小學(xué)科學(xué)中的土壤學(xué)實(shí)驗(yàn)

張曉艷+陳莉

以土壤樣品采集為土壤實(shí)驗(yàn)的開始，通過引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察、探索和想象，以認(rèn)識(shí)土壤主要成分、結(jié)構(gòu)和類型，并探究土壤侵蝕及其影響因素，從而加深學(xué)生對(duì)土壤的基本認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生觀察和動(dòng)手能力，激發(fā)學(xué)生主觀能動(dòng)性與創(chuàng)新合作精神，提升學(xué)生保護(hù)土壤、愛護(hù)環(huán)境的環(huán)保意識(shí)。小學(xué)科學(xué)課程是一門針對(duì)小學(xué)生進(jìn)行科學(xué)啟蒙教育的重要基礎(chǔ)學(xué)科，能夠滿足小學(xué)生對(duì)科學(xué)的探究欲望，對(duì)提高小學(xué)生的事物認(rèn)知能力、豐富學(xué)生的思維和想象力、發(fā)展小學(xué)生熱愛科學(xué)的興致以及提高小學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，具有十分重要的意義。而在小學(xué)科學(xué)中，開展實(shí)驗(yàn)課程，不僅可以激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、增強(qiáng)動(dòng)手能力，也可幫助學(xué)生理解知識(shí)和培養(yǎng)科學(xué)精神。

土壤是指地球陸地表面能夠生長植物的疏松表層，是由巖石風(fēng)化而成的，包含小礫石、沙粒、黏土等不同大小的顆粒，以及礦物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)、水分、空氣和微生物等。所謂“民以食為天，食以土為本”，土壤是我們衣食之本。土壤分布廣泛，遍及在我們的生活環(huán)境中，因此小學(xué)生與土壤有一定接觸和了解，但缺乏科學(xué)的認(rèn)識(shí)。小學(xué)科學(xué)中土壤部分的實(shí)驗(yàn)，可以從現(xiàn)實(shí)生活出發(fā)，使學(xué)生獲得對(duì)土壤的基本認(rèn)識(shí)，有利于加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的建立，對(duì)于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)并熱愛科學(xué)以及愛護(hù)自然環(huán)境的情感有重要作用?，F(xiàn)將小學(xué)科學(xué)中的土壤部分的實(shí)驗(yàn)匯總?cè)缦隆?/p>

實(shí)驗(yàn)一土壤樣品的采集

土壤樣品的采集既可以為課堂探究活動(dòng)做物質(zhì)準(zhǔn)備，又可以培養(yǎng)學(xué)生采集、記錄的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，讓學(xué)生有機(jī)會(huì)對(duì)大自然進(jìn)行實(shí)踐體驗(yàn)和考察，從而意識(shí)到土壤對(duì)人類生活的重要性。

試驗(yàn)器具：小鐵鏟、塑料袋、標(biāo)簽、筆等。

采樣地點(diǎn)選擇在附近山坡、農(nóng)田、校園里等。避開有植被覆蓋的部分，用小鐵鏟輕輕撥開表層的枯枝落葉、小石子等，然后用小鐵鏟傾斜向下取0～20cm土層的土壤，裝入塑料袋中并貼好標(biāo)簽，帶回教室觀察研究。

實(shí)驗(yàn)二觀察土壤成分

土壤是由土壤顆粒、水分、空氣、腐殖質(zhì)、微生物等多種成分共同組成的，讓學(xué)生充分調(diào)動(dòng)多種感官來觀察和認(rèn)識(shí)土壤，培養(yǎng)學(xué)生觀察、實(shí)驗(yàn)和分析歸納能力。

試驗(yàn)器具：托盤、放大鏡、水、燒杯、玻璃棒、鑷子、勺子、酒精燈、小鐵盤、筆、記錄紙等。

1.肉眼觀察

將采取的土樣平鋪于干凈的紙上，攤成薄層，肉眼觀察土壤，并用手捻一捻土壤，記錄觀察到的現(xiàn)象和感覺到的結(jié)果。用紙巾包住一部分土壤樣品，用手使勁握一握再攤開紙巾，觀察紙巾上的現(xiàn)象并記錄。

2.放大鏡觀察

將采取的土樣平鋪于干凈的紙上，攤成薄層，用放大鏡仔細(xì)觀察土壤顆粒的大小和形狀，按顆粒大小把土壤顆粒分類。同時(shí)將另一部分土壤樣品做相同處理后，放在陰涼通風(fēng)處晾干、捻碎，再用放大鏡仔細(xì)觀察并記錄。

3.倒入水中

將土樣輕輕倒入水中，然后用玻璃棒充分?jǐn)嚢瑁o置一段時(shí)間再觀察，注意靜置要徹底，桌面及玻璃杯也要保持靜止，仔細(xì)觀察并記錄每一步的現(xiàn)象。提醒學(xué)生觀察土壤在水中分層沉積的現(xiàn)象，以更清楚地看到土壤是由不同顆粒組成的。

4.燒一燒

取一些土壤放在鐵盤里，把鐵盤放在酒精燈上燒一燒，記錄觀察到的現(xiàn)象（土壤顏色、結(jié)構(gòu)的變化）及聞到的氣味。

實(shí)驗(yàn)三不同土壤類型的土壤性質(zhì)

