“岩石与土壤”单元试教报告

汪驭敏 张硕 刘树鑫

摘要我们在对教科版《科学》四年级下册“岩石与土壤”单元进行试教的过程中发现，教材对岩石、矿物和土壤的内容进行了整合，使岩石与土壤之间紧密地串联起来，条理非常清晰。本文从观察实验材料的准备、科学实践活动的指导和试教体会三个方面对本单元的试教进行总结。通过本单元的学习，学生了解了岩石、矿物、土壤的相关知识，学习了探究岩石、土壤的方法，发展了科学实践能力，形成了良好的合作学习的意识，激发了他们继续学习地质学的兴趣。学生切实感受到了岩石、矿物、土壤在我们生活中的用途及价值，能够理性地认识这些自然资源对人类的意义，树立保护自然资源的意识。

关键词 实验材料准备 实践活动指导 试教体会

中图分类号：G424文献标识码：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

我們在对教科版《科学》四年级下册“岩石与土壤”单元进行试教的过程中发现，教材对岩石、矿物和土壤的内容进行了整合，使岩石与土壤之间紧密地串联起来，条理非常清晰。下面从观察实验材料的准备、科学实践活动的指导和试教体会三个方面对本单元的试教进行总结。

观察实验材料的准备

本单元的教学选择了典型且有层次的实验材料，可以让学生的课堂学习更加有效，因此，师生共同精心准备好课上所需的观察材料是十分必要的。由于岩石与土壤标本种类繁多，本单元的学习又是有选择性的，教师虽然鼓励学生多搜集岩石、矿物、土壤样本，但他们搜集到的种类和数量往往不能满足教学的需要，教师应当适度补充。如果有些地方此类资源相对匮乏，本单元教学需要的许多岩石、矿物、土壤标本也可以通过图片或微视频的形式呈现。岩石、土壤资源相对丰富的地区，师生可以共同搜集更多的材料进行研究，学生会更加受益，因为实物标本的作用远胜于图片资料。如果需要学生搜集岩石带到学校进行观察研究，教师必须在课前提出明确的研究方向，让学生寻找某一类标本作为主要研究对象，否则对课堂的专项研究会有干扰或阻碍。如果学生带来教师也不认识的岩石，教师在课上不必占用过多时间让学生研究，可以将此类样本作为课后拓展的研究对象。下面逐课介绍观察实验材料的准备。

第1课的标本种类突出“广”

探究岩石和土壤背后的故事，可以让学生从家中带来自己采集的岩石，讲讲它们的故事。教师要为学生准备岩石、矿物、土壤标本，以及丰富的标本图片和视频资料，使他们切实感受到岩石和土壤的种类繁多。这其中也包括后续课程内容要用到的标本，让学生可以在本课提前了解本单元即将研究的几个重要对象，为后面课程的学习埋下伏笔。

例如，在课前，学生有针对性地从不同地点搜集岩石标本、土壤标本，记录其出处，带到课堂来观察、研讨。若当地资源有限，可以将本课的部分内容，让学生通过Pad配合学习单进行研究，再组织全班交流，同样能达到很好的教学效果。

第2课的标本用具体现“专”

教师需要为学生准备花岗岩、砂岩和大理岩，它们是本课主要的研究对象，在学具盒中即可找到。对于后面的探究过程中学生需要观察的有斑点、有条纹、颗粒细密、粗疏等多种岩石，学生了解其结构即可，如能找到真实的标本最好。如果没有找到，也可以利用书上和网络上搜集到的典型、清晰的实物照片，以课件形式呈现。

本课的探究过程中，教师还须为学生准备一些比较专业的探究工具，如手电筒、铜钥匙、小钢刀等。教师须提前对这些工具进行筛选与加工。在探究岩石是否有光泽时，学生所使用的手电筒，可选择光线较强的LED白色光手电筒；在后面的刻画实验中，使用的小钢刀，如是折叠小刀，须用橡皮胶带将其绑好，成为不可弯曲的直线刀。应当将其他部分都包裹起来，只露出刀尖，避免学生在使用中出现安全问题。

第3课的标本用具强调“比”

教师要为学生准备花岗岩以及石英、长石、云母等矿物。对于矿物颜色和条痕的探究，仅有这些还不足以突破本课的教学难点，最好准备多种矿物标本，以及同种矿物但外表颜色不同的对比图加在课件中。如白色、粉色的石英，白色、肉红色的长石，以及白色、黑色的云母等。

