1.1《土壤的组成》（教学设计）-2025-2026学年科学四年级下册冀人版

四年级下册科学第一单元《土壤和水》 第1课《土壤的组成》教学设计 一、设计依据 本教学设计严格遵循《义务教育科学课程标准（2022年版）》的核心理念，聚焦核心素养导向，以“面向全体学生，立足素养发展，倡导探究实践，强化科学与生活联系”为原则，围绕物质科学领域“地球系统”相关学习主题展开，落实“探究土壤的组成成分，理解土壤是多种物质的混合物”的学段要求，引导学生通过动手探究构建科学概念，形成科学思维，树立保护土壤资源的责任意识。 二、教材分析 本课是冀人版小学科学四年级下册《土壤和水》单元的第一课时，以“土壤的组成”为核心探究主题。教材从学生熟悉的自然场景切入，通过“情境与问题”“探究与发现”“应用与拓展”三大板块，引导学生从观察土壤外部特征入手，逐步深入探究土壤的组成成分，再延伸到土壤肥力的实际应用，符合学生从具象到抽象、从感性到理性的认知规律。 教材内容兼具基础性与实践性，既包含土壤组成的核心科学知识，也设计了观察、实验、记录等多种探究活动，为学生提供了动手实践、合作交流的平台，同时通过“秸秆还田”“施用有机肥”等生活实例，搭建起科学知识与农业生产、日常生活的桥梁，为后续学习土壤类型、土壤与植物生长的关系奠定基础。 三、学情分析 四年级学生对土壤并不陌生，在生活中接触过土壤，知道土壤里能生长植物、生活着小虫子，但对土壤的组成缺乏系统、科学的认知，容易将土壤等同于“泥土”，对土壤中的非生物成分（水分、空气、矿物质）和生物成分的了解较为零散。 该阶段学生已具备初步的观察、动手操作和小组合作能力，对动手实验充满兴趣，但探究的逻辑性、严谨性仍需引导，对实验现象的分析、归纳能力有待提升。同时，学生对科学与生活的联系已有一定感知，能够理解“土壤和植物生长有关”，但对土壤各成分的作用、保护土壤的意义缺乏深入理解，需要通过具体情境和实践活动强化认知。 四、教学目标 （一）科学观念目标 1. 知道土壤是由沙粒、小石子、水分、空气、有机质等非生物成分，以及小虫子、植物残体、微生物等生物成分组成的混合物。 2. 理解土壤各组成成分的基本作用，认识到土壤是支撑生命活动的重要自然资源。 3. 了解提高土壤肥力的常见方法，知道土壤与农业生产、日常生活密切相关。 （二）科学思维目标 1. 能通过观察、实验现象，对土壤的组成成分进行分析、归纳，构建“土壤是多种物质的混合物”的科学概念。 2. 能基于实验证据提出合理的解释，区分土壤中的生物成分与非生物成分，发展分类、比较的思维能力。 3. 能联系生活实例，分析土壤成分与植物生长、农业生产的关系，形成科学的逻辑推理能力。 （三）探究实践目标 1. 能运用看、闻、摸等多种感官观察土壤的外部特征，并准确记录观察结果。 2. 能独立完成“加热土壤找水分”“土块入水找空气”两个基础实验，规范操作实验器材，观察并记录实验现象。 3. 能在小组合作中分工协作，共同完成土壤观察与实验探究，学会整理、分析探究数据，形成初步的实验报告。 4. 能基于探究结果，提出关于土壤的新问题，尝试设计简单的后续探究方案。 （四）态度责任目标 1. 对土壤探究活动保持浓厚的好奇心和探究欲，养成严谨细致、实事求是的科学态度。 2. 乐于参与小组合作交流，愿意倾听他人意见，敢于表达自己的探究发现。 3. 认识到土壤资源的珍贵，树立保护土壤、合理利用土壤的环保意识，体会科学技术对改善土壤肥力、促进农业生产的重要作用。 五、教学重难点 教学重点 1. 通过观察和实验，探究并说出土壤的主要组成成分，区分生物成分与非生物成分。 2. 理解土壤中水分、空气、有机质等成分的存在及基本作用。 