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第三章： 植物与土壤
本章知识结构：
第一节：土壤中有什么
一：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”
二：重点难点：土壤中的物质
三：本节学习方法：“追问式”学习
四：教学过程：
引言：地球上的一切生命都依赖着覆盖地球表面的一层脆弱松散的泥土。没有它，生物就永远不会从海洋里爬上来；就不会有植物、农作物、森林、动物┉┉及人类。那么土壤是由什么组成的呢？陆生植物为什么离不开土壤？人类的生产和生活与土壤又有什么关系？土壤中有什么？
土壤的结构：枯枝落叶层、上土层、下土层。土壤中有大量的生物，称之为土壤中和生命。（一）：土壤中的生命——土壤生物
土壤中有哪些生物？要了解这个问题，必须观察土壤实验，取土壤样本。
1：观察土壤
　 ⑴取样：挖一个长、宽深分别是50×50×30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？（放大镜、显微镜）
　 ⑵观察
　⑶填写观察报告：P76页
本节若采用野外观察法，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：
①“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。
②“土壤湿度”可以用“干旱”、“比较干旱”、“比较湿润”、“湿润”来表述；
③“土壤疏松程度”可用“非常疏松”、“疏松”、“比较疏松”、“不疏松”来表述；
④“光照强度”可以用“光照强度强”即直射光时间长，“光照强度一般”即有零星直射光照射，“光照强度弱”即完全遮阴等来描述；
⑤植物生长状况可用“良好”、“一般”、“较差”等来表示；
⑥“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。
结论：土壤生物有：植物、动物、微生物。
土壤中有非生命物质吗？
提出问题，引入课题：①土壤中有空气吗？②土壤中有水吗？③土壤中有有机物吗？④土壤中有无机盐吗？如何用实验来证明？
（二）土壤中的非生命物质
提出问题 观察、实验过程和现象 实验结果
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10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、……
关于本节实验的说明：关于本节实验的说明：
1、“土壤中含有空气”的实验（定量实验）：
①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%；
②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；
③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：
Ｖ1为采用土壤样本的注水量，Ｖ2为采用铁块样本时的注水量，Ｖ为土壤样本的体积
（其中土壤样本Ｖ=10×10×5=500毫升）（上述的体积都以毫升作单位，最后则是百分数）
④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，）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：①选取一块规则几何体积状的土壤样本，计算其体积计为Ｖ土；②捣碎，装入坩埚内，测出坩埚和土壤样本的总质量计为m1；③加热，使水分充分汽化，④测坩埚和余下部分的质量计为m2；⑤水的质量为m1-m2，计算水的体积为
⑥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。
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　二　课　时
课堂引入：上堂课里，我们通过实验探究，知道土壤中有水、空气、有机物和无机盐。
最初，地球外层的地壳是由岩石组成的，并没有土壤，现在土壤广泛分布于地球的陆地表面，那么你知道土壤是怎样形成的吗？
三、从岩石到土壤
1、思考：岩石是怎样变成土壤的？
①风的作用：风将砂粒刮起来，碰撞岩石，久而久之，岩石被慢慢地磨损，有了裂缝，最后破裂成小碎块。
②流水的作用：流水能促使大块岩石裂成小块。
③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。古人在修栈道时，常用火烧岩石，待岩石温度升得很高时，再浇上冷水，岩石骤热后，因突然冷却而爆裂。
④冰能裂石：雨水积聚到岩石的缝隙里，如果气温降低到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。
　⑤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、讨论：“天苍苍，野茫茫，风吹草底见牛羊”，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。
土壤的形成目前还在正常进行，土壤形成的速度极其缓慢－－注意保护耕地。
【讨论】针对目前许多地方肆意破坏土地资源的状况，谈谈你的看法。
【补充】土壤污染和净化
所谓土壤污染就是人类的生产和生活活动向环境中排放的三废物质通过大气、水体和生物间接地进入土壤，当进入土壤的量超过了土壤的承受能力时，就会破坏土壤生态系统的平衡，引起土壤的成分、结构和功能的变化。值得注意的是，土壤中的污染物还可以通过生物的新陈代谢和食物链发生进一步的传播。
1、 滥用化肥、农药和除草剂是造成土壤污染的主要原因。
2、其次，城市垃圾、工业废渣和各种废水都会跟土壤发生接触，将污染物向土壤转移。
3、大气中的污染物也会通过重力沉降和随降水进入土壤，酸雨就是最明显的例子。
土壤发生污染的程度，可以由污染物在该土壤中的含量超过未被污染的同类土壤中该物质的含量（背景值）的程度来表示，也可以由该土壤上生长的植物中的含量间接显示，还可以通过该土壤中的生态变化（生物指标）来判断。进入土壤的污染物，不大可能用人工的方法将其消除，从而使土壤恢复原来的性状。土壤的净化只能依靠其自身的功能。土壤中的污染物参与土壤中所进行的一系列变化，发生迁移转化，使土壤中的污染物逐渐减少，最终消失，这就是土壤的自净能力。这些变化包括：物理的（如农药的挥发扩散），化学的（如酸的中和），生物化学的（如有机物的生物降解）过程。当然，土壤对不同污染物的净化能力是有差别的，有的污染物容易转化，而有的则
很难得到净化而在土壤里长期残留。
课堂巩固练习：
1、土壤不是一种单纯的物质，它是由许多其它成分及生物且起组成，下列选项中不是土壤
生物的一项的是（　　）
　A、细菌　　　　B、蚯蚓　　　C、真菌　　　　D、腐殖质
2、下图的洁净玻璃板的两侧，分别滴有少许土壤浸出液
和等量的蒸馏水，将玻璃板放在火焰上加热，一段时间
后，发现：A处的液体完全消失，B处的液体消失后留
下了少许白色粉未，据此现象：
⑴＿＿＿＿＿处是土壤浸出液。
⑵该实验说明＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
作业：作业本

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