地球的圈層結(jié)構(gòu)教學(xué)設(shè)計 高一地理同步課堂（人教版2019必修一）

第一章宇宙中的地球第四節(jié)地球的圈層結(jié)構(gòu)（教學(xué)設(shè)計）年級高一年級科目地理課題第4節(jié)地球的圈層結(jié)構(gòu)教材分析本節(jié)內(nèi)容為人教版必修第一冊第一章宇宙中的地球第四節(jié)地球的圈層結(jié)構(gòu)，根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)要求，本節(jié)教材重點(diǎn)落實“說明地球的圈層結(jié)構(gòu)”這一內(nèi)容，方法是“運(yùn)用示意圖”。教材把地球的圈層結(jié)構(gòu)分成內(nèi)部圈層和外部圈層，將此節(jié)內(nèi)容分為“地球的內(nèi)部圈層結(jié)構(gòu)”和“地球的外部圈層結(jié)構(gòu)”兩個標(biāo)題?？紤]地理科學(xué)的研究范圍涉及水圈、大氣圈、巖石圈和生物圈，即包括了外部圈層和內(nèi)部圈層的表層，因此在內(nèi)、外部圈層的介紹中分別根據(jù)具體需要從不同角度提及巖石圈。第一個標(biāo)題“地球的內(nèi)部圈層結(jié)構(gòu)”概括介紹認(rèn)識地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方法以及各圈層的位置特點(diǎn)。第二個標(biāo)題“地球的外部圈層結(jié)構(gòu)”介紹的三個外部圈層再加上巖石圈是地理學(xué)的主要研究對象。學(xué)情分析作為必修一的第一章，學(xué)生對具體圈層以及圈層之間的關(guān)系沒有太多背景知識，更多局限于初中階段的認(rèn)知。本學(xué)期接下來的章節(jié)都圍繞這些圈層展開，所以此處對各圈層自身的特點(diǎn)不宜涉及太多，只對這些圈層作概括介紹。本節(jié)教學(xué)的主要目的是讓學(xué)生認(rèn)識到，圈層之間相互聯(lián)系相互滲透，共同構(gòu)成人類賴以生存和發(fā)展的自然環(huán)境。因此，分層介紹時，要更多的注重各圈層對自然環(huán)境形成的作用及其對人類活動的影響。例如，強(qiáng)調(diào)“大氣圈籠罩著地球，使得地球上的溫度變化和緩，同時提供了生物生存所必需的氧氣。大氣圈中的風(fēng)、云、雨、雪等天氣現(xiàn)象，與人類息息相關(guān)”。教學(xué)目標(biāo)課程標(biāo)準(zhǔn)：運(yùn)用示意圖，說明地球的圈層結(jié)構(gòu)。教學(xué)目標(biāo)：1、結(jié)合視頻和材料，說出地震波的類型及特征，并分析地震波的主要應(yīng)用。（地理實踐力、綜合思維）2、根據(jù)地震波傳播速度的變化，推測地球內(nèi)部物質(zhì)狀態(tài)，并劃分地球內(nèi)部圈層，描述各圈層特點(diǎn)。（區(qū)域認(rèn)知、綜合思維）3、運(yùn)用圖文資料，說明地球外部圈層及其特點(diǎn)，理解地球外部各圈層之間的關(guān)系。（區(qū)域認(rèn)知、人地協(xié)調(diào)觀、綜合思維）教學(xué)重難點(diǎn)推測地球內(nèi)部物質(zhì)狀態(tài)，并劃分地球內(nèi)部圈層，描述各圈層特點(diǎn)。教學(xué)過程教學(xué)內(nèi)容教師活動設(shè)計思路情境導(dǎo)入【人類能實現(xiàn)地心旅游嗎？】在凡爾納的科幻小說《地心游記》中，主人公可以在地下旅行，甚至穿過地心。但就當(dāng)前實際的科技水平來說，人類還無法實現(xiàn)“地心漫游”。目前最深的鉆井，深度為12千米，僅僅觸及地球的“表皮”。那么人類通過什么方式認(rèn)識地球的內(nèi)部結(jié)構(gòu)呢？