4 植被与土壤 教学设计-2026-2027学年科学三年级上册苏教版

第4课　植被与土壤（教学设计） 课题 植被与土壤 课时安排 1课时 教材分析 本课是“研究土壤”单元的收束课，把前三课对土壤本身的研究提升到土壤与植物相互关系的高度。教材安排了观察水土流失的对比实验、寻找植被保护土壤的原因、讨论保护土壤的做法三个活动栏目，学生通过两块土坡在同样高度、同样水量的人工降雨下流出的水与泥沙对比，发现植被能减少水土流失，进而从根系固土、茎叶挡雨两个方面解释原因，并把结论迁移到护坡工程、退耕还林还草等真实情境中。 本课对应《义务教育科学课程标准（2022年版）》核心概念10“地球系统”中学习内容10.3“岩石和土壤”的3~4年级内容要求，以及核心概念11“人类活动与环境”中学习内容11.3“人类活动对环境的影响”的相关要求，引导学生知道植被可以保护土壤，树立保护土壤、爱护环境的意识。涉及的跨学科概念是“结构与功能”和“稳定与变化”：根系的网状结构决定了它固定土壤颗粒的功能，茎叶的结构决定了它削弱雨水冲刷的功能；植被覆盖的变化会引起水土流失程度的显著变化。 与上一版教材相比，2024版教材把水土流失的模拟实验从教师演示升级为全班分组对比实验，并明确要求写出公平条件，同时增加了裸露土壤会失去腐殖质与养分的提示，把水土流失与土壤肥力打通，形成结构化的单元认识。本课向前整合第1课的土壤成分、第2课的土壤类型、第3课的土壤肥力，向后为四年级研究地表变化、五年级研究生态系统提供认知基础。 核心 素养目标 科学观念：知道植物的根能固定土壤、茎叶能减缓雨水冲刷，植被覆盖能减少水土流失、保护土壤，落叶腐烂还能让土壤更肥沃，土壤与植物相互依存。 科学思维：能依据对比实验中水的浑浊程度和泥沙多少进行分析推理，用根系像渔网抓土、枝叶像雨伞挡水等证据解释山坡滑坡、河水变浑等现象。 探究实践：能围绕公平实验的要求，与同伴合作设计并完成模拟降雨实验，会用画图加箭头的方式记录两组现象并进行比较。 态度责任：认同植树种草对保护土壤、减少水土流失的意义，愿意用实际行动保护身边的绿地与坡地，不做随意开挖、践踏草坪、乱扔垃圾的事。 重点 和难点 教学重点：通过模拟降雨的对比实验认识植被对土壤的保护作用，理解植物根系固土、茎叶挡水，并能迁移解释生活中的水土流失现象。 教学难点：在对比实验中自觉做到只改变有无植被这一个条件，并理解被雨水冲走的不只是土，还有腐殖质与养分。突破策略：设置公平监督员岗位，用统一器材与固定口令控制喷洒高度和次数，再借助浑水里还带走了什么这一追问，把损失从土延伸到养分。 教学过程 教学环节 教学活动 设计意图 导入新课 （1）教师出示一组新闻图片：同一场暴雨过后，一处山坡因为修路开挖露出大片裸土，浑水横流、泥石冲到山脚；不远处的山林溪水仍然较清，山体完好。（2）教师提问：同样一场雨，同样都是山坡，为什么一处变成了泥汤，另一处却稳稳当当？（3）学生议论纷纷，教师把学生的猜想写在黑板一侧，如树多树少、草根抓土、土松不松、坡度不一样，并提醒大家猜想要靠实验来裁判。 （4）教师出示本课实验器材：两块大小相同的土坡模型、一个斜坡支架、两个相同规格的喷壶、两个透明接水盘，宣布任务：今天我们要在小盘子里下一场人工暴雨，让两块土坡比一比谁更经得起雨淋。（5）教师说明两块土坡的唯一区别：一块表面铺满草皮，一块是裸露的土；请学生先猜一猜结果，并把猜想写在记录单上，实验后回头核对。 （6）教师交代本课的三个角色：做一次公平的实验者、当一个会看证据的分析员、做一名给别人提建议的护土宣传员。（7）教师提出实验的安全与卫生要求：喷水时对准坡面，不要对着同学；接水盘放在桌沿内侧，防止泼洒；实验结束后立即用抹布擦干桌面；泥土统一收集到回收盆中，不倒入水池。 真实的暴雨灾害对比图具有很强的冲击力，把抽象的水土流失转译成两处山坡的不同遭遇，学生能够凭生活经验说出有草的地方不会冲成大沟这类朴素判断，为本课的科学解释提供了经验起点。把猜想写在黑板上而不急于肯定或否定，使实验的裁判功能更加突出，学生更愿意细致观察证据。达成态度责任目标与科学思维目标的起步要求。 宣布人工暴雨的任务与三个角色分工，把一次动手活动提升为有责任、有角色的探究活动：公平的实验者指向难点中的条件控制，会看证据的分析员指向从现象到结论的思维过程，护土宣传员指向最后的迁移应用与态度责任落地。达成探究实践目标的起步要求。 讲授新课 本课以一场雨能不能把土冲走为主线，沿着制造冲突、公平实验、寻找原因、迁移解释、行动承诺的路径推进。全课把水土流失这样宏大的现象压缩进两个小土坡的对比实验：同样大小、同样坡度、同样水量的两块土坡，唯一不同的是有没有植被，学生从接水盘里水的浑浊程度和泥沙多少读出植被的功劳。 时间安排为：导入与猜想约6分钟，公平规则讨论与模拟降雨实验约15分钟，研讨建构与机制解释约10分钟，易错辨析与变式训练约8分钟，单元回望、小结与当堂检测约6分钟，合计45分钟。本课同时承担单元收束任务，小结时要回望土壤的成分、类型与肥力，把土壤养植物、植物护土壤的关系浓缩成一句话。 环节一：情境导入·聚焦问题（约6分钟） （1）教师出示暴雨过后的两组实景照片，一组是裸土坡上浑水横流、沟壑纵横，一组是林木覆盖的山坡溪水较清、山体完好。（2）教师引导学生观察两组照片中水的颜色、坡面的完整程度和山脚的情况，把关键差异写在黑板右侧。（3）教师宣布任务：今天我们要在小盘子里下一场人工暴雨，让两块土坡当同学，看看谁更经得起雨淋，并请学生先把自己的猜想和理由写在记录单第一栏。 师：同样一场暴雨，为什么有树有草的山坡稳稳当当，光秃秃的山坡却冲出了大沟？生（预设）：因为有草有树的地方，根把土抓住了，雨水冲不动。师：追问：那我们怎么才能证明是草和树的功劳，而不是因为两块坡的土本来就不一样？生（预设）：要让两块坡一样大、一样陡，浇一样多的水，只让一块有草、一块没有草。师：再追问：如果实验做完，有草那块流出的水真的更清，你能下什么结论？生（预设）：能说明草和树确实能保护土壤，减少水土流失。 四人小组分工：一号负责用铲子整理两块土坡，保证形状、大小和坡度尽量一致；二号担任公平监督员，负责核对支架坡度、喷水高度和喷洒次数；三号负责接水盘与计时；四号负责在记录单上画图并标注现象。教师巡视时重点检查两块土坡的坡面是否平整、草皮是否完整贴合。 【知识归纳】①雨水会把裸露土壤的表层冲走，这种现象叫水土流失，坡地比平地更明显。②要判断是不是植被在保护土壤，必须做对比实验，让两块坡除有无植被外其他条件都相同。③本课要研究的问题是：植被是怎样保护土壤的，我们能做些什么。 【评价要点】达成科学思维与探究实践目标：观察学生能否主动提出让两块坡一样大、一样陡、浇一样多的水等公平条件，能否说出实验要比较的具体现象。达标证据是小组能说出三条以上一致的条件，并在记录单的猜想栏写下可验证的预测，而不是笼统说草皮更结实。 