在本课探究条痕的过程中，为使不同矿物条痕在瓷板上显色明显，教师要准备深浅不同的无釉瓷板。条痕为深色的矿物，可以利用白色无釉瓷板，这样划出的条痕更加明显。条痕是白色的矿物，可以准备一块黑色或深卡其色且表面具有磨砂质感的瓷板，学生可以在上面划擦出十分明显的白色条痕。

探究矿物的透明度，须为学生准备三种矿物薄片以及薄厚近似的一张透明塑料膜、两张半透明塑料膜和一张A4纸，用来界定透明度的标准。三种矿物中，云母本身就是分层结构，其薄片相对容易获得，教师可以利用薄刀片，从云母中间撬开得到薄片。石英和长石需要在课前用布包裹起来，用锤子砸碎，选择较薄的碎片使用。

第4课的标本鉴别借助“网”

制作标本需要学生自己准备标本盒、标签纸和记录单以及岩石和矿物。如果学生带来的标本数量不足，教师可进行适量的补充。本课的鉴定依据，可借助Pad联网，查阅网上资料，增强鉴定的准确性。

第5课应多种渠道“选”黏土

为学生准备的材料中，岩石选择花岗岩，沙使用普通的工程沙。搜集黏土时，我们第一次选用三四层的纱布过滤普通土，留下最细腻的颗粒得到的黏土；第二次试着把土壤放入水中搅拌，让土壤分层，然后取上层的部分晒干、碾碎，得到黏土；第三次我们试着在花坛周围寻找一些风吹过留下的细腻的黏土。后来，教师在交流时得到一个信息：大树下的一些板结的土就是黏土。无论选择哪种方法，都可以得到黏土，可以满足在不同环境条件下教学的需要。搜集回来的黏土，需要仔细筛选，去除里面的草根、树叶等杂质，留下的细腻黏土才可以使用。

第6课中采集标本提前“寻”

本课将指导学生观察土壤。教师要提前在校园里找到一处可供学生采集土壤的区域。探究活动可从现场的土壤采集开始，让学生充分了解土壤所处的环境。土壤中不仅含有岩石、土的成分，还要包括一些动植物的残体，富含空气、水分，成分比较丰富，土质相对疏松，便于学生采集。如果条件有限，也可以为学生直接提供土壤标本，供他们在课上观察。如果搜集到的土壤成分比较单一，建议教师提前做一些必要的成分添加，以满足课堂教学的需要。

第7课的渗水实验差别“大”

本课教师要为学生准备壤土、黏质土和沙质土，最好在课前进行三种土壤的渗水性实验，以确保三种土壤的渗水性差距较大。经过多次实验发现，壤土可以将户外采集来的成分比较丰富的自然土与沙质土按照1：1的比例混合；黏质土最好选择极为细腻的黏土；沙质土可以选择颗粒较为粗大的中沙。这样的配比，用三种土壤做渗水性实验时，渗水时间差异明显，有助于学生的科学探究。

三种土壤渗水性的探究过程中，可以选用无纺布代替纱布进行过滤，无纺布材质比纱布细密，有利于实验；漏斗选择实验室中的玻璃漏斗，便于液体的滴落；承接液体的装置选择锥形瓶。这样一组实验器材，相比塑料瓶更加稳固。同时再准备3个量筒，用来比较渗出液体的量。

第8课中视频反馈贴近“真”

教师在课前要为学生准备图片资料，制成课件，还可以组织学生提前对本单元学习的成果进行研讨交流。可以组织部分学生自编、自导、自演，拍摄“我和土壤”的微视频，作为课堂学习的补充资料。这样处理，能够让学生切身感受到岩石、矿物、土壤为我们人类提供了赖以生存的家园。

综上所述，本单元的实验材料除了可以从配备的实验套材里寻找外，还需要教师留意身边的岩石、矿物、土壤，日积月累地广泛搜集。在教学中，由于教学内容的特殊性，尤其到单元的后半段进入土壤的研究，学生会在课堂上与土壤有亲密的接触。学生兴趣盎然，但个人和实验室的卫生难免会出现问题。尽管如此，由于现在的学生与大自然亲密接触的机会少了许多，我们不能剥夺学生探究大自然的权利。在科学课教学中，教师不仅要帮助学生完成科学探究，还要指导他们规范地实验操作，养成良好的实验习惯。在本单元的学习中，如果条件允许，还应当为学生准备实验用的护目镜、一次性手套、桌垫甚至消毒湿巾、洗手液等。

