“巖石與土壤”單元試教報告

汪馭敏 張碩 劉樹鑫

摘要我們在對教科版《科學》四年級下冊“巖石與土壤”單元進行試教的過程中發現，教材對巖石、礦物和土壤的內容進行了整合，使巖石與土壤之間緊密地串聯起來，條理非常清晰。本文從觀察實驗材料的準備、科學實踐活動的指導和試教體會三個方面對本單元的試教進行總結。通過本單元的學習，學生了解了巖石、礦物、土壤的相關知識，學習了探究巖石、土壤的方法，發展了科學實踐能力，形成了良好的合作學習的意識，激發了他們繼續學習地質學的興趣。學生切實感受到了巖石、礦物、土壤在我們生活中的用途及價值，能夠理性地認識這些自然資源對人類的意義，樹立保護自然資源的意識。

關鍵詞 實驗材料準備 實踐活動指導 試教體會

中圖分類號：G424文獻標識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.18.017

Report on Unit Teaching of“Rock and Soil”

WANG Yumin[1]， ZHANG Shuo[2]， LIU Shuxin[3]

（[1] Tianjin Heping District Teacher Development Center， Tianjin 300020；

[2] Yueyangdao Primary School， Tianjin 300020；

[3] Wanquandao Primary School， Tianjin 300020）

Abstract： During the trial teaching of the unit "rock and soil" in the second volume of the fourth grade of science of education and Science Edition， we found that the contents of rock， mineral and soil were integrated in the textbook， so that the rock and soil were closely connected， and the organization was very clear. This pa？ per summarizes the experimental teaching of this unit from three aspects： the preparation of experimental materi？ als， the guidance of scientific practice activities and the experience of experimental teaching. Through the study of this unit， the students understand the relevant knowledge of rocks， minerals and soil， learn the methods of ex？ ploring rocks and soil， develop their scientific practice ability， form a good sense of cooperative learning， and stimulate their interest in learning geology. Students can feel the use and value of rocks， minerals and soil in our life， rationally understand the significance of these natural resources to human beings， and establish the awareness of protecting natural resources.

Keywords： preparation of experimental materials； practical activity guidance； experience of trial teaching

我們在對教科版《科學》四年級下冊“巖石與土壤”單元進行試教的過程中發現，教材對巖石、礦物和土壤的內容進行了整合，使巖石與土壤之間緊密地串聯起來，條理非常清晰。下面從觀察實驗材料的準備、科學實踐活動的指導和試教體會三個方面對本單元的試教進行總結。

觀察實驗材料的準備

本單元的教學選擇了典型且有層次的實驗材料，可以讓學生的課堂學習更加有效，因此，師生共同精心準備好課上所需的觀察材料是十分必要的。由于巖石與土壤標本種類繁多，本單元的學習又是有選擇性的，教師雖然鼓勵學生多搜集巖石、礦物、土壤樣本，但他們搜集到的種類和數量往往不能滿足教學的需要，教師應當適度補充。如果有些地方此類資源相對匱乏，本單元教學需要的許多巖石、礦物、土壤標本也可以通過圖片或微視頻的形式呈現。巖石、土壤資源相對豐富的地區，師生可以共同搜集更多的材料進行研究，學生會更加受益，因為實物標本的作用遠勝于圖片資料。如果需要學生搜集巖石帶到學校進行觀察研究，教師必須在課前提出明確的研究方向，讓學生尋找某一類標本作為主要研究對象，否則對課堂的專項研究會有干擾或阻礙。如果學生帶來教師也不認識的巖石，教師在課上不必占用過多時間讓學生研究，可以將此類樣本作為課后拓展的研究對象。下面逐課介紹觀察實驗材料的準備。

第1課的標本種類突出“廣”

探究巖石和土壤背后的故事，可以讓學生從家中帶來自己采集的巖石，講講它們的故事。教師要為學生準備巖石、礦物、土壤標本，以及豐富的標本圖片和視頻資料，使他們切實感受到巖石和土壤的種類繁多。這其中也包括后續課程內容要用到的標本，讓學生可以在本課提前了解本單元即將研究的幾個重要對象，為后面課程的學習埋下伏筆。

