跨学科实践活动9 探究土壤酸碱性对植物生长的影响-2024-2025学年九年级化学人教版（2024）下册

跨学科实践活动9：探究土壤酸碱性对植物生长的影响教学设计

 

一、课标分析：

《义务教育化学课程标准（2022版）》在5个学习主题中的化学与社会·跨学科实践中，围绕培养学生核心素养的目标要求，设计了10项跨学科实践活动。跨学科实践活动原则上应从这10项跨学科实践活动中进行选择，规定所用课时不少于本学科总课时的10%。为保证跨学科实践活动课时的有效落实， 结合教学实际设计跨学科实践活动方案，对落实立德树人根本任务、促进学生德智体美劳全面发展具有重要意义。

二、内容分析：

本活动以人教版九年级化学下册课本第十单元跨学科实践活动9：《探究土壤酸碱性对植物生长的影响》为例，通过融入课堂教学开展跨学科实践活动，构建初中化学跨学科实践活动的课堂教学方案。

《探究土壤酸碱性对植物生长的影响》这一项目属于调查研究类综合实践活动，与具有现实意义的土壤改良、植物栽培密切相关。该项目以酸碱盐的性质和转化为研究对象，以土壤的酸碱性对植物生长影响的探究为载体，承载学生必做实验“常见酸和碱的化学性质”，融合初中化学、地理、生物等课程内容。其中土壤酸碱性的测定、应用酸碱盐之间的化学反应来改良土壤等属于化学学科的知识，认识我国土壤酸碱度分布情况等属于地理学科的内容，认识土壤的酸碱性对植物影响生长的关系涉及生物学科的内容。学生通过测定土壤的酸碱性、了解我国土壤酸碱度分布、探究土壤酸碱性对植物生长的影响、动手栽培植物等活动，理解变化观、化学与可持续发展大概念，体会实验室探究与真实问题解决的关联。

三、教学目标：

1.以测定土壤的酸碱性为任务驱动，通过查阅资料，了解土壤取样、配制及测定酸碱性的方法。选取校园或农田的土壤，设计实验测定土壤的酸碱性。

2.以探究植物生长适宜的pH为任务驱动，举例说明不同植物的生长对土壤酸碱性的要求。选择一种适合的植物，在不同pH的土壤中进行种植（或用溶液环境模拟栽培），探究不同酸碱性溶液对其造成的影响，确定其适宜生长的pH。

四、教学重点、难点：

重点：掌握测定土壤酸碱度的方法，理解土壤酸碱性对植物生长的影响，理解改良土壤酸碱性的化学原理。

难点：准确测定土壤酸碱度，设计土壤改良方案。

五、教学过程：

【活动引入】中山公园社稷坛的五色土的五色土取自全国各地，按照东、南、中、西、北五个方位摆放，寓意中华疆域地大物博。青、红、黄、白、黑五种颜色土放置的方位，恰好也对应了今天中国土壤分布的情况。地质条件和生态环境不同，使土壤的酸碱性存在差异。研究土壤酸碱性对植物生长的影响，对种植业及其发展具有重要意义。

【活动设计与实施】

任务一  测定土壤酸碱性

【教师】测定土壤酸碱性之前需要做哪些工作呢？

【学生】讨论、回答。

【教师】引导、讲解测定土壤酸碱性的准备工作有土壤采样、处理，配制土壤浸出液，测定浸出液的酸碱性。

【教师】以下哪种取样方式是合理的呢？土壤采样、处理有哪些注意事项？

【学生】讨论、回答。

【教师】讲解土壤采样及处理的注意事项。①注意所取采样点要分布均匀，避开特殊地点；避免阳光直射，防止酸、碱气体污染，以及灰尘等异物进入样品。②将各采样点的土壤混合均匀，提取适量的样品。

