小茶叶托起乡村振兴大梦想 教学设计

义务教育《化学课程标准》（2022年版）化学与社会·跨学科实践项目式活动方案设计小茶叶托起乡村振兴大梦想——探究土壤酸碱性对植物生长的影响黄国武黄山市徽州区西溪南镇中心学校

小茶叶托起乡村振兴大梦想——探究土壤酸碱性对植物生长的影响一、项目选定在项目开始前，市教科院程素芳主任主持井组建了项目活动团队，并进行了线上研讨。经过几轮线上研讨备课，结合《义务教育化学课程标准》(2022年版)的理念，确定本次项目式学习活动主题为课程标准中学习主题5：“化学与社会跨学科实践”提供的“探究土壤酸碱性对植物生长的影响”。项目活动主题确定以后，项目活动团队针对项目活动主题，研讨了具体以什么载体来承载这个项目的具体过程，最后大家聚焦到茶叶上，为什么选择茶叶呢？原因有以下几点:首先，党的二十大报告提出，全面推进乡村振兴，发展乡村特色产业，拓宽农民增收致富渠道，巩固拓展脱贫攻坚成果。作为当代青年学生，在全面推进乡村振兴的历史进程中，如何实现自身的历史责任与担当，为全面推进乡村振兴取得更大成效奉献自身的力量呢。其次，黄山市有80余万亩茶园，几十万茶农，101个乡镇个个产茶，茶产业始终是我市农业农村工作的重中之重，是一件事关民生的大事。全市全年茶叶产量约4.3万吨，一产产量值超43亿元，全年综合产值约180亿元，产量、产值均居全省第一。2021年出口茶叶5.9万吨，出口值16.5亿元人民币，分别占全国的六分之一和九分之一。第三，黄山是中国名茶之都，十大名茶占有其三。在黄山市的区县中，有黄山区、徽州区、歙县、体宁县、祁门县，入选中国茶叶百强县，徽州区入选中国科技兴茶富民典型县，祁门县入选“三茶”统筹先行县，黄山区入选茶旅融合特色县，休宁县入选智慧茶业样板县。黄山市建成了高标准茶旅结合观光园22处，茶叶博物馆7家，打造了全国精品茶旅线路7条。并且具有地理标识特征的名特优茶叶品牌就有祁门红茶、黄山毛峰、太平猴魁、休宁新安源有机茶等。这些名特优茶叶产业，不但成为所在村的绝对产业和收入，也是所在镇、所在区(县)的支柱产业。在新时代乡村振兴中，已成为黄山农民致富增收的支柱产业、富民产业、特色产业，在黄山乡村振兴过程中扮演着越来越重要的角色。最后，很多学生家里的茶园就是这些名特优茶叶的产地，他们家庭经济的主要来源就是茶叶。这些学生对茶叶的施肥管理、采摘加工、售卖等环节都非常熟悉，有些同学甚至还亲自参与其中。学生对茶叶天然的具有一定的熟悉度和亲切感。以上这些得天独厚的资源，为项目活动的开展提供了有利因素，也为项目活动资源的开发提供了可行的基础条件。二、设计思路项目活动“探究土壤酸碱性对植物生长的影响”是针对黄山市农业农村工作重中之重的事关民生大事的茶产业,从土壤环境对茶叶生长的影响角度进行项目活动的设计。通过“土壤酸碱性对植物生长的影响”项目化学习的设计，引导学生从个人、家庭、社会等层面，关注社会重点问题，学会用化学知识解决实际问题，彰显化学学科价值，发展学生的家庭、社会责任意识，树立绿色发展的可持续发展观。三、项目教学主题分析1、 内容分析人民教育出版社九年级化学下册第十单元课题2中酸和碱的中和反应一节中，介绍了中和反应在日常生活和工农业生产中有着广泛的应用，在农业生产中，农作物生长对于土壤的酸碱性有一定的要求。但是土壤酸碱性对于具体植物的生长影响介绍比较笼统，学生缺少经历真实的探究过程。在项目式学习活动中探究溶液酸碱性与植物生长的关系，为后期的跨学科主题活动学习奠定一定的科学基础。2、 学情分析从知识层面上看，初三学生已经学习了溶液、酸和碱等知识，对于酸性与碱性对植物的生长产生影响有了一定的认识，但是对于具体植物的影响过程缺少认知，只是概念模糊化，没有亲自动手体悟的过程。