资源简介

《大气受热过程和大气运动》（第一课时）教案
一、教学目标
（一）核心素养目标
综合思维：结合大气受热过程示意图、热力环流示意图，理解太阳辐射、地面辐射、大气逆辐射的能量传递关系，以及热力环流 “冷热不均→垂直运动→气压差异→水平运动” 的形成逻辑，培养从能量转换和物质运动角度分析大气现象的综合思维。
区域认知：结合台湾海峡两岸风向日变化、达古冰川消融等区域案例，利用大气受热和热力环流原理，分析不同区域（沿海、高原）的大气运动差异，建立 “区域环境→大气过程→地理现象” 的关联认知。
地理实践力：通过绘制大气受热过程示意图、热力环流示意图，提升地理图表绘制能力；结合生活案例（如温室大棚保温、夜晚草垫覆盖穹顶），运用大气受热原理解释实际现象，培养知识应用能力。
人地协调观：分析人类活动（如 “盖被子” 保护冰川、建设生态小康家园）对大气受热和热力环流的影响，认识人类活动与大气环境的相互作用，树立科学干预、保护大气环境的责任意识，理解人地和谐的重要性。
二、教学重难点
（一）教学重点
大气受热过程原理：明确太阳辐射、地面辐射、大气逆辐射的传递顺序与能量形式，理解 “地面是近地面大气主要、直接热源” 的核心结论。
热力环流形成原理：掌握 “冷热不均→垂直运动→气压差异→水平运动” 的逻辑链，能通过示意图还原热力环流的完整过程。
热力环流的实际应用：结合海陆间热力环流，解释台湾海峡两岸风向日变化（福建 “早西晚东”、台湾 “早东午西”）的原因。
（二）教学难点
冷热不均与空气垂直运动的关联：学生难以理解 “温度差异为何会导致空气上升或下沉”，需通过 “热胀冷缩” 的物理原理结合大气密度变化推导。
同一水平面气压高低的判断：易混淆 “近地面与高空的气压关系”（近地面热低压、冷高压，高空相反），需通过 “垂直运动导致的空气聚集 / 稀疏” 分析气压变化。
大气逆辐射与保温作用的逻辑：难以区分 “大气吸收地面辐射” 与 “大气逆辐射” 的不同作用，需通过对比地球与月球的昼夜温差案例突破。
三、教学方法
讲授法：系统讲解大气受热过程的能量传递环节、热力环流的形成步骤，梳理核心概念（如短波辐射、大气逆辐射、热力环流），构建清晰的知识框架。
直观演示法：展示课件中的示意图（如大气受热过程流程图、地球与月球辐射对比图、热力环流动态图）、实物模型（如热力环流实验装置），结合动画（如空气垂直运动与气压变化动画），将抽象的能量传递和大气运动过程具象化。
小组讨论法：围绕 “地球比月球多哪些辐射途径”“达古冰川‘盖被子’如何减缓消融”“台湾海峡两岸风向差异的原因” 等问题组织小组讨论，鼓励学生交流观点，深化对原理的理解与应用。
案例分析法：以生态小康家园（夜晚草垫覆盖温室穹顶）、达古冰川 “盖被子”、台湾海峡风向差异为案例，分析大气受热原理和热力环流的实际应用，将理论知识与现实问题结合。
实践操作法：指导学生绘制大气受热过程示意图和热力环流示意图，通过动手标注 “太阳辐射、地面辐射、大气逆辐射”“垂直运动、气压差异、水平气流”，强化对核心过程的记忆与理解。
四、教学过程
（一）新课导入（5 分钟）
展示课件中《台海使槎录》的记载：“内地之风，早西晚东，惟台地早东风，午西风...... 四时皆然”，提问学生：“福建（内地）和台湾（台地）隔台湾海峡相望，为什么两岸的风向日变化完全相反？这种风的形成与大气运动有什么关系？”
引导学生结合生活经验猜想（如海边白天吹海风、夜晚吹陆风），激发探索兴趣，进而引出本节课主题 —— 大气受热过程和大气运动（热力环流）。
（二）新课讲授（35 分钟）
1. 大气的受热过程（12 分钟）
能量来源与辐射类型：
提问：“大气运动的能量最终来自哪里？太阳辐射到达地面的过程中会发生什么变化？”