土壤的顆粒大小不同，而根據(jù)其中沙礫和黏粒含量比例的不同，分為沙質(zhì)土、黏質(zhì)土、壤土三種類型，而土壤的滲水性與保水性也是由土壤顆粒大小決定的，使學(xué)生通過觀察對(duì)比認(rèn)識(shí)這三類土壤的形態(tài)，并通過滲水性試驗(yàn)了解不同土壤的性質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰途C合分析能力。

試驗(yàn)器具：沙質(zhì)土、黏質(zhì)土、壤土的土壤標(biāo)本，3個(gè)去底塑料瓶、3個(gè)鐵架臺(tái)、3個(gè)燒杯、紗布、水。

1.三類土壤的外觀形態(tài)

分組觀察三類土壤標(biāo)本的土壤外觀形態(tài)，記錄觀察到的現(xiàn)象。

2.三類土壤的滲水性和保水性

取3個(gè)去底的塑料瓶，將紗布包在瓶口上并用線扎牢，瓶內(nèi)分別裝入同樣多的沙質(zhì)土、黏質(zhì)土、壤土，將裝好土的瓶子放在鐵架臺(tái)上，取3個(gè)燒杯分別放在3個(gè)瓶口下面，同時(shí)在3個(gè)瓶內(nèi)加人相同量的水。觀察并記錄3個(gè)瓶內(nèi)滲水的快慢情況。

實(shí)驗(yàn)四探究土壤侵蝕作用

雨點(diǎn)降落時(shí)可以打散并濺起土壤的微粒，雨水在地面形成徑流時(shí)，將攜帶這些微粒進(jìn)入溝渠或河流，這種現(xiàn)象叫土壤侵蝕。土面坡度的大小、有無植被覆蓋以及降雨量的大小和強(qiáng)度等都會(huì)影響土壤侵蝕的程度。通過模擬實(shí)驗(yàn)來認(rèn)識(shí)雨水對(duì)土壤的侵蝕作用，通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證土壤侵蝕程度的影響因素，讓學(xué)生了解由于侵蝕作用引起地形的變化，并與生態(tài)環(huán)境的保護(hù)聯(lián)系起來，培養(yǎng)學(xué)生保護(hù)土壤資源的意識(shí)，珍愛土壤的情感。

試驗(yàn)器具：塑料盒、小鏟子、小噴壺、模擬塑料草墊，水、土壤樣品等。

1.土壤侵蝕的模擬

在長方形的塑料盒中倒入適量土壤，并將其堆成一個(gè)斜坡，用小鏟子稍稍拍緊，在土的邊沿造一個(gè)垂直的“懸崖”。準(zhǔn)備一個(gè)裝滿水的小噴壺作為降雨器。把做好斜坡的盒子放在報(bào)紙上，并把盒子的一端墊高，讓水能從小孔流出。用降雨器噴水模擬降雨，注意盡量讓雨水降落到斜坡上，并用杯子接住流下來的水。觀察實(shí)驗(yàn)前后斜坡上的地表形態(tài)和瓶中的水以及“雨水”和“徑流”的變化，并做好記錄；實(shí)驗(yàn)后描述實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象并根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。

2.影響土壤侵蝕程度的因素

土壤侵蝕的程度受到多種因素的影響。通過控制一個(gè)變量條件，其他因素保持一致的方法來探究土壤侵蝕的影響因素。降雨量大小通過可調(diào)節(jié)噴壺來控制；坡度大小通過墊不同高度的墊高物來實(shí)現(xiàn)；不同土質(zhì)通過沙質(zhì)土和黏土的對(duì)比來實(shí)現(xiàn)。

（1）有無植被的覆蓋。設(shè)置兩組實(shí)驗(yàn)，一組有植物覆蓋（模擬塑料草墊），一組無植物覆蓋，其他條件保持一致，即實(shí)驗(yàn)過程中注意：采用相同質(zhì)地的土壤；土地坡度大小一致；噴水器要從同樣的高度降雨且雨量相同。

（2）降雨量的大小。設(shè)置兩組實(shí)驗(yàn)，一組雨量大，一組雨量小，其他條件保持一致，即實(shí)驗(yàn)過程中注意：土壤質(zhì)地相同、土地坡度相同、降雨高度相同、植被相同。

（3）土地坡度的大小。設(shè)置兩組實(shí)驗(yàn)，一組土地坡度大，一組土地坡度小，其他條件保持一致，即實(shí)驗(yàn)過程中注意：采用相同質(zhì)地的土壤；降雨高度及雨量大小相同、植被相同。

（4）土質(zhì)的不同。設(shè)置兩組實(shí)驗(yàn)，一組采用沙質(zhì)土，一組采用黏土，其他條件保持一致，即實(shí)驗(yàn)過程中注意：土地坡度大小相同；降雨高度及雨量大小相同、植被相同。

其余實(shí)驗(yàn)操作與土壤侵蝕的模擬相同，特別注意觀察兩組對(duì)比實(shí)驗(yàn)的不同，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，總結(jié)影響土壤侵蝕的因素。