从能力层面上看，初三学生经过义务教育阶段的多年学习，在查询资料、获取信息，合作交流、动手实践等方面自主能力较好，具备户外实践活动和单一变量探究实验的能力，具有一定的可操作性和基本实验技能。从心理层面上看，初三学生思维活跃、好奇心强，对于实验探究方面充满兴趣，对未知充满了探索欲望，同时结合本土特色开展跨学科实践活动，为本节课的开展奠定了良好的开端。潜在的困难是学生对于酸性与碱性物质的学习处于入门阶段，缺乏经验。对于土壤的检测方法比较陌生，跨学科实践活动开展较少，思维方式和课程模式比较新颖短时难以接受。在教学过程中要逐步进行，循循渐进，利用地理学科和生物学科的知识基础，结合劳动教育课程，逐步改变学生学习思维的固化模式。3、 内容结构4、 课时内容课时1：初识土壤酸碱性课时2：再识土壤酸碱性——基于传感器的土壤酸碱度测定课时3：探究土壤酸碱性对植物生长的影响课时4：我为建设生态茶园献一计——肥料、农药、污染对茶园的影响四、项目育人价值1.化学观念通过本项目的学习，初步掌握酸、碱、盐的主要性质和用途，知道酸碱性对农作物生长的影响、常用化肥农药在农业生产中的作用，促进学生物质及其变化观、性质决定用途观念的形成，构建可持续发展观。2.科学思维充分发挥项目式学习对课程内容和教学实施的整合功能，充分运用信息检索、查阅资料、实地调查分析、实验探究、自主学习、交流研讨、知识支持、设计制作、汇报展示等科学方法，学会从化学视角发现问题、分析实际问题、制订问题解决计划、实施问题的解决过程。3.科学态度与责任项目活动过程中，通过肥料的使用对茶树生长的土壤环境的影响，进而影响到茶叶的产量和品质，从而影响家庭经济收入和农业农村工作，促使学生权衡利弊，思考应用可持续发展观来分析解决家庭经济、科技兴农富民的实际问题，树立学生个人、家庭、社会责任担当。“探究土壤酸碱性对植物生长的影响”项目育人价值教学设计示例：探究土壤酸碱性对植物生长的影响第一课时黄山市徽州区西溪南镇中心学校黄国武一、教学内容本教学内容来源于《义务教育化学课程标准（2022年版）》第30页3.（3）项目式学习活动；第32页5.5（6）探究土壤酸碱性对植物生长的影响。属于综合实践活动，所需课时数和课外时间较长。本教学内容以酸、碱、盐的性质与转化为研究对象，以土壤酸碱性对植物生长影响的探究为载体，融合化学、生物、地理等学科的课程内容。通过在情境中提出问题、在活动中解决问题、在应用中评价问题，达到培养学生变化观、普遍联系观、可持续发展观等核心素养。教学过程共分5个课时，第一课时为测定土壤酸碱度确定探究方案；第二课时为执行探究方案；第三课时为收集实验数据；第四课时为整理、交流、讨论形成实验报告；第五课时为汇报探究结果。这节课为第一课时。二、教学目标1、通过测定土壤的酸碱性实验，认识土壤的酸碱性。2、通过对“土壤为什么会呈现不同的酸碱性”的探究，知道土壤呈现不同的酸碱性的原因。3、通过交流、讨论，初步体会问题解决过程，体会实验室探究与真实问题解决上的差异。4、深化理解变化观，初步认识事物是普遍联系的，环境问题要综合考虑、综合处理，体会化学与可持续发展的关系。三、教学重难点1、土壤的酸碱性的测定方法。2、制定“酸碱性对植物生长的影响”的实验方案。四、教学方法小组合作、观察交流、思考讨论、实验操作五、教学准备多媒体课件实验仪器：试管、玻璃棒、烧杯实验药品：pH试纸、硫酸铵、草木灰、土样、蒸馏水六、教学过程创设情境引入：共和国勋章获得者：袁隆平、钟南山一、影响植物生长的因素讨论：水稻生长的影响因素有哪些？