环节二：探究实践一——模拟降雨对比实验（约15分钟） 材料清单（每组）：铺有草皮的土坡一块、裸露土坡一块（两块大小厚度相同）、斜坡支架一个、相同规格喷壶两个、透明接水盘两个、量杯、小尺、抹布、回收盆、活动手册。公平规则：土坡一样大、一样厚、坡度一样、水量一样、喷水高度一样、喷洒次数一样，唯一不同的是有没有植被。操作步骤：（1）把两块土坡分别架在支架两端，调成相同坡度，下方各放一个透明接水盘，用尺核对两块坡面的高度一致。（2）两个喷壶各装同样多的水，由两名组员站在同一位置，听监督员口令离坡面二十厘米、喷三下即停，同时开始喷水。（3）喷完后静置一分钟，观察接水盘里水的多少、浑浊程度和盘底泥沙的厚度，用尺量出泥沙厚度。（4）用镊子轻轻扒开草皮边缘，观察草根在土中的分布，并画在记录单上。安全提示：喷水不朝人，土块要搬稳，实验后台面与地面及时清理干净。 记录单样式（表格四行四列）：观察项目／草皮坡／裸土坡／我的判断。样例数据：接水盘里水的多少——草皮坡约四十毫升，裸土坡约八十毫升，裸坡流出的水接近草皮坡的两倍；水的浑浊程度——草皮坡水色较浅，能看到盘底，裸土坡水色深黄发浑，看不清盘底；盘底泥沙厚度——草皮坡几乎看不到泥沙，只有薄薄一层细粉，裸土坡积了约五毫米厚的黄泥；坡面情况——草皮坡坡面完整，草叶被压歪但土没有明显移动，裸土坡出现两三条明显的冲沟，边缘的土被冲塌。 现象与结论：有植被的土坡流出的水少而清、泥沙少、坡面完整；裸露的土坡流出的水多而浑、泥沙多、被冲出小沟。结论是植被能减少水土流失、保护土壤。教师进一步点拨：被冲走的不只是土，还有土壤里的腐殖质和养分，等于把庄稼的饭一起冲走了，所以裸露的坡地会越来越瘦。这一点与第3课学过的肥力知识相呼应，说明土壤的肥力也会随水土流失而失去。 师：两个接水盘放在一起，你第一眼看到了什么不同？生（预设）：裸土坡那边的水又黄又浑，还多了好多泥沙。师：追问：水浑说明水里有什么？这些泥沙是从哪儿来的？生（预设）：水里有被冲下来的土，是从坡面上被雨水冲走的。师：再追问：草皮坡流下来的水为什么少一些？生（预设）：草叶挡住了雨水，雨水顺着草叶慢慢流下去，有的还渗到土里去了，所以冲下来的水少。 【知识归纳】①模拟降雨的对比实验要公平：土坡一样大、一样厚、坡度一样、水量一样、喷水高度和次数一样，只有有无植被不同。②有植被的土坡流出的水少而清、泥沙少、坡面完整，裸露的土坡流出的水多而浑、泥沙多、被冲出沟。③结论：植被能减少水土流失，保护土壤；被冲走的除了土，还有腐殖质和养分。 【评价要点】达成探究实践与科学观念目标：观察学生能否按公平规则完成实验，能否用水的多少、浑浊程度、泥沙厚度三项证据比较两块土坡，能否说出植被减少水土流失的结论。达标证据是记录单四行填满、数据与观察一致，小组汇报中能指出唯一不同的条件是有无植被，并拒绝把结果归因于土本身的不同。 环节三：探究实践二——研讨建构：植被为什么能保住土（约10分钟） （1）扒根观察：实验结束后，教师请各组用镊子轻轻拨开草皮边缘的土壤，观察草根的形状和分布，把看到的根网画在记录单上。（2）体验活动：请学生用手分别抓一把干沙和一把连着小草根的土，轻轻抖一抖，比较哪种更容易散开，体会根对土颗粒的固定作用。（3）教师引导建立机制解释：植物的根像一张密密的渔网，把土壤颗粒缠住固定；植物的茎叶像一把把小伞，削弱了雨水直接冲击地面的力量，还让雨水更多地渗入土中；落叶腐烂后又会变成腐殖质，让土壤更肥沃。 （4）回到导入的问题：现在你能当小小播报员，解释为什么两座山的遭遇差这么多吗？请两名学生分别扮演两座山，用因为什么所以什么的句式说给全班听。