摘 要:中学生地理学科核心素养的培养需要依靠地理实践,乡土地理部分又是其落实的最佳单元。文章挖掘乡土地理资源,以学校附近桂溪河流域土壤为例,设计了一堂关于对土壤剖面结构、组成和肥力认识,对土壤污染物质进行监测并提出合理防治措施和改进办法的地理实践活动课。加强区域认知,提升学生地理实践力和综合思维能力,形成科学的人地协调观。
关键词:地理实践力;土壤
一、研学目标
1.通过小组合作,深入实践,认识土壤结构、组成、肥力,并说明土壤的主要形成因素,培养学生综合思维能力和地理实践力。
2.通过实地调查,正确认识地带性和非地带性土壤的形成、分布规律,加强区域认知。
3.通过实地体验,学会土壤标本采集方法,土壤污染检测方法和常见的土壤修复技术,提高学生地理实践力,培养正确的人地协调观。
二、研学过程:
1. 认识土壤剖面结构:选择3个能代表本地区典型土壤采样点,利用锄头等工具挖出不同土壤的剖面结构,仔细观察土壤颜色、质地,用手感受土壤的温度、湿度、硬度,并用相机拍摄下来。再结合前期的学习准备,探究土壤形成的过程。
(1)采样1水稻土:俗称“水田”,土壤上面装有水,下面才是土壤。逐一认识水稻土剖面结构:耕作层、犁底层、渗育层、淀积层、淀积潜育层及潜育层。不属于地带性本地区地带性土壤,是人们长期耕种活动的产物。学生在此过程中要学会观察识别“谷桩”周围土壤的颜色,并分析该土壤颜色的形成过程:在季节性淹水灌溉、耕作、施肥等措施的影响下,土壤进行氧化还原交替过程、有机质的合成与分解、复盐基作用与盐基的淋溶,及粘粒的分解、聚积与迁移、淋失,使得原本的土壤特征受到不同程度的改变,其剖面出现分异,从而形成特有的土壤形态和生物特性。
(2)采样2紫色土:俗称“石谷子”,是紫红色岩层上发育的土壤。紫色土有机质含量1. 0%左右,含有丰富的矿质养分。紫色土不具备脱硅富铝化特征,属化学风化微弱的土壤,pH值为7.5~8.5,呈中性至微碱性反应,石灰含量随母质而异,盐基饱和度可达80%~90%。让学生对该土壤进行灌溉,观察水源的流失状况,探讨土壤在利用过程中需要防止水土流失和注意蓄水灌溉、增施有机肥料、合理轮作等。
(3)采样3石灰(岩)土:发育在石灰岩上的岩成土。土壤中钙离子较多,呈微酸性到微碱性,土层薄,岩石碎屑多,细土物质粘粒含量高的土壤。石灰(岩)土的植被多为喜钙植物如蕨类、五节芒、白茅等。这类植物的有机质成为石灰土腐殖化作用的物质基础。
2. 土壤的组成:土壤是植物生长的物质基础,土壤质地、容重、孔隙度等物理性状是影响土壤水分、通气状况和肥力的重要因素,同时对林木根系、土壤稳定性和抗蚀能力有重要影响,下面从刚才3 个剖面点土壤的质地、水分、容重、孔隙调查,并完成表1和表2。
(1)土壤质地是土壤物理性质中最为关键的因素之一,土壤的水、肥、气、热等各个肥力因子及土壤的耕性都会收到它的影响。土壤质地状况决定于成土母质(岩)、气候、地形、地表植被、人为活动等因素。
表1 土壤质地
(2)土壤水分状况与植物生长密切相关,与土壤中的空气此消彼长,共同影响土壤温度、养分转化速率。水分在土壤中表现的形态各有不同,其对植物的有效性差别也非常大。土壤自然含水量受地形、天气状况、植被覆盖、孔隙状况、结构、有机质含量等因素影响,变异很大。
(3)土壤容重是土壤主要的物理性状指标之一,它反映了土壤的松紧状况。其值主要与土壤质地、结构、团聚状况、土粒排列状况及有机质含量等因素有关。
(4)土壤孔隙是土壤中的水分和空气存在的地方,更是植物根系、土壤动物和微生物的生活空间。自然土壤中孔隙容积所占比例愈大,水分和空气的容量就愈大。一般对于植物来说,孔隙度在50%左右或稍大而其中通气孔隙度占20-40%之间为好。
表2 三种土壤基本物理性质
3.土壤肥力:是土壤的基本属性和本质特征。主要表现为土壤为植物生长持续供应和协调养分、水分、空气和热量的能力,是土壤物理、化学和生物学性质的综合反应。肥沃土壤的理想状况是见右图:
4.土壤污染问题
(1)对土壤污染情况的调查
土壤污染物:如果土壤中存在较多的有害物质,并且超出了土壤的自净能力,就会使土壤的组成、结构和肥力受到影响,微生物活动受到抑制。土壤污染表现为土壤中的有害物质通过土壤→植物→人体的传播途径,最终被人体吸收,危害人体健康。大致可分为无机污染物和有机污染物两大类通过调查完成表3、表4。
土壤污染监测方法与水、大气的监测方法基本一样,用对角线法进行采(注:混合样)。再对土壤进行测定。①采用离子体发射光谱法对重金属如Cu、Cd、Cr、 Pb、Hg和Zn等组分的测定。②采用气相色谱对土壤有机氮、有机磷及有机汞等农药的测定。
表3 无机污染物检测情况统计表
表4 有机污染物检测情况统计表
(2)调查土壤的污染源
土壤污染源主要来至生活和生产活动,采用社会调查方法,包括印发调查表,召开座谈会,现场调查、访问、采样和监测等,完成表5
表5 污染源调查统计表
(3)提出防治和解决土壤污染的办法
通过走访、小组讨论和实际体验,逐渐找到一些解决土壤污染的办法,并用文字将他记录下来。
三.研学成果展
小组成员把考察和实验观察的结果汇总,讨论和分析桂溪河流流域地区土壤的剖面结构、组成、肥力状况,以及土壤的污染情况,并对土壤的污染情况提出合理的防治办法和具体的解决措施。将整个的考察过程、数据整理、分析、结论和建议进行整理,撰写出一份调查察报告。
五、研学评价
《普通高中地理课程标准(2017年版) 》中提到学生评价需要将过程性评价与终结性评价结合起来,最终达到培养学生在地理学习中的认知、思考和行动能力的目标。对土壤结构、组成、肥力 、污染问题的实践教学评价分为自评、组评、教师评价、成果展示四个部分。在实践教学中,建立学生个人成长档案袋,对学生进行全面、完整、真实的记录。
通过桂溪河流域土壤调查实践活动,学生掌握能够运用简易的方式对土壤结构、组成、肥力进行认识,并能分析影响土壤肥力的因素,培养学生综合思维能力。
发现土壤在使用过程中存在污染问题,找出污染原因,提出合理的解决办法,提高学生解决问题能力,掌握土壤受污染的检测方法,实验数据分析产生土壤污染的原因,再通过实地走访找到土壤污染源并提出保护措施。通过本次研学旅行,有效培养了学生的环境保护意识,并树立了正确的人地协调观。
参考文献
[1]中华人民共和国教育部.普通高中地理课程标准(2017年版)[M]北京:人民教育出版社,2018
[2]孟伟 张远 渠晓东 河流生态调查技术方法[M]北京:科学出版社,2011
作者介绍:王小军 男 1973年11月03日 重庆市垫江中学校(408300)负责垫江中学高中地理课程创新基地建设 联系电话:13658493007 邮箱:410036201@qq.com