地球的內(nèi)部結(jié)構(gòu)究竟是怎樣的呢？前蘇聯(lián)打下的科拉超深鉆井達(dá)到驚人的12262米，也就是地下12公里的深度。通過科幻小說《地心游記》導(dǎo)入新課，吸引學(xué)生興趣，并引出話題（2分鐘）任務(wù)一：如何探究地球內(nèi)部構(gòu)造？買西瓜時，如何知道一個西瓜熟了沒？切開看看？用手敲一敲了解地球內(nèi)部構(gòu)造可以利用地球內(nèi)部地震波的傳播?！拘〗M合作】：觀看視頻，了解地震波的特點(diǎn)。材料：地震波主要分為橫波和縱波，橫波速度慢，縱波速度快，發(fā)生地震時，縱波先到達(dá)地面，橫波后達(dá)到，這中間的12秒時間為逃生的黃金時間。【自主學(xué)習(xí)】：1、發(fā)生地震時，在海上航行的船感受到的震動是怎樣的？2、利用地震波的特征，我們還可以應(yīng)用到哪些方面？問題1：橫波不能通過液體，因此海上的船只能感受上下震動。問題2：探測石油、天然氣等礦產(chǎn)；了解地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)。本環(huán)節(jié)主要學(xué)生觀看視頻和材料，通過小組合作和自主學(xué)習(xí)的形式，概括地震波的基本特點(diǎn)。（時長10分鐘）任務(wù)二：地球內(nèi)部圈層結(jié)構(gòu)【自主學(xué)習(xí)】：1.觀察左圖，地震波波速在地球內(nèi)部傳播速度是否均勻？這說明了什么？不均勻，說明地球內(nèi)部物質(zhì)的性質(zhì)隨深度發(fā)生了變化?！拘〗M合作】：2.根據(jù)地震波傳播特點(diǎn)，推測地球內(nèi)部物質(zhì)狀態(tài)并說明理由。變化一：地下約33km處，橫波和縱波波速都增加。物質(zhì)的性質(zhì)或狀態(tài)發(fā)生了變化。這一界面稱為莫霍面。變化二：地下約2900km處，橫波消失，縱波速度變慢。說明物質(zhì)由固態(tài)變成了液態(tài)。這一界面稱為古登堡面。材料：莫霍面是由?南斯拉夫地震學(xué)家?莫霍洛維奇在1909年研究?一次地震時發(fā)現(xiàn)的。他發(fā)現(xiàn)在地下33千米處地震波的波速發(fā)生了明顯的變化，這一界面具有全球性，后經(jīng)證實是地殼和地幔的分界線，因此該不連續(xù)面被稱為莫霍面。材料：1914年，德國學(xué)者古登堡發(fā)現(xiàn)地下2885千米處存在地震波速的間斷面，后證實這是地核與地幔的分界層。該不連續(xù)面稱為古登堡面?！拘〗M合作】：3.劃分地球內(nèi)部圈層，說出各圈層的主要特征。地球內(nèi)部劃分為地殼、地幔和地核。地殼和地幔的分界面為莫霍面，地幔和地核的分界面為古登堡面。地球內(nèi)部的劃分類似于煮熟的雞蛋。地殼：地表至莫霍面之間的部分。由巖石組成。平均厚度33km，大陸地殼厚，海洋地殼薄。地幔：莫霍面至古登堡面之間的部分。深度為地下33km-2900km，占地球總體積的80%。分為上地幔和下地幔。軟流層：位于上地幔的上部，但沒有在頂部。軟流層溫度高，部分巖石呈熔融狀態(tài)，能流動，是巖漿的發(fā)源地。巖石圈：位于軟流層之上，包括上地幔頂部和地殼兩部分。由巖石組成。地核：位于古登堡面以下，厚度約3400km。主要由鐵和鎳組成，可分為內(nèi)核和外核。外核是熔融狀態(tài)的金屬，形成了地球的磁場。內(nèi)核是一個固態(tài)金屬球。小結(jié)提升1：地震波與地球內(nèi)部圈層本環(huán)節(jié)主要通過小組合作的方式，充分發(fā)揮學(xué)生的主動性，調(diào)動學(xué)生的積極性，學(xué)生通過觀看圖片，根據(jù)地震波傳播特點(diǎn)，將地球內(nèi)部劃分為三層，并描述每一層的特征。（設(shè)計時長16分鐘）任務(wù)三：地球外部圈層如何劃分？