高中地理《冷热不均引起大气运动》优秀教案

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高中地理《冷热不均引起大气运动》优秀教案

一、学生分析
新课程改革中高中地理教材比较强调知识的应用，这与初中地理学习有很大的不同。由于学生在学习的过程中缺乏相关的知识，学生在学习的过程中往往会碰到比较多的问题，人教版的高中地理3本必修教材中，必修1是最难的，教材的重难点也教多，在学习的过程中，学生要处理好这些重难点是有一定的困难的。但是学生对学习这些内容有很大的兴趣，求知欲也较高。如“热力环流”这一重难点的掌握。从教材的内容安排来看，这一重难点安排在第二章，高一新生的物理基础知识还不是十分好，要理解“热力环流”的形成必须掌握物理学习中有关“大气受热不同对气压的影响”的相关知识。在学习过程中，学生通过具体例子的分析来理解“热力环流”可以达到事半功倍的学习效果。
二、教学目标
1、 知识和技能
   ①会运用大气对太阳辐射的削弱作用和对地面的保温作用及原理解释现实生活中的大气现象。
  ②能运用图示说明大气的受热过程，了解大气运动的能量来源、根本原因。
  ③能叙述出热力环流的形成过程，绘制热力环流示意图，并且能够用事实解释自然界中的  热力环流。
2、 过程和方法
①通过绘制大气的受热示意图、热力环流模式图，提高学生分析问题的能力。
②通过知识 整合、梳理，学会分析地理事物因果关系，建构知识体系的方法， 通过具体的活动观察分析生活中的地理现象，在活动中感悟知识。
3、 情感态度和价值观
理解大气对地球保温作用的重要性，培养学生热爱自然的品质和保护环境的意识。
三、教学重点和难点
重点：大气的受热过程、热力环流的原理
难点：大气对不同波长的电磁波的选择性吸收、大气的受热过程、热力环流的原理、高低气压的比较。
四、教学方法
1．教法
情景设问法、启发式教学法、多媒体辅助教学法。
2．学法
自主学习法、探究学习法。
五、教学过程
(新课导入)同学们，我们在第一章中学习了地球的圈层结构，探索了地球的内部圈层，也了解了地球的外部圈层，那么现在同学们回忆一下地球的外部圈层有哪几个？
生：大气圈、水圈、生物圈。
师：大气圈作为地球外部圈层之一对人类生存的意义重大。从今天开始，我们就来学习——第二章地球上的大气。
师：同学们请你们观察一下地球与月球两幅图片，注意地球与月球表面的温度，发现有什么不同？
(ppt展示“月球表面和地球表面受热过程比较图”)
生：月球表面温度的昼夜变化很大，地球却很小。
（提问）：大家都知道太阳辐射既能到达地球表面，也能到达月球表面，为什么地球表面温度的昼夜变化不像月球那样强烈？同学们知不知道这其中的原因？
生：
师：这是因为地球上有厚厚的大气层而月球没有。那么大气层是怎么影响地球表面的温度的呢？今天我们就先从大气的受热过程学起。

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（板书）第一节  冷热不均引起大气运动
       一、大气的受热过程
师：同学们知道地球上的能量主要是从哪儿获得的吗？
生：太阳。
师：我们知道万物生长靠太阳，这说明太阳光热的重要性，而且太阳辐射能也是地球大气最重要的能量来源。那么太阳辐射穿过大气层的过程是怎样的呢？

