“土壤中小動物類群豐富度的研究”的教學(xué)設(shè)計

王陽

摘要：本探究活動采用小組合作一部分探究的教學(xué)模式，讓學(xué)生通過小組合作，體驗科學(xué)探究的一般過程，掌握在野外進(jìn)行調(diào)查的基本方法，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行小組合作的能力，豎立群落與環(huán)境之間相互聯(lián)系的觀點。

關(guān)鍵詞：土壤動物豐富度;科學(xué)探究;教學(xué)設(shè)計

一、教學(xué)目標(biāo)

1.知識目標(biāo)：學(xué)會使用合適的方法統(tǒng)計土壤中動物的豐富度。

2.能力目標(biāo)：利用探究實驗的一般步驟制訂出可行的、完善的探究實驗方案;在小組中能發(fā)揮自己的特長和作用。

3.情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)：學(xué)會與他人合作，在小組內(nèi)能協(xié)調(diào)好相互關(guān)系;養(yǎng)成愛護(hù)和保護(hù)土壤的環(huán)保意識;形成群落與環(huán)境之間相互聯(lián)系的觀念。

二、教學(xué)重點和難點

根據(jù)情境提出適合探究的問題;通過小組合作嘗試設(shè)計科學(xué)的、可實施的實驗方案;根據(jù)調(diào)查結(jié)果，得出合理的結(jié)論。

三、教學(xué)模式

小組合作一部分探究的教學(xué)模式。

四、教學(xué)過程

1.創(chuàng)設(shè)情境，提出問題

教師首先出示2011年3月日本大地震導(dǎo)致海嘯和核泄漏的相關(guān)圖片，然后給出一則來源于《新京報》的新聞：日本禁止在被污染的土壤上種水稻，農(nóng)林水產(chǎn)大臣承諾補(bǔ)償。教師設(shè)問：土壤是無數(shù)生物生活的大本營，當(dāng)土壤被污染后，在其中生活的生物數(shù)量和種類有沒有變化呢？依據(jù)我們所學(xué)的知識，你能提出什么問題呢？

小組成員經(jīng)過充分討論和探究，對本小組成員提出的問題從可行性、是否有價值等幾個方面進(jìn)行充分的論證。在此過程中，小組內(nèi)可能會出現(xiàn)爭論。討論后，各小組明確本組將探究的問題，并附上簡略論證。

2.小組討論，作出假設(shè)

各小組根據(jù)已有的知識和經(jīng)驗，對問題作出初步的假設(shè)性回答。

3.設(shè)計實驗，制訂計劃

（1）根據(jù)討論，完成實驗設(shè)計的方案。①本實驗的自變量是什么？②本實驗的因變量是什么？觀察的指標(biāo)是什么？③設(shè)計怎樣的表格才能記錄觀察到的數(shù)據(jù)？④本實驗中實驗誤差的來源有哪些？怎樣消除這些誤差？⑤需要準(zhǔn)備哪些器材和用具？

（2）以某一組的實驗設(shè)計方案為例進(jìn)行點評，改進(jìn)和完善實驗設(shè)計方案。

提出問題：污染程度不同的土壤中動物的物種豐富度相同嗎？

作出假設(shè)：不同地塊土壤中的動物類群豐富度是不相同的，受到污染的土壤中動物的豐富度應(yīng)小于未受污染的土壤中動物的豐富度。

材料用具：自制取樣器、鏟子、塑料袋、誘蟲器（裝有酒精的試管、漏斗、底鋪金屬網(wǎng)的漏底花盆、燈）或吸蟲器、標(biāo)簽、瓷盤、解剖針、放大鏡、包著紗布或棉花的鑷子、試管、70%酒精、顯微鏡、實體鏡、載玻片和蓋玻片、編制好的當(dāng)?shù)赝寥绖游锓诸悪z索表。

4.小組合作，實施計劃

教師給出必要的資料，并適時拋出問題，啟發(fā)學(xué)生思考。

（1）準(zhǔn)備。本步驟可指導(dǎo)各小組在實驗前一天做好準(zhǔn)備。取樣時須注意安全，在植物生長密集的地方，要先用木棍試探，以免毒蛇傷人，然后清理表面植物。在選取取樣地點時，要遠(yuǎn)離陡坡和深水區(qū)，對于確定的取樣地點，要注意觀察和記錄周圍的環(huán)境狀況。