材料：地球的外部圈層包括大氣圈、水圈、生物圈等。巖石圈的表面高低不平，被大氣圈、水圈和生物圈覆蓋?！拘〗M合作】：結(jié)合材料，說出地球的外部各圈層有什么特征？材料：大氣圈是由氣體和懸浮物質(zhì)組成的復(fù)雜系統(tǒng)，它的主要成分是氮?dú)夂脱鯕?。大氣圈籠置著地球，使得地球上的溫度變化和緩，同時提供了生物生存所需的氧氣。大氣圈中的風(fēng)、云、雨、雪等天氣現(xiàn)象，與人類息息相關(guān)。大氣圈的厚度大約2000-3000km，隨海拔升高，大氣密度減小，氣壓降低。大氣由干潔空氣、水汽和固體雜質(zhì)組成，產(chǎn)生了各種天氣現(xiàn)象。材料：水圈是地表和近地表的各種形態(tài)水體的總稱，其主體是海洋，還包括陸地上的河流、湖泊、沼澤、冰川、地下水等。水是最活躍的自然環(huán)境要素之一，在地球表面物質(zhì)遷移和能量轉(zhuǎn)換中起著十分重要的作用，是人類和其他生物生存和發(fā)展所不可或缺的。水圈主要由海洋（主體）、河湖、沼澤、冰川、地下水等組成。水圈是一個連續(xù)而不規(guī)則的圈層。材料：生物圈是地球表層生物及其生存環(huán)境的總稱。地球生物的活動和影響范圍雖然涉及大氣圈、水圈和巖石圈，但多數(shù)生物集中分布在大氣圈、水圈與巖石圈很薄的接觸帶中。生物從環(huán)境中獲取物質(zhì)和能量，同時也在促進(jìn)太陽能轉(zhuǎn)化、改變大氣圈和水圈組成、改造地表形態(tài)等方面起著重要作用。生物圈包括所有生物及其生存環(huán)境，包含大氣圈下部，水圈和巖石圈上部。生物圈滲透在其他圈層之中，是最活躍的圈層。【小組合作】：1.找出下圖中主要事物，如山、云、山頂積雪、河流、草、樹木等。2.將找出的事物按照大氣圈、水圈、生物圈和巖石圈進(jìn)行分類。3.思考各事物之間的聯(lián)系。大氣圈、水圈、生物圈與巖石圈相互聯(lián)系、相互滲透共同構(gòu)成人類賴以生存和發(fā)展的自然環(huán)境。小結(jié)提升2：地球的外部圈層本環(huán)節(jié)主要探究地球存在生命的條件，給出足夠的材料，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)材料討論，得出答案并在全班展示交流，最后教師總結(jié)。（10分鐘）拓展閱讀：人類對地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)的探索與凡爾納在19世紀(jì)科幻名著《地心游記》中對地心熔巖、火焰等新奇想象相比，人類對地球內(nèi)部的真實了解還遠(yuǎn)不夠豐富。要了解地球內(nèi)部情況，最直接的辦法就是鉆孔，然而目前人類的鉆探最深只有12千米，連地殼都沒有穿透，與6000多km的地球半徑相比，這僅僅只是地球的表皮。地球內(nèi)部的物質(zhì)組成需要來自巖石樣本的直接證據(jù)。地殼可以直接獲取。有些地幔物質(zhì)由于地球內(nèi)部的壓力，會直接涌出地表；有些地幔物質(zhì)可穿過較薄的海洋地殼獲取。人類無法直接觀測地核，現(xiàn)在對地核的認(rèn)識來自對宇宙其他天體(如隕石)的認(rèn)識，以及地球物理化學(xué)性質(zhì)的推算。本環(huán)節(jié)根據(jù)人類目前對地球內(nèi)部探索的現(xiàn)狀，引發(fā)學(xué)生思考，培養(yǎng)科學(xué)探究的精神。（1分鐘）課堂演練五大連池風(fēng)景區(qū)總面積1060km2，14座新老時期火山的噴發(fā)年代跨越200多萬年，被譽(yù)為“天然火山博物館”和“打開的火山教科書”。一條蜿蜒曲折的河流將五個火山堰塞湖連在一起，形成了五大連池。結(jié)合五大連池（局部）景觀圖和地球的內(nèi)部圈層結(jié)構(gòu)圖，完成下面小題。1．五大連池景觀體現(xiàn)出的地球圈層的個數(shù)有（