教师追问：如果把山上被冲走的泥沙装进袋子放在田边，会对农田产生什么影响？引导学生说出农田被泥沙覆盖、排水沟被堵、庄稼被埋等具体后果，从而理解水土流失的真实危害。（5）教师补充：植被还能让土壤更肥沃，因为落叶在土里腐烂会形成腐殖质，所以树林里的土壤往往又黑又松；土壤反过来又为植物提供立足的地方和养分，土壤与植物是相互依存的。 预设问题与应对：①学生容易认为水浑是因为土掉进了水里，而忽略土是被雨水冲走的。应对方法是追问冲走的土从哪里来，并比较两块土坡实验前后的坡面高度或用尺量出坡面下降的痕迹，让损失看得见。②学生容易只关注土被冲走，忽略养分也随之流失。应对方法是追问随泥沙一起流走的还有什么，把第3课的腐殖质与肥力知识调出来，说明被冲走的是庄稼的饭。③学生容易把草皮坡流出的水少完全归功于草叶挡雨，忽略根系的固土作用。应对方法是实验后扒开草皮用镊子挑起草根观察根网，再请学生做抓沙与抓连根土的小对比，体会根网的固定作用。④实验中容易出现喷壶力度不一、喷洒次数不同。应对方法是统一口令，喷洒前由公平监督员逐项核对支架坡度、土坡高度和水量刻度，确认后才开始喷水。 变式训练：某村的一片山坡被开垦成农田后，每年雨季都要流失大量表土，庄稼越长越差。后来村里退耕还林，在坡地上种了树和草。请你用本课的知识说明：为什么种树种草以后流失的土会减少，庄稼和树木反而长得更好。答题要点：树木和草的根系像网一样固定土壤颗粒，茎叶削弱了雨水的冲刷，所以流失的水和土都减少了；水土流失减少后，土壤里的腐殖质和养分被保住，加上落叶腐烂补充腐殖质，土壤越来越肥沃，植物自然长得更好。 师：扒开草皮以后，你看到的草根是什么样子的？生（预设）：很多细细的根，密密麻麻地缠在一起，像网一样。师：追问：这张网对土壤有什么用？生（预设）：它把土颗粒抓住，雨水冲的时候土就不容易被带走。师：再追问：把草皮剥掉、只留光秃秃的土，会发生什么？生（预设）：根没有了，土就散了，一下雨就会被冲走，还会带走里面的养分。 【知识归纳】①植物保护土壤有两个秘密武器：根像渔网，抓住土壤颗粒；茎叶像雨伞，削弱雨水冲刷，让雨水更多地渗入土中。②植被还能让土壤更肥沃，落叶腐烂后形成腐殖质，所以有植被覆盖的土壤往往更黑更松。③土壤为植物提供立足之处和养分，植物保护土壤不被冲走，土壤与植物相互依存。【评价要点】达成科学观念与科学思维目标：观察学生能否从根和茎叶两个角度解释植被保护土壤的原因，能否迁移解释滑坡、河水变浑、农田被泥沙覆盖等现象。达标证据是小组能用因为根能固定土壤所以流失减少这类完整因果句作答，记录单上画出了能辨认的根网并配有一句说明。 环节四：迁移应用·单元小结（约6分钟） （1）应用研讨：教师出示三个真实情境并组织讨论。为什么护坡工程常常先种草再铺石块？为什么退耕还林还草能治好跑水、跑土、跑肥的三跑田？北方春天农民为什么在农田上盖地膜、在地边种防护林？师：护坡工程为什么不直接用水泥把坡面封死？生（预设）：封死了草就长不出来，水泥还容易被雨水冲裂，种草既省钱又能靠根固定土壤。师：追问：种地时把坡地改成梯田，对保护土壤有什么好处？生（预设）：梯田把长坡变成一段段平地，雨水流得慢，土不容易被冲走，还能存住水。（2）行动承诺：请每个学生写一条自己能做得到的护土行动，如不践踏草坪、不随意开挖、参加植树、提醒家人不乱倒垃圾。【知识归纳】①植被通过根系固土、茎叶挡雨保护土壤，同时用落叶补充腐殖质、提高土壤肥力。