（读图2.1   大气的受热过程）
（思考）是不是所有的太阳辐射都能到达地球？
（学生思考并回答，教师引导学生思考和分析）
师：回答得很好，其实太阳辐射进入大气层还会受到散射作用的影响，我们把吸收作用、反射作用、散射作用这三种作用统称为大气对太阳辐射的削弱作用。
师：首先我们来看一下大气对太阳辐射的吸收作用：同学们你能根据这幅图说一说大气对太阳辐射的吸收作用吗？
生： 。。。。。。。。
师：从这幅图我们可以看出太阳辐射在穿透大气层时，高层大气中的氧原子吸收波长较短的紫外线，平流层中的臭氧吸收波长较短的紫外线，对流层中的水汽和二氧化碳吸收波长较长的红外线。大气中不同成分对太阳辐射吸收的波长范围不同，因此我们可以得出大气对太阳辐射的吸收作用具有选择性。
师：接下来我们来看一下大气对太阳辐射的反射作用：大气中的云层和较大颗粒的尘埃能将一部分太阳辐射反射到宇宙空间去，使到达地面的太阳辐射受到削弱。并且反射作用具有无选择性。
师：大气对太阳辐射的散射作用，在太阳辐射的可见光中，波长较短的蓝光、紫光最容易被空气分子和微小尘埃散射。并且大气对太阳辐射的散射作用具有选择性。
师：投射到地球上的太阳辐射，要穿过厚厚的大气，才能到达地球表面。太阳辐射在传播的过程中一部分被大气吸收、反射和散射，大部分到达地面，地面吸收太阳辐射增温，所以太阳是地面的直接热源。这个过程我们把它概括为太阳暖地面。
（板书）太阳暖地面
师：下面请同学们读一下教材页脚处的说明。
（学生读书）
师：物体的温度越高，辐射中最强部分的波长越短；物体温度越低，辐射中最强部分的波长越长。太阳表面温度达到6000 K，所以太阳辐射为短波辐射，而地面温度远远低于太阳表面温度，所以地面辐射属于长波辐射。同样，大气辐射、人体辐射等也属于长波辐射。
（思考）那么地面辐射被谁吸收了？
（学生）········
师：正确。近地面大气中的CO2和H2O，能够强烈吸收地面长波辐射而增温，吸收率75%～95%，近地面大气又以对流、传导等方式，层层向上传递热量、贮存能量。所以，地面是对流层大气主要的直接热源。请问大气这种受热的过程有什么意义呢？
生：·······
师：刚才通过学习，我们知道了谁是对流层大气主要的直接热源？
生：·······
（板书）地面暖大气
（读图，ppt展示）

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（提问）：大气增温后会出现什么样的情况？
师：大家回答的都非常好！大气在增温的同时，也向外释放长波辐射。大气辐射的一小部分向上射向宇宙空间外，大部分向下射向地面，其方向与地面辐射正好相反，称为大气逆辐射。大气逆辐射使地面辐射损失的热量得到一定程度的补偿，将热量还给了地面。
（思考）：大气逆辐射的存在，对地面有什么作用?如果用“大气保温作用”概括，你认为合适吗？
生：······
师：非常好。大气逆辐射对地面的保温作用我们可以用五个字概括为大气还地面。
（板书）大气还地面
师：通过刚才的学习，我们知道了大气的受热过程。
（提问）为什么月球表面的昼夜温度变化比地球表面剧烈？
（学生思考并回答）
师：有大气的地球，白天一部分太阳辐射在穿过大气层时被大气反射、散射和吸收，到达大气上界的太阳辐射不能全部到达地面，使地面温度不会上升太高。夜间大部分地面辐射被近地面大气吸收，然后以辐射和对流的方式层层上传，使大气温度不至于降得太低。更重要的是大气在吸收热量的同时，又以逆辐射的方式把热量还给地面，在一定程度上补偿了地面辐射热量的损失，使地表夜间的降温速度减慢。正是由于大气对太阳辐射的削弱作用和对地面的保温作用，使得地表温度变化比较缓和。
没有大气的月球，白天，太阳辐射全部到达月面，使月面温度迅速升高。夜晚，月球表面辐射强烈，没有大气对月球的保温作用，温度下降速度很快。所以月面温度昼夜变化比地球剧烈得多。
小结：通过刚才的学习，我们知道了大气的受热过程。即首先是太阳辐射使地面增温，“太阳暖地面”；接下来是地面辐射使大气增温，“地面暖大气”；最后是大气逆辐射使地面保温，“大气还地面”。
●板书设计

师：通过对大气受热过程的学习，我们知道太阳辐射是地球大气最重要的能量来源，下面我请一位同学说一下大气运动的能量来源是什么？
生：太阳辐射
师：回答得非常好，太阳辐射是大气运动的能量来源，同时太阳辐射在各纬度间的分布不均引起的大气受热不均而产生温度差异，会引起大气的运动，大气受热不均是大气运动的根本原因，那么接下来我们就来学习一下大气运动最简单的形式——热力环流。
（板书）二、热力环流
师：首先我们来看一下热力环流的定义。由于地面冷热不均而引起的温度环流即热力环流。
（板书）1 定义
师：在学习热力环流之前我们先来看一下知识铺垫，了解一下等压面的性质。
空间气压值相等的各点所组成的面称为等压面。等压面凸起的地方是高气压，等压面下凹的地方是低气压。同一水平方向上，在温度不同的地方，由于热胀冷缩作用的影响，一般气温高的地方，空气密度相对较低，气压低；气温低的地方，空气密度相对较高，气压高。同河水从地势高的地方流向地势低的地方一样的道理，空气从气压高的地方流向气压低的地方。
师：下面我们来看一下本节课的重点热力环流的形成过程。
（板书）2 形成过程
（读图2.3  热力环流的形成）
（教师进行分析并讲解）

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(1)假设A、B、C三地接受的太阳辐射相同，即三地受热均匀，则
①三地气温相同；②三地气压相同；③三地气压随高度递减的规律相同；④三地上空同一水平面上各点的气压相等，等压面为互相平行的水平面。
(2)假设A、B、C三地接受的太阳辐射发生了变化，A地接受的太阳辐射多，B、C两地接受的太阳辐射少，三地受热不均匀，则
①A地气温较高，B、C两地气温较低；
②A地空气受热膨胀上升，B、C两地空气相对冷却下沉，引起空气的垂直运动；③A地近地面空气膨胀上升，密度减小，气压降低，B、C两地近地面空气相对冷却下沉，密度增大，气压升高，三地近地面处同一水平面上的气压A地较小，B、C两地较大，迫使空气从B、C流向A，导致空气水平运动，此时三地近地面的等压面不再是水平面，在气压较低的A处，等压面往下移，在气压较高的B、C处，等压面往上移；
④A地上空一定高度A′处，因上升的空气聚积密度增大，气压比同一水平面上周围地区高，B′、C′处因空气下沉后密度减小，气压比同一水平面上的周围地区低，空气就从气压较高的A′处流向气压较低的B′、C′处，形成热力环流。由于同一水平面上的A′、B′、C′点三地气压不再相等，等压面也不再是水平面，在A′处往上移，在B′、C′处往下移，形成弯曲的等压面。
师：下面我面来总结概括一下热力环流的过程。

师：在我们日常生活中，热力环流是自然界常见的一个自然现象，请你注意观察和思考自己身边热力环流的实际例子。海陆风是热力环流在自然界的具体体现。下面请你利用热力环流的原理，完成教材P31活动3。
(板书)实例1：海陆风
（投影）海陆风
师：海陆热力性质不同，海洋热容量大，陆地热容量小，因此海洋升温降温较慢，陆地升温降温则较快。
（学生活动：标出海陆风的方向，教师检查后播放ppt，如下图所示）

师：白天：陆地受热升温快，海洋受热升温慢，从而产生了受热不均冷热差异，白天陆地气温比海洋高，空气陆地上为低气压，海洋上为高气压。风从高气压吹向低气压。因此近地面大气白天风从海洋吹向陆地。夜间的情况正好相反，夜间陆地降温快，海洋降温慢，从而产生了冷热差异。风从高气压吹向低气压。夜晚风从陆地吹向海洋。
（小结）热力环流是自然界常见的自然现象，在日常生活中，我们身边热力环流的实际例子很多。城市与郊区之间也存在着热力环流——城市热岛环流。下面我请一位同学帮我读一下这段文字。
（板书）：城市热岛环流
“城市热岛”的成因是市区的热量收支状况与郊区不同，其主要原因是：城市人口集中、工商业繁荣、交通发达、生活、生产和交通消耗大量能源，每天有大量的人为热释放。那么下面给同学们两分钟的时间来画一幅城市热岛环流的示意图。请同学到黑板来画。
（总结）本节课主要讲了大气的受热过程，分为太阳暖大地、大地暖大气、大气还大地三个环节，大气大受热过程实际上是太阳辐射、地面辐射和大气辐射之间的相互转化的结果。在热力环流这部分主要讲了热力环流的形成过程，以及热力环流在自然界的实例。
师：下面我们来一起做一下课堂练习。
（板书设计）
                 第一节  冷热不均引起大气运动
     一、大气的受热过程
         
     二、热力环流
      1 定义
      2 形成过程
      3.热力环流的实例