）A．2個 B．3個 C．4個 D．5個2．下列關(guān)于地球圈層特點(diǎn)的敘述，正確的是（

）A．①圈層的平均厚度大約33KM B．③圈層最可能為液態(tài)或熔融態(tài)C．②圈層橫波地震波不能通過 D．④圈層可以通過鉆孔技術(shù)研【答案】1．C2．B【解析】1．讀左圖可知，五大連池景觀是巖石圈、水圈、生物圈和大氣圈共同形成的，體現(xiàn)了四個圈層，C正確，ABD錯誤。故選C。2．讀右圖并結(jié)合所學(xué)可知，①圈層是地殼，平均厚度約為17千米，A錯誤；橫波只能穿過固態(tài)物質(zhì)，③圈層是外地核，在這個圈層橫波通過不了，最可能為液態(tài)或熔融態(tài)，B正確；②圈層是地幔，地震波能通過，C錯誤；④圈層是內(nèi)地核，它的溫度、壓力和密度都比較大，位于地球內(nèi)部最核心，遠(yuǎn)離地表且在上地幔有巖漿的發(fā)源地軟流層，無法通過鉆孔技術(shù)研究，D錯誤。故選B。2022年9月5日12時52分，四川甘孜州瀘定縣發(fā)生6.8級地震，震源深度16千米。下圖為地震波與地球內(nèi)部構(gòu)造示意圖。據(jù)此完成下面小題。3．此次地震的震源位于（

）A．①圈層 B．②圈層 C．③圈層 D．④圈層4．對地球內(nèi)部各圈層描述正確的是（

）A．①圈層橫波傳播速度最大 B．②圈層底部有由塑性物質(zhì)組成的軟流層C．③圈呈液態(tài)或熔融狀態(tài) D．④圈層壓力和溫度都較低【答案】3．A4．C【解析】3．讀圖可知，①圈層為地殼，②圈層是地幔，③圈層是外地核，④圈層為內(nèi)地核。此次地震的震源深度為16千米，大陸地殼的平均厚度約為39-41千米，所以震源應(yīng)位于地殼，即圖中的①圈層。A正確，BCD錯誤。故選A。4．①圈層為地殼，縱波傳播速度大于橫波，A錯誤。②圈層為地幔，軟流層位于上地幔頂部，并非地幔底部，B錯誤。③圈為外地核，呈液態(tài)或熔融狀態(tài)，C正確。④圈層為內(nèi)地核，壓力和溫度都極高，D錯誤。故選C。地球各個圈層相互聯(lián)系，相互影響，共同構(gòu)成了一個整體，讀下圖完成下面小題。5．①圈層的主要特點(diǎn)是（

）A．由氣體和懸浮物質(zhì)組成 B．連續(xù)但不規(guī)則C．能夠進(jìn)行光合作用 D．由堅硬巖石組成6．“落紅不是無情物，化作春泥更護(hù)花”反映的圈層關(guān)系是（