單元实践活动的指导

在“岩石与土壤”单元的学习中，学生充分运用到了科学探究的方法。学生不仅要利用身体的多种感官，特别是视觉、嗅觉和触觉相互配合，对标本进行观察，还要学会使用一些比较专业的手段观察物体。在本单元的教学中，教师要注重对相关资料的搜集、筛选，及时引导学生表达与交流，帮助他们建构科学概念，培养他们的科学探究能力。

1.认识岩石

（1）描述颜色

对岩石颜色的描述，学生往往产生较大的争议，教师有必要组织学生讨论如何用准确的词语描述颜色，指导他们学会对颜色命名：一般用标准色谱的红橙黄绿蓝靛紫来描述，可以加上深浅、浓淡等副词。如果岩石不是一种颜色，可以用双重颜色表示，后者为主要颜色。如第2课的花岗岩，学生几经讨论，最终对它的颜色的描述是“黑麻肉粉色”——肉粉色是主色，黑色掺杂在其中。“麻”字使用得恰如其分，既可以看出学生观察得十分细致，又可以看出他们对颜色的描述非常到位。本课中教师不要过于纠结颜色的界定，学生能正确辨别岩石或矿物的主要颜色即可。

（2）描述颗粒

学生对于岩石颗粒具有一定的感性认知，但往往不能用合适的词汇来描述。在教学中，教师要指导学生对三种岩石进行观察和比较，找出它们的区别，并指导他们学习两个科学词汇：“细密”，即颗粒小而紧密：“粗疏”，即颗粒大而疏松。可以借助岩石的观察，让学生比较、辨析，正确使用这两个词汇。

（3）探究光泽

与旧版教材相对比，新版教材在岩石光泽度的探究上降低了难度，进行了简化。在教学中，教师可以引导学生用同样的光线照射不同标本，观察它们光泽度上的差异。学生通过观察不难发现，花岗岩和大理岩在照射下，具有光泽，而砂岩没有光泽。

观察石英、云母和长石三种矿物的光泽度，可以借助其他物体的反光特性。教师应当指导学生仔细观察金属、玻璃、泥土、丝绸和珍珠的光泽度，采用比较的方法来描述。经过试教发现，学生可以描述出石英的光泽近似于玻璃，云母的光泽近似于珍珠。而对于长石，学生发现其中某些颗粒，有近似于玻璃的光泽，有些颗粒有近似于泥土的光泽。

（4）探究硬度

对于学生来说，探究硬度需要相对专业的观察方法，这也是本单元应当让学生掌握的技能。教师要组织学生研讨：“想了解物体的硬度，我们要采用什么样的方法呢？”使他们明确可以使用刻画的方法了解硬度，并指导他们用指甲、铜钥匙、小钢刀刻画的方法，界定多种岩石的硬度。

学生刻画时，要提示他们思考：究竟什么是刻画之后的痕迹？可以让他们刻画之后，用手抹擦一下岩石上刻畫的位置，仔细看一下痕迹是否还在，再做出判定。之所以这样做，是因为学生有时会将一些较硬的岩石磨下的他们指甲的粉末或铜钥匙的痕迹，误认为是岩石的痕迹，从而影响他们的判断。因此，教师在学生实验前对痕迹的提示非常重要。学生通过刻画会发现：连小钢刀都不能在花岗岩上刻画出痕迹，花岗岩可以判定为硬。但利用以上方法只能判定实验盒中所给的砂岩和大理岩较硬，却不能比较出砂岩和大理岩的硬度，教师可以适时引导学生，采用岩石两两相互刻画的方法，观察哪一种岩石被划出了痕迹，从而比较出它们的硬度。

（5）探究条痕

在第2课《认识几种常见的岩石》的拓展环节中，学生用小钢锉锉出岩石的粉末，实际上是进入对岩石内部的观察，也为第3课《岩石的组成》中对条痕的观察作了铺垫。教师要提示学生：地质学家在识别矿物的时候，往往也会观察矿物条痕的颜色。

本课重点研究的三种矿物条痕几乎都是白色的，可以选择一些条痕明显的矿物，引导学生进行对比观察。比如：石墨——黑灰色的条痕非常明显；赤铁矿——条痕是红褐色的；黄铁矿——条痕是绿黑色的。甚至可以准备外表颜色相近，但条痕颜色不同的不同种矿物，比如方铅矿和辉钼矿；外表颜色不同而条痕颜色相同的同种矿物——黑、白石膏的实物标本。学生通过实验发现：外表颜色相近的方铅矿和辉钼矿的条痕，一个是灰黑色的，一个是铅灰色的，说明它们是不同种类的矿物。而外表颜色差异较大的黑、白石膏，条痕却都是白色的，说明是同种矿物。教师适时组织学生研讨：“外表颜色与条痕颜色哪一种更准确可靠呢？”在强烈的对比下，学生通过逻辑推理就会发现条痕的颜色更准确可靠。之后，教师应帮助学生分析原因，使他们认识到同一种矿物由于所含的杂质不同，或形成时有假色等情况，有时会有不同的颜色。

（6）探究透明度

教师首先利用塑料膜和A4纸，指导学生隔着它们观察下面的字，对“透明度”形成初步的认识。然后透过矿物观察，如果能够清晰地看到其他物体，就可以认为矿物的透明度为透明，看不到为不透明，隐约可以看到的为半透明。明确了衡量标准之后，引导学生对矿物的透明度进行探究。学生观察发现：云母和石英是透明的，长石是半透明的，花岗岩是不透明的。

（7）辨别岩石

第4课《制作岩石和矿物标本》引导学生综合运用前面所学知识，以制作岩石和矿物标本的形式，借助图鉴对更多的岩石和矿物进行辨认和识别。通过试教，我们建议本课先全班研讨，把非岩石和矿物去除，再引导学生分组识别。也可以将本课作为网络研学课程，可以提前在课件中准备20种岩石、矿物的标本图鉴（包含本课学生所探究的标本）。学生在参考图鉴的同时，还可以联网查询图鉴中没有涉及的岩石或矿物的信息。

2.认识土壤

第5课《岩石、沙和黏土》是从认识岩石过渡到认识土壤的一课。学生做团球及涂痕实验，需要分别让黏土、沙与水混合，所加的水量不宜过多，能够使黏土和沙刚刚团成小球即可。实验后，待土和沙里面的水分蒸发后，学生会发现：轻碰沙，沙粒就掉落了，因为它没有黏性，没法粘在纸上；黏土有黏性，粘在了纸上，碰不掉。此实验如果黏土、沙所含水量过多，实验时需要等待较长时间才能观察到最终现象，降低了课堂效率。本课学习之后，学生将对土壤进行探究。在学生认识土壤的过程中，要注意引导他们做好两个实验：

（1）土壤沉积实验

土壤沉积实验是对土壤成分进行更细致的观察，操作难度并不大。实验前，提示学生取1/3的土即可，便于搅拌及观察现象。教师要指导学生注意观察土壤刚刚倒入水中时的现象，观察用小棒搅拌和静置后的现象，并且对沉积后的现象产生的原因进行分析。

（2）土壤渗水性实验

在第7课《比较不同的土壤》的探究中，包含三种土壤渗水性的比较。实验前，教师要组织学生对“确保实验的公平性”进行充分研讨，达成共识：要确保三种土壤的量相同；要确保土壤装入漏斗的高度相同；要确保倾倒的水量相同。还要明确实验过程中的观察点：刚刚倒水的时候，观察哪种土渗水最快；实验中观察哪种土渗完水所需的时间最短；最后观察哪种土壤的渗水量最多。实验时，要对学生的实验操作加以提示：4人为一小组，一位同学负责喊“准备……开始”口令，并负责认真观察渗水过程，做好记录；3位同学每人负责一杯水，尽量保持相同的倒水速度，缓慢且有停顿地倒水。该实验应当始终强调实验的公平性和严谨性，让学生充分体会科学探究的真谛。

试教体会

在日常生活中，学生能够经常接触岩石和土壤，但他们对岩石和土壤缺乏细致的探究，没有明确的概念。在本单元学习之初，我们对学生进行了相关内容的前测，问题涉及对岩石与土壤的了解，对岩石、矿物和土壤的认知，对相关标本和图鉴的了解等。

通过调查，我们发现学生知道一些典型的岩石及矿物的名称，但对其特征以及土壤的相关知识所知甚少。通过本单元的学习，学生了解了岩石、矿物、土壤的相关知识，学习了探究岩石、土壤的方法，发展了科学实践能力，形成了良好的合作学习的意识，激发了他们继续学习地质学的兴趣。学生切实感受到了岩石、矿物、土壤在我们生活中的用途及价值，能够理性地认识这些自然资源对人类的意义，树立保护自然资源的意识。

本单元教学的受益者不仅是学生，还有教师。对于岩石、矿物的相关内容，我们在以往的教学中往往有畏难情绪，由于基础知识欠缺、准备不充分、课时紧张等因素，导致教学效果欠佳。通过这次试教研讨，我们获益良多，对教学岩石、矿物、土壤等内容更有信心了。