（2）取樣。各小組在樣方內(nèi)隨機(jī)選擇地點，將表土上的落葉輕輕撥開，用手來回旋轉(zhuǎn)罐子，將罐子按入土中，直至罐底壓到與地表幾乎齊平，再用花鏟將罐內(nèi)的土連同罐子一起挖出，將罐子中的土壤倒入塑料袋中。

此時可讓學(xué)生思考：我們?nèi)拥耐寥纴碜酝寥赖纳蠈舆€是下層？（上層。）為什么？（大多數(shù)土壤動物都只能利用枯枝落葉層中的孔隙和土壤顆粒間的間隙作為自己的生存空間，因此越是靠近土壤表層，動物的種類就越豐富。）怎樣才能做到隨機(jī)取樣？（可參考五點取樣的方法進(jìn)行取樣。）

（3）采集動物。方法1：簡易采集法。將取到的土壤樣品放在瓷盆內(nèi)（要注意防止小動物逃走），用解剖針撥找小動物，同時用放大鏡觀察，發(fā)現(xiàn)體型較大的動物，可用包著紗布的鑷子取出來，體型較小的則可以用吸蟲器采集。采集到的小動物放入體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精溶液中。方法2：誘蟲器采集法。在去底花盆中放一個金屬網(wǎng)，將土壤樣品放置在金屬網(wǎng)上，為了使空氣流通，土壤與花盆壁之間要留一定的空隙。然后，將花盆放置在誘蟲器上，打開電燈，進(jìn)行采集。

此時可讓學(xué)生思考：本實驗為什么不宜用樣方法或標(biāo)志重捕法進(jìn)行調(diào)查？（由于許多土壤動物有較強(qiáng)的活動能力，而且身體微小。）

（4）觀察和分類。指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)教師事先編制好的當(dāng)?shù)爻Ｒ娡寥绖游锓诸悪z索表對動物進(jìn)行分類。對于一些特別微小的動物，可借助顯微鏡、放大鏡進(jìn)行觀察。

（5）統(tǒng)計和分析

利用記名計算法進(jìn)行統(tǒng)計，將各組記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，記錄到設(shè)計好的表格中。

5.數(shù)據(jù)處理，推出結(jié)論

學(xué)校草坪土壤中動物種類相當(dāng)豐富，但只有少數(shù)動物的個體數(shù)量較多，成為優(yōu)勢種，以節(jié)肢動物較多;化工廠周圍草坪土壤中動物類群數(shù)和個體數(shù)明顯減少?？商崾緦W(xué)生思考，為了讓數(shù)據(jù)更加形象和直觀，能否將表格中的數(shù)據(jù)以另外的方式處理？（如用圓餅圖、柱狀圖等。）此時可引導(dǎo)學(xué)生對實驗結(jié)果進(jìn)行分析和比較，各小組之間的數(shù)據(jù)有無差異？對實驗結(jié)果有無影響？經(jīng)過充分討論，學(xué)生可自行得出土壤的環(huán)境條件與土壤動物類群豐富度直接相關(guān)，受到污染的化工廠的土壤中的動物類群明顯減少的結(jié)論。

6.總結(jié)交流，拓展提升

實驗結(jié)束后，可要求各小組選出一名代表，對本小組在實驗過程中各成員的分工、任務(wù)完成情況和遇到的問題做匯報。匯報時，尤其要鼓勵組間質(zhì)疑、答辯，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注和完善細(xì)節(jié)，學(xué)會反思，最后能圓滿解決實驗設(shè)計和實施過程中的疑問。

五、教學(xué)反思

本探究活動設(shè)計的特點是教師在指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究活動時逐漸放手讓學(xué)生獨立完成，即逐漸撤去“支架”。學(xué)生根據(jù)教師設(shè)置的情境，經(jīng)過充分的討論后提出本小組擬探究的問題，并根據(jù)已有的經(jīng)驗作出假設(shè)。根據(jù)教師提供的信息和問題串，學(xué)生通過小組協(xié)作制定計劃。

“細(xì)雨濕衣看不見，閑花落地聽無聲”，學(xué)生通過親歷探究活動，在不知不覺間鞏固了知識、提升了能力、升華了情感。