资源简介

《大气的组成和垂直分层》教案
一、教学目标
（一）核心素养目标
区域认知：通过分析大气垂直分层的纬度差异（如对流层高度低纬高、高纬低），认识不同区域大气分层特征对当地环境的影响，建立大气空间分布的区域差异观念。
综合思维：结合图文资料（如干洁空气成分图、大气垂直分层气温变化图），归纳大气成分与环境的相互作用、各分层特征与人类活动的关联，培养多角度分析大气系统的综合思维能力。
地理实践力：绘制大气垂直分层示意图，准确标注各层高度、气温变化、核心特征及人类活动（如航空飞行、无线电通信），提升地理图表绘制与信息表达能力；通过分析高原训练基地案例，学会运用大气知识解释实际地理现象。
人地协调观：通过讨论大气污染、臭氧层破坏等案例，认识人类活动对大气环境的影响，树立保护大气环境、推动全球环境合作的责任意识，理解人地和谐共生的重要性。
二、教学重难点
（一）教学重点
低层大气组成及各成分的作用。需明确干洁空气中氮（构成生命体）、氧（维持生命活动）、二氧化碳（光合作用原料、保温作用）、臭氧（吸收紫外线）的核心功能，以及水汽和杂质在成云致雨中的作用。
大气垂直分层特点及各层的主要性质。掌握对流层（气温随高度递减、对流运动显著、天气复杂）、平流层（气温随高度升高、平流运动为主、臭氧集中）、高层大气（电离层、流星现象）的特征，及其与人类活动的关联（如对流层影响日常天气、平流层适合航空飞行）。
（二）教学难点
臭氧层的作用及平流层气温随高度升高的原因。学生难以理解 “臭氧吸收紫外线→大气增温” 的逻辑链，以及平流层 “上热下冷” 的温度结构与运动特征的关联，需结合图文与案例突破。
大气成分变化对自然环境的连锁影响。如二氧化碳增多不仅导致全球变暖，还会影响植物光合作用、海洋酸化等，需引导学生建立 “成分变化→环境效应→人类影响” 的逻辑关系。
三、教学方法
讲授法：系统讲解大气组成、垂直分层的核心知识，构建清晰的知识框架，确保学生掌握基础概念（如干洁空气、电离层）与规律（如对流层气温变化规律）。
直观演示法：展示课件中的图片（如干洁空气成分占比图、贝母云景观图、臭氧空洞卫星图）、动画（如大气分层气温变化动态图），结合实物模型（如大气分层立体模型），让学生直观感受大气的组成与空间结构。
小组讨论法：围绕 “高原训练与大气含氧量的关系”“臭氧层破坏的危害与保护措施” 等议题组织小组讨论，鼓励学生交流观点，深化对知识的理解与应用。
案例分析法：以奥地利 “坠落人” 鲍姆加特纳高空跳伞（平流层环境特征）、南极臭氧空洞（全球环境合作）、黄果树瀑布天气现象（对流层作用）为案例，将抽象知识具象化，提升学生分析实际问题的能力。
实践操作法：指导学生绘制大气垂直分层示意图，标注各层关键信息，通过动手实践强化对大气分层特征的记忆与理解。
四、教学过程
（一）新课导入（5 分钟）
展示课件中鲍姆加特纳 39km 高空跳伞的图片与资料，提问学生：“同学们，鲍姆加特纳从 39km 高空跳下时，为什么要穿特制的宇航服？39km 高空的大气与我们生活的近地面大气有哪些不同？”
引导学生自由发言，猜想高空大气的温度、氧气含量、运动状态等特征，激发探索兴趣，进而引出本节课主题 —— 大气的组成和垂直分层。
（二）新课讲授（35 分钟）
1. 大气的组成（15 分钟）
低层大气的组成与作用
干洁空气：结合课件中 “干洁空气成分的体积分数（25 千米以下）” 图表，讲解干洁空气的主要成分及占比（氮 78%、氧 21%、氩 0.93%、二氧化碳 0.038% 等）。
氮：强调其是构成生命体（如蛋白质）的基本元素，是生物生长的重要原料。
氧：说明其是维持生命活动（如呼吸作用）的必需物质，支持燃烧与生物代谢。
二氧化碳：分析其双重作用 —— 绿色植物光合作用的原料，同时能强烈吸收地面辐射，起到 “保温” 作用（温室效应），并结合课件中 “过去 80 万年大气二氧化碳体积分数变化图”，指出近 300 年二氧化碳含量因人类活动（化石燃料燃烧、毁林）显著增加。
臭氧：重点讲解其分布（平流层 22-27km 处形成臭氧层）与作用 —— 吸收太阳紫外线，减少到达地面的紫外线，保护生物免受伤害（“地球生命的保护伞”），同时说明臭氧吸收紫外线会使大气增温，为后续平流层气温变化做铺垫。
水汽与杂质：结合课件中 “水的相变示意图”，讲解水汽的作用 —— 通过相变（蒸发、凝结、凝固等）产生云、雨、雾、雪等天气现象，同时伴随热量吸收与释放，影响地面和大气温度；杂质的作用 —— 作为凝结核，是成云致雨的必要条件，并指出水汽和杂质的含量存在时空差异（如低纬海洋上空水汽多、工业区杂质多）。
人类活动对大气的影响
展示课件中 “北京优良天气和重污染天气对比” 图片，讲解人类活动（工业废气、汽车尾气、秸秆燃烧等）排放的污染物（如二氧化硫、PM2.5、氟氯碳化物）会改变大气成分，导致大气污染（如雾霾）、臭氧层破坏、全球变暖等问题。
结合 “案例 —— 大气中二氧化碳含量的变化与人类活动”，强调化石燃料燃烧（如煤炭、石油燃烧）和土地利用变化（如毁林）是二氧化碳增多的主要原因，引导学生思考其对全球气候的影响（如冰川融化、海平面上升）。
2. 大气的垂直分层（20 分钟）
分层依据与整体框架：讲解科学家根据大气的温度、运动状况和密度，将地球大气自下而上分为对流层、平流层和高层大气，并展示课件中 “大气垂直分层示意图”，让学生初步感知各层的空间位置与范围。
各分层的特征与人类活动的关系
对流层：结合课件中对流层的图文资料，从以下方面讲解：
范围：指出其是大气圈最底层，高度因纬度而异（低纬 17-18km、中纬 10-12km、高纬 8-9km），原因是低纬度受热多，对流旺盛，分层高度更高。
气温变化：强调 “气温随高度的升高而递减”（每上升 100m，气温下降约 0.6℃），原因是对流层大气的热量主要来自地面辐射。
运动特征：说明因 “上部冷、下部热”，大气对流运动显著，近地面水汽和杂质通过对流向上输送，易成云致雨，故云、雨、雾、雪等天气现象均发生在此层。
与人类的关系：指出人类生活在对流层底部，该层的天气变化直接影响人类生产生活（如农业种植、交通出行）。
平流层：结合课件中平流层的图文资料与贝母云图片，讲解：
范围：自对流层顶部至 50-55km 高空。
气温变化：分析 “气温随高度升高而升高” 的原因 —— 平流层中的臭氧吸收大量太阳紫外线，使大气增温，且 30km 以上增温迅速。
运动特征：因 “上部热、下部冷”，大气以平流运动为主，不易形成对流，且水汽和杂质含量少，无云雨现象，能见度好，适合航空飞行（如民航客机多在平流层底部飞行）。
臭氧层：重点强调 22-27km 处的臭氧层是 “地球生命的保护伞”，并结合 “自学窗 —— 全球合作 保护臭氧层”，简要介绍臭氧空洞的危害（紫外线增强导致皮肤癌、白内障增多）与《蒙特利尔议定书》的保护成果。
高层大气：结合课件中高层大气的图文资料与流星现象图片，讲解：
范围：平流层以上的大气统称高层大气，高度可达数千米高空。
气温变化：说明自平流层顶部开始，因无臭氧吸收紫外线，气温先下降；随后因吸收更短波长的太阳紫外线，气温持续上升（300km 高空温度可达 1000℃以上）。
关键现象与作用：指出 80-120km 高空的流星现象（流星体燃烧），80-500km 高空的电离层（能反射无线电波，保障无线电通信），以及 2000-3000km 高空为大气上界（密度接近星际空间）。
（三）课堂活动（10 分钟）
组织 “了解大气含氧量减少对人体产生的影响” 活动：
展示课件中的活动资料（高原训练基地表格、非洲埃塞俄比亚与肯尼亚地形图），提出活动任务：
任务 1：在非洲地形图上找出埃塞俄比亚、肯尼亚，归纳两国地形特点，推测其中长跑运动员成绩优异的原因。
