《大氣的組成與垂直分層》教學(xué)設(shè)計

《大氣的組成與垂直分層》教學(xué)設(shè)計第1課時【教材分析】本節(jié)選自新湘教版高中地理必修一第三章“地球上的大氣”中的第一節(jié)“大氣的組成和垂直分層”。是對太陽活動、電離層等知識點的一個拓展延伸，通過對大氣的組成、垂直分層各層的特點，以及與人類生產(chǎn)活動的聯(lián)系學(xué)習(xí)，也將為學(xué)生后面學(xué)習(xí)大氣受熱過程奠定基礎(chǔ)。本節(jié)課的知識基礎(chǔ)性很強，為加深學(xué)生的理解，在展示相關(guān)原理時可借助課件的內(nèi)容進行圖文結(jié)合的講解，講解過程中提出問題，引導(dǎo)學(xué)生積極主動的獲取知識，讓學(xué)生運用所學(xué)知識分析實際問題，使學(xué)生能感到學(xué)有所用，激發(fā)學(xué)生的求知欲?！窘虒W(xué)目標(biāo)與核心素養(yǎng)】1.人地協(xié)調(diào)觀:了解大氣的組成及其作用;認(rèn)識人類活動對大氣成分的影響，知道大氣的結(jié)構(gòu)，堂握對流層和平流層大氣的特點。2.綜合思維:培養(yǎng)讀圖、閱讀和概括能力;運用對比法分析地理問題的能力。3.區(qū)域認(rèn)知:了解人類活動對大氣環(huán)境的影響和作用，樹立人類與環(huán)境相互協(xié)調(diào)、走可持續(xù)發(fā)展道路的觀念和意識。4.地理實踐力:了解人類活動對大氣環(huán)境的影響和作用，樹立人類與環(huán)境相互協(xié)調(diào)、走可持續(xù)發(fā)展道路的觀念和意識。【教學(xué)重難點】教學(xué)重點：1.大氣的組成以及與人類生產(chǎn)活動的聯(lián)系。2.大氣各個垂直分層的特點以及與人類生產(chǎn)活動的聯(lián)系。教學(xué)難點:大氣各個垂直分層的特點及與人類生產(chǎn)活動的聯(lián)系。【教學(xué)方法及準(zhǔn)備】教學(xué)方法：問答法、啟發(fā)講授法、小組討論法教學(xué)準(zhǔn)備：教師準(zhǔn)備：課件、學(xué)案、投影儀學(xué)生準(zhǔn)備：結(jié)合學(xué)案課前預(yù)習(xí)【教學(xué)過程】【預(yù)習(xí)清單】1．大氣的組成及作用組成成分占大氣體積作用干潔空氣氮氣78%氮是地球上生物體的基本元素氧氣21%氧是人類和其他生物維持生命活動所必需的物質(zhì)二氧化碳很少綠色植物進行光合作用的基本原料；吸收地面輻射的能力強，使氣溫升高臭氧很少能吸收太陽光中的紫外線，使大氣增溫；減少到達地面的紫外線，保護地球生物水汽很少，因時因地而異產(chǎn)生云、雨、霧、雪等一系列天氣現(xiàn)象，同時伴隨著熱量的吸收和釋放，直接影響地面和大氣的溫度雜質(zhì)作為凝結(jié)核，是成云致雨的必要條件2.人類活動對大氣的影響：人類活動排放的污染物進入大氣，會影響大氣的成分和含量，產(chǎn)生大氣污染，對生態(tài)系統(tǒng)和人類生存造成不利影響。【新課導(dǎo)入】2012年10月14日，奧地利“墜落人”鮑姆加特納在美國西南部乘坐太空艙升空。約3小時后，他上升至39千米高空。隨后，他從那里跳下，4分鐘后才打開降落傘，成為第一個自由落體速度超音速的人。他配備的特制宇航服，外表絕緣，密封的內(nèi)層中填充加壓氧氣;頭盔內(nèi)有液氧系統(tǒng)，護目鏡中裝有溫度調(diào)節(jié)器。思考：39千米高空的大氣與地面大氣有哪些不同?