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人教版高中地理必修第一册
第二节　大气受热过程和大气运动
教学目标
序号 内容目标 核心素养目标
1 能够画出并说明大气的受热过程,能理解大气削弱作用和保温作用在实际生活中的应用。 地理实践力
2 说明热力环流的形成过程,能够运用热力环流原理解释生活中的一些现象。 综合思维、地理实践力
3 能说出水平气压梯度力是风形成的原动力和直接原因,运用力学原理图解说明不同力的作用下的风向,能在实际的海平面气压分布图上正确判断风向。 综合思维
教学重难点
重点:大气的受热过程分析、热力环流的形成过程及应用。
难点:热力环流的形成过程、影响大气水平运动的三个作用力及其作用下的风向。
教学方法
教法:充分调动学生已有的知识和经验,结合教材活动和学生生活体验,通过启发式教学让学生理解大气受热过程并分析在实际生活中的应用。运用图表方式进行展示和总结。
学法:通过绘制大气受热过程的图表,加深对知识的理解和记忆;通过联系生活体验,用合作探究的形式来学习大气的削弱作用和保温作用在实际生活中的应用。
课时安排
2课时
教学准备
多媒体设备。
第1课时
【导入新课】复习太阳辐射的定义:太阳源源不断地以电磁波的形式向宇宙空间放射能量。
(设计意图:通过回顾太阳辐射的定义,由此延伸出所有物体都会向外以电磁波的形式放射能量,物体温度不同,电磁波的波长也不同,为理解本节知识打下概念基础。)
【出示目标】教师解读学习目标,帮助学生理顺本节要学习的主要内容、学习方法和需要达到的程度。
【展示图片】
【提出问题】读图并思考,太阳辐射的波长波段有哪些 能量主要集中在哪部分 地球温度比太阳低得多,向外辐射的波长是长波还是短波
【学生回答】略。
(设计意图:展示补充太阳波段图,可让学生进一步区分长波和短波的区别,太阳辐射为短波辐射,而地球表面的温度低,地面辐射是长波辐射,为下一步学习做好铺垫。)
【提出问题】大气层对到达地球的太阳辐射有什么影响
【学生回答】略。
【教师总结】
大气层会通过吸收、反射、散射等作用削弱一部分太阳辐射,但是绝大部分会穿过大气层到达地表。
穿过的大气层越厚,路程越长,太阳辐射被削弱的越多。
【提出问题】地面吸收热量后升温,也要向外辐射热量,大气层对地面辐射有什么影响
【学生回答】略。
【教师延伸】二氧化碳因为能大量吸收地面长波辐射使大气升温,被称为温室气体。
【提出问题】大气升温后也要向外放射热量,释放出的热量去哪了
【学生回答】略。
【教师总结】射向地面的大气辐射方向与地面辐射方向相反,故称大气逆辐射,对地面起保温作用。
【小结】大气通过对太阳短波辐射和地面长波辐射的吸收,实现了受热过程,具体图解如下:
过程 具体经过 热量来源
太阳暖大地
大地暖大气
大气还大地
(设计意图:画图、列表进行总结,让学生对整个受热过程有更清晰明确地认识,加深理解记忆。)
【学生活动】课件展示活动探究题目。
在古老的神话传说中,月亮上的“广寒宫”终年深冷幽寂,实际上“广寒宫”并不是一直都深冷幽寂。在有太阳照射时,“广寒宫”可以达到130 ℃的高温,在没有太阳照射时,温度下降到-180~-170 ℃,离地球如此近的月球与地球温差这样大。
结合材料探究:
1.月球表面白天温度为什么高达130 ℃
提示:月球上没有大气层,白天太阳辐射到达月球表面时不会受大气反射、吸收、散射等削弱作用的影响,太阳辐射几乎可以全部到达月球表面。
2.月球表面夜晚温度为什么低至-180~-170 ℃
提示:月球上没有大气层,夜晚月球表面辐射强烈,没有大气对月球表面起保温作用,温度下降速度很快。