例如，在課前，學生有針對性地從不同地點搜集巖石標本、土壤標本，記錄其出處，帶到課堂來觀察、研討。若當地資源有限，可以將本課的部分內容，讓學生通過Pad配合學習單進行研究，再組織全班交流，同樣能達到很好的教學效果。

第2課的標本用具體現“專”

教師需要為學生準備花崗巖、砂巖和大理巖，它們是本課主要的研究對象，在學具盒中即可找到。對于后面的探究過程中學生需要觀察的有斑點、有條紋、顆粒細密、粗疏等多種巖石，學生了解其結構即可，如能找到真實的標本最好。如果沒有找到，也可以利用書上和網絡上搜集到的典型、清晰的實物照片，以課件形式呈現。

本課的探究過程中，教師還須為學生準備一些比較專業的探究工具，如手電筒、銅鑰匙、小鋼刀等。教師須提前對這些工具進行篩選與加工。在探究巖石是否有光澤時，學生所使用的手電筒，可選擇光線較強的LED白色光手電筒；在后面的刻畫實驗中，使用的小鋼刀，如是折疊小刀，須用橡皮膠帶將其綁好，成為不可彎曲的直線刀。應當將其他部分都包裹起來，只露出刀尖，避免學生在使用中出現安全問題。

第3課的標本用具強調“比”

教師要為學生準備花崗巖以及石英、長石、云母等礦物。對于礦物顏色和條痕的探究，僅有這些還不足以突破本課的教學難點，最好準備多種礦物標本，以及同種礦物但外表顏色不同的對比圖加在課件中。如白色、粉色的石英，白色、肉紅色的長石，以及白色、黑色的云母等。

在本課探究條痕的過程中，為使不同礦物條痕在瓷板上顯色明顯，教師要準備深淺不同的無釉瓷板。條痕為深色的礦物，可以利用白色無釉瓷板，這樣劃出的條痕更加明顯。條痕是白色的礦物，可以準備一塊黑色或深卡其色且表面具有磨砂質感的瓷板，學生可以在上面劃擦出十分明顯的白色條痕。

探究礦物的透明度，須為學生準備三種礦物薄片以及薄厚近似的一張透明塑料膜、兩張半透明塑料膜和一張A4紙，用來界定透明度的標準。三種礦物中，云母本身就是分層結構，其薄片相對容易獲得，教師可以利用薄刀片，從云母中間撬開得到薄片。石英和長石需要在課前用布包裹起來，用錘子砸碎，選擇較薄的碎片使用。

第4課的標本鑒別借助“網”

制作標本需要學生自己準備標本盒、標簽紙和記錄單以及巖石和礦物。如果學生帶來的標本數量不足，教師可進行適量的補充。本課的鑒定依據，可借助Pad聯網，查閱網上資料，增強鑒定的準確性。

第5課應多種渠道“選”黏土

為學生準備的材料中，巖石選擇花崗巖，沙使用普通的工程沙。搜集黏土時，我們第一次選用三四層的紗布過濾普通土，留下最細膩的顆粒得到的黏土；第二次試著把土壤放入水中攪拌，讓土壤分層，然后取上層的部分曬干、碾碎，得到黏土；第三次我們試著在花壇周圍尋找一些風吹過留下的細膩的黏土。后來，教師在交流時得到一個信息：大樹下的一些板結的土就是黏土。無論選擇哪種方法，都可以得到黏土，可以滿足在不同環境條件下教學的需要。搜集回來的黏土，需要仔細篩選，去除里面的草根、樹葉等雜質，留下的細膩黏土才可以使用。

第6課中采集標本提前“尋”