教学难点 1. 对实验现象进行科学分析，理解“加热出现水珠说明土壤中有水分”“入水产生气泡说明土壤中有空气”的逻辑关系。 2. 构建“土壤是多种物质的混合物”的科学概念，理解土壤各成分之间的联系及其对生命活动的意义。 六、教学准备 教师准备 1. 教学课件（含森林溪流图片、土壤探究情境图、实验步骤视频、土壤组成资料卡、秸秆还田等农业生产图片）。 2. 实验器材：湿润土壤、干燥土壤、蒸发皿、酒精灯、三脚架、石棉网、玻璃片、烧杯、玻璃棒、放大镜、镊子、一次性手套、托盘。 3. 分组材料：农田土、校园土、不同环境的土壤样本，观察记录表，实验报告单。 4. 拓展材料：提高土壤肥力的相关视频、土壤保护宣传图片。 学生准备 课前分组收集校园、农田、花坛等不同环境的土壤样本，装在透明容器中，贴上标签；预习课本相关内容，提出关于土壤的疑问。 七、教学过程 （一）情境导入，唤醒经验（5分钟） 师：同学们，上课！请坐。今天老师带来了一张特别美的图片，大家看屏幕，这是什么场景呀？（出示森林溪流图片） 生：（齐答）森林！小溪！ 师：说得真好！你看，大树长得枝繁叶茂，小草长得郁郁葱葱，溪水边的石头上长满了青苔，小动物们在林间穿梭。那大家想一想，这些生机勃勃的生命，都离不开一个共同的“家”，是什么呀？ 生：（纷纷举手）土壤！泥土！ 师：没错！水是生命之源，土壤是生命的重要基础。咱们课本上也说啦，土壤和水都是珍贵的自然资源。大家每天都能看到土壤，操场边、花坛里、田野里，到处都有它的身影。那关于土壤，你有哪些了解？或者有什么想问的问题？ 生1：老师，土壤是什么颜色的？ 生2：土壤里有虫子，还有小石子！ 生3：为什么有的土壤能种出庄稼，有的不行？ 生4：土壤里除了泥土，还有别的东西吗？ 师：大家的问题都特别棒！有的是想知道土壤的样子，有的是好奇土壤里藏着什么，还有的关注土壤和植物生长的关系。那今天这节课，咱们就一起走进土壤的世界，来探究《土壤的组成》，看看土壤里到底藏着哪些秘密。（板书课题：土壤的组成） （二）探究活动一：初步观察土壤，感知外部特征（10分钟） 师：首先，咱们来完成第一个小任务——观察土壤。课前大家都分组收集了不同地方的土壤样本，现在请每组拿出你们的土壤样本，放在托盘里。先别急着动手，老师先给大家说观察要求：第一，我们可以用“看、闻、摸”三种方法来观察；第二，闻的时候要注意，不能直接把鼻子凑上去，要用手轻轻扇动，闻扇过来的气味；第三，观察的时候可以用放大镜看一看，用镊子轻轻拨开土壤，看看里面有什么；第四，把你们的发现，记录在桌上的《土壤观察记录表》里，表格里有“颜色、气味、组成部分”这些项目，大家可以一边观察一边填写。 师：另外，老师要提醒大家，土壤样本可能含有细菌、小虫子，所以大家要戴上一次性手套，观察完之后，手套要放进垃圾桶，下课认真洗手，注意安全卫生。好，现在给大家5分钟时间，分组观察，开始吧！ （学生分组观察，教师巡视指导，参与小组交流，提醒学生有序观察，及时记录） 师：时间到！请大家把土壤样本放在托盘里，坐端正。哪个小组愿意来分享一下你们的观察结果？先说说你们收集的是什么地方的土壤？ 生1：老师，我们组收集的是校园花坛里的土壤，颜色是深褐色的，闻起来有点青草的味道，里面有很多小石子、沙粒，还有几片枯树叶，我们还看到了一条小蚯蚓！ 师：哇，你们观察得真仔细！不仅说了颜色、气味，还发现了小石子、沙粒、枯树叶和蚯蚓。其他小组呢？ 生2：我们组收集的是农田里的土壤，颜色是浅棕色的，闻起来有一点点泥土的腥气，里面的小石子很少，沙粒也不多，还有一些碎掉的庄稼秸秆。 生3：我们组的土壤是小区绿化带的，颜色偏黄，里面有很多草根，还有蚂蚁洞！ 