土壤学的概念范例(3篇)
土壤学的概念范文
一、创造环境,实地观察
如果仅凭课本的文字叙述和插画,学生很难理解其内涵,教师可以带领学生走出课堂,到大自然中进行实地观察,先观察事物的外部特征,再进一步分析事物的内部特征。例如学习温带落叶阔叶林的概念时,可以带领学生观察杨树、梧桐树、柳树等,并与植物园中的亚热带常绿阔叶林进行比较,发现前三种植物冬季落叶,夏季常绿,而亚热带常绿阔叶林植物四季常绿。让学生根据比较结果进行归纳总结,总结出两种植物的特点,使学生掌握地理概念的本质含义和课外拓展知识。例如在学习宇宙的时候,我们不能只依靠想象来学习,应带领学生来到天文馆,全面了解宇宙相关知识。
二、抓关键词,化繁为简
最能表达和概括地理概念内涵的往往只有几个关键词语而已,教师要帮助学生找出关键词,进行分析归纳总结,化繁为简,消除学生厌烦情绪,提高学习的积极性和主动性,使学生短时间内掌握地理概念。例如对“土壤”这一概念的理解,土壤是“在陆地表面具有肥力并且能够生长植物的疏松表层”,从中我们可以提取两个关键词就是,“具有肥力”和“能够生长植物”。通过此种方法我们不但掌握了“土壤”的概念,而且进一步了解了“土地”和“土壤”之间的关系,土壤一定是土地,但是土地不一定是土壤。抓住关键词对于地理概念的理解具有决定性的作用,因此在刚开始的学习中,教师要帮助学生找出关键词,当然最重要的是要培养学生自己找关键词的能力,通过自主学习可以使学生更深刻地理解地理概念,并且提高学习的积极性与主动性,化被动为主动,提高学习效率。
三、类比记忆,区别理解
在进行地理概念的教学中,教师不但要教会学生地理知识,而且还要注重培养学生地理知识的自学能力。高中地理概念特别多,并且不乏有意思相近的,因此学校除了掌握单个地理概念的含义之外,还要了解几个概念之间的关系。教师可以通过以下方式,使学生更好地掌握地理知识,将学到的知识运用到实际生活中。
1.近似概念
有些地理概念特别相似,很容易造成记忆混乱,例如:国土与国土资源、水力资源与水利资源、降雨与降水等。只有从本质上出发进行分析,找出异同点,从而确定相似地理概念的分界线。例如:降雨与降水,都是水汽凝结降落到地面的现象,不同的是,降水是指水汽从云雾中降落,遇冷凝结成液态水和固态水的现象,而降雨是指水汽从云中降落,遇冷凝结成滴状的液态水的现象。由此可以看出,降雨仅是降水其中的一部分,指的是液态水部分。所以在运用的时候要进行区分,在形容气候的特征时,一般会用到“降水量”这种词眼,如温带季风气候的降水量是400-800mm;而河流的补给形式就包括降雨,因此对二者进行区分,不可混淆。
2.矛盾概念
矛盾概念又称为相反的概念,例如:可再生资源与非可再生资源的理解,可再生资源是指在人类不断发展、进步的历史长河中,仍会重新出现的自然资源。非可再生资源是指在人类不断发展、进步的历史长河中,不会重新出现的自然资源。区别这一对矛盾概念的“矛盾点”是:“在人类不断发展、进步的历史长河中,是否会重新出现”。由此我们可以得出矿藏为不可再生资源,土地资源、水资源、生物资源等都是可再生的资源,所以我们要保护好矿藏资源,节约使用矿藏资源。
3.包含关系
我们生存的环境主要由三个方面组成,包括:地理环境、社会环境、城市环境。人类生存和发展的基础是地理环境;而社会环境是人在地理环境的基础之上经过长时间的有意识活动改造形成的;城市环境的特点具有人口密集、交通拥挤、污染严重等特点,是人类对自然干预最多,地理环境的外延是最大的,其次是社会环境,最后是城市环境。
土壤学的概念范文
关键词:入渗产流坡面动力学
1概述
雨水降落在坡面上将产生雨水的聚集并形成坡面水流。坡面水流是土壤水蚀过程的主要动力,搞清产流的动力学特点是进一步研究侵蚀过程规律的基础。坡面水流不同于一般明渠流动,其水深极浅(一般只有几毫米),沿程不断有质量源和动量源加入,使其随时间和空间有较大的变化。且坡面流的坡度较一般河渠陡得多,边界条件也更为复杂。这些特点使得对坡面水流的研究有相当的难度。
