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2019-2020年高中地理必修一：2-1冷熱不均引起大氣運(yùn)動 教學(xué)設(shè)計1 ●教學(xué)目標(biāo) 知識與技能 1.明確大氣的熱量來源，即導(dǎo)致大氣運(yùn)動的能量來源，使學(xué)生能運(yùn)用圖示說明大氣的受熱過程。 2.能闡述大氣溫室效應(yīng)及其作用、大氣熱力環(huán)流等基本原理。 3.理解水平氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力和摩擦力對風(fēng)向的影響，能運(yùn)用圖示解釋風(fēng)的形成，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際并且能用理論知識指導(dǎo)實(shí)踐的能力。 過程與方法 1.通過探討使學(xué)生理解“太陽暖地面、地面暖大氣、大氣還地面”的原理。 2.利用圖表分析歸納“溫室效應(yīng)”。 3.通過實(shí)驗活動理解熱力環(huán)流的原理。 4.理論聯(lián)系實(shí)際，促進(jìn)對“風(fēng)的形成”的理解，學(xué)會在等壓線圖上判斷某一地的風(fēng)向。 情感、態(tài)度與價值觀 樹立辯證唯物主義觀念，增強(qiáng)大氣環(huán)境保護(hù)意識。 ●教學(xué)重點(diǎn) 1.地面是大氣的直接熱源。 2.分析熱力環(huán)流形成的過程與方法。 3.近地面風(fēng)向確定方法。 ●教學(xué)難點(diǎn) 1.大氣受熱過程。 2.熱力環(huán)流。 3.地轉(zhuǎn)偏向力對大氣運(yùn)動方向的影響。 ●教具準(zhǔn)備 課件、投影儀、講義及補(bǔ)充材料 ●課時安排 2課 ●教學(xué)過程 第1課時 ［新課導(dǎo)入］ 師：我們在第一章中學(xué)習(xí)了地球的圈層結(jié)構(gòu)，探索了內(nèi)部圈層，也了解了外部圈層，地球的外部圈層有哪幾個呢？ 生：…… 師：大氣圈作為地理圈層之一對于人類生存的意義重大。從今天開始，我們來學(xué)習(xí)——第二章 地球上的大氣。 （板書）第二章 地球上的大氣 ［教師精講］ 師：太陽輻射既能到達(dá)地球表面，又能到達(dá)月球表面，但是月球表面白天的溫度可高達(dá)127 ℃，夜晚則降至－183 ℃。而地球的晝夜溫差要小得多，這是為什么呢？這是因為地球上有厚厚的大氣層而月球沒有。我們就先從大氣的受熱過程學(xué)起。 （板書）第一節(jié) 冷熱不均引起大氣運(yùn)動 一、大氣的受熱過程 推進(jìn)（新知識傳授） 師：地球上的能量主要是從哪兒獲得的？ 生：……。 師：我們知道萬物生長靠太陽，這說明了太陽光熱的重要性，而且太陽輻射能也是地球大氣最重要的能量來源。那么太陽輻射穿過大氣層的過程是怎樣的呢？ （投影）教材30頁圖2.1——地面輻射使大氣增溫示意圖（引導(dǎo)學(xué)生觀察、分析） 生：……。 師：很好。地面吸收太陽輻射而使地面增溫，所以，太陽是地面的直接熱源；同時地面向外釋放能量。 （板書）太陽暖地面 （學(xué)生讀書）教材30頁頁腳處的說明 師：根據(jù)教材30頁頁腳處的說明可知，物體的溫度越高，輻射中最強(qiáng)部分的波長越短；物體溫度越低，輻射中最強(qiáng)部分的波長越長。太陽表面溫度達(dá)到6000 K，所以太陽輻射為短波輻射，而地面溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于太陽表面溫度，所以地面輻射屬于長波輻射。