【小组展示】各小组展示探究结果。
(设计意图:通过合作探究,理解大气层的作用,是对大气削弱作用和保温作用的深入理解和实际应用,培养学生的综合思维能力。)
【归纳提升】
大气受热过程原理在生产生活中的应用
1.解释温室气体大量排放对全球变暖的影响
温室气体(CO2、CH4、O3等)→排放增多→吸收地面辐射增多→气温升高→全球变暖
2.在农业中的应用:利用温室大棚生产反季节蔬菜;利用烟雾防霜冻;果园中铺沙或鹅卵石不但能防止土壤水分蒸发,还能增加昼夜温差,有利于水果糖分的积累等。
3.利用大气的削弱作用原理分析某一地区太阳能的多寡。
(1)高海拔地区
地势高→空气稀薄→大气的削弱作用弱→太阳能丰富
(2)内陆地区
(3)四川盆地
4.昼夜温差大小的原理分析
(1)地势高低:地势高→大气稀薄→白天大气的削弱作用和夜晚大气的保温作用都弱→昼夜温差大。
(2)天气状况:晴朗的天气,白天大气的削弱作用和夜晚大气的保温作用都弱→昼夜温差大。
(设计意图:通过对大气受热过程原理在生产生活中常见应用的分析总结,提升学生的地理综合思维能力和地理实践力。)
本节课学习了大气的受热过程,理解了大气所起的削弱作用和保温作用,通过对大气受热过程原理在生产生活中常见应用的分析总结,提升学生的地理综合思维能力和地理实践力。
本节课内容安排较少,立足核心素养,顺利完成教学目标,探究活动设计合理,归纳提升部分是对本节所学内容的应用和提升,总体来看学生掌握较好。
第二节　大气受热过程和大气运动
一、大气的受热过程
1.太阳暖大地
2.大地暖大气
3.大气还大地
二、大气的削弱作用及应用
三、大气的保温作用及应用
第2课时
【引入新课】
展示课件“三国故事　火烧上方谷”,提问:上方谷为什么会突降大雨
【观察实验】播放视频。
视频内容:在玻璃箱内放冰块盆和热水盆,在玻璃箱内点燃香,观察烟雾的飘动方向。
【学生活动】
1.观察烟雾的飘动轨迹并画在纸上。
2.思考探究:
①请说出烟雾飘动的方向并在黑板上画出。
②烟雾为什么会飘动 在图中加上表示原因的文字或图画。
(设计意图:通过实验,直观地感受到热力环流的产生,学生通过观看、分析、思考、回答,教师的讲解、归纳来获得感性认识。)
【知识复习】
1.绘气压柱状图,提问气压概念,再提问气压在垂直方向上的变化特点,并引导学生理解什么是等压面。
2.小结:在垂直方向上,高空的气压总比低空的气压低。
(设计意图:通过复习气压相关知识,为后面分析热力环流形成作铺垫。)
【引导讲解】
1.结合课件中的图片,引导学生。
(1)地面冷热不均时,大气发生怎样的物理变化 (从上述实验中引导)
(2)大气发生垂直运动,近地面和高空水平方向上的气压发生怎样的变化
(3)大气发生垂直运动,水平方向上的气压是否一致
(4)水平方向上产生气压差后,会出现日常生活中的什么现象 风是什么方向上的大气运动
通过示意图加深对上述引导的理解,促使学生能用自己的语言总结热力环流形成的基本过程:
地面冷热不均→空气的垂直运动(上升或下沉)→同一水平面上出现气压差→空气的水平运动(风)。
同时归纳出在高、低气压处等压面的弯曲情况:同一水平面,高压处等压面上凸,低压处等压面下凹。
(设计意图:利用三幅图逐一进行原理解释,化繁为简,一环扣一环,加深学生的理解。)
【过渡】现在,同学们已经理解了热力环流的形成原理,其实现实生活中冷热不均产生的热力环流无处不在,下面我们就分析一下现实中的一些典型例子。
【合作探究】展示海陆风的形成探究题目。
白天,陆地增温快,海上增温慢;夜间,陆地降温快,海上降温慢。海陆风就是海陆间昼夜气温差异引起的热力环流。根据热力环流的原理,完成如下任务。