坡面产流研究已有很长历史,但对它的数学求解还只有三十多年。60年代后期Woolhiser和Ligget(1967)将运动波模型引入坡面水流研究,大大简化了计算工作,促进了研究的发展。运动波模型是从一维圣维南方程简化而来,其基本假设是水流的能坡和底坡相等,并借助Chezy阻力公式得到流量和水深的关系。Woolhiser和Ligget的研究结果表明在运动波波数k>10时,运动波模型可以很好地描述坡面水流运动。而实际坡面流的运动波波数一般远大于10(沈冰等,1996)。因此,运动波近似是一种较好的数学描述方式。其后,又有对运动波理论的修正(Ponce,1978,Govindaraju,1988),保留了水深的沿程变化项,相当于压力梯度,被称为扩散波模型。该模型扩展了适用的参数范围,但并无实质性改进,因此实际应用仍以运动波为主。也有使用完整圣维南方程求解实际问题的(戚隆溪,1997)。土壤入渗过程的研究也有很长历史,从1911年提出概念明确形式简单的Green-Ampt积水入渗模型开始,相继有Horton(1940),Philip(1957)等模型出现,但G-A模型仍以其简单的形式,明晰的物理概念,良好的扩展性和可信的应用效果受到广泛重视,特别是经过Mein&Larson(1973)和Chu(1978)的两次改进,使其可应用于不均匀降雨的入渗计算,更使它成为最有效和应用最广泛的模型。在国内,G-A模型尚未受到重视,Horton模型曾得到相当广泛的运用,但其参数的物理意义明显不如G-A模型明晰。也有研究者使用更基本的土壤水分运动微分方程,但所需的参数更加难于获取,计算也更为复杂。
本文工作旨在建立物理概念明晰的降雨入渗产流综合计算模式,并用以研究简单坡面的产流过程,分析各主要因素的影响和各主要因素的影响和各主要参量的变化规律。以期对坡面产流的动力学规律有清楚的认识。2计算模式
坡面流运动十分复杂,目前主要采用运动波理论、扩散波或完整圣维南方程进行描述。正如前文所述,运动波近似理论在大多数情况下可以很好地描述坡面流运动过程,且计算简单。因此本文仍采用一维运动波理论,即坡面流基本方程为(1)此处第二式直接使用了水力学中熟知的Chezy公式和Manning公式。其中,x为沿坡面向下的坐标,t为时间(s),h为水深(m),q为单宽流量(m2/s),p为降雨强度(m/s),此处假设降雨方向垂直向下,i为入渗率(m/s),S0为坡面坡度,S0=sinθ,θ为坡面倾角,n为Manning糙率系数。
土壤的入渗过程对坡面流的形成和流动过程影响很大,本文采用形式简单、物理概念明晰的G-A入渗模型,其计算方程为i=dI/dt=K[1+(θS-θi)S/I]I=Kt+S(θS-θi)ln(1+I/S(θS-θi)(2)
其中K为土壤饱和导水率(渗透系数)(m/s),θS为土壤饱和含水率,即有效孔隙率(%),θi为土壤初始含水率(%),S为土壤吸力(m),I为累积入渗量(m)。
经典的Green-Ampt模型是干土积水入渗模型,其前提是在整个入渗过程中地表始终有积水。Mein&Larson1973年将其推广应用至降雨入渗的情况。设有稳定的雨强p,只有p大于土壤的入渗能力时,地表才能形成积水。而在降雨的初始阶段,全部降雨都渗入地下。由G-A模型知,入渗率是随累积入渗量的增加而减小的。设想当累积入渗量达到某一值时,i=p,此时开始积水,称此累积入渗量为Ip。因此由G-A模型入渗公式可以导出开始积水时的Ip值Ip=(θS-θi)S/(p/K)-1(3)
开始积水时间由tp=Ip/p给出。因此整个过程的入渗率可表示为i=pt
≤tp
i=K[1+(θS-θi)S/I]
土壤学的概念范文篇3
科学概念是需要描述与解释的。我们的学生非常想描述清楚某一样事物的特征,或者非常想说明某一样事物的规律,非常想提出某一样事物的推论,但会无从下手,甚至于自相矛盾,我们需要系统的培养学生的科学解释能力,需要形成学生的逻辑思维,让学生完整的表述自己的思想。
