降，下列化肥中不属于氮肥的是______。（填字母序号） A．CO(NH2)2 B．NH4NO3 C．KNO3 D．NH4HCO3 【答案】SO2 5.6 C
活动总结
板书 设计 跨学科实践活动9 探究土壤酸碱性对植物生长的影响 任务一：测定土壤的酸碱性 任务二：探究植物生长适宜的pH 任务三：调查我国土壤酸碱性分布 任务四：制定土壤改良方案
教学 反思 亮点：本次活动成功实现了学科融合，学生能够将化学、生物和地理知识结合应用于实际问题中，拓宽了视野，提升了跨学科解决问题的能力。在实践操作方面，学生通过亲自动手提高了实验技能，培养了观察和分析能力，增强了科学探究精神。此外，小组合作形式促进了学生的团队协作和交流能力，各小组在分享中提升了创新思维。 不足：活动中有些学生在跨学科知识运用上较为生疏，部分小组由于分工不明确导致效率不高。此外，时间安排较紧，学生们在总结和反思环节没有得到充分时间，影响了知识的深入理解。 教学建议：建议加强学科知识的衔接，通过引导性任务帮助学生更快进入状态。明确小组分工并提供指导，提高协作效率。适当延长总结和反思时间，以加深学生对活动内容的理解和反思。通过这些改进，可进一步提升学生的学习效果和活动体验。

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