【教师】下一步怎样配制配制土壤浸出液呢？要用到什么仪器或者材料？

【学生】讨论、回答。

【教师】展示配制土壤浸出液的实验用品，讲解配制步骤。

实验用品：烧杯、玻璃棒，干燥土样、蒸馏水。

配制步骤：取干燥土壤样品，将土壤样品与蒸馏水按1∶5的质量比在烧杯中混合，充分搅拌后，静置，得到土壤浸出液。

【教师】土壤浸出液配制好以后，用什么测定浸出液的酸碱性呢？测定溶液的酸碱性要用到什么指示剂？测定溶液的酸碱度要用到什么？引导学生从定性定量两个方面来回答。

【学生】讨论、回答。

【教师】讲解测定溶液的酸碱性用紫色石蕊、无色酚酞。测定溶液的酸碱度用pH试纸或者pH计。如果用pH试纸测定溶液的酸碱度，应如何操作呢？

【学生】回答。在干燥洁净的白瓷板或玻璃片上放一片pH试纸，用干燥洁净的玻璃棒蘸取待测溶液，滴到试纸上，立即将试纸显示的颜色与pH标准比色卡比较，读出对应的pH。

【教师】溶液酸碱性和pH之间的关系是怎样的？

【学生】回答。酸性溶液的pH<7； 中性溶液的pH=7；碱性溶液的pH>7。pH越小，表示溶液的酸性越强；pH越大，表示溶液的碱性越强。

【图片展示】智慧农业的秘密武器——六合一土壤检测仪

【学生活动】布置学生活动任务。选取校园或周边地区不同类型的土壤，各小组分别设计实验，测定选取土壤的酸碱性。

【学生活动】学生活动任务实施。选取校园或周边地区不同类型的土壤，各小组分别设计实验，测定选取土壤的酸碱性。

1.组建小组，每组4-5人，明确组长、记录员、实验操作员等角色。确定各小组成员的分工职责，如组长负责组织和协调，记录员负责数据记录等。各小组成员需相互配合，确保每位成员都能积极参与到活动中，共同完成任务。

2.各小组分别设计实验，选取校园或或周边地区不同类型的土壤，包括花园、草地、树林、农田等。为保证数据的代表性，每个地点采集五个不同深度和位置的土壤样本。

3.将采集到的土壤样本编号，分别配制成溶液，并使用pH计或pH试纸测试土壤样本的pH值。每个地点至少测三次，取平均值以确保结果的准确性。

4.将各组的测量结果进行汇总，计算每个采样地点的平均pH值。

【教师】展示各小组的实验方案和测定结果。

任务二  探究植物生长适宜的pH

【教师】结合生物学的知识，植物的健康生长离不开哪些必要的条件呢？

【学生】讨论、回答。

【教师】引导、讲解。充足的光照，适宜的水分，适宜的温度，适宜的湿度，空气，肥沃的土壤及适宜的土壤酸碱性。

【资料展示】不同植物对土壤酸碱性的要求。

【教师】植物生长的影响因素这么多，我们如何探究土壤酸碱性对植物生长的影响呢？

【学生】小组讨论、回答。

【学生活动】布置学生活动任务。以新鲜绿豆为例，探究不同酸碱性溶液对其造成的影响。

实验用品：烧杯，温度计，新鲜绿豆，配制pH分别为5、6、7、8、9的溶液。

实验方案：用5只烧杯，分别倒入pH为5、6、7、8、9的溶液各50 mL，做好标记，在5只烧杯内放入大小一致的8粒绿豆。确保5只烧杯除溶液酸碱性外，其余条件均相同，在一周的同一时间

 

内，每天定时观察，测量，并且测定溶液的pH，把观察到的绿豆生长情况记录在表格中。

【展示】一周后展示交流学生的实验记录。

【教师】如图是某实验研究测得绿豆发芽、生长受溶液酸碱性的影响。分析下图你能得出什么结论？

【学生】讨论、回答。绿豆种子在中偏碱性的pH值(7.0~7.5)条件下发芽率最高，植株长势相对较好。