鮑姆加特納為什么需要配備特制宇航服?【新知學(xué)習(xí)與探究】一、大氣的組成我們生活的大氣環(huán)境中主要成分有什么呢？1.大氣成分如今的大氣成分是地球長期演化的結(jié)果，在短時期內(nèi)不會有明顯的變化低層大氣中除去水汽和雜質(zhì)以外的混合氣體，稱為干潔空氣。讀課本P28頁找出問題的答案學(xué)生閱讀課本，通過自主學(xué)習(xí)解決基礎(chǔ)知識。【問題】干潔空氣的成分有哪些？干潔空氣的成分的占比分別是多少？展示圖片，讓學(xué)生讀圖，獲取和解讀信息。在25千米以下的干潔空氣中，氮氣和氧氣合占總體積的99%2.低層大氣的作用給出生活中的實例，讓學(xué)生了解氧氣的作用。氧是人類和其他生物維持生命活動所必需的物質(zhì)化學(xué)式O2，無色無味氣體，在航空航天、動物呼吸、燃燒和一切氧化過程（包括有機物腐爛）都消耗氧氣，但空氣中的氧能通過植物的光合作用不斷地得到補充。氮是地球上生物體的基本元素化學(xué)式N2，無色無味氣體，氮氣大氣中占78%，惰性元素；它在生活中是必不可少的，其化合物可用肥料。通過讀圖，幫助學(xué)生了解二氧化碳參與的化學(xué)反應(yīng)，從而了解二氧化碳的重要作用。二氧化碳對地球上的生命活動和自然環(huán)境有著重要作用CO2是一種常見的溫室氣體，不支持燃燒，是綠色植物進行光合作用的基本原料，另外，它吸收地面輻射的能力強，使氣溫升高。舉例軍訓(xùn)的時候曬黑主要是太陽光中紫外線的作用，從而引出臭氧的作用。臭氧能吸收太陽光中的紫外線，使大氣增溫；減少到達地面的紫外線，對生物具有保護作用。大氣中的水汽和雜質(zhì)含量很少，卻在天氣變化中扮演重要角色。水的相變，產(chǎn)生云、雨、霧、雪等一系列天氣現(xiàn)象，同時伴隨著熱量的吸收和釋放，直接影響地面和大氣的溫度。大氣中的雜質(zhì)作為凝結(jié)核，是成云致雨的必要條件。歸納成云致雨的條件展示圖片，讓學(xué)生指出大氣污染的危害。3.人類活動與大氣污染人類活動排放的污染物進入大氣，會影響大氣的成分和含量，產(chǎn)生大氣污染，對生態(tài)系統(tǒng)和人類生存造成不利影響。【小結(jié)練習(xí)】練習(xí)1（2021·蘭州市第二十七中學(xué)高一期末）地球大氣又稱“氮氧大氣”,結(jié)合地球大氣圈25km以下干潔空氣的主要成分表,完成下列1-2題。氣體成分體積分?jǐn)?shù)（%）質(zhì)量分組（%）氮（N2）78.0875.52氧（O2）20.9423.15氬（Ar）0.931.28二氧化碳（CO2）0.03（變動）0.051.地球大氣稱為“氮氧大氣”是因為兩者（）A．占干潔空氣成分的99% B．占大氣成分的99%C．是生命活動必不可少的物質(zhì) D．在其他天體上不存在2.目前,導(dǎo)致二氧化碳變動的主要因素是（）①植樹造林②大量燃燒礦物化石燃料③新能源公交車的逐漸普及④森林毀壞①③ B．②④ C．①② D．③④【答案】12．A13．B【分析】12．讀表可知，地球大氣圈25km以下干潔空氣的主要成分中氮氣和氧氣的體積分?jǐn)?shù)之和超過99%，質(zhì)量分?jǐn)?shù)接近99%，因此地球大氣稱為“氮氧大氣”，A符合題意；大氣成分除了干潔空氣外，還有水汽、固體塵埃等，如果包括大氣所有成分在內(nèi)，氮氣和氧氣的比重達不到99%，排除B；盡管氮元素是生命體不可缺少的物質(zhì)，但氮氣并不是生命活動必不可少的物質(zhì)，且地球大氣稱為“氮氧大氣”不是因為它們的重要性，排除C；氮氣和氧氣并不一定在其他天體上不存在，且地球大氣稱為“氮氧大氣”不是因為它們的獨特性，排除D。