教学环节

教师行为

学生行为

设计意图

新课导入

【设疑】以电影片段导入，设置问题：主角为了在火星上生存下来，做了哪些努力？

【观察】观看电影，跟着教师的讲解寻找答案，记录主人公在影片中的操作，思考各种活动的最终目的。

思考：火星土属于土壤吗？

以电影作为课堂导入，迅速建立情境，能够吸引学生注意力。

初识土壤

【讲解】展示“土壤”二字在古汉语的解释：“土：地之吐生物者也。壤：柔土也，无块曰壤 [8] 。”

【设疑】从这两句古文中，能否总结出土壤的概念。

【解决问题】由定义推断：火星土不属于土壤。

【过渡】土壤是地球生命之本。提出问题：土壤中究竟蕴含着哪些物质？

【实验一】选取校内花园土壤以及研学带回的土样作为实验对象。

(准备材料：盛有适量水的烧杯、三脚架、酒精灯、土样等。)

【总结】土壤中的组成物质有哪些？分别属于自然界的哪些圈层。

【过渡】在了解土壤的概念和组成之后，我们来观察土壤。

【答】土壤是地球表层能够生长植物的疏松表层。

【思考】回忆初中所储备的有关土壤的知识：土壤由哪些物质组成。

实验类型	学生操作真实实验 [9]
实验目的	探究土壤的物质组成
实验操作	① 将土样倒入盛有水的烧杯，观察实验现象；紧接着用玻璃棒搅拌烧杯中溶液，观察变化，随后静置烧杯，操作如图2所示； ② 将石棉网放置于三脚架上，取适量的土壤样品均匀放置于石棉网中央，点燃酒精灯进行加热，观察土样的变化； ③ 取适量土样置于试管中，点燃酒精灯加热试管，一段时间后观察试管内现象；待实验完成后，观察试管内的土壤有无变化。
实验现象	① 将土样倒入盛有水的烧杯时，发现烧杯中出现了大大小小的气泡。经过静置，观察到烧杯顶部漂浮着有动植物的残骸； ② 土壤灼烧大约两分钟后，发现有白烟生成，且能闻到刺激性气味，土壤的颜色变深； ③ 经过一段时间的加热，两个试管壁上均出现了水珠。其中陕南土样试管中出现的水珠少于陕北土样组； ④ 土壤被灼烧后，石棉网上仍然有物质存在。
实验结论	土壤中的组成物质有水分、矿物质、有机物和空气，不同地区土壤组成成分存在差异。

【实验操作一】

【答】水分来自水圈、矿物质来自岩石圈、有机物来自生物圈、空气来自大气圈。土壤受到四大圈层共同的作用，是四大圈层联系的载体。

Figure 2. Exploring soil composition experiments

图2. 探究土壤成分实验

以《说文解字》和“土”象形文字的解读，体会中国文字的精妙和古人智慧，激发学生的文化自信。(课程思政)。

以认知建构主义为理论背景，充分发挥学生主体地位，学生从被动的知识接受者变为主动的学习探索者。在进行动手实践活动的过程中完成对地理学科理论知识的掌握与应用，从而逐渐构建起与地理知识的关联。(地理实践力)

观察土壤

【设疑】通过预习，同学们已经了解应该从哪些角度来观察土壤.

【实验二】请同学们自主设计实验，尝试用多种方法观察土壤外部特征。用研学途中带回的陕南、陕北土壤样品作为实验对象。

【讲解】通过实验探究，发现土壤质地存在着很大差异，根据土壤质地不同，将其分为砂土、壤土和粘土。

【实验三】利用身边常见的材料和从不同地区收集来的壤土、砂土和粘土作为实验对象进行对比实验。

【讲解】砂土通气透水性强，保肥性能弱，但易于耕作。壤土兼有砂土和黏土的优点，是农业生产的理想土壤质地。黏土成分透水性差，保肥性好，但质地黏重，不易耕作。

【设疑】同学们能否用一个字对汉中的土壤进行总结。在这些特征的背后又隐藏着什么奥秘？

【答】从颜色、质地、方面观察土壤。

实验类型	设计性实验
实验目的	凝练不同地区土壤的外部特征
实验操作	A组：观颜色。分别用药匙取适量的土样置于白纸上，通过视觉观察两地土壤的颜色差异，进行对比并记录。 B组：感质地。用手触摸土样，感受其颗粒粗细程度。轻捻土壤，观察土壤能否在揉搓下变得更加粉碎。取适量土壤放于手心握拳，观察土壤能否成团。 C组：试坠落。从土样中挑选原始形态呈块状的土样，将其从一定高度抛下，观察土块的破碎程度以及土样碎块飞溅程度。
实验现象	A组：陕北土样颜色最浅，呈土黄色；陕南土样颜色深于陕北地区土样，呈亮棕色，如图3所示。 B组：陕北土样比较干燥，进行揉搓，发现能够捻成更为细小的粉末；经手掌握拳后，无法在手中成团；陕南土样比较湿润，在对其进行揉搓后，发现无法被捻成更细小的粒径，而是呈团块状，经过手掌握拳后，能够成型。 C组：陕北土样破碎程度更严重，土块碎屑飞溅范围更大；陕南土样破碎程度较小，土块飞溅范围更小。
实验结论	研学途中采集回的土样中，黄土高原的土壤呈土黄色，质地疏松；陕南地区的土壤呈现为亮棕色，质地较黏重。

【实验操作二】

Figure 3. Comparison of color difference of different soil

图3. 不同土壤颜色差异对比

【实验操作三】首先取等量的壤土、砂土和粘土，再将三种土壤标本分别倒入三个滤杯中。事先准备好三个盛有60 ml水的量杯，将水倒入三个滤杯中(注意从土样的中间注入)观察比较三种土壤的渗水速率。经过5分钟后，将塑料杯中的水倒入量杯中，比较三种土壤的渗水量，实验结果如图4所示。