本課將指導學生觀察土壤。教師要提前在校園里找到一處可供學生采集土壤的區域。探究活動可從現場的土壤采集開始，讓學生充分了解土壤所處的環境。土壤中不僅含有巖石、土的成分，還要包括一些動植物的殘體，富含空氣、水分，成分比較豐富，土質相對疏松，便于學生采集。如果條件有限，也可以為學生直接提供土壤標本，供他們在課上觀察。如果搜集到的土壤成分比較單一，建議教師提前做一些必要的成分添加，以滿足課堂教學的需要。

第7課的滲水實驗差別“大”

本課教師要為學生準備壤土、黏質土和沙質土，最好在課前進行三種土壤的滲水性實驗，以確保三種土壤的滲水性差距較大。經過多次實驗發現，壤土可以將戶外采集來的成分比較豐富的自然土與沙質土按照1：1的比例混合；黏質土最好選擇極為細膩的黏土；沙質土可以選擇顆粒較為粗大的中沙。這樣的配比，用三種土壤做滲水性實驗時，滲水時間差異明顯，有助于學生的科學探究。

三種土壤滲水性的探究過程中，可以選用無紡布代替紗布進行過濾，無紡布材質比紗布細密，有利于實驗；漏斗選擇實驗室中的玻璃漏斗，便于液體的滴落；承接液體的裝置選擇錐形瓶。這樣一組實驗器材，相比塑料瓶更加穩固。同時再準備3個量筒，用來比較滲出液體的量。

第8課中視頻反饋貼近“真”

教師在課前要為學生準備圖片資料，制成課件，還可以組織學生提前對本單元學習的成果進行研討交流。可以組織部分學生自編、自導、自演，拍攝“我和土壤”的微視頻，作為課堂學習的補充資料。這樣處理，能夠讓學生切身感受到巖石、礦物、土壤為我們人類提供了賴以生存的家園。

綜上所述，本單元的實驗材料除了可以從配備的實驗套材里尋找外，還需要教師留意身邊的巖石、礦物、土壤，日積月累地廣泛搜集。在教學中，由于教學內容的特殊性，尤其到單元的后半段進入土壤的研究，學生會在課堂上與土壤有親密的接觸。學生興趣盎然，但個人和實驗室的衛生難免會出現問題。盡管如此，由于現在的學生與大自然親密接觸的機會少了許多，我們不能剝奪學生探究大自然的權利。在科學課教學中，教師不僅要幫助學生完成科學探究，還要指導他們規范地實驗操作，養成良好的實驗習慣。在本單元的學習中，如果條件允許，還應當為學生準備實驗用的護目鏡、一次性手套、桌墊甚至消毒濕巾、洗手液等。

單元實踐活動的指導

在“巖石與土壤”單元的學習中，學生充分運用到了科學探究的方法。學生不僅要利用身體的多種感官，特別是視覺、嗅覺和觸覺相互配合，對標本進行觀察，還要學會使用一些比較專業的手段觀察物體。在本單元的教學中，教師要注重對相關資料的搜集、篩選，及時引導學生表達與交流，幫助他們建構科學概念，培養他們的科學探究能力。

1.認識巖石

（1）描述顏色

對巖石顏色的描述，學生往往產生較大的爭議，教師有必要組織學生討論如何用準確的詞語描述顏色，指導他們學會對顏色命名：一般用標準色譜的紅橙黃綠藍靛紫來描述，可以加上深淺、濃淡等副詞。如果巖石不是一種顏色，可以用雙重顏色表示，后者為主要顏色。如第2課的花崗巖，學生幾經討論，最終對它的顏色的描述是“黑麻肉粉色”——肉粉色是主色，黑色摻雜在其中。“麻”字使用得恰如其分，既可以看出學生觀察得十分細致，又可以看出他們對顏色的描述非常到位。本課中教師不要過于糾結顏色的界定，學生能正確辨別巖石或礦物的主要顏色即可。

（2）描述顆粒

學生對于巖石顆粒具有一定的感性認知，但往往不能用合適的詞匯來描述。在教學中，教師要指導學生對三種巖石進行觀察和比較，找出它們的區別，并指導他們學習兩個科學詞匯：“細密”，即顆粒小而緊密：“粗疏”，即顆粒大而疏松。可以借助巖石的觀察，讓學生比較、辨析，正確使用這兩個詞匯。