一堂科学课中,学生的思维主要呈现在描述、解释与推论中。学生在描述科学现象或事物特征,提出科学假想与科学猜测,分析规律原因或实验数据,进行概念归纳与概括时,能够组织起合理的科学语言,将特点、性状、现象、规律等表述完整,是需要进行整体培养的。小学科学课程标准提出:“科学课程可以丰富学生的词汇,培养他们语言的准确和精炼,提高他们表达和辩论的能力,有效地促进学生语言能力的发展。”
目前,我们的科学课程走向“概念——过程”的模式,从前概念到纵向探究,科学解释能力在整个探究过程中是核心的、融合的、循序渐进的发展。
在遵守证据法则和科学知识增长的基础上,描述、解释和推论在逻辑上具有内在的延续性。描述、解释、推论作为科学解释的方法,是科学哲学的重要内容。学生需要通过自己批判性思考,并合理地接受他人的质疑,进行科学的描述、解释与推论。
一、运用合理的句式进行描述
科学描述基于科学现实,存在于探究的各个阶段,甚至在问题提出前,以及课外探究延伸。在小学阶段的科学教学中,我们发现整个“观察和提出问题—形成假设—检验求证—得出结论—交流应用”探究过程的着重点是逐渐后移的。从三年级的动植物观察活动,到四年级《矿物与岩石》等单元,涉及到了大量的科学描述,包括一些长周期的课外观察活动。养成学生的描述能力,主要形成在三四年级阶段,
科学描述不同于其它学科的一般的描述。我们必须用句式来精确科学描述。
1、确定性句式:“……可以这样的……”,“……是这样的……”,“我通过……观察到了……,并且……”,“在……时,我发现了……”等。
我们在上《水》一课时,学生提出了很多关于水的描述,我们让学生形成的句式是“……水是这样的……”,如“水是没有形状的”、“水是没有颜色的”,最后将学生描述的各种主要特征,概括成“水是一种没有形状、没有味道、无色透明的液体。”在各种观察活动中,需要用确定性的句式逐步建立事物的特征、性状。
随着学生的成长,确定性的句式在逐渐加长。如《各种各样的岩石》中,学生的一次科学描述可能是岩石的几个特征,用到了“通过……我发现了……,通过……我发现了……”句式。到了五六年级,学生更需要思考的是发现的前提,我们要尽量让学生一次描述完整。如《电与磁》一课,“在通电线圈靠近小磁针时,我们发现了小磁针的偏转,偏转的角度较小,当通电线圈越来越接近小磁针时,小磁针的偏转角度在加大”。
2、可能性句式:“……可能是……”,“……可能属于……”等。
在科学描述中,在对活动或现象进行描述的同时,需要做出一些不确定的猜测,这需要运用一些可能性的句式描述。在《蚯蚓》一课中,学生观察到蚯蚓老是爬到饲养盒子里面,描述“蚯蚓喜欢爬到盒子里面不出来,蚯蚓可能喜欢阴暗的环境”。如《溶解》一课,学生在观察了面粉在水中的溶解状况后,提出“面粉在水中没有沉淀下来,可能是溶解了”。
运用可能性的句式,能够让学生学会建立一种观察后的逻辑推理。
3、假设性句式:“假如……就会……”,“如果……可以……”,“……就会……”等。
在学生描述时候,也有不经历科学观察活动的,直接建立在学生生活经验之上的,或者是科学活动前,进行的假想描述。这时候,采用假设性句式会比较合理。
在观察活动前,我们可以让学生来描述会发生的现象。《它们吸水吗》一课中,学生在观察木片、纸片、塑料片、铁片四种材料的吸水性实验前,就需要提出假设,我们让学生尝试着描述:“假如我们看到水滴在木片上,水滴马上消失了,就说明该木片的吸水性较强”;“假如我们看到水滴在木片上,水滴没有变化,就说明该木片的吸水性弱”。
我们培养三四年级学生运用句式描述,必须关注两个主要阶段:复述阶段,在三年级科学刚开始时候,教师需要进行确定性描述指导,一般可以老师说范句,然后学生再接着模仿说,如《我看到了什么》,教师:“我通过手的触摸,发现树皮表面是凹凸不平的而且很硬”,然后学生根据教师指导的句式,再进行“我通过……发现……”的观察描述。随着复述训练的逐渐发展,可以让学优生先描述,然后学困生再描述,先小组内描述,再进行个人描述。描述的高级阶段是概述阶段,在几个学生的描述基础上,组合主要的描述,撇去不重要的描述,就会形成比较完整的概述。如《身体的结构》一课,在师生观察描述的基础上,最后形成了人体结构的描述性概念。所以让学生进行概述时,提醒学生思考是否一个人就描述完整了。