Figure 4. Soil permeability experiment

图4. 土壤透水性实验

在明确观察土壤角度后，学生自主设计探究实验，发挥学生的学习主动性，锻炼学生的开放性启发思维 [10] 。学生不仅能在实验中学习知识，同时还可以进行自主设计创造。学生往往有天马行空的想象，能设计别出心裁的实验方案，给教学活动带来活力。在教师的正确引导下，往往能有出人意料的结果。(地理实践力、综合思维)

以探究三类土壤的渗水性为例设计实验，将文字转换为直观真实可见的实验现象，通过操做实验，掌握三类土壤的区别，加深学生认知。

观察土壤

【实验结论】

	实验现象	实验结论
砂土	水的下渗速度很快。开始倒水3~4 s后，发现有水滴落到下方的塑料杯中。 6 min后将塑料杯中的水收集到量杯中，发现水量最多。	砂土：土壤颗粒间空隙多，透水性强。
壤土	水的下渗速度适中。开始倒水约10 s后，发现有水滴落至塑料杯中。 6 min后将塑料杯中的水收集到量杯中，发现水量处于三者中间。	壤土：土壤颗粒间空隙适中，通气、透水性能良好。
黏土	下渗速度最慢。倒水约4 min后发现有水滴落到塑料杯中。 6 min后将塑料杯中的水收集到量杯中，发现水量最少。	黏土：土壤颗粒间空隙小，通气、透水性差。

【总结】汉中土壤颜色用“棕”字概括，质地用“黏”字概括。

揭秘土壤

【讲解】结合汉中富硒茶讲解母质对土壤形成的影响。在土壤发育过程中，还有哪些因素的作用。

【讲解】气候影响土壤形成的速度和方向。借助实验一所得结论分析。

【设疑】借助实验一的实验现象和实验结论分析生物对土壤的作用。

【实验四】回忆登山过程中不同海拔处山体土壤的变化，结合带回的土壤样品分析。

【设疑】各种因素对土壤的作用是否需要一定的反应时间？

【过渡】人类如何影响土壤形成？

【总结】成土母质影响着土壤的质地，决定土壤的物理化学性质。岩石的逐步风化发育过程中还有时间、生物、气候等因素的作用。

【分析】在实验一中通过对土壤的加热实验发现不同地区土壤含水量存在差异。陕北气候偏干热，土壤中水分含量少，化学风化作用较弱，继而有机质积累较少；同理，陕南土壤中有机质积累就偏多。

【分析】生物包括植物、微生物和动物。生物是影响土壤形成最活跃的因素。生物对土壤形成的影响可以总结为以下三点：

① 生物创造土壤；② 土壤养育生物；③ 生物改造土壤

【实验操作四】

实验类型	学生操作探究实验 [9]
实验目的	探究地貌(不同海拔)对土壤形成的影响
实验操作	揉搓不同海拔的土样，感受土壤颗粒粗细。
实验现象	不同海拔的土壤在土壤颗粒方面存在明显差异，随着海拔的降低，土样的颗粒出现由粗到细的变化规律。
实验结论	地貌在多方面影响土壤的形成。从山顶到洼地依次分布着砾质土、砂土、壤土和黏土。

【答】还有时间因素也同样影响着土壤的形成。他们之间的关系为土壤发育的时间越长，土层越厚。除了自然界各类因素对土壤产生影响之外，土壤的形成还受到还有人类的影响。

【答】汉中土壤属于质地粘重的黏土，虽然保肥性较好，但透水性和透气性均较差，无法满足柑橘生长的要求。因此时会出现黄化的情况，影响柑橘生长。

【课堂检测】

阅读下列图文资料，完成下列问题。

汉中地区是“中国最北缘柑橘生产基地”，享有“橘乡”之美称。简要分析汉中地区成为我国柑橘种植最北地区的条件。

将前面的实验结果，充分利用到先下的土壤成因分析中，同时加入新设计实验，将实验教学贯穿整个课堂，锻炼学生实践操作能力。

理论学习告一段落后，以当地特色产业为载体，引导学生将课本知识与乡土地理结合，在学习知识的同时，增加学生对家乡的认知。(区域认知)以高考题作为检测，检验学生学习成果，锻炼学生综合思维能力。

揭秘土壤

【讲解】除自然条件外，勤劳的汉中人民根据土壤特点，改造土壤，克服困难。

【展示】出示高考模拟题，作为课堂检测。

【设疑】人类对土壤的作用都是正面积极的么，思考并完成课后探究。

【答】① 当地属于亚热带季风气候，气候适宜；② 北部有山地天然屏障，冷空气不易进入；③ 地处河谷，地势低，热量不易扩散；④ 当地居民对土壤的积极治理，有利于柑橘的生长。

课后探究

【总结】多种因素共同作用影响着土壤的形成，除了自然因素外，人类又是如何影响土壤的形成呢？针对这个问题，布置课后任务。

【课后完成】

	地理验证性实验
实验目的	在生活中内化落实课堂所学内容
实验操作	“解剖土壤”——留意身边的土壤，仔细观察小区里的花园，或者是家里的盆栽植物，得到允许后对土壤进行一定的挖掘解剖，在生活中寻找今天课程的影子。并及时将课后探索结果上传至家校沟通软件，
实验现象和结论	自行记录

① 实验五——“解剖土壤”。

② “再探土壤”：积极思考，结合教师上传至地理学习资料群中的资料，试着自主探求人类活动如何影响着土壤的形成和发育。

设置课后的探究性作业，学生能主动投入到知识点的探究过程中。可以培养学生主动探究知识的精神。