故選A。13．目前，大氣中的二氧化碳濃度逐漸升高。植樹造林會導(dǎo)致植物固定的二氧化碳增多，從而使大氣中的二氧化碳濃度降低，森林破壞則導(dǎo)致大氣中的二氧化碳濃度升高，因此①不符合題意，④符合題意；大量燃燒礦物化石燃料（煤、石油、天然氣等）會排放大量二氧化碳，從而使大氣中的二氧化碳濃度升高，②符合題意；新能源公交車的逐漸普及，使得使用礦物燃料減少，排放的二氧化碳減少，從而使大氣中的二氧化碳濃度降低，③不符合題意。綜上所述，B符合題意，排除ACD。故選B。練習(xí)2最新研究表明，自2005年以來南極上空臭氧層空洞有逐漸縮小趨勢，其原因可能是（）A．全球氣候變化呈周期性 B．植被覆蓋率提高C．礦物燃料使用減少 D．氟利昂排放減少【答案】D【詳解】導(dǎo)致南極上空臭氧層空洞的原因主要是人類大量生產(chǎn)與使用的氯氟烴化合物（氟利昂），近年來南極臭氧層空洞減少，說明氟利昂排放減少，D正確；全球氣候變化呈周期性、植被覆蓋率提高、礦物燃料使用減少對南極上空的臭氧層空洞造成影響較小，A、B、C錯誤。故選D?！静贾米鳂I(yè)】課時分層作業(yè)（八）大氣的組成與垂直分層：P102-103.【板書設(shè)計】【教學(xué)反思】本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)基本完成，從課堂表現(xiàn)情況來看，學(xué)生掌握情況較好，可以在課后布置中等難度題來提升學(xué)生的認(rèn)知水平?！洞髿獾慕M成與垂直分層》教學(xué)設(shè)計第2課時【教材分析】對于大氣的組成和垂直分層相關(guān)知識，課標(biāo)要求是“運用圖表等資料說明大氣的組成和垂直分層及其與生產(chǎn)和生活的聯(lián)系”；學(xué)習(xí)條件是“運用圖表等資料”，行為動詞是屬于“理解水平”的“說明”，學(xué)習(xí)內(nèi)容是“大氣的組成和垂直分層”。由此可知，學(xué)生應(yīng)該在圖表、實驗等教學(xué)資料的基礎(chǔ)上理解并掌握大氣的組成和垂直分層，在分析具體事件、生活現(xiàn)象的過程中理解大氣的組成和垂直組成和生產(chǎn)生活的聯(lián)系。此外，具體案例與事件的分析并不是目標(biāo)，而是通過案例、事件學(xué)習(xí)大氣的組成和垂直分層的知識、理解其與生產(chǎn)生活的聯(lián)系、培育人地協(xié)調(diào)觀?！窘虒W(xué)目標(biāo)與核心素養(yǎng)】地理實踐力：學(xué)生通過觀看同學(xué)操作的“垂直方向上不同冷熱結(jié)構(gòu)的模擬實驗”，思考實驗中遇到問題的原因，培養(yǎng)學(xué)生的地理實驗?zāi)芰?。綜合思維：通過民航飛機不同時間同一地點起飛后景色的不同、同一時間不同地點民航飛機開啟客艙服務(wù)時間的真實情境問題，分析對流層平流層的特點，培養(yǎng)學(xué)生時空綜合的能力。人地協(xié)調(diào)觀：通過民航飛行體驗感受不同大氣分層的特點及其對飛行的影響，在試題情境中感受人類活動對正常大氣溫度結(jié)構(gòu)的影響，樹立人與自然和諧相處的人地協(xié)調(diào)觀。區(qū)域認(rèn)知：通過模擬實驗感受不同大氣垂直結(jié)構(gòu)的特點，通過民航飛行感受不同區(qū)域?qū)α鲗雍穸鹊牟町?，加強學(xué)生對大氣空間模式的理解與區(qū)域認(rèn)知能力?！窘虒W(xué)重難點】教學(xué)重點：對流層的特點及其對人類活動的影響；教學(xué)難點:感知大氣及大氣的垂直分層（從知識上看大氣的組成和垂直分層學(xué)習(xí)難度不大；難的是學(xué)生有沒有真正感知到大氣、大氣的垂直分層）【教學(xué)方法及準(zhǔn)備】教學(xué)方法：問答法、啟發(fā)講授法、小組討論法教學(xué)準(zhǔn)備：教師準(zhǔn)備：課件、學(xué)案、投影儀學(xué)生準(zhǔn)備：結(jié)合學(xué)案課前預(yù)習(xí)【教學(xué)過程】【預(yù)習(xí)清單】二、大氣垂直分層1．依據(jù)：大氣垂直分層的主要依據(jù)是：溫度、密度、大氣運動狀況。大氣共分為三層：對流層、平流層和高層大氣（高層大氣又可細分為中間層、熱層和散逸層）。2.對流層①高度：對流層的平均高度為12千米，但因緯度而異：低緯：17--18千米；中緯：10--12千米‘高緯：8--9千米②氣溫分布規(guī)律：氣溫隨高度的升高而遞減，地面是低層大氣主要的直接熱源③大氣運動規(guī)律：空氣對流運動顯著（上部冷、下部熱，有利于大氣的對流運動）3.平流層①高度：自對流層頂部至50--55千米高層②氣溫分布規(guī)律：氣溫隨著高度升高而升高；該層大氣的下層氣溫隨高度變化很?。辉?0千米以上，氣溫隨著高度增加迅速上升（該層中的臭氧吸收大量太陽紫外線，使大氣增溫）③氣流運動：以平流運動為主（上部熱、下部冷，不易形成對流，）4.高層大氣①高度：從平流層頂?shù)?000--3000千米的高空②氣溫：從平流層頂向上的85千米隨高度升高而遞減③大氣密度：密度很?、軐θ祟惢顒拥挠绊懀涸?0--120千米的高空，流星體會燃燒形成流星；在80==500千米的高空，有若干電離層。電離層大氣在太陽紫外線和宇宙射線的作用下，處于高度電離狀態(tài)，能反射無線電波，對無線電通信有重要作用。三、逆溫現(xiàn)象1.逆溫的分類、特點以及成因：輻射逆溫：是地面長波輻射冷卻而形成的。在晴朗無風(fēng)的夜晚，地面輻射減弱，地面大氣迅速冷卻，上層大氣降溫較慢，形成逆溫。平流逆溫：當(dāng)暖空氣水平移動到冷卻的地面、水面或氣層之上時，底層空氣因受下墊面的影響迅速降溫，上層空氣因距離較遠，降溫較少，于是產(chǎn)生逆溫。鋒面逆溫：是暖空氣運移到冷空氣之上，形成冷暖相交的鋒面，如果鋒面上下暖冷空氣的溫度差較大，則形成逆溫。地形逆溫：是局部地形條件引起的。在山谷和盆地中，由于山坡散熱快，晚上較重的冷空氣，沿山坡流動，聚集在山谷底部，由此形成下部是冷氣層、上部是暖氣層。2.逆溫對地理環(huán)境的影響成霧早晨多霧的天氣大多與逆溫有密切關(guān)系，它使能見度降低，給人們的出行帶來不便，甚至出現(xiàn)交通事故大氣污染由于逆溫現(xiàn)象的存在，空氣垂直對流受阻，會造成近地面污染物不能及時擴散，從而危害人體健康對航空造成影響逆溫多出現(xiàn)在低空，多霧天氣對飛機起降帶來不便。如果出現(xiàn)在高空，對飛機飛行極為有利，因為大氣以平流運動為主，飛行中不會有較大顛簸【新課導(dǎo)入】展示飛機起飛爬行狀態(tài)的圖片、空姐提示系好安全帶收起小桌板的畫面，詢問學(xué)生在飛機起飛后20分鐘、著陸前30分鐘，空姐為什么要提示你系好安全帶、收起小桌板呢？【新知學(xué)習(xí)與探究】二、大氣的垂直分層展示圖片，讓學(xué)生指出大氣的垂直分層。地球大氣從地面向上，可延伸到數(shù)千千米高空；根據(jù)溫度、運動狀況和密度，大氣自下而上可以劃分為對流層、平流層、高層大氣。學(xué)生閱讀課本，自主學(xué)習(xí)【問題】讀課本P32-33頁找出問題的答案為什么平流層適合飛機飛行?無線電通信利用了哪層大氣的特性?1.