探究土壤酸堿性對(duì)植物生長的影響 教學(xué)設(shè)計(jì)

探究土壤酸堿性對(duì)植物生長的影響——以安徽黃山名茶為例張敏黃山市黃山第二中學(xué)指導(dǎo)教師：程素芳方習(xí)貴1.1教學(xué)內(nèi)容本課題選題來自《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022版）》中跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)課題《探究土壤酸堿性對(duì)植物生長的影響》。在人民教育出版社九年級(jí)化學(xué)下冊第十單元《課題1常見的酸和堿》第一課時(shí)介紹了酸堿指示劑及其遇到酸堿性溶液時(shí)顏色變化規(guī)律；在《課題2酸和堿的中和反應(yīng)》一節(jié)中，介紹了中和反應(yīng)及其在日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，農(nóng)作物一般適宜在pH=7或接近7的土壤中生長（說明農(nóng)作物生長對(duì)于土壤的酸堿性有一定的要求），調(diào)節(jié)土壤的pH是改良土壤的方法之一。但是土壤酸堿性對(duì)于具體植物的生長影響介紹比較籠統(tǒng)，學(xué)生缺少經(jīng)歷真實(shí)的探究過程。在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)中探究溶液酸堿性與植物生長的關(guān)系，為后期的跨學(xué)科主題活動(dòng)學(xué)習(xí)奠定一定的科學(xué)基礎(chǔ)。為什么黃山盛產(chǎn)茶葉？運(yùn)用本土資源特色，以黃山名茶為例，形成項(xiàng)目化學(xué)習(xí)中的驅(qū)動(dòng)性社會(huì)問題設(shè)計(jì)，學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目式探究。通過轉(zhuǎn)化學(xué)習(xí)研究成果，課前探究農(nóng)作物種子（以綠豆種子、蘿卜菜種和豌豆種子進(jìn)行小組探究實(shí)驗(yàn)）在不同pH溶液或土壤中的生長環(huán)境的活動(dòng)探究設(shè)計(jì)，探究與實(shí)踐，活動(dòng)記錄與反思，課堂進(jìn)行小組匯報(bào)與互評(píng)，說明植物生長需要適宜的土壤pH。那么茶葉的生長也不會(huì)例外，實(shí)驗(yàn)測定課前采樣相同植物（黃山名茶）在不同地點(diǎn)的土壤的pH，發(fā)現(xiàn)黃山名茶生長同樣存在適宜的土壤的pH范圍。并通過土壤酸堿性對(duì)植物生長的分析，認(rèn)識(shí)改良土壤的重要意義。1.2學(xué)情分析從知識(shí)層面上看，九年級(jí)學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了溶液、酸和堿等知識(shí)，對(duì)于酸性與堿性對(duì)植物的生長產(chǎn)生影響有了一定的認(rèn)識(shí)，但是對(duì)于具體植物的影響過程缺少認(rèn)知，只是概念模糊化，沒有親自動(dòng)手體悟的過程。從能力層面上看，九年級(jí)學(xué)生經(jīng)過義務(wù)教育階段的多年學(xué)習(xí)，在查詢資料、獲取信息，合作交流、動(dòng)手實(shí)踐等方面自主能力較好，具備課外實(shí)踐活動(dòng)和單一變量探究實(shí)驗(yàn)的能力，具有一定的可操作性和基本實(shí)驗(yàn)技能。從心理層面上看，九年級(jí)學(xué)生思維活躍、好奇心強(qiáng)，對(duì)于實(shí)驗(yàn)探究方面充滿興趣，對(duì)未知充滿了探索欲望，同時(shí)結(jié)合本土特色開展跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)，為本節(jié)課的開展奠定了良好的開端。潛在的困難是學(xué)生對(duì)于酸性與堿性物質(zhì)的學(xué)習(xí)處于入門階段，缺乏經(jīng)驗(yàn)。雖然初步學(xué)會(huì)了用pH試紙測定溶液pH的方法，但對(duì)于土壤的檢測方法比較陌生，跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)開展較少，思維方式和課程模式比較新穎短時(shí)難以接受。在教學(xué)過程中要逐步進(jìn)行，循循漸進(jìn)，利用地理和生物學(xué)科的知識(shí)基礎(chǔ)，結(jié)合勞動(dòng)教育課程，逐步改變學(xué)生學(xué)習(xí)思維的固化模式。1.3教學(xué)目標(biāo)1.利用本土特色茶樹的土壤研究，學(xué)會(huì)查閱整理資料，學(xué)會(huì)土壤的pH測定不同方法。2.