）A．①② B．①③ C．②③ D．③④7．關(guān)于圖中各圈層的關(guān)系，敘述正確的是（

）A．③圈層單獨(dú)占有空間 B．各圈層上下平行分布C．各圈層相互滲透 D．都屬于地球的外部圈層【答案】5．B6．D7．C【解析】5．根據(jù)圖上信息及所學(xué)知識可知，①提供水蒸氣，是水圈；②是水蒸氣進(jìn)入的圈層，并提供降水和二氧化碳等氣體，是大氣圈；③圈層提供有機(jī)物和氧氣，是生物圈；④圈層提供礦物質(zhì)、無機(jī)鹽和塵埃，是巖石圈。①圈層為水圈，其主要特點(diǎn)是連續(xù)但不規(guī)則，B正確。由氣體和懸浮物質(zhì)組成的是大氣圈，A錯誤。能夠進(jìn)行光合作用的主要是生物圈中的植物，C錯誤。由堅硬巖石組成的是巖石圈，D錯誤。故選B。6．“落紅不是無情物，化作春泥更護(hù)花”反映的是植物的枯枝落葉經(jīng)過分解進(jìn)入土壤，進(jìn)而提供養(yǎng)分，涉及的是生物圈和巖石圈的關(guān)系，即③④，D正確，ABC錯誤。故選D。7．圖中各圈層關(guān)系是相互滲透的，C正確。③生物圈滲透于其他圈層中，并非單獨(dú)占有空間，A錯誤。各圈層不是上下平行分布，而是相互交叉、相互滲透，B錯誤。巖石圈屬于地球的內(nèi)部圈層和外部圈層的過渡圈層，并非都屬于外部圈層，D錯誤。故選C。8．讀圖文材料，完成下面小題。材料一北京時間2022年9月5日12時52分，四川甘孜州瀘定縣（北緯29.59度，東經(jīng)102.08度）發(fā)生了6.8級地震，震源深度16千米，多地市民接收到了預(yù)警信息（左圖）。右圖為地震波速度與地球內(nèi)部構(gòu)造示意圖。(1)D不連續(xù)面的名稱是面，F(xiàn)不連續(xù)面的名稱是面。(2)此次地震的震源深度為16千米，推測地震最可能發(fā)生在哪一圈層結(jié)構(gòu)中（

）（單選）A．內(nèi)核 B．外核 C．地幔 D．地殼(3)地球內(nèi)部的軟流層位于（

）（單選）A．上地幔上部 B．上地幔頂部 C．巖石圈上部 D．巖石圈頂部(4)地殼厚薄不一，下列各地的地殼厚最厚的是（

）（單選）A．華北平原 B．青藏高原 C．青海湖 D．云貴高原(5)下列關(guān)于地球外部圈層的敘述，正確的是（

）（單選）A．大氣圈的主要成分是氧氣和二氧化碳B．生物圈獨(dú)立存在，與其他外部圈層沒有聯(lián)系C．水圈是連續(xù)但不規(guī)則的圈層D．大氣圈、水圈、生物圈之間均有明確的界線【答案】(1)莫霍古登堡(2)D(3)A(4)B(5)C【解析】（1）地震波在經(jīng)過D界面時，橫波和縱波速度明顯加快，為莫霍界面；當(dāng)?shù)卣鸩▊鞯紽界面時，橫波突然消失，縱波波速突然下降，為古登堡界面。（2）結(jié)合材料信息分析，本次地震的震源深度為16千米，地殼的平均厚度約為17千米，其中大陸地殼的平均厚度約為33千米，因此本次地震發(fā)生在地球的地殼部分，D正確，ABC錯誤。故選D。（3）軟流層位于上地幔上部，軟流層之上的地幔部分是上地幔頂部，A正確，BCD錯誤。故選A。（4）一般而言，陸地上高原、山地地區(qū)海拔高，地殼厚度大，平原地區(qū)海拔低，地殼厚度小。地殼厚度于海拔高度成正比。四個選項中，青藏高原是世界最