同樣，大氣輻射、人體輻射等也屬于長波輻射。 那么地面輻射被誰吸收了呢？ 生：……。 師：正確。近地面大氣中的CO2和H2O，能夠強(qiáng)烈吸收地面長波輻射而增溫，吸收率75%～95%，近地面大氣又以對流、傳導(dǎo)等方式，層層向上傳遞熱量、貯存能量。所以，地面是對流層大氣主要的直接熱源。請問大氣這種受熱的過程有什么意義呢？ 生：……。 師：剛才通過學(xué)習(xí)，我們知道了誰是對流層大氣主要的直接熱源？ 生：……。 （板書）地面暖大氣 （活動）教材P31活動1 （投影圖片） 師：下面我們再來看看大氣增溫后會出現(xiàn)什么樣的情況，大家一起做一個活動。 （引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)大氣對地面保溫作用的知識，實(shí)現(xiàn)由地面輻射到大氣輻射和大氣逆輻射的知識遷移） 生： …… 師：非常好。大氣在增溫的同時，也向外釋放紅外線長波輻射。大氣輻射的一小部分向上射向宇宙空間外，大部分向下射向地面，其方向與地面輻射正好相反，故稱為大氣逆輻射。 所以，大氣以大氣逆輻射的形式將熱量還給了地面，從而完成了大氣的保溫作用。地球表面及大氣層里保存著的這部分熱量，成為在地理環(huán)境里發(fā)生許多自然現(xiàn)象及其過程的能量源泉。 （板書）大氣還地面 師：（引導(dǎo)學(xué)生合作探究學(xué)習(xí)）再看第2題。為什么月球表面晝夜溫差比地球表面晝夜間的溫差劇烈得多？ 生：…… 師：地球大氣對太陽輻射的削弱作用表現(xiàn)在吸收、反射和散射三個方面（可做擴(kuò)展）。通過這三種削弱作用，使太陽輻射只有一半左右能穿透大氣層到達(dá)地面。這是地面增溫的主要能量來源。所以地球的白晝溫度不高。另外，大氣吸收地面輻射的能力很強(qiáng)，可將地面輻射的絕大部分能量儲存在大氣中，同時大氣逆輻射又在一定程度上補(bǔ)償了地面輻射損失的熱量，從而起到了對地面的保溫作用。地球大氣對太陽輻射的削弱作用和對地面的保溫作用，既降低了白天的最高氣溫，又提高了夜間的最低氣溫，從而減小了氣溫日較差。 月球上沒有大氣層，白天太陽輻射全部到達(dá)月球表面，使月球表面溫度迅速升高。夜晚，月球表面輻射強(qiáng)烈，沒有大氣對月球表面的保溫作用，溫度下降速度很快。再加上月球晝夜交替周期比地球長，所以月面溫度晝夜變化比地球劇烈得多。 小結(jié)：通過剛才的學(xué)習(xí)，我們知道了大氣的受熱過程。即首先是太陽輻射使地面增溫，“太陽暖地面”；接下來是地面輻射使大氣增溫，“地面暖大氣”；最后是大氣逆輻射使地面保溫，“大氣還地面”。 ●板書設(shè)計 第2課時 ［新課導(dǎo)入］ 師：地球表面的熱量主要來自哪里？太陽輻射 生：……。 師：對流層大氣主要的直接熱源又來自哪里？地面輻射 生：……。 師：地球表面高低緯度間獲得的太陽輻射相同嗎？ 生：……。 師：高低緯度間大氣獲得的熱量相同嗎？ 生：……。 師：熱脹冷縮是大氣十分顯著的物理特性，地球表面高低緯度間的大氣存在著熱量和溫度的差異，必然引起大氣的運(yùn)動。因此各地冷熱不均是大氣運(yùn)動的根本原因。大氣運(yùn)動能輸送大氣中的熱量和水汽，引起各種天氣變化。 （板書）二、熱力環(huán)流 ［教師精講］ 師：下面我們分組做一個實(shí)驗。 （活動）P32活動2 實(shí)驗用品的準(zhǔn)備：長方形的玻璃缸（長100 cm，寬30 cm，高40 cm左右），塑料薄膜，一盆熱水，一盆冰塊，一束香，火柴等。 （投影）活動步驟： （1）將一盆熱水和一盆冰塊分別放置在玻璃缸的兩端。 （2）用平整的塑料薄膜將玻璃缸上部開口處蓋嚴(yán)。 （3）在塑料薄膜的一側(cè)（裝冰塊的盆上方）開一個小洞。 （4）將一束香點(diǎn)燃，放進(jìn)小洞內(nèi)。 （同時投影）觀察煙霧在玻璃缸內(nèi)是如何飄動的。問題：你發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律？由實(shí)驗可以得出什么樣的結(jié)論？（引導(dǎo)學(xué)生提煉此實(shí)驗過程和結(jié)論，從中抽象出一般規(guī)律） 生：香的煙霧先下沉，從裝冰塊的盆向裝有熱水的盆飄動，然后在裝有熱水的盆向上升起，最后飄向裝冰塊的盆的上方，形成一個循環(huán)。結(jié)論是：地面冷熱不均帶來空氣環(huán)流。 師：非常好。請大家看投影（引導(dǎo)學(xué)生分析，完成熱力環(huán)流形成的簡圖） （投影） 生：（1）如果A地受熱，近地面大氣膨脹上升，上空空氣密度加大，形成高氣壓； B、C兩地冷卻，空氣收縮下沉，上空空氣密度減小，形成低氣壓。 （2）同時，A地受熱，近地面大氣膨脹上升，近地面空氣密度減小，形成低氣壓； B、C兩地冷卻，空氣收縮下沉，近地面空氣密度加大，形成高氣壓。 （3）由于同一水平面上產(chǎn)生了氣壓差異，并且在水平方向上，空氣總是從高氣壓流向低氣壓。所以，高空空氣就從氣壓高的A地向氣壓低的B、C兩地擴(kuò)散，近地面的空氣又從 B、C兩地流回A地。 （4）這樣，大氣運(yùn)動最簡單的形式——熱力環(huán)流形成了。 （根據(jù)講解完成熱力環(huán)流形成的簡圖） 師：（總結(jié)并板書） 大家分析得很準(zhǔn)確。在熱力環(huán)流中談到的高壓與低壓都是指同一水平面上不同的地方相比較而言。在理解熱力環(huán)流時，還要注意以下幾點(diǎn)：（1）近地面與高空的氣壓分布狀況正好相反；（2）大氣的水平運(yùn)動：總是由高壓指向低壓；（3）大氣的垂直運(yùn)動：近地面冷—?dú)鈮焊摺獨(dú)饬飨鲁?；近地面熱—?dú)鈮旱汀獨(dú)饬魃仙?；?）“熱力環(huán)流”是大氣運(yùn)動中最簡單的形式。 在我們?nèi)粘Ｉ钪校瑹崃Νh(huán)流是自然界常見的一個自然現(xiàn)象，請你注意觀察和思考自己身邊熱力環(huán)流的實(shí)際例子。海陸風(fēng)是熱力環(huán)流在自然界的具體體現(xiàn)。下面請你利用熱力環(huán)流的原理，完成教材P33活動3。 （投影）活動3（活動設(shè)計中注意讓學(xué)生動手和動腦，通過探究式學(xué)習(xí)，對海濱地區(qū)陸風(fēng)、海風(fēng)對氣溫調(diào)節(jié)的作用得出自己的結(jié)論） 生：（1）白天陸地氣溫比海洋高，因此陸地上為低氣壓，海洋上為高氣壓。夜間的情況正好相反。據(jù)此，圖2.4A：陸——低，海——高；圖2.4B：陸——高，?！?。 （2）風(fēng)從高氣壓吹向低氣壓。據(jù)此，一日之內(nèi)，白天風(fēng)從海洋吹向陸地；夜晚風(fēng)從陸地吹向海洋。 （3）略 （4）白天來自海洋的風(fēng)比較涼爽濕潤，對濱海地區(qū)能夠起到降溫的作用；夜晚來自陸地的風(fēng)比較溫?zé)岣稍?，對濱海地區(qū)能夠起到增溫的作用。海陸風(fēng)共同作用的結(jié)果是使濱海地區(qū)的氣溫日較差較小。 師：答得非常準(zhǔn)確。 （投影）海陸風(fēng) 海陸熱力性質(zhì)不同，海洋熱容量大，陸地?zé)崛萘啃?，因此海洋升溫降溫較慢，陸地升溫降溫則較快。 白天：陸地受熱升溫較快，海洋受熱升溫較慢，從而產(chǎn)生了冷熱差異，近地面風(fēng)由海洋吹向陸地。