二、认识土壤的酸碱性实验探究１：用pH试纸测定物质的酸碱性物质名称硫酸铵草木灰pH问题１：如何测定土壤的酸碱性？材料1：土壤的酸碱性的测定方法：石蕊试纸比色法选取样土1份，研碎，然后加入蒸馏水2.5份，用玻璃棒充分搅拌1分钟，待其静止澄清后，用玻璃棒蘸取上层清液到pH试纸上，并将试纸与pH标准比色卡进行比较，即可直接得出pH值。步骤：取样→制取浸出液→测定播放微课：土样的酸碱度测定实验探究2：用pH试纸测定土壤酸碱性的强弱选取的土样土样1土样2土样3测得的pH所得结论问题2：土壤为什么会呈现不同的酸碱性？材料2：土壤酸碱性（pH）是土壤的重要属性，它是受母质、生物、气候以及人为作用等多种因素控制的。我国土壤pH由北向南渐低。土壤的物质成分：矿物质、水、空气、有机质、微生物分析：矿物质会使土壤呈现酸碱性；空气中CO2溶于水生成酸；有机质在微生物作用下分解产生酸结论：土壤中各种成分的共同作用使土壤呈现出不同的酸碱性三、土壤的酸碱性对水稻生长的影响问题3：如何设计实验研究“土壤的酸碱性对植物生长的影响”影响因素：光照、水、温度、土壤（盐、水、空气、有机质、微生物、肥料）、土壤酸碱度、化肥控制的变量：土壤酸碱度实验的方法:单因素对照组实验法无土栽培水溶液栽培法方案设计：根据以上讨论，各小组制定出实验方案土壤的酸碱性对水稻生长的影响实验设计研究的问题预测控制的变量不变的量实验的方法四、反思总结：问题解决过程中尝到了哪些规律和方法课时3教学设计示例：自选课题：探究土壤酸碱性对植物生长的影响黄山市黄山第二中学张敏—以安徽黄山名茶为例一、课标呈现化学课程立足学生的生活经验，反映人类探索物质世界的化学基本观念和规律，通过具体的实验活动初步形成化学实验探究的一般思路与方法。结合具体探究活动说明科学探究的要素及各要素之间的关系；能独立或经过启发发现和表述有探究价值的问题，提出猜想与假设；设计简单的实验方案或实践活动方案；能独立或与他人合作开展化学实验，收集证据；能基于事实，分析证据与假设的关系，形成结论；撰写简单的实验报告，并与他人交流和评价探究过程及结果。并通过小组合作，有意识的应用化学、生物、地理及其他学科知识，完成实验探究及跨学科实践活动，能体现创新意识和弘扬家乡传统产业文化的优良品质。二、教学分析1.内容分析在人民教育出版社九年级化学下册第十单元《课题1常见的酸和碱》第一课时介绍了酸碱指示剂及其遇到酸碱性溶液时颜色变化规律；在《课题2酸和碱的中和反应》一节中，介绍了中和反应及其在日常生活和工农业生产中有着广泛的应用，在农业生产中，农作物一般适宜在pH=7或接近7的土壤中生长（说明农作物生长对于土壤的酸碱性有一定的要求），调节土壤的pH是改良土壤的方法之一。但是土壤酸碱性对于具体植物的生长影响介绍比较笼统，学生缺少经历真实的探究过程。在项目式学习活动中探究溶液酸碱性与植物生长的关系，为后期的跨学科主题活动学习奠定一定的科学基础。2.素养分析本节课以黄山名茶为例，运用本土资源特色，将学生所学习的中和反应在日常生活和工农业生产中的利用为题，通过活动探究设计、综合实践、实验探究的过程，培养科学探究与实践素养，在解决实际问题中学会分析、综合、归纳等科学方法，并基于实验事实进行证据推理等的科学思维能力；发展学生保护身边环境的意识，通过动手体悟植物生长与土壤酸碱性的密切关系，树立“注意学科渗透，关系科学发展”的基本理念，突出科学态度与责任的学科核心素养，在科学教育中渗透人文教育。培养学生的社会责任感、参与意识和决策能力，增进中学生对化学科学及科学探究本质的理解。三、学情分析从知识层面上看，九年级学生已经学习了溶液、酸和碱等知识，对于酸性与碱性对植物的生长产生影响有了一定的认识，但是对于具体植物的影响过程缺少认知，只是概念模糊化，没有亲自动手体悟的过程。从能力层面上看，九年级学生经过义务教育阶段的多年学习，在查询资料、获取信息，合作交流、动手实践等方面自主能力较好，具备户外实践活动和单一变量探究实验的能力，具有一定的可操作性和基本实验技能。从心理层面上看，九年级学生思维活跃、好奇心强，对于实验探究方面充满兴趣，对未知充满了探索欲望，同时结合本土特色开展跨学科实践活动，为本节课的开展奠定了良好的开端。潜在的困难是学生对于酸性与碱性物质的学习处于入门阶段，缺乏经验。虽然初步学会了用pH试纸测定溶液pH的方法，但对于土壤的检测方法比较陌生，跨学科实践活动开展较少，思维方式和课程模式比较新颖短时难以接受。在教学过程中要逐步进行，循循渐进，利用地理学科和生物学科的知识基础，结合劳动教育课程，逐步改变学生学习思维的固化模式。四、教学方法资料查阅、实验探究与实践、小组合作与交流、分析与推理五、教学目标1.利用本土特色茶树的土壤研究，学会查阅资料，掌握pH测定方法和提出土壤改良建议，树立人与自然和谐共生的科学自然观和绿色发展观。2.转化学习研究成果，探究种子（以绿豆种子、萝卜菜种和豌豆种子进行探究实验）在不同pH溶液中的生长环境，培养学生科学探究与实践素养，形成化学实验探究的思路和方法。3.通过土壤酸碱性对植物生长的分析，认识改良土壤的重要意义，并增强利用所学知识振兴乡村的使命感与责任感。4.通过真实的情境教学、问题解决以及项目式探究，体会用化学知识分析、解决实际问题的思路与方法，提升科学态度与责任素养。六、教学重难点重点：掌握中和反应在实际中的应用和pH测定方法。难点：学会知识的转化迁移，培养学生的科学探究与实践能力。七、教学流程情境活动问题/任务结论环节情境活动问题/任务结论环节环节一：探究实验的成果汇报黄山盛产茶叶环节一：探究实验的成果汇报黄山盛产茶叶植物生长是否需要适宜的土壤pH？绿豆组、萝卜菜组和豌豆组学生代表上台进行探究实验进行汇报植物生长需要适宜的土壤pH茶叶生长土壤pH范围3.5-6.0茶叶生长土壤pH范围3.5-6.0，教师测量土壤pH大于7，不适合种植茶叶分组学生实验，测量黄山各地茶山土壤pH,结果分析并汇报。教师演示实验测量另一份土壤pH测量黄山各地茶山土壤土壤pH？采集各地黄山茶山土壤环节二：环节二：课堂分组实验，测量茶山各地土壤pH图片展示各种方法如何让黄山茶山土壤更适合黄山茶叶生长结合PPT中提示学生思考讨论并回答图片展示各种方法如何让黄山茶山土壤更适合黄山茶叶生长结合PPT中提示学生思考讨论并回答一片叶子富茶农，茶产业托起乡村振兴致富梦环节三：振兴乡村，提高茶叶产量和品质，改良土壤。八、教学过程我们所熟悉的植物在长期自然选择过程中，形成了各种对土壤酸碱度特定的要求，有的植物能在较宽的pH值范围内生长。有的植物对土壤反应特别敏感，只能在某一特定的pH值范围内生长。所以本节课将会以黄山名茶为例对不同地方土壤进行采样，并且进行酸碱鉴定，通过相同植物不同地点的土壤酸碱来提出问题，形成项目化学习中的驱动性社会问题设计，学生进行项目式探究，通过实验探究种植栽培作物（小组以绿豆、萝卜菜、豌豆种子进行探究实验）在不同的酸碱溶液中的生长情况及其影响，说明植物生长需要适宜的土壤pH,那么茶叶的生长也不会例外，通过测量了解茶叶生长需要在一定范围的酸性土壤环境里面，那么如何让土壤更适合茶叶的生长呢？要知道茶叶给黄山茶农的经济来源，好的茶叶品质则直接关系到茶叶售出价格，关乎茶农收入，茶叶的品质直接关联的因素之一就是土壤，因此，适宜的土壤对于茶叶种植非常关键。我们需要加大实时监测，同时对土壤进行相关改良，例如合理的施肥用有机肥替代化肥，可以很好的改善土壤，还要中耕松土、合理灌溉等多方面，全面提高茶叶的生长环境，从而达到提高茶叶品质的作用。。教学环节教师活动学生活动设计意图环节一探究实验的成果汇报引入：【观看图片】【提问】为什么黄山盛产茶叶？教师点评观看图片，引发探究兴趣，思考并回答。绿豆组学生代表汇报。通过对绿豆生长曲线的分析，得出在五种pH不同的水样中，pH为7.09时最适合绿豆的生长；小组互评。萝卜菜组学生代表汇报。通过对图表进行分析，得出结论：酸性土壤不适合萝卜菜生长；五组土壤中，pH为8最适合萝卜菜生长，小组互评。豌豆组学生代表汇报，通过对图表进行分析，得出结论：五组水样中，pH为7最适合豌豆生长；小组互评。学生总结：植物生长需要适宜的土壤pH影响因素：阳光、空气、温度、土壤。其中土壤中的影响因素主要包括水分、pH和肥力。引导学生认识到植物生长与土壤pH有关。通过学生对各自探究实验的观察分析，得出植物生长需要适宜的土壤pH锻炼学生的语言表达能力，对数据的分析能力以及归纳总结能力。环节二测定黄山各地茶山土壤样品pH1.既然植物的生长需要适宜的土壤pH，那么黄山茶叶的生长需要什么样的土壤pH呢？2.查阅资料黄山的土壤呈酸性；茶叶生长土壤pH范围3.5-6.01.学生，用pH试纸测量各自土壤浸出液的pH；2.各小组汇报;3.分析，总结茶叶适合什么样土壤pH培养学生实验操作的能力;同时巩固了测量溶液pH方法。环节三振兴乡村，提高茶叶产量和品质，改良土壤茶叶是黄山当地重要的经济作物之一，茶叶产量和品质直接决定了茶农的收入，然而茶叶品质又有土壤密切相关，为了让茶山土壤更适合茶叶生长，你能提供哪些建议？思考、回答通过真实的情境教学、问题解决以及项目式探究，体会用化学知识分析、解决实际问题的思路与方法，提升科学态度与社会责任素养。作业布置利用我们所学知识，结合自己的家乡情况，写一篇《谈谈我对乡村振兴的建议》学生课后完成化学源自生活，服务于生活；学生可以利用所学知识为振兴美丽乡村出一份力，让学生真真切切感受到化学的魅力和价值，培养学生对化学学科的热爱，对乡村建设的热爱。九、板书设计探究土壤酸碱性对植物生长的影响一、植物生长需要适宜的土壤pH二、黄山茶山土壤pH范围3.5-6.0三、茶产业托起乡村振兴致富梦十、教学反思我曾在《PBL跨学科项目经典案例：太空探索“家”》这本书中看到这样一段文字：“项目化学习强调让我们的学生关注真实的世界，不仅仅是让学生深度理解和掌握概念，或者锻炼思维能力，同时也是为了引导学生敬畏自然与生命，理解何为社会责任。”本课设计的基于对初三学生学情的把握，运用项目式探究的方法，学生在情境中主动去获取知识，在问题的驱动中，进行知识的迁移，并进行创造性的运用。在黄山茶山土壤酸碱度的研究过程中，由于只学习了溶液酸碱度的测定，那么土壤的酸碱度如何测量呢?学生通过查阅资料获得土壤的测定方法，涉及到控制变量法的应用，同时加深了对溶液酸碱度测量方法的掌握，并且在测定过程中寻找更好的测定方案。当黄山茶山土壤酸碱度结果出来后又形成新的问题驱动:植物在不同pH土壤条件下生长状况如何？新的项目式探究问题出现，学生利用小组合作的形式，查阅资料，合理分工，设计实验方案，实验操作并观察记录，得出结论。培养了学生科学思维和科学探究与实践等科学素养。在探究土壤酸碱度在农业方面影响这个环节中强化了学生科学态度与责任。同时巩固了酸碱中和知识，加深对酸碱中和在实际生活中的应用的理解。