對流層是大氣圈的最底層，集中了大氣圈質(zhì)量的3/4和幾乎全部的水汽、雜質(zhì)，大氣中的污染物也多集中在這一層。對流層的高度因緯度而異，在低緯度地區(qū)為17-18千米，在高緯度地區(qū)僅為8-9千米。云、雨、霧、雪等天氣現(xiàn)象都發(fā)生在對流層，人類生活在對流層的底部。2.平流層范圍自對流層頂部至50-55千米高空；平流層氣溫隨高度升高而升高該層大氣的下層氣溫隨高度變化很小，但是在30千米以上，氣溫隨高度增加而迅速上升；這是因為平流層中的臭氧吸收大量太陽紫外線，使大氣增溫在22-27千米范圍內(nèi)，臭氧含量達到最大值，形成臭氧層；臭氧層使地球上的生命免受過多紫外線的傷害，被稱為“地球生命的保護傘”3.高層大氣指平流層以上的大氣視頻展示，幫助學(xué)生了解高層大氣的一系列特征。自平流層頂部開始，由于沒有吸收紫外線的臭氧，氣溫會下降隨后，由于大氣吸收了更短波長的太陽紫外線，溫度又持續(xù)上升，在300千米的高空，溫度可達1000℃以上。高層大氣中在80-120千米的高空，多數(shù)來自太空的流星體會燃燒，成為我們夜晚看到的流星。在80-500千米的高空，有若干電離層電離層大氣在太陽紫外線和宇宙射線的作用下，處于高度電離狀態(tài)，能反射無線電波，對無線電通信有重要作用。回扣第一章第二節(jié)太陽活動的類型知識點。由于太陽帶電粒子流（太陽風(fēng)）進入地球磁場，使高層大氣分子或原子電離而產(chǎn)生，出現(xiàn)的燦爛美麗的光輝?！練w納總結(jié)】對流層、平流層、高層大氣的特點對比分析大氣層結(jié)構(gòu)氣溫特征天氣特征對流層平流層高層大氣提示：大氣層結(jié)構(gòu)氣溫特征天氣特征對流層氣溫隨高度的升高而遞減對流層的大氣上部冷、下部熱，有利于大氣的對流運動近地面的水汽和雜質(zhì)通過對流運動向上輸送，在上升過程中隨著氣溫降低，容易成云致雨平流層平流層的大氣上部熱、下部冷，不易形成對流，主要以平流運動為主該層大氣中水汽和雜質(zhì)含量很少，無云雨現(xiàn)象，能見度好，適合航空飛行高層大氣【活動】了解大氣含氧量減少對人體產(chǎn)生的影響大氣中氧氣含量對人體健康至關(guān)重要。科學(xué)研究發(fā)現(xiàn),適當(dāng)?shù)娜毖醐h(huán)境利于激發(fā)運動員的運動潛力。但含氧量太低會危害人體健康甚至危及生命。我國已建成甘肅榆中、青海多巴、云南海埂、河北興隆、云南呈貢等國家級高原體育訓(xùn)練基地?！拘〗Y(jié)練習(xí)】練習(xí)1下圖為“大氣垂直分層示意圖”。據(jù)此完成下面4-5小題。4．在不同的大氣層中，有不同的自然現(xiàn)象。下列敘述與所在大氣層對應(yīng)正確的是（）A．以晴天為主，適合航空飛行——A層 B．氣溫隨高度增加而降低——B層C．“地球生命的保護傘”——C層 D．存在電離層、反射無線電波——C層5．A層天氣現(xiàn)象復(fù)雜多變的原因有（）①該層大氣對流上升時，溫度降低②水汽和雜質(zhì)絕大部分集中在此層③大氣輻射弱，近地面降溫快④二氧化碳和水汽絕大部分集中在此層A．①② B．②③ C．③④ D．①④【答案】4．D5．A【分析】4．根據(jù)所學(xué)知識可知，A層為對流層，天氣現(xiàn)象復(fù)雜多變；B層為平流層，氣溫隨高度增加而升高，以晴天為主，適合航空飛行；有臭氧層，臭氧能大量吸收紫外線，保護地球上的生物免受過多紫外線的傷害，被稱作“地球生命的保護傘”；C層為高層大氣，存在電離層，能反射無線電波，對無線電通信有重要作用，故選D。幾乎全部的水汽雜質(zhì)都集中