②保护土壤的日常做法有植树种草、不在坡地随意开挖、保护现有绿地、修筑梯田与护坡、把有机物归还土壤。③土壤与植物相互依存，保护土壤就是保护我们的饭碗。【评价要点】达成态度责任目标：观察学生能否把实验结论迁移到护坡、梯田、防护林等真实情境，能否写出一条具体可行的护土行动。达标证据是小组的三个情境解释都指回根系固土或茎叶挡雨，每人交出的行动承诺具体到地点和做法。 科学阅读：从黄沙漫天到绿树成荫的塞罕坝。河北北部的塞罕坝在几十年前是一片风沙漫天的荒原，刮风时黄沙遮天，表土被风一层层卷走。经过三代人持续种树造林，如今那里森林绵延，落叶在土里腐烂形成厚厚的腐殖质层，土壤变得又黑又松，林下的溪水也常年清澈。这个真实的故事告诉我们，植被与土壤是一对互相成就的好搭档，有了植被的庇护，土壤才不会被风雨带走；有了肥沃的土壤，森林才能一代代长下去。句子虽短，道理与我们在小盘子里做的暴雨实验完全一致。 【课堂小结】这节课我们用两块土坡做了一场人工暴雨，看清了植被的功劳。植物的根像渔网一样抓住土壤颗粒，茎叶像雨伞一样削弱雨水冲刷，所以有植被的地方流出的水少而清、泥沙少，裸露的土壤则容易被冲走，连腐殖质和养分也一起流失。回望整个单元，我们先认识了土壤里的沙、黏土、腐殖质、水和空气，又比较了砂质土、黏质土和壤土，还找到了让土壤肥沃的腐殖质，今天又发现了土壤的守护者植被。一句话总结，土壤养植物，植物护土壤。【板书生成】板书上方写课题“植被与土壤”，左侧贴两块土坡的实验对比图并标注水多而浑、泥沙厚与水少而清、泥沙薄，中间写秘密武器：根像渔网抓土、茎叶像雨伞挡水，右侧写被冲走的不只是土还有腐殖质和养分，下方画双向箭头写土壤养植物、植物护土壤，最后写一行行动承诺，植树种草、不随意开挖、保护坡地绿地。 【当堂检测】第1题（选择题）：关于植被与土壤的关系，下列说法正确的是（　　）。A．植被会抢走土壤里的水分，对土壤有害　B．植物的根能固定土壤，茎叶能减缓雨水冲刷，植被能保护土壤、减少水土流失　C．把山坡上的树砍掉开荒种地，既能多收粮食又能保护土壤　D．暴雨时森林里流出的溪水一定比光秃山坡上的更浑浊。第2题（材料分析题）：某地为了修路，把一段山坡上的树木和杂草全部清除，露出大片裸土。当年夏天一场暴雨过后，山脚的农田被厚厚的黄泥覆盖，沟里的水又浑又黄，路边的排水沟也被泥沙堵住；而旁边没有开挖、仍有草木覆盖的山坡，流下来的水量少，水色也清。第二年，施工方在裸土坡上撒播了草籽并种上了灌木。请回答：（1）结合材料说明，有草木覆盖的山坡流下来的水为什么水量少、水色清？（2）施工方在裸土坡上种草种灌木，对保护土壤有什么好处？请至少写出两条。 参考答案与解析：第1题选B。植物的根能像网一样固定土壤颗粒，茎叶能削弱雨水对地面的冲刷，所以植被能减少水土流失、保护土壤；植被不会抢走土壤的水分，反而能保持水分，砍树开荒会加剧水土流失，森林里流出的溪水因为冲刷少所以更清澈，因此A、C、D三项都不正确。第2题（1）有草木覆盖的山坡上，植物的根系像网一样把土壤颗粒固定住，茎叶又像雨伞一样削弱了雨水冲刷的力量，雨水更多是顺着茎叶慢慢流下并渗入土中，被冲走的泥土大大减少，所以流下来的水量少、水色也清。（2）好处一：草和灌木的根系能固定土壤颗粒、枝叶能减弱雨水冲刷，减少水土流失，避免山脚的农田再被黄泥覆盖、排水沟再被泥沙堵住；好处二：草木的落叶腐烂以后会变成腐殖质，能够增加土壤养分、让土壤更疏松肥沃；好处三：植被覆盖地表能减少雨水直接冲击，防止坡面继续冲出沟壑，降低滑坡和塌方的风险。 