师：大家都有很多发现！那我们一起来看看，不同地方的土壤，颜色、气味、里面的东西，一样吗？ 生：（齐答）不一样！ 师：对，农田土和校园土的差别就很明显，农田土的小石子、沙粒很少，校园土的就比较多。那大家再想想，土壤里的这些东西，我们可以分成两类来看，像小石子、沙粒，还有泥土本身，它们是有生命的吗？ 生：（摇头）没有！ 师：那小虫子、蚯蚓、枯树叶，这些呢？ 生：有生命的！枯树叶是植物的一部分，以前是活的！ 师：说得太对了！所以呀，土壤里既有非生物，也有生物。咱们课本上也有一个填空题，谁能来试着填一填？土壤中有沙粒、____、等非生物，土壤中还有小虫子、、____等生物。 生：老师，非生物可以填小石子、沙粒？不对，沙粒已经说了，应该填小石子、泥土？还有水分？不对，我们现在没看到水分。哦，还有空气？不对，先填我们看到的，小石子、小沙粒？不对，沙粒已经写了，应该是小石子、有机质？或者水？不对，我们看到的有小石子，还有土壤里的泥土颗粒，也就是矿物质？生物的话，有蚯蚓、小草根，还有微生物？ 师：你思考得特别深入！咱们先把能确定的填上，非生物部分，我们看到的有小石子、沙粒，还有土壤里的细土颗粒，其实这些细土颗粒里，还有矿物质；生物部分，我们看到了小虫子、蚯蚓，还有枯树叶、草根这些植物残体，其实还有我们看不到的微生物。这些内容，咱们接下来的探究中会慢慢验证。 （三）探究活动二：实验探究，寻找土壤中的水分和空气（15分钟） 师：刚才我们用看、闻、摸的方法，找到了土壤里的小石子、沙粒、生物残体这些东西。那大家再想一想，土壤里还有我们用眼睛直接看不到的东西吗？比如，水？空气？ 生：（纷纷猜测）有！植物生长需要水，土壤里肯定有水！ 生：我觉得有空气，不然小虫子怎么在土里生活呀？ 师：大家的猜测都很有道理！那怎么才能证明土壤里真的有水分和空气呢？咱们课本上给了两个实验，咱们一起来动手做一做，好不好？ 生：（齐答）好！ 1. 实验一：加热土壤，寻找水分 师：首先看第一个实验——寻找土壤中的水分。请大家看老师的演示，再分组操作。实验需要的器材有：湿润的土块、蒸发皿、三脚架、石棉网、酒精灯、玻璃片。步骤是：第一，把湿润的土块放进蒸发皿里；第二，用玻璃片盖在蒸发皿上面；第三，点燃酒精灯，给蒸发皿加热；第四，仔细观察玻璃片上的变化。 师：这里老师要强调实验安全！酒精灯的火焰很烫，大家不能用手碰蒸发皿、三脚架这些加热的器材；点燃酒精灯要用火柴，不能用一个酒精灯去点另一个；加热的时候，眼睛不要离蒸发皿太近，要保持安全距离；实验结束后，用灯帽盖灭酒精灯，不能用嘴吹。大家都听清楚了吗？ 生：（齐答）听清楚了！ 师：好，现在每组的组长来领器材，大家分工合作，有的负责加热，有的负责观察，有的负责记录。给大家6分钟时间，开始实验！ （学生分组实验，教师巡视指导，提醒学生规范操作，观察玻璃片的变化，记录实验现象） 师：时间到！请大家熄灭酒精灯，把器材放在托盘里，不要碰加热后的蒸发皿，小心烫伤。哪个小组来说说，你们看到了什么现象？ 生1：老师，我们加热之后，玻璃片上出现了很多小水珠！ 生2：我们的玻璃片一开始是干的，加热了一会儿，上面就有雾蒙蒙的水汽，后来变成了小水滴！ 师：大家都看到了玻璃片上的小水珠，对不对？那这个现象说明了什么呢？这些小水珠是从哪里来的？ 生：是土壤里的水！加热的时候，土壤里的水变成水蒸气，碰到冷的玻璃片，又变成小水珠了！ 师：说得太棒了！这就是水的蒸发和凝结现象。所以，这个实验说明，土壤中含有什么？ 生：（齐答）水分！ 师：没错！咱们课本上的这个空，就可以填上“水分”啦。（板书：水分）土壤里的水分，是植物生长必需的物质，庄稼、花草都要靠根吸收土壤里的水分才能长大呢。 2. 实验二：土块入水，寻找空气 师：刚才我们找到了土壤里的水分，那空气怎么找呢？咱们来看第二个实验——寻找土壤中的空气。实验器材很简单，就是干燥的土块和盛水的烧杯。步骤是：第一，把干燥的土块轻轻放进烧杯的水里；第二，仔细观察，看看会出现什么现象；第三，轻轻搅拌一下，再看看有没有变化。 师：这个实验没有加热器材，但是大家也要注意，不要把水洒出来，搅拌的时候动作要轻，不要把烧杯打碎。现在大家分组操作，给大家4分钟时间，开始吧！ （学生分组实验，教师巡视，引导学生观察土块入水瞬间的现象，以及搅拌后的变化） 师：时间到！请大家停止实验，把烧杯放好。谁来说说，你们看到了什么？ 生1：老师，土块刚放进水里的时候，冒出来好多小泡泡！ 生2：我们的土块沉下去了，一开始泡泡特别多，后来慢慢变少了，搅拌之后，土块散开了，又冒了一些泡泡！ 师：大家都看到气泡了，对不对？那这些气泡是什么呢？它们是从哪里来的？ 生：是空气！土壤里的空气被水挤出来了，所以变成了气泡！ 师：完全正确！干燥的土壤颗粒之间有缝隙，缝隙里藏着空气，当土块放进水里，水就会填满缝隙，把空气挤出来，就形成了我们看到的气泡。所以，这个实验说明，土壤中含有什么？ 生：（齐答）空气！ 师：太棒了！咱们课本上的第二个空，就填上“空气”。（板书：空气）土壤里的空气，是生活在土壤里的小虫子、微生物呼吸必需的，也是植物的根呼吸需要的，没有空气，它们就没法生存啦。 师：现在，我们通过两个实验，找到了土壤里的水分和空气，加上之前观察到的沙粒、小石子、生物残体，还有我们看不到的微生物，谁能完整地说一说，土壤是由什么组成的？ 生：土壤是由沙粒、小石子、水分、空气、还有小虫子、微生物、植物残体这些东西组成的混合物！ 师：说得太全面了！咱们课本上的资料卡也告诉我们，土壤是指地球表面的一层疏松的物质，由各种颗粒状矿物质、有机质、水分、空气、微生物等组成。所以说，土壤是一种包含了非生物和生物的混合物。 （四）应用与拓展：联系生活，了解土壤肥力（7分钟） 师：了解了土壤的组成，咱们再想想，不同的土壤，里面的成分不一样，肥力也不一样。有的土壤特别肥沃，庄稼长得又高又壮；有的土壤比较贫瘠，种什么都长不好。那在农业生产中，人们是怎么提高土壤肥力的呢？ 师：大家看屏幕上的这两张图片，左边的是什么场景？ 生：收割机在田里收庄稼，还有很多秸秆留在地里！ 师：对，这叫“秸秆还田”。农民伯伯把收割后的庄稼秸秆粉碎，翻到土壤里，这些秸秆腐烂之后，会变成有机质，让土壤更肥沃。右边的图片呢？ 生：是农田，好像是在施肥料！ 师：没错，这是“施用有机肥”，比如腐熟的动物粪便、堆肥，这些有机肥里含有丰富的养分，能改善土壤结构，提高土壤肥力。 师：那大家想一想，除了这两种方法，你还知道哪些提高土壤肥力的方法？可以结合我们的生活经验说一说，小组之间可以先讨论一下。 （学生小组讨论，交流生活中了解到的方法） 生1：我奶奶说，种地要轮作，今年种玉米，明年种大豆，这样土壤就不会缺养分了！ 生2：我知道可以给土壤松土，这样空气就能进去，植物的根长得更好，土壤也更有活力！ 生3：可以在地里种绿肥，比如紫云英，长大之后翻到土里当肥料！ 师：大家的知识储备真丰富！轮作、松土、种植绿肥，都是很好的提高土壤肥力的方法。其实呀，科学技术的发展，也在帮助我们改善土壤，比如测土配方施肥，就是根据土壤里缺什么养分，就施什么肥料，既不浪费，又能让土壤更健康。 师：那大家再想想，土壤这么重要，我们在生活中可以做些什么来保护土壤呢？ 生1：不要乱扔垃圾，尤其是塑料袋，会污染土壤！ 生2：多种树、种草，防止水土流失！ 生3：少用一次性的东西，减少白色污染，保护土壤！ 师：说得都特别好！保护土壤，就是保护我们的家园，我们每个人都可以从身边的小事做起，比如不乱扔垃圾、参与植树活动、节约粮食，都是在保护土壤资源。 （五）全课小结（3分钟） 师：今天这节课，我们一起探究了土壤的组成，大家都有哪些收获？谁来总结一下？ 生1：我知道了土壤是由沙粒、小石子、水分、空气、还有生物组成的混合物！ 生2：我学会了用加热的方法找土壤里的水分，用把土块放进水里的方法找空气！ 生3：我知道了可以用秸秆还田、施用有机肥的方法提高土壤肥力，还要保护土壤！ 师：大家的收获都特别多！我们不仅知道了土壤的组成成分，还通过动手实验验证了自己的猜测，了解了土壤和农业生产的关系，更明白了土壤是珍贵的自然资源，需要我们好好保护。关于土壤，还有很多秘密等着我们去探究，比如不同的土壤适合种什么植物，土壤被污染了会有什么危害，下节课我们继续来研究。 （六）板书设计 土壤的组成 土壤的组成 非生物成分：沙粒、小石子、矿物质、水分、空气、有机质 生物成分：小虫子、蚯蚓、植物残体、微生物 → 土壤是多种物质组成的混合物 探究实验 1. 加热土壤 → 玻璃片出现水珠 → 含有水分 2. 土块入水 → 产生气泡 → 含有空气 提高土壤肥力的方法 秸秆还田、施用有机肥、轮作、松土…… 保护土壤资源 （七）教学反思 本课以学生的探究活动为核心，围绕“土壤的组成”这一主题，设计了观察、实验、交流、拓展等多个环节，基本达成了预设的教学目标，学生的参与度较高，能通过动手操作构建科学概念，体会到了科学探究的乐趣。 亮点与成功之处： 1. 探究活动层层递进，符合学生的认知规律。从初步观察土壤的外部特征，到实验探究看不见的水分和空气，再到联系生活了解土壤肥力，环节设计逻辑清晰，学生能逐步深入地理解土壤的组成，构建“混合物”的概念。 2. 充分体现了学生的主体地位，小组合作、师生互动、生生交流贯穿始终。学生在观察、实验中主动发现问题、解决问题，教师通过提问引导学生思考，而不是直接给出答案，培养了学生的科学思维和探究实践能力。 3. 紧密联系生活实际，强化了科学与生活的联系。通过秸秆还田、施用有机肥等实例，让学生感受到土壤与农业生产的关系，通过“如何保护土壤”的讨论，将科学知识延伸到生活中，落实了态度责任目标。 4. 注重科学素养的培养，强调实验安全、规范操作、实事求是的科学态度，引导学生基于实验现象得出结论，发展了学生的证据意识和逻辑推理能力。 不足与改进方向： 1. 部分学生在实验操作中，对酒精灯的使用不够熟练，加热过程中存在操作不规范的情况，后续教学中可以增加实验器材使用的专项练习，或者提前录制实验操作视频，让学生课前预习，课堂上再重点强调。 2. 小组合作中，个别学生参与度不高，存在“旁观者”现象。后续可以优化小组分工，明确每个成员的职责，比如观察员、记录员、操作员、发言人，确保人人都能参与到探究活动中。 3. 对“有机质”“微生物”等概念的讲解不够深入，部分学生对这些成分的作用理解不够透彻。后续可以增加简单的拓展视频，或者设计“观察土壤里的微生物”的拓展活动，让学生对土壤的组成有更全面的认识。 4. 课堂时间分配可以更优化，探究实验环节用时稍长，导致最后的拓展交流时间比较紧张。后续教学中可以提前准备部分实验器材，简化操作流程，提高课堂效率，给学生更多的时间交流分享自己的发现和想法。 总的来说，本课较好地落实了新课标理念，以探究实践为载体，培养了学生的核心素养，但在细节处理和学生个体关注上仍需改进，后续将继续优化教学设计，让科学课堂更具探究性、实践性和生活性。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $