風(fēng)化與侵蝕:水氣影響巖石圈的幾種方式

　　科目：陸地與空間／巖石圈／土壤侵蝕
　　課程時(shí)間：至少4節(jié)50分鐘的課程(可按需要調(diào)整)
　　適合年級(jí)：4—6
　　
　　材料／技術(shù)
　　
　　●可接入因特網(wǎng)的計(jì)算機(jī)：
　　●每個(gè)學(xué)生人手一份表格：
　　●鹽塊(礦物名稱：巖鹽)或一塊礦石，注意：可以在飼料店里買到鹽塊和礦石(礦石的顏色比較多，這樣可以更好地幫助學(xué)生們進(jìn)行觀察)；
　　●合適的容器，用來盛放巖鹽或鹽塊，以及實(shí)驗(yàn)時(shí)的流出物：
　　●簡(jiǎn)單的滴水系統(tǒng)，用來闡述侵蝕作用；
　　●科學(xué)日志。
　　
　　安全注意事項(xiàng)
　　當(dāng)學(xué)生們登錄因特網(wǎng)時(shí)，教師們最好緊密監(jiān)控，以防止學(xué)生瀏覽無關(guān)網(wǎng)站。無論是不小心還是有意登錄不恰當(dāng)?shù)木W(wǎng)站，這些情況都時(shí)有發(fā)生。
　　
　　學(xué)習(xí)成果
　　學(xué)生們應(yīng)該能夠：
　　●解釋侵蝕產(chǎn)生的原因；
　　●描述侵蝕所產(chǎn)生的影響；
　　●設(shè)計(jì)一種方法以防止侵蝕；
　　●模擬侵蝕作用發(fā)生之前及之后所產(chǎn)生的影響。
　　
　　問題／目的
　　
　　學(xué)生們將觀察水的侵蝕，通過查找多個(gè)因特網(wǎng)網(wǎng)站得到關(guān)于侵蝕問題的答案，制作一個(gè)模型。這個(gè)模型分為兩個(gè)部分，分別說明侵蝕作用或防止侵蝕作用之前以及之后所產(chǎn)生的影響。
　　
　　背景／調(diào)查
　　在某些地方，風(fēng)化與侵蝕作用非常明顯，美國(guó)大峽谷就是一個(gè)很好的例子。然而，其作用雖然明顯，但形成這些峽谷的過程卻歷經(jīng)了幾百萬年的時(shí)間。學(xué)生們要明白，陸地是動(dòng)態(tài)的，處于一種不斷變化的定常態(tài)。所有陸地自然特征的形成都經(jīng)過了很長(zhǎng)時(shí)間，并且直到今天，仍然在塑造新的特征。根據(jù)戈達(dá)德(Goddard)太空飛行中心的說法，要形成1英寸可用的土壤需要經(jīng)過500年的時(shí)間，而只要幾秒鐘的時(shí)間，就可以使這些土壤腐蝕掉。根據(jù)另一個(gè)USDA消息來源的說法，要?dú)v經(jīng)1000年才可以形成1英寸可用土壤。
　　
　　詞匯表
　　退化——指由于水、風(fēng)或冰的侵蝕作用所造成的陸地磨損。退化作用會(huì)在土壤被侵蝕后發(fā)生。
　　風(fēng)化——指各種各樣機(jī)械及化學(xué)過程引起裸露巖石被分解。
　　土壤——
　　1　指地球表面的一部分，由分解的巖石及腐殖質(zhì)所組成：
　　2　指一種特殊的泥土：沙質(zhì)的土壤：
　　3　指植被生長(zhǎng)或種植作物的地面：肥沃的土壤：
　　4　指鄉(xiāng)下、土地或地區(qū)：一種對(duì)于美國(guó)土地的命名：
　　5　指土地或陸地：耕種土壤；
　　6　指可以提供生長(zhǎng)或發(fā)展機(jī)會(huì)的任何地點(diǎn)或條件：一些人認(rèn)為貧困為犯罪提供滋長(zhǎng)的土壤。
　　動(dòng)態(tài)的——指通過能量或有效的行動(dòng)所描述的狀態(tài)；活躍的或有力的；精力充沛的。
　　侵蝕—— 1　指侵蝕的過程或狀態(tài)：正在被侵蝕的狀態(tài)。 2　指土壤表面被水、冰河、風(fēng)或海浪等侵蝕的過程。 沉積作用—— 沉積物：指礦物或有機(jī)微粒被風(fēng)、水或冰河里的冰沉積下來的物質(zhì)。這些沉積物可能最終會(huì)形成沉積巖。
　　沉積：指被沉積或沉淀的狀態(tài)：土壤沉積在一條河的河口處。某些東西被沉淀下來了。
　　假設(shè)
　　提出假設(shè)問題：如果水長(zhǎng)期推動(dòng)一個(gè)物體，那么會(huì)發(fā)生什么?在課堂上解釋過侵蝕過程后，讓學(xué)生們將侵蝕過程與實(shí)際生活聯(lián)系起來，做出假設(shè)。
　　
　　程序
　　教師需要預(yù)先：購買一大塊鹽塊，并設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的持續(xù)滴水系統(tǒng)，用來在課堂上模擬侵蝕過程。制作一個(gè)可以在一段時(shí)間內(nèi)提供穩(wěn)定水滴或水流的系統(tǒng)。這樣一來，學(xué)生們就可以觀察到，經(jīng)過一段時(shí)間水滴入鹽塊的過程后所產(chǎn)生的結(jié)果(侵蝕作用)——與真實(shí)的自然界所發(fā)生的侵蝕作用非常近似。
　　制作一個(gè)簡(jiǎn)單的滴水系統(tǒng)，可以將一個(gè)底部穿了一個(gè)小洞的塑料牛奶加侖桶懸掛在鹽塊上方。
　　學(xué)生們的試驗(yàn)步驟：
　　1　提前一周在教室里開始對(duì)鹽塊侵蝕作用的正式研究。要確保學(xué)生們可以很容易的理解這個(gè)示范模型。制作簡(jiǎn)單的滴水系統(tǒng)并開始試驗(yàn)程序，讓它一直不停地滴水。
　　2　在示范模型運(yùn)行的第一天，花點(diǎn)時(shí)間讓學(xué)習(xí)科學(xué)課程的學(xué)生們對(duì)它產(chǎn)生關(guān)注。在白板上寫下“侵蝕”這個(gè)詞。給學(xué)生們5分鐘時(shí)間，讓他們?cè)谧约旱目茖W(xué)日志上定義他們認(rèn)為的侵蝕作用是什么，并且讓他們對(duì)這個(gè)鹽塊在第二天、第三天以及這周的其他幾天將發(fā)生的變化做出預(yù)測(cè)。告訴他們使用圖表或者文字描述他們的想法。
　　3　在第二天，取一些水的流出物讓學(xué)生們分析。取25毫升流出物和25毫升滴水，放入玻璃容器中并讓它們蒸發(fā)。讓學(xué)生們預(yù)測(cè)在兩個(gè)不同容器中將發(fā)生什么變化，在科學(xué)日志上記錄下他們的想法。
　　4　學(xué)生們每天都要觀察模型。給學(xué)生們5分鐘時(shí)間，在科學(xué)日志上記錄下他們所看到的鹽塊發(fā)生了什么變化，兩種不同液體在容器中發(fā)生了什么變化。要求學(xué)生們比較他們的觀測(cè)結(jié)果他們所記錄的第一、第二天預(yù)測(cè)有何不同。
　　5　在這個(gè)星期過去后，學(xué)生們要開始正式研究侵蝕作用。與學(xué)生們討論一下他們認(rèn)為的侵蝕作用是怎么樣的。大家一起討論各自日志上記錄的內(nèi)容，并將所做出的預(yù)測(cè)與實(shí)際發(fā)生的情況進(jìn)行對(duì)比。
　　6　告訴學(xué)生們，在過去的一周內(nèi)。他們所觀察到的是作用于一個(gè)鹽塊的侵蝕過程。讓學(xué)生們記錄下根據(jù)觀測(cè)結(jié)果，他們現(xiàn)在對(duì)侵蝕作用更正后的定義是怎樣的。學(xué)生們應(yīng)該注意到，隨著時(shí)間的流逝，滴下的水沖走了相當(dāng)大的一部分礦物(被沖走的物質(zhì)就相當(dāng)于侵蝕掉的部分)。
　　7　讓學(xué)生們猜測(cè)這一過程(侵蝕過程)如何與現(xiàn)實(shí)生活中的情形相聯(lián)系。
　　8　讓學(xué)生們利用給出的網(wǎng)址分組研究學(xué)習(xí)單1中的問題。在將它們發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上之前，確定規(guī)則是可接受的。
　　9　學(xué)生們要完成所提供的學(xué)習(xí)單。
　　10　發(fā)給學(xué)生們“土壤和侵蝕模型項(xiàng)目”材料，與學(xué)生們一起瀏覽一遍。
　　11　學(xué)生們要制作一個(gè)模型，這個(gè)模型用來顯示通過或者不通過防止侵蝕的方法之前以及之后所產(chǎn)生的印象。學(xué)生們應(yīng)該用兩三個(gè)晚上在家完成這個(gè)任務(wù)。
　　12　學(xué)生們要在課堂上展示他們制作的模型，并解釋不同的組成部分以及它們是如何說明在選定的條件下侵蝕之前及之后的狀況。
　　13　在結(jié)束這一課程活動(dòng)之前，需要總結(jié)學(xué)生們對(duì)侵蝕作用以及土壤保持的了解，并進(jìn)行討論。
　　學(xué)生學(xué)習(xí)表單1
　　姓名：_________
　　土壤和侵蝕工作表
　　利用因特網(wǎng)檢索回答下列問題。注意：記錄下你發(fā)現(xiàn)答案的網(wǎng)址。
　　●需要經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間才能形成1英寸的土壤?為什么?
　　___________。
　　網(wǎng)址：___________。
　　●可用土壤占地表的多大比例?(提示：可以參考如何比較地球與一個(gè)蘋果。)
　　___________。
　　網(wǎng)址：___________。
　　●農(nóng)夫必須對(duì)付的三種侵蝕作用基本形式是什么?
　　___________。
　　網(wǎng)址：___________。
　　●土壤可以在非常短的時(shí)間內(nèi)被侵蝕(如果有大風(fēng)或洪水等的話，可能只是幾分鐘的時(shí)間)，描述農(nóng)夫會(huì)用于對(duì)抗侵蝕作用于他們土地的至少四種方法。
　　___________。
　　網(wǎng)址：___________。
　　●描述美國(guó)大峽谷的形成。需要進(jìn)行完整敘述。
　　___________。
　　網(wǎng)址：___________。
　　●地質(zhì)學(xué)者認(rèn)為經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間才形成的美國(guó)大峽谷?為什么?
　　___________。
　　網(wǎng)址：___________。
　　●定義“土壤退化”這個(gè)詞語。
　　___________。
　　網(wǎng)址：___________。
　　●土壤退化會(huì)對(duì)農(nóng)業(yè)以及水質(zhì)產(chǎn)生何種影響?
　　___________。
　　網(wǎng)址：___________。
　　
　　項(xiàng)目資料
　　土壤和侵蝕——模型項(xiàng)目
　　考慮一下侵蝕作用會(huì)在哪里出現(xiàn)。有時(shí)侵蝕作用是具有破壞性的，尤其當(dāng)一片農(nóng)用地被風(fēng)不停地吹或被水沖，或者一片海灘被侵蝕了，連帶海灘上的房子也被毀了。但有時(shí)侵蝕作用也會(huì)創(chuàng)造出美麗的風(fēng)景，就像美國(guó)大峽谷，溪谷國(guó)家公園以及拱門國(guó)家公園。侵蝕物質(zhì)的沉積物通常會(huì)造就肥沃的河谷。
　　作業(yè)
　　制作一個(gè)分為兩部分的模型。模型的第一部分展示一種由于侵蝕而產(chǎn)生問題的情形。這可能是在侵蝕作用發(fā)生之前／之后。或者在人類活動(dòng)介入之前／之后。模型的第二部分展示基于這種情形的一種變化。兩部分都可以設(shè)計(jì)在引入了一些防止侵蝕作用的方式方法后，所產(chǎn)生的影響(或并沒有什么效果)。例如：模型第一部分顯示的是一個(gè)溪谷的山坡部分。模型第二部分展示的是在同一處山坡上種植樹木后的情形。
　　利用通過研究不同網(wǎng)站(學(xué)習(xí)表單1)所學(xué)習(xí)到的概念，來確保兩部分模型的準(zhǔn)確性。
　　項(xiàng)目評(píng)分規(guī)則
　　關(guān)于模型的陳述；模型本身；展示模型。解釋你所模擬的情景，以及你的模型所展示的侵蝕作用之前及之后的情形。
　　結(jié)論
　　侵蝕作用是地球表面變化的常見部分。侵蝕發(fā)生的方式多種多樣，會(huì)造成各種不同的情形。
　　評(píng)估
　　使用題目來為項(xiàng)目分級(jí)。讓學(xué)生們互相評(píng)價(jià)各自完成的項(xiàng)目可能再好不過了。有題目很清楚也很容易理解。
　　拓展
　　帶學(xué)生們?cè)趯W(xué)校附近的區(qū)域走一走，標(biāo)注出學(xué)生們?cè)谶@個(gè)地區(qū)所看到的侵蝕作用實(shí)