化学源于生活，服务于生活，学生利用所学知识，为建设更好的乡村出谋划策，激发了对家乡的热爱，提高了社会责任感。课时4教学设计示例：《化肥、农药、大气污染对生态茶园的影响》教学设计黄山市祁门县凫峰中学——张泽杨1.指导思想：现代化学从20世纪中叶以来发展极为迅速，化学发展在解决人口问题、资源危机、生态环境恶化和生物多样性面临威胁等诸多问题方面发挥的作用越来越大，为了适应时代的发展，我们在做好化学学科知识的传授的同时，更要注重学生的发展和社会的需求，关注学生已有的生活经验，让学生积极动手实践，增强主动学习能力，希望通过探究性综合实践活动学习能够让学生对化学产生更浓厚的兴趣，让他们今后能够在探究能力、学习能力和解决问题方面有更好的发展。2.学科素养：本课题以黄山名茶为例，运用本土资源特色，将学生所学习的化学肥料、农药残留、大气污染为题，设计理论学习、综合实践、实验探究的过程，培养实验探究与创新意识的学科素养；发展学生保护身边环境的意识，通过动手体悟大气污染对植物生长的密切关系，树立“注意学科渗透，关系科学发展”的基本理念，突出科学态度与社会责任的学科核心素养，在科学教育中渗透人文教育。培养学生的社会责任感、参与意识和决策能力，增进中学生对化学科学及科学探究本质的理解。3.教学特色:凫峰中学原名叫凫峰茶叶中学，学校目前拥有数亩茶园，一处小型茶叶加工厂，学校周边被祁门天之红茶园环绕。本次探究始终以激——探----悟为主线，力求让学生在学中做，在做中悟，悟后改，通过学生亲自实践、亲身体验将理论的化学知识转化为一种动手技能。首先创设情景，激发学生对本次实验探究的兴趣，然后进一步尝试探究，通过学中做，让学生亲自参与，最后进行反思领悟。本次探究最大的特点是能积极开发和利用身边的资源，充分发挥学生的主动性和创新意识，让学生灵活掌握化学知识，改变了以往照本宣科传统的教法，紧密地联系生活，提高了学习效率，达到学以致用的目的。4.教材分析

本课题探究内容分为两部分，第一部分为综合实践活动，学生根据所学知识进行实地考察和走访调查，通过网络技术手段，合理规划生态茶园的可行性建议；第二部分为实验探究活动“模拟酸雨对植物的影响”。包含人教版九年级化学上册第七单元课题二《燃料的合理利用与开发》中使用燃料对环境的影响、下册第十单元《酸、碱的化学性质》、十一单元课题二《化学肥料》等相关知识。义务教育化学新课程标准倡导探究性学习，重视课程资源的开发和利用，培养学生动手操作能力和创新能力，鉴于此我确定探究“酸雨”对蚕豆种子生长的影响为实验活动。

5.学情分析

九年级学生已对化学实验有了初步了解，加上平时物理学科中也渗透了实验设置方法、原则等，所以我把教学的重心和主要任务放在综合实践活动方案的执行上。九年级学生的认知水平还处在一个感性认识阶段，通过引导掌握探究的原则、方法，然后学生自己动手实践，从中领悟探究的要点，得出结论，增强兴趣。6.教学条件分析我们学校属于农村偏远寄宿制学校，距离县城约100里，学校场地虽小，但是环境优美，周边被天之红茶园包裹。本地茶叶占地约9000亩，学生从小就协助家长采茶制茶，对于茶叶的种植和加工十分熟悉；同时蚕豆、食醋、PH试纸等材料都比较常见，易准备，所以此次实验开展起来困难不大。由于我们地处美丽的黄山，空气环境名列前茅，但是全国部分城市雾霾天气较多，危害较大，让学生通过“酸雨”探究实验亲自体验并感受一下环境污染造成的后果，我想应该比单纯讲解学习书本上的知识印象更深刻。

7.教学重点及及突破方法

1.重点：结合校本资源，深入了解化学肥料和农药对于茶叶的影响；理解探究