结合课件讲解：太阳辐射是地球大气最重要的能量来源。太阳辐射为短波辐射（因太阳温度高，辐射波长短），地面辐射为长波辐射（地球表面温度低，辐射波长 longer），二者关系遵循 “温度与波长成反比” 的规律（展示课件中 “各种辐射的波长范围” 图，对比太阳辐射与地面辐射的波长差异）。
大气受热的三个环节：
环节 1：太阳暖大地：展示课件中 “大气受热过程示意图”，讲解太阳辐射穿过大气时，小部分被大气吸收（如臭氧吸收紫外线）或反射（如云层反射），大部分（约 47%）到达地球表面，被地面吸收和反射，地面因吸收太阳辐射而增温（总结：大气对太阳短波辐射吸收少，太阳辐射能顺利到达地面）。
环节 2：大地暖大气：地面增温后，以长波辐射的形式向近地面大气传递热量。近地面大气中的水汽、二氧化碳等物质对长波辐射吸收能力强，绝大部分（75%-95%）地面长波辐射被大气截留，大气因此增温（强调：地面长波辐射是近地面大气主要、直接的热源，对流层热量主要源于此）。
环节 3：大气还大地：大气增温后，也会向外辐射长波辐射，其中大部分向下射向地面，方向与地面辐射相反，称为大气逆辐射（结合课件示意图标注大气逆辐射的方向），其作用是补偿地面辐射损失的热量，对地面起到保温作用。
2. 大气对地面的保温作用（10 分钟）
保温作用的关键因素：
结合课件讲解：对流层中的水汽、二氧化碳是吸收地面长波辐射的核心物质，也是大气逆辐射的主要贡献者；天空有浓密低云时，大气逆辐射更强，保温效果更明显（举例：阴天夜晚比晴天夜晚温度高）。
活动：对比地球与月球的辐射过程：
展示课件中 “地球和月球表面辐射过程示意” 图，布置小组讨论任务（5 分钟）：
地球比月球多哪些辐射途径？
这些辐射途径如何影响地球的昼夜温差？
为什么月球表面昼夜温度变化比地球剧烈得多？
小组代表发言后，教师结合课件总结：
地球多的辐射途径：大气对太阳辐射的反射 / 吸收、地面辐射被大气吸收、大气辐射（含大气逆辐射）。
昼夜温差调节：白天大气削弱太阳辐射，避免地面升温过快；夜晚大气逆辐射补偿地面热量，避免地面降温过快，缩小昼夜温差。
月球无大气：白天太阳辐射直接到达月面，月面快速升温；夜晚月面辐射直接散向太空，热量快速流失，故昼夜温差极大（可达 300℃以上）。
3. 大气热力环流（13 分钟）
热力环流的形成原理：
创设情境：“假设地面有 A、B 两点，A 点受热、B 点冷却，两地的大气会发生怎样的运动？”
结合课件动态图，分步骤讲解：
第一步：冷热不均→垂直运动：A 点受热，空气膨胀上升（热胀冷缩，密度变小）；B 点冷却，空气收缩下沉（密度变大）（展示课件中 “空气垂直运动示意图”，标注 “热上升、冷下沉”）。
第二步：垂直运动→同一水平面气压差异：A 点空气上升，近地面空气稀疏，形成低气压；高空空气聚集，形成高气压；B 点空气下沉，近地面空气聚集，形成高气压；高空空气稀疏，形成低气压（强调：同一水平面，空气上升→气压低，空气下沉→气压高；近地面气压与高空相反）。
第三步：气压差异→水平运动：同一水平面，气流从高气压流向低气压 —— 近地面气流从 B（冷高压）流向 A（热低压），高空气流从 A（高气压）流向 B（低气压），最终形成闭合的环流，即热力环流（绘制简易热力环流示意图，标注 “垂直运动、气压高低、水平气流”）。
热力环流的实际应用 —— 海陆间热力环流：
结合课件导入案例，讲解海陆间热力环流（海陆风）：
白天：陆地升温快（热），空气上升，近地面形成低压；海洋升温慢（冷），空气下沉，近地面形成高压，气流从海洋流向陆地，形成海风（对应台湾 “早东风”—— 台湾东侧临海洋，早晨吹海风；福建西侧临陆地，早晨吹陆风，即 “早西风”）。
午后：陆地持续升温，海陆温差反转（或结合课件 “午西风”，说明台湾午后陆地升温快，气流从陆地流向海洋，形成陆风）。
总结：海陆间昼夜热力差异导致风向日变化，解释台湾海峡两岸风向相反的原因，呼应新课导入问题。
（三）课堂小结（5 分钟）
结合课件 “课堂小结” 框架，以 “能量传递→保温作用→大气运动” 为线索，带领学生回顾：
大气受热：太阳辐射（短波）→地面吸收→地面辐射（长波）→大气吸收→大气逆辐射（保温），核心是 “地面为近地面大气直接热源”。
保温作用：大气逆辐射补偿地面热量，缩小昼夜温差，地球有大气故温差和缓，月球无大气故温差剧烈。
热力环流：冷热不均→垂直运动→气压差异→水平运动，是大气运动的最简单形式，海陆风是典型案例。
强调：大气受热是热力环流形成的能量基础，热力环流是大气水平运动（风）的根本原因，三者相互关联，共同构成大气运动的基础过程。
（四）课堂小练（10 分钟）
展示课件中的 9 道课堂小练题目，涵盖大气受热过程（如箭头顺序、近地面热源）、大气逆辐射（如辐射逆温）、热力环流应用（如温室保温、冰川保护）等核心知识点。
学生独立完成（7 分钟），教师巡视，标记学生普遍困惑的题目（如气压高低判断、大气逆辐射箭头识别）。
逐题解析答案：
第 1-3 题（大气受热过程）：明确 “太阳辐射→地面吸收→地面辐射→大气吸收” 的顺序，近地面大气热源是地面辐射，青藏高原气温低因大气稀薄、吸收地面辐射少。
第 4-5 题（辐射逆温）：大气逆辐射是向下的长波辐射，辐射逆温因地面冷却导致，日出前后地面温度最低，逆温最强。
第 6-7 题（温室保温）：夜晚草垫覆盖穹顶是减少地面辐射流失（增强保温），楼顶花园通过植被和土壤隔热保温。
第 8-9 题（冰川保护）：冰川融化导致退缩区地表侵蚀加剧，“盖被子” 通过反射太阳辐射（削弱到达冰川的太阳辐射）减缓消融。
（五）布置作业（5 分钟）
绘制 “大气受热过程示意图” 和 “海陆风热力环流示意图”，要求标注各环节的辐射类型、气流方向、气压高低，并简要说明原理（强化图表绘制与知识整合能力）。
观察生活中的热力环流现象（如山谷风：白天吹谷风、夜晚吹山风；教室前后门的空气流动），撰写一段 200 字左右的短文，用热力环流原理解释该现象（培养观察与知识应用能力）。
预习下一课时 “大气的水平运动 —— 风”，思考 “水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力如何影响风向和风速”。
五、板书设计
大气受热过程和大气运动（第一课时）
一、大气的受热过程
辐射类型：太阳辐射（短波）、地面辐射（长波）（温度与波长成反比）
三大环节：
太阳暖大地：太阳辐射→（大气削弱：吸收 / 反射）→地面吸收增温
大地暖大气：地面辐射（长波）→大气（水汽、CO ）吸收→大气增温
大气还大地：大气逆辐射→补偿地面热量（保温作用）
核心结论：地面是近地面大气主要、直接的热源
二、大气对地面的保温作用
关键物质：水汽、CO （吸收长波辐射）
地球 vs 月球：
地球：有大气→大气逆辐射→昼夜温差小
月球：无大气→无保温→昼夜温差大（300℃+）
三、大气热力环流（大气运动最简单形式）
形成原理：
冷热不均→垂直运动（热上升、冷下沉）→同一水平面气压差异（近地面：热低压、冷高压）→水平运动（风：从高压→低压）
实际应用 —— 海陆风：
白天：陆地热→上升，海洋冷→下沉→近地面风从海洋→陆地（海风）
夜晚：陆地冷→下沉，海洋热→上升→近地面风从陆地→海洋（陆风）
案例：台湾海峡两岸风向日变化（福建 “早西晚东”、台湾 “早东午西”）
四、作业：绘图 + 短文（生活中的热力环流）

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