夜晚：陸地降溫較快，海洋降溫較慢，從而產(chǎn)生了冷熱差異，近地面風(fēng)由陸地吹向海洋。在圖中畫出近地面大氣的運(yùn)動方向。 師：如果將白天換成夏季，將夜間換成冬季，情況又會怎樣？城市與郊區(qū)之間也存在著熱力環(huán)流——城市風(fēng)，它們是怎樣形成的？了解城市風(fēng)的出現(xiàn)有何重要意義？如果地球上在赤道和兩極之間存在熱力環(huán)流，這個熱力環(huán)流應(yīng)該怎樣？這幾個問題，請大家課后慢慢思考。 （小結(jié)過渡）近地面空氣的受熱或冷卻（氣溫差異是原因）→引起氣流的上升或下沉運(yùn)動（空氣垂直運(yùn)動是氣溫差異的結(jié)果）→導(dǎo)致氣壓的差異（水平氣壓梯度是空氣垂直運(yùn)動的結(jié)果）→大氣的水平運(yùn)動（風(fēng)）。 （板書）三、大氣的水平運(yùn)動 師：什么是水平氣壓梯度呢？同一水平面上單位距離間的氣壓差叫做水平氣壓梯度 生：……。 師：很好。氣壓的高低是在同一水平面上進(jìn)行比較的。那么什么是水平氣壓梯度力？ 生：……。 （投影）北半球水平氣壓梯度力示意圖 師：水平氣壓梯度力的大小由誰決定？ 生：……。 師：水平氣壓梯度力的方向應(yīng)該是怎樣的？ 生： …… 師：很好。水平氣壓梯度力是形成風(fēng)的直接原因（原動力）。在水平氣壓梯度力的作用下，風(fēng)向垂直等壓線。水平氣壓梯度力越大，風(fēng)速越大。水平氣壓梯度力的方向是垂直于等壓線，并由高壓指向低壓。 （板書） 生：（閱讀）教材P34“閱讀：地球自轉(zhuǎn)與沿地表作水平運(yùn)動物體方向的偏移” （投影）在水平氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力共同作用下的北半球風(fēng)向示意圖 師：地球上水平運(yùn)動的物體，將會受到地轉(zhuǎn)偏向力的作用，北半球向右偏，南半球向左偏。風(fēng)是大氣的水平運(yùn)動，也會受地轉(zhuǎn)偏向力的影響，地轉(zhuǎn)偏向力只改變風(fēng)的方向，不能改變風(fēng)的速度。 投影的圖片中，空氣質(zhì)點(diǎn)在水平氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力共同作用下，始終是按兩個力的合力方向運(yùn)動，而水平地轉(zhuǎn)偏向力始終是垂直于運(yùn)動方向之右側(cè)，最終達(dá)到水平氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力大小相等、方向相反，其合力為零，達(dá)到平衡狀態(tài)，空氣運(yùn)動不再偏轉(zhuǎn)而做慣性運(yùn)動，形成了平行于等壓線吹的穩(wěn)定的風(fēng)。 高空大氣中的風(fēng)向，是水平氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力共同作用的結(jié)果，風(fēng)向與等壓線平行。 （板書） （過渡） 師：近地面的風(fēng)除了受水平氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力的共同作用外，還會受到摩擦力的影響，其風(fēng)向還能與高空大氣的風(fēng)向相同嗎？ 生：……。 師：那近地面的風(fēng)會是怎樣的風(fēng)向呢？ （投影）在水平氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力和摩擦力共同作用下的北半球風(fēng)向示意圖 （引導(dǎo)學(xué)生探究分析） 師：在近地面，大氣的水平運(yùn)動受哪幾個力的作用？ 生：……。 師：摩擦力的方向與風(fēng)向是什么關(guān)系？ 生：……。 師：摩擦力能改變風(fēng)向，對風(fēng)速有沒有影響？ 生：……。 師：大氣的水平運(yùn)動受水平氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力共同作用時，風(fēng)向與等壓線平行；那么北半球近地面大氣的水平運(yùn)動同時受到水平氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力和摩擦力三個力的作用時，風(fēng)向又會發(fā)生怎樣的偏轉(zhuǎn)呢？ 生：……。 師：大氣在水平氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力的共同作用下，風(fēng)向與等壓線平行。此時若再加上摩擦力的影響，風(fēng)向一定不再與等壓線平行，而是斜穿等壓線吹的。一般摩擦力的影響可達(dá)離地面1500米左右的高度，在這范圍內(nèi)的風(fēng)向都斜穿等壓線。摩擦力愈大，風(fēng)向與等壓線之間的夾角愈大；摩擦力愈小，其夾角愈小。 （補(bǔ)充板書） 小結(jié)：今天我們又學(xué)習(xí)了熱力環(huán)流和大氣的水平運(yùn)動兩方面的知識，知道大氣垂直運(yùn)動的原因是地表受熱不均，垂直運(yùn)動又導(dǎo)致同一水平面上氣壓的差異，從而導(dǎo)致大氣的水平運(yùn)動——風(fēng)。也一起研討了大氣水平運(yùn)動的三種作用力：水平氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力、摩擦力。以及在幾種不同作用力的作用下所產(chǎn)生的風(fēng)向變化情況：高空大氣受水平氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力的作用，風(fēng)向與等壓線平行；近地面大氣的運(yùn)動受水平氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力、摩擦力三個力的共同作用，風(fēng)向與等壓線斜交。 ●板書設(shè)計 第二章 地球上的大氣 第一節(jié) 冷熱不均引起大氣運(yùn)動 一、大氣的受熱過程：太陽暖地面—→地面暖大氣—→大氣還地面 二、熱力環(huán)流： 三、大氣的水平運(yùn)動 ●活動與探究 探究課題：分析1958年4月5日8時世界海平面氣壓（hPa）分布圖 探究內(nèi)容：（投影活動4）等壓線的疏密程度反映了氣壓梯度的大小，根據(jù)教材圖2.8完成下列要求。 （1）甲、乙兩地，哪里的氣壓梯度大？簡要說明判斷理由。 （2）在圖中畫出甲、乙兩地的風(fēng)向。 探究辦法、過程：引導(dǎo)學(xué)生分析圖示，使學(xué)生了解等值線的有關(guān)知識，相鄰兩條等值線數(shù)值的差值相同，同一等值線上數(shù)值相同，等壓線越密集氣壓梯度力越大。繪風(fēng)向一定要學(xué)生自己完成。尤其在學(xué)生出現(xiàn)錯誤時，針對學(xué)生易出現(xiàn)的錯誤，有針對性地進(jìn)行指導(dǎo)，了解學(xué)生對本部分知識掌握的薄弱處所在。 探究結(jié)果：學(xué)生合作探究，提出答案，并作圖。（1）甲處的氣壓梯度大，因為甲處等壓線密集，單位距離內(nèi)氣壓差異大。（2）甲處吹西北風(fēng)，乙處吹東南風(fēng)。