（3）探究光澤

與舊版教材相對比，新版教材在巖石光澤度的探究上降低了難度，進行了簡化。在教學中，教師可以引導學生用同樣的光線照射不同標本，觀察它們光澤度上的差異。學生通過觀察不難發現，花崗巖和大理巖在照射下，具有光澤，而砂巖沒有光澤。

觀察石英、云母和長石三種礦物的光澤度，可以借助其他物體的反光特性。教師應當指導學生仔細觀察金屬、玻璃、泥土、絲綢和珍珠的光澤度，采用比較的方法來描述。經過試教發現，學生可以描述出石英的光澤近似于玻璃，云母的光澤近似于珍珠。而對于長石，學生發現其中某些顆粒，有近似于玻璃的光澤，有些顆粒有近似于泥土的光澤。

（4）探究硬度

對于學生來說，探究硬度需要相對專業的觀察方法，這也是本單元應當讓學生掌握的技能。教師要組織學生研討：“想了解物體的硬度，我們要采用什么樣的方法呢？”使他們明確可以使用刻畫的方法了解硬度，并指導他們用指甲、銅鑰匙、小鋼刀刻畫的方法，界定多種巖石的硬度。

學生刻畫時，要提示他們思考：究竟什么是刻畫之后的痕跡？可以讓他們刻畫之后，用手抹擦一下巖石上刻畫的位置，仔細看一下痕跡是否還在，再做出判定。之所以這樣做，是因為學生有時會將一些較硬的巖石磨下的他們指甲的粉末或銅鑰匙的痕跡，誤認為是巖石的痕跡，從而影響他們的判斷。因此，教師在學生實驗前對痕跡的提示非常重要。學生通過刻畫會發現：連小鋼刀都不能在花崗巖上刻畫出痕跡，花崗巖可以判定為硬。但利用以上方法只能判定實驗盒中所給的砂巖和大理巖較硬，卻不能比較出砂巖和大理巖的硬度，教師可以適時引導學生，采用巖石兩兩相互刻畫的方法，觀察哪一種巖石被劃出了痕跡，從而比較出它們的硬度。

（5）探究條痕

在第2課《認識幾種常見的巖石》的拓展環節中，學生用小鋼銼銼出巖石的粉末，實際上是進入對巖石內部的觀察，也為第3課《巖石的組成》中對條痕的觀察作了鋪墊。教師要提示學生：地質學家在識別礦物的時候，往往也會觀察礦物條痕的顏色。

本課重點研究的三種礦物條痕幾乎都是白色的，可以選擇一些條痕明顯的礦物，引導學生進行對比觀察。比如：石墨——黑灰色的條痕非常明顯；赤鐵礦——條痕是紅褐色的；黃鐵礦——條痕是綠黑色的。甚至可以準備外表顏色相近，但條痕顏色不同的不同種礦物，比如方鉛礦和輝鉬礦；外表顏色不同而條痕顏色相同的同種礦物——黑、白石膏的實物標本。學生通過實驗發現：外表顏色相近的方鉛礦和輝鉬礦的條痕，一個是灰黑色的，一個是鉛灰色的，說明它們是不同種類的礦物。而外表顏色差異較大的黑、白石膏，條痕卻都是白色的，說明是同種礦物。教師適時組織學生研討：“外表顏色與條痕顏色哪一種更準確可靠呢？”在強烈的對比下，學生通過邏輯推理就會發現條痕的顏色更準確可靠。之后，教師應幫助學生分析原因，使他們認識到同一種礦物由于所含的雜質不同，或形成時有假色等情況，有時會有不同的顏色。

（6）探究透明度

教師首先利用塑料膜和A4紙，指導學生隔著它們觀察下面的字，對“透明度”形成初步的認識。然后透過礦物觀察，如果能夠清晰地看到其他物體，就可以認為礦物的透明度為透明，看不到為不透明，隱約可以看到的為半透明。明確了衡量標準之后，引導學生對礦物的透明度進行探究。學生觀察發現：云母和石英是透明的，長石是半透明的，花崗巖是不透明的。