轉(zhuǎn)化學(xué)習(xí)研究成果，通過探究種子（以綠豆種子、蘿卜菜種和豌豆種子進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)）在不同pH溶液或土壤中的生長環(huán)境，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究與實(shí)踐素養(yǎng)，形成化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究的思路和方法。3.通過土壤酸堿性對(duì)植物生長的分析，認(rèn)識(shí)改良土壤的重要意義，樹立人與自然和諧共生的科學(xué)自然觀和綠色發(fā)展觀，并增強(qiáng)利用所學(xué)知識(shí)振興鄉(xiāng)村的使命感與責(zé)任感。4.通過真實(shí)的情境教學(xué)、問題解決以及項(xiàng)目式探究，體會(huì)用化學(xué)知識(shí)分析、解決實(shí)際問題的思路與方法，提升科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)。教學(xué)重點(diǎn)：掌握中和反應(yīng)在實(shí)際中的應(yīng)用和pH測定方法。教學(xué)難點(diǎn)：學(xué)會(huì)知識(shí)的轉(zhuǎn)化遷移，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究與實(shí)踐能力。1.4教學(xué)流程結(jié)論學(xué)生活動(dòng)問題/任務(wù)情境結(jié)論學(xué)生活動(dòng)問題/任務(wù)情境環(huán)節(jié)綠豆組、蘿卜菜組和豌豆組綠豆組、蘿卜菜組和豌豆組學(xué)生代表上臺(tái)進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)進(jìn)行匯報(bào)植物生長是否需要適宜的土壤pH？黃山盛產(chǎn)茶葉的圖片環(huán)節(jié)一：探究實(shí)驗(yàn)的成果匯報(bào)植物生長需要適宜的土壤pH茶葉生長土壤pH范圍3.5-6.0，教師測量土壤pH大于7，不適合種植茶葉分組學(xué)生實(shí)驗(yàn)，測量黃山各地茶山土壤pH,結(jié)果分析并匯報(bào)。教師演示實(shí)驗(yàn)測量另一份土壤pH茶葉生長土壤pH范圍3.5-6.0，教師測量土壤pH大于7，不適合種植茶葉分組學(xué)生實(shí)驗(yàn)，測量黃山各地茶山土壤pH,結(jié)果分析并匯報(bào)。教師演示實(shí)驗(yàn)測量另一份土壤pH測量黃山各地茶山土壤土壤pH？采集各地黃山茶山土壤如何讓黃山茶山土壤更適合黃山茶葉生長環(huán)節(jié)二：環(huán)節(jié)二：課堂分組實(shí)驗(yàn)，測量茶山各地土壤pH一片葉子富茶農(nóng)，茶產(chǎn)業(yè)一片葉子富茶農(nóng)，茶產(chǎn)業(yè)托起鄉(xiāng)村振興致富夢結(jié)合PPT中提示學(xué)生思考討論并回答環(huán)節(jié)三：振興鄉(xiāng)村，提高茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)，改良土壤。環(huán)節(jié)三：振興鄉(xiāng)村，提高茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)，改良土壤。圖片展示各種方法1.5教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖新課引入提出問題展示：黃山茶山圖片為什么黃山盛產(chǎn)茶葉？觀看圖片，引發(fā)探究興趣，猜想影響茶葉生長的因素：陽光、空氣、溫度、土壤。其中土壤中的影響因素主要包括水分、pH和肥力。引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到植物生長與土壤的pH有關(guān)，激發(fā)學(xué)生對(duì)該因素的探究欲。環(huán)節(jié)一：對(duì)課前實(shí)驗(yàn)探究與實(shí)踐的成果匯報(bào)課前學(xué)生分成3個(gè)大組分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究與實(shí)踐，；課堂聽取學(xué)生小組匯報(bào)（每個(gè)大組再分成2個(gè)小組），教師引導(dǎo)學(xué)生互評(píng)。1.綠豆組學(xué)生代表匯報(bào)。通過對(duì)綠豆生長曲線的分析，得出在五種pH不同的水樣中，pH為7.09時(shí)最適合綠豆的生長；小組互評(píng)。2.蘿卜菜組學(xué)生代表匯報(bào)。通過對(duì)圖表進(jìn)行分析，得出結(jié)論：酸性土壤不適合蘿卜菜生長；五組土壤中，pH為8最適合蘿卜菜生長，小組互評(píng)。3.豌豆組學(xué)生代表匯報(bào)，通過對(duì)圖表進(jìn)行分析，得出結(jié)論：五組水樣中，pH為7最適合豌豆生長；小組互評(píng)。4.學(xué)生總結(jié)：植物生長需要適宜的土壤pH通過學(xué)生對(duì)各自實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)的觀察分析，得出植物生長需要適宜的土壤pH。培養(yǎng)學(xué)生小組合作與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及數(shù)據(jù)的分析、推理與歸納能力。進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究與實(shí)踐素養(yǎng)，形成化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究的思路和方法。環(huán)節(jié)二：測定黃山不同地點(diǎn)茶山土壤樣品的pH1.既然植物的生長需要適宜的土壤pH，那么黃山茶葉的生長需要什么樣的土壤pH呢？2.教師演示用pH傳感器精確測定土壤樣品的pH3.展示查閱的資料：黃山的土壤呈酸性，茶葉適宜生長土壤pH范圍一般在5.0-6.51.學(xué)生，用pH試紙測量各自土壤浸出液的pH，然后各小組進(jìn)行匯報(bào)；2.觀察老師用傳感器測定土壤樣品的pH的實(shí)驗(yàn)；3.分析，總結(jié)茶葉適合什么樣土壤pH通過實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)土壤的pH測定不同方法，認(rèn)識(shí)到利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)測定土壤的pH方法對(duì)檢測土壤酸堿度的重要意義。環(huán)節(jié)三：振興鄉(xiāng)村，改良土壤，提高茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)師：茶葉是黃山市當(dāng)?shù)刂匾慕?jīng)濟(jì)作物之一，茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)直接決定了茶農(nóng)的收入，然而茶葉品質(zhì)又有土壤密切相關(guān)，為了讓茶山土壤更適合茶葉生長，你能提供哪些建議？學(xué)生聯(lián)系生活實(shí)際與所學(xué)知識(shí)思考、回答通過真實(shí)的情境教學(xué)、問題解決以及項(xiàng)目式探究，體會(huì)用化學(xué)知識(shí)分析、解決實(shí)際問題的思路與方法，提升科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任素養(yǎng)。歸納小結(jié)分享收獲作業(yè)布置師：請同學(xué)們回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)，從知識(shí)的收獲、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法、實(shí)驗(yàn)手段的多樣性等方面說一說你的收獲。師：結(jié)合所學(xué)知識(shí)以《我為建設(shè)生態(tài)茶園獻(xiàn)一計(jì)》為題寫一篇小短文。分享收獲學(xué)生結(jié)合自己的家鄉(xiāng)情況，課后查閱資料、實(shí)地勘察與走訪完成小論文歸納總結(jié)課堂內(nèi)容，分享收獲。化學(xué)源自生活，服務(wù)于生活；學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)為振興美麗鄉(xiāng)村出一份力，感受到化學(xué)的魅力和價(jià)值，培養(yǎng)對(duì)鄉(xiāng)村建設(shè)的熱愛。1.6板書設(shè)計(jì)：探究土壤酸堿性對(duì)植物生長的影響一、植物生長需要適宜的土壤pH二、茶葉生長適宜的土壤pH范圍三、改善土壤環(huán)境2.教學(xué)反思我曾在《PBL跨學(xué)科項(xiàng)目經(jīng)典案例：太空探索“家”》這本書中看到這樣一段文字：“項(xiàng)目化學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)讓我們的學(xué)生關(guān)注真實(shí)的世界，不僅僅是讓學(xué)生深度理解和掌握概念，或者鍛煉思維能力，同時(shí)也是為了引導(dǎo)學(xué)生敬畏自然與生命，理解何為社會(huì)責(zé)任?！北菊n設(shè)計(jì)的基于對(duì)九年級(jí)學(xué)生學(xué)情的把握，運(yùn)用項(xiàng)目式探究的方法，學(xué)生在情境中主動(dòng)去獲取知識(shí)，在問題的驅(qū)動(dòng)中，進(jìn)行知識(shí)的遷移，并進(jìn)行創(chuàng)造性的運(yùn)用。在黃山茶山土壤酸堿度的研究過程中，由于只學(xué)習(xí)了溶液酸堿度的測定，那么土壤的酸堿度如何測量呢?學(xué)生通過查閱資料獲得土壤的測定方法，涉及到控制變量法的應(yīng)用，同時(shí)加深了對(duì)溶液酸堿度測量方法的掌握，并且在測定過程中尋找更好的測定方案。當(dāng)黃山茶山土壤酸堿度結(jié)果出來后又形成新的問題驅(qū)動(dòng):植物在不同pH土壤條件下生長狀況