本课按照冲突、实验、机制、迁移、行动的顺序推进：环节一用真实暴雨灾害图片制造冲突并提出可检验的问题，达成科学思维与态度责任目标的起步要求；环节二把公平规则的讨论与动手实验结合起来，学生用水的多少、浑浊程度、泥沙厚度三项证据比较两块土坡，达成探究实践与科学观念目标；环节三通过扒根观察、抓沙体验和回到两座山的解释，把现象上升为根抓土、叶挡水的机制认识，达成科学观念与科学思维目标；环节四迁移到护坡、梯田、防护林等真实情境并写下行动承诺，达成态度责任目标。 评价与目标一一对应：环节一评能否提出公平条件和可验证的预测，环节二评实验是否按公平规则完成、三项证据是否记录完整，环节三评能否从根与茎叶两个角度解释原因并迁移解释生活现象，环节四评能否针对真实情境作出判断并提出可行建议。评价证据分别是猜想记录、水土流失对比实验记录单、机制解释的因果句陈述以及行动承诺卡片；本课还兼作单元收束，评价时同步回看前三课的学习成果，如沉积瓶记录、土壤对比表与堆肥瓶观察记录。 板书设计 植被与土壤 一场暴雨，两种遭遇：裸坡浑水横流、沟壑纵横；林地溪水较清、山体完好 公平实验：土坡一样大、一样厚、坡度一样、水量一样、喷水高度与次数一样，只有有无植被不同 裸土坡：流出的水多而浑浊，盘底泥沙约五毫米，坡面冲出两三条小沟 草皮坡：流出的水少而清，盘底几乎没有泥沙，坡面保持完整 秘密武器：根像渔网，抓住土壤颗粒；茎叶像雨伞，削弱雨水冲刷 更深的损失：冲走的不只是土，还有腐殖质和养分，等于冲走了庄稼的饭 植被还能让土壤更肥沃：落叶腐烂以后变成腐殖质 相互依存：土壤养植物，植物护土壤 行动承诺：植树种草、不随意开挖、不践踏绿地、保护坡地植被 作业布置 基础性作业：完成活动手册的水土流失对比实验记录页，用箭头图表示暴雨、裸土坡、水浑沙多、土壤流失的过程，并写出植被保护土壤的两条原因。 提升性作业：完成一份保护土壤的创意宣传作品，可以是海报、儿歌或简短的短视频，说清你的宣传想让谁做什么、为什么这样做能保护土壤，下节课带到班级分享。 拓展性作业：观察学校或小区里有没有裸露的土坡、被踩出小道而露出泥土的草坪，用观察卡片记下位置和情况，提出一条可行的保护建议，交给老师或物业。 教学反思 （1）预设问题与应对：学生容易只关注水浑不浑，忽略接水盘里的泥沙量这个更直观的证据，甚至把水浑完全归因于土的颜色。应对方法是在记录单上固定水的浑浊程度、盘底泥沙厚度、坡面沟的深浅三项，并用透明接水盘从侧面观察沉积的泥沙厚度。 （2）学生真实困难：两个喷壶出水力度不一样，或者喷洒次数、喷洒高度不一致，导致对比结果不明显；部分学生在兴奋状态下忘记控制条件。改进设想：统一采购同一型号的喷壶并预先标记水量刻度，规定离坡面二十厘米、喷三下即停的口令，由公平监督员逐项核对后再同时开喷。 （3）实验现象不明显时的补救：若土块过干或草皮根系太少，草皮坡也可能冲出小沟。改进设想：土块提前一天喷湿并轻轻压实，草皮选用根系较密的草种；若现象仍不够明显，可延长喷洒次数，并把两块土坡横切面并排展示，让学生看到根网分布的差异。 （4）单元收束时表达啰嗦：在总结土壤与植物的关系时，个别学生说不清因果，只反复说很重要。改进设想：提供因为什么所以什么和如果什么就会什么两个句式支架，先同桌互说一句，再全班交流，并要求把结论落实到一条具体的行动承诺上，让态度责任素养有可见的落点。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $