探究土壤酸碱性对植物生长的影响 教学设计

探究土壤酸碱性对植物生长的影响——以安徽黄山名茶为例张敏黄山市黄山第二中学指导教师：程素芳方习贵1.1教学内容本课题选题来自《义务教育化学课程标准（2022版）》中跨学科实践活动课题《探究土壤酸碱性对植物生长的影响》。在人民教育出版社九年级化学下册第十单元《课题1常见的酸和碱》第一课时介绍了酸碱指示剂及其遇到酸碱性溶液时颜色变化规律；在《课题2酸和碱的中和反应》一节中，介绍了中和反应及其在日常生活和工农业生产中有着广泛的应用，在农业生产中，农作物一般适宜在pH=7或接近7的土壤中生长（说明农作物生长对于土壤的酸碱性有一定的要求），调节土壤的pH是改良土壤的方法之一。但是土壤酸碱性对于具体植物的生长影响介绍比较笼统，学生缺少经历真实的探究过程。在项目式学习活动中探究溶液酸碱性与植物生长的关系，为后期的跨学科主题活动学习奠定一定的科学基础。为什么黄山盛产茶叶？运用本土资源特色，以黄山名茶为例，形成项目化学习中的驱动性社会问题设计，学生进行项目式探究。通过转化学习研究成果，课前探究农作物种子（以绿豆种子、萝卜菜种和豌豆种子进行小组探究实验）在不同pH溶液或土壤中的生长环境的活动探究设计，探究与实践，活动记录与反思，课堂进行小组汇报与互评，说明植物生长需要适宜的土壤pH。那么茶叶的生长也不会例外，实验测定课前采样相同植物（黄山名茶）在不同地点的土壤的pH，发现黄山名茶生长同样存在适宜的土壤的pH范围。并通过土壤酸碱性对植物生长的分析，认识改良土壤的重要意义。1.2学情分析从知识层面上看，九年级学生已经学习了溶液、酸和碱等知识，对于酸性与碱性对植物的生长产生影响有了一定的认识，但是对于具体植物的影响过程缺少认知，只是概念模糊化，没有亲自动手体悟的过程。从能力层面上看，九年级学生经过义务教育阶段的多年学习，在查询资料、获取信息，合作交流、动手实践等方面自主能力较好，具备课外实践活动和单一变量探究实验的能力，具有一定的可操作性和基本实验技能。从心理层面上看，九年级学生思维活跃、好奇心强，对于实验探究方面充满兴趣，对未知充满了探索欲望，同时结合本土特色开展跨学科实践活动，为本节课的开展奠定了良好的开端。潜在的困难是学生对于酸性与碱性物质的学习处于入门阶段，缺乏经验。虽然初步学会了用pH试纸测定溶液pH的方法，但对于土壤的检测方法比较陌生，跨学科实践活动开展较少，思维方式和课程模式比较新颖短时难以接受。在教学过程中要逐步进行，循循渐进，利用地理和生物学科的知识基础，结合劳动教育课程，逐步改变学生学习思维的固化模式。1.3教学目标1.利用本土特色茶树的土壤研究，学会查阅整理资料，学会土壤的pH测定不同方法。2.转化学习研究成果，通过探究种子（以绿豆种子、萝卜菜种和豌豆种子进行探究实验）在不同pH溶液或土壤中的生长环境，培养学生科学探究与实践素养，形成化学实验探究的思路和方法。3.通过土壤酸碱性对植物生长的分析，认识改良土壤的重要意义，树立人与自然和谐共生的科学自然观和绿色发展观，并增强利用所学知识振兴乡村的使命感与责任感。4.通过真实的情境教学、问题解决以及项目式探究，体会用化学知识分析、解决实际问题的思路与方法，提升科学态度与责任素养。教学重点：掌握中和反应在实际中的应用和pH测定方法。教学难点：学会知识的转化迁移，培养学生的科学探究与实践能力。1.4教学流程结论学生活动问题/任务情境结论学生活动问题/任务情境环节绿豆组、萝卜菜组和豌豆组绿豆组、萝卜菜组和豌豆组学生代表上台进行探究实验进行汇报植物生长是否需要适宜的土壤pH？黄山盛产茶叶的图片环节一：探究实验的成果汇报植物生长需要适宜的土壤pH茶叶生长土壤pH范围3.5-6.0，教师测量土壤pH大于7，不适合种植茶叶分组学生实验，测量黄山各地茶山土壤pH,结果分析并汇报。教师演示实验测量另一份土壤pH茶叶生长土壤pH范围3.5-6.0，教师测量土壤pH大于7，不适合种植茶叶分组学生实验，测量黄山各地茶山土壤pH,结果分析并汇报。教师演示实验测量另一份土壤pH测量黄山各地茶山土壤土壤pH？