任务 2：在中国地图上找到甘肃榆中、青海多巴等高原训练基地的位置，判断其海拔是否在 “平原运动员最佳训练高度（1800-2400 米）” 范围内，并分析更高海拔训练效果不佳的原因。
给予学生 6 分钟小组讨论时间，教师巡视各小组，引导学生结合 “大气含氧量随海拔升高而降低” 的规律分析问题（如高原低氧环境激发运动员红细胞携氧能力）。
各小组派代表发言，教师结合课件点评总结：
任务 1：两国均以高原为主（埃塞俄比亚高原、东非高原），海拔高、大气稀薄、含氧量低，长期生活在此的运动员心肺功能更强，运动潜力更易激发。
任务 2：所有基地海拔均在 1800-2400 米范围内；更高海拔含氧量过低，超过人体耐受力，会导致运动员体力下降，训练效果不佳。
（四）课堂小结（5 分钟）
结合课件中的 “课堂小结” 框架，以 “组成 - 分层 - 人类关系” 为线索，带领学生回顾：
大气组成：干洁空气（氮、氧、二氧化碳、臭氧）、水汽、杂质，各成分均有重要作用，人类活动会改变大气成分。
垂直分层：对流层（天气复杂、与人类最密切）、平流层（臭氧集中、适合飞行）、高层大气（电离层、流星现象），各层特征差异显著。
强调大气是一个有机整体，各组成部分与分层相互关联，共同影响地球环境与人类活动，引导学生树立 “大气系统观”。
（五）课堂小练（10 分钟）
展示课件中的 10 道课堂小练题目，涵盖大气组成（如臭氧的作用）、垂直分层（如贝母云所在圈层、平流层气温变化原因）、人类活动与大气的关系（如高原训练、流星现象）等核心知识点。
让学生独立完成题目，时间 7 分钟，教师巡视观察答题情况，标记学生普遍困惑的题目（如高层大气电离层的作用）。
公布答案，逐题详细解析：
如第 1 题（贝母云位于平流层）：结合平流层高度范围（20-30km 属于平流层）与特征（水汽少、低温环境利于云形成）分析。
如第 7 题（平流层气温变化原因）：明确是臭氧吸收紫外线导致大气增温，排除地面辐射、人类活动等干扰选项。
通过解析帮助学生纠正错误认知，巩固知识要点。
（六）布置作业（5 分钟）
绘制 “大气垂直分层示意图”，要求标注各层名称、高度范围、气温变化趋势、核心特征（如对流运动、臭氧层、电离层）及人类活动（如航空飞行、无线电通信），并简要说明各层与人类的关系。
查阅资料，撰写一篇 200 字左右的短文，主题为 “保护臭氧层，我们能做什么”，要求结合本节课所学知识，提出具体可行的个人行动建议（如减少使用含氟制品）。
预习下一节课 “大气的受热过程”，思考 “为什么白天多云时气温比晴天低，夜晚多云时气温比晴天高”。
五、板书设计
大气的组成和垂直分层
一、大气的组成
低层大气组成
干洁空气（25km 以下）：氮（78%，生命体原料）、氧（21%，维持生命）、二氧化碳（保温、光合原料）、臭氧（吸收紫外线）
水汽：相变产生天气，影响温度
杂质：凝结核，成云致雨必要条件
人类活动影响：化石燃料燃烧→CO 增多；氟氯碳化物→臭氧破坏；废气排放→大气污染
二、大气的垂直分层（依据：温度、运动、密度）
对流层
范围：低纬 17-18km，高纬 8-9km
气温：随高度升高递减（地面辐射供热）
运动：对流旺盛，天气复杂（云、雨）
人类关系：生活在此，受天气影响大
平流层
范围：对流层顶 - 50-55km
气温：随高度升高递增（臭氧吸紫外线）
运动：平流为主，能见好，宜航空
关键：22-27km 臭氧层（地球保护伞）
高层大气
范围：平流层顶以上
气温：先降后升（吸短波紫外线）
关键：电离层（无线电通信）、流星现象
上界：2000-3000km（密度近星际）
三、课堂活动：高原训练与大气含氧量
埃塞俄比亚、肯尼亚：高原地形→低氧→激发运动潜力
最佳高度：1800-2400m，过高含氧量不足
四、作业：绘图 + 短文（保护臭氧层）

展开更多......

收起↑