二、抓住典型的特点组成命题
我们的认知,是起源于观察和探究的,认知从描述开始。当我们对描述内容进行一定的归纳、判断和分类,就能得出简单的解释,解释是以命题形式存在的。解释不同于描述,解释必须建立在描述的基础上。
学生在具备一定的描述能力后,需要对描述内容进行概括和归纳,在描述的基础上,抓住典型特点,组成一个重要命题。四五年级的教材,渐渐的出现了一些需要学生归纳的命题,这些命题是是我们观察探究后简单的科学解释。
命题是需要逻辑结构的。小学科学四五年级中,一般出现的是正命题,而在我们的逆向思维训练中,也会出现一些逆命题。
1、抓住典型特点或性状。
确定性的描述,让我们看到了事物的很多特点或形状,抓住一些典型的特点,就能归纳出简单的科学命题,也是我们对科学问题的解释。如《土壤中有什么》一课,是探究土壤中的主要成分。我们进行系列观察和实验后,得出一些确定性的描述:
①土壤中有捻不碎的小石子。
②土壤中有沙子。
③土壤中有草根。
④土壤中有动物遗迹。
⑤土壤中有空气。
⑥通过分层实验,发现土壤中有黏土,砂子颗粒有大小等。
⑦发现一些土壤潮湿,土壤中有水分。
⑧发现土壤中还有其它不明物质。
整合出一个概括性的描述:土壤是沙、小石子、黏土、腐殖质、水和空气等物质。
土壤是混合物。
我们可以形成的科学解释:土壤是由沙、小石子、黏土、腐殖质、水和空气等物质组成的混合物。
2、基于命题的对比进行解释。
五六年级科学中,我们会发现一堂课中,形成了多个命题,而这些命题之间是相互联系相互区别的,当我们进行对比后,作出的解释,更有利于认识事物。
比如《各种各样的岩石》一课,我们在观察各种各样的岩石标本时,发现了一些岩石在颗粒、透明度、硬度的不同表现,而对比这些不同的表现,让我们认识到,我们可以根据颗粒、透明度、硬度等不同将岩石分类。而砂岩、页岩等概念,就是归纳一些命题后的解释。在《相貌各异的我们》中,当认识到人的各种面貌上的性状后,我们进行命题的对比,进行分类,分类能够归纳出不同的种类,从而更好的认识性状。
3、基于实验数据的分析。
对实验数据的分析,让我们得出接近事实的科学解释。《抵抗弯曲》一课,我们通过对比实验,知道了增加纸梁的厚度,纸梁的抗弯曲能力得到大大加强,增加纸梁的宽度,也能增加纸梁的抗弯曲能力。而且,纸梁的增加的是呈倍数关系上升,而纸梁的承受抗弯曲能力是呈几何曲线形式增加的。
在实验数据的分析中,学生通过数据的对比,很容易就能得出科学解释:增加纸梁的厚度比增加纸梁的宽度更加强抗弯曲能力。当然,从纸梁迁移到生活中的横梁,还是需要进一步的科学论证与解释。
三、建构模型中建立推论
学生在描述和解释的层次上,需要能够推理出一些自己的想法和观点。在小学五六年级的科学中,已经着重了学生的推论。
三段论是最基本的推论。是在大前提、小前提的比较中,得出新命题。如:“月球上是没有水和空气的,地球上的生命是需要水和空气的,所以地球上的生命无法在月球上生存。”
《环形山》一课,我们需要解决的科学问题是:什么是环形山?课堂上,我们首先是观察与描述环形山的各种特征,特别是典型特征,然后归纳出环形山的主要特点“大小不一、深浅不同、数量众多、分布杂乱”,得出环形山的描述性解释。在解释了环形山概念基础上,学生能够围绕着“环形山”概念做出一些科学的判断。这时,我们需要经历推论,来进一步推理环形山是怎么形成的?这个推论必须符合前面的描述,以及我们对环形山的科学解释。学生观看陨石撞击模拟视频以及火山喷发视频,推理对陨石撞击是否是形成环形山的原因,教师肯定陨石撞击说是目前科学界主要的一种猜测,但我们需要有同学对陨石撞击说产生疑问?现在的科学界其实并未对环形山的形成盖棺定论。
推论源于科学概念的形成,是建立在客观分析的基础上。建立起概念箱后,就需要进一步推演概念的变化,这就需要形成合乎逻辑的推论,从而产生新的科学问题。