采集各地黄山茶山土壤如何让黄山茶山土壤更适合黄山茶叶生长环节二：环节二：课堂分组实验，测量茶山各地土壤pH一片叶子富茶农，茶产业一片叶子富茶农，茶产业托起乡村振兴致富梦结合PPT中提示学生思考讨论并回答环节三：振兴乡村，提高茶叶产量和品质，改良土壤。环节三：振兴乡村，提高茶叶产量和品质，改良土壤。图片展示各种方法1.5教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图新课引入提出问题展示：黄山茶山图片为什么黄山盛产茶叶？观看图片，引发探究兴趣，猜想影响茶叶生长的因素：阳光、空气、温度、土壤。其中土壤中的影响因素主要包括水分、pH和肥力。引导学生认识到植物生长与土壤的pH有关，激发学生对该因素的探究欲。环节一：对课前实验探究与实践的成果汇报课前学生分成3个大组分别进行实验探究与实践，；课堂听取学生小组汇报（每个大组再分成2个小组），教师引导学生互评。1.绿豆组学生代表汇报。通过对绿豆生长曲线的分析，得出在五种pH不同的水样中，pH为7.09时最适合绿豆的生长；小组互评。2.萝卜菜组学生代表汇报。通过对图表进行分析，得出结论：酸性土壤不适合萝卜菜生长；五组土壤中，pH为8最适合萝卜菜生长，小组互评。3.豌豆组学生代表汇报，通过对图表进行分析，得出结论：五组水样中，pH为7最适合豌豆生长；小组互评。4.学生总结：植物生长需要适宜的土壤pH通过学生对各自实验探究活动的观察分析，得出植物生长需要适宜的土壤pH。培养学生小组合作与实验现象及数据的分析、推理与归纳能力。进而培养学生科学探究与实践素养，形成化学实验探究的思路和方法。环节二：测定黄山不同地点茶山土壤样品的pH1.既然植物的生长需要适宜的土壤pH，那么黄山茶叶的生长需要什么样的土壤pH呢？2.教师演示用pH传感器精确测定土壤样品的pH3.展示查阅的资料：黄山的土壤呈酸性，茶叶适宜生长土壤pH范围一般在5.0-6.51.学生，用pH试纸测量各自土壤浸出液的pH，然后各小组进行汇报；2.观察老师用传感器测定土壤样品的pH的实验；3.分析，总结茶叶适合什么样土壤pH通过实验，让学生学会土壤的pH测定不同方法，认识到利用数字化实验测定土壤的pH方法对检测土壤酸碱度的重要意义。环节三：振兴乡村，改良土壤，提高茶叶产量和品质师：茶叶是黄山市当地重要的经济作物之一，茶叶产量和品质直接决定了茶农的收入，然而茶叶品质又有土壤密切相关，为了让茶山土壤更适合茶叶生长，你能提供哪些建议？学生联系生活实际与所学知识思考、回答通过真实的情境教学、问题解决以及项目式探究，体会用化学知识分析、解决实际问题的思路与方法，提升科学态度与社会责任素养。归纳小结分享收获作业布置师：请同学们回顾本节课的学习，从知识的收获、实验设计的方法、实验手段的多样性等方面说一说你的收获。师：结合所学知识以《我为建设生态茶园献一计》为题写一篇小短文。分享收获学生结合自己的家乡情况，课后查阅资料、实地勘察与走访完成小论文归纳总结课堂内容，分享收获。化学源自生活，服务于生活；学生利用所学知识为振兴美丽乡村出一份力，感受到化学的魅力和价值，培养对乡村建设的热爱。1.6板书设计：探究土壤酸碱性对植物生长的影响一、植物生长需要适宜的土壤pH二、茶叶生长适宜的土壤pH范围三、改善土壤环境2.教学反思我曾在《PBL跨学科项目经典案例：太空探索“家”》这本书中看到这样一段文字：“项目化学习强调让我们的学生关注真实的世界，不仅仅是让学生深度理解和掌握概念，或者锻炼思维能力，同时也是为了引导学生敬畏自然与生命，理解何为社会责任。”本课设计的基于对九年级学生学情的把握，运用项目式探究的方法，学生在情境中主动去获取知识，在问题的驱动中，进行知识的迁移，并进行创造性的运用。在黄山茶山土壤酸碱度的研究过程中，由于只学习了溶液酸碱度的测定，那么土壤的酸碱度如何测量呢?学生通过查阅资料获得土壤的测定方法，涉及到控制变量法的应用，同时加深了对溶液酸碱度测量方法的掌握，并且在测定过程中寻找更好的测定方案。当黄山茶山土壤酸碱度结果出来后又形成新的问题驱动:植物在不同pH土壤条件下生长状况