（7）辨別巖石

第4課《制作巖石和礦物標本》引導學生綜合運用前面所學知識，以制作巖石和礦物標本的形式，借助圖鑒對更多的巖石和礦物進行辨認和識別。通過試教，我們建議本課先全班研討，把非巖石和礦物去除，再引導學生分組識別。也可以將本課作為網絡研學課程，可以提前在課件中準備20種巖石、礦物的標本圖鑒（包含本課學生所探究的標本）。學生在參考圖鑒的同時，還可以聯網查詢圖鑒中沒有涉及的巖石或礦物的信息。

2.認識土壤

第5課《巖石、沙和黏土》是從認識巖石過渡到認識土壤的一課。學生做團球及涂痕實驗，需要分別讓黏土、沙與水混合，所加的水量不宜過多，能夠使黏土和沙剛剛團成小球即可。實驗后，待土和沙里面的水分蒸發后，學生會發現：輕碰沙，沙粒就掉落了，因為它沒有黏性，沒法粘在紙上；黏土有黏性，粘在了紙上，碰不掉。此實驗如果黏土、沙所含水量過多，實驗時需要等待較長時間才能觀察到最終現象，降低了課堂效率。本課學習之后，學生將對土壤進行探究。在學生認識土壤的過程中，要注意引導他們做好兩個實驗：

（1）土壤沉積實驗

土壤沉積實驗是對土壤成分進行更細致的觀察，操作難度并不大。實驗前，提示學生取1/3的土即可，便于攪拌及觀察現象。教師要指導學生注意觀察土壤剛剛倒入水中時的現象，觀察用小棒攪拌和靜置后的現象，并且對沉積后的現象產生的原因進行分析。

（2）土壤滲水性實驗

在第7課《比較不同的土壤》的探究中，包含三種土壤滲水性的比較。實驗前，教師要組織學生對“確保實驗的公平性”進行充分研討，達成共識：要確保三種土壤的量相同；要確保土壤裝入漏斗的高度相同；要確保傾倒的水量相同。還要明確實驗過程中的觀察點：剛剛倒水的時候，觀察哪種土滲水最快；實驗中觀察哪種土滲完水所需的時間最短；最后觀察哪種土壤的滲水量最多。實驗時，要對學生的實驗操作加以提示：4人為一小組，一位同學負責喊“準備……開始”口令，并負責認真觀察滲水過程，做好記錄；3位同學每人負責一杯水，盡量保持相同的倒水速度，緩慢且有停頓地倒水。該實驗應當始終強調實驗的公平性和嚴謹性，讓學生充分體會科學探究的真諦。

試教體會

在日常生活中，學生能夠經常接觸巖石和土壤，但他們對巖石和土壤缺乏細致的探究，沒有明確的概念。在本單元學習之初，我們對學生進行了相關內容的前測，問題涉及對巖石與土壤的了解，對巖石、礦物和土壤的認知，對相關標本和圖鑒的了解等。

通過調查，我們發現學生知道一些典型的巖石及礦物的名稱，但對其特征以及土壤的相關知識所知甚少。通過本單元的學習，學生了解了巖石、礦物、土壤的相關知識，學習了探究巖石、土壤的方法，發展了科學實踐能力，形成了良好的合作學習的意識，激發了他們繼續學習地質學的興趣。學生切實感受到了巖石、礦物、土壤在我們生活中的用途及價值，能夠理性地認識這些自然資源對人類的意義，樹立保護自然資源的意識。

本單元教學的受益者不僅是學生，還有教師。對于巖石、礦物的相關內容，我們在以往的教學中往往有畏難情緒，由于基礎知識欠缺、準備不充分、課時緊張等因素，導致教學效果欠佳。通過這次試教研討，我們獲益良多，對教學巖石、礦物、土壤等內容更有信心了。