(1)在图a和图b上标出白天和夜间海洋和陆地气压的高低。
(2)想想一天之内,海岸边何时吹海风,何时吹陆风
(3)在图a上,画出白天陆地和海洋之间的大气运动方向,使之构成一个环流圈;在图b上,画出夜间陆地和海洋之间的大气运动方向,使之构成一个环流圈。
(4)分析海陆风对海滨地区气温的调节作用。
【学生活动】学生分组讨论探究题目。
【教师点评】略。
(设计意图:将原理性知识转化为生活中的实际问题,体现地理与人类活动的相关性。同时测试学生运用所学原理解决实际问题的能力。)
【应用演练】适当讲解城市热岛形成原因,让学生在黑板上画城市热岛环流示意图。
【教师点评】点评学生所画的图。
【提出问题】有大气污染的企业应如何布局 如果要设立一个绿化隔离带,应布局在什么位置
【学生回答】略。
【提出问题】火烧上方谷时突降大雨的原因是什么
【学生活动】思考,尝试画出山谷风。
【教师讲解】
【过渡】学习了热力环流后,我们进一步来学习风的形成。
1.水平气压梯度力——形成风的直接原因
【板画讲解】
(1)气压梯度:单位距离间的气压差。
(2)水平气压梯度力:促使大气由高压区流向低压区的力。
方向:垂直于等压线,由高压指向低压。
大小:与气压梯度成正比。
【提问】风的形成除了受水平气压梯度力影响外,还与哪些力有关呢
【学生活动】思考回答——地转偏向力。
【教师讲解】
2.地转偏向力
方向:北半球右偏、南半球左偏。
风向与等压线平行(高空风)
【学生练习】根据北半球风向的画法,画出南半球的风向,找两个同学画在黑板上。
【教师点评】点评学生所画的图,如果有典型失误,强调,引起所有同学重视。
(设计意图:这部分内容初学比较抽象和难理解,以教师讲解为主,配合学生画图练习,加深理解。)
【过渡】近地面,风的形成还要考虑哪些方面
3.摩擦力
(1)方向:与风的运动方向相反。
(2)可以减小风速。
【教师讲解】
【小结】
风向与等压线斜交(近地面的风)
【学生练习】改变气压分布规律,改变半球,画出等压线分布示意图,让学生在图中画出近地面的风向图。
【教师点评】略。
【过渡】在实际的海平面等压线图上,等压线并不像我们前面所画的那么平直,那么如何判断任意一点的风向呢
【讲解】在实际的海平面等压线分布图上,由于受海陆热力性质差异的影响,等压线是弯曲的,并且出现了闭合中心,形成一个个低压和高压中心。
【规律方法】在等压线图上确定某一地点风向的方法
第一步,在等压线图中,画出过该点的切线并作垂直于切线的虚线箭头(由高压指向低压,但并不一定指向低压中心),表示水平气压梯度力的方向。
第二步,确定南、北半球后,面向水平气压梯度力方向向右(北半球)或向左(南半球)偏转30°~45°角,画出实线箭头,即为经过该点的风向。如下图(以北半球为例)。
【小结】三个力与风向的关系
作用在大气上的力 力的方向 风向
水平气压梯度力 垂直于等压线,由高压指向低压 一个力作用时,垂直于等压线,由高压指向低压
地转偏向力 垂直于风向,北半球右偏,南半球左偏 两个力平衡时,平行于等压线,(北半球)背风而立,高压在右,低压在左
摩擦力 与风向相反 三个力共同作用时,与等压线斜交,(北半球)背风而立,高压在右,低压在左
本课时课堂容量大,内容比较抽象难理解,上课前先做气压、等压线等相关概念的铺垫,层层递进,引导学生理解热力环流的形成过程,以教师讲解为主,后续紧跟练习。通过对海陆风、山谷风以及城市热岛环流的合作探究,画出热力环流过程,加深学生对知识点的理解,培养综合思维能力。风的受力以及风向画法部分是学生理解的难点,仍需进一步理解和巩固。
本课时课堂容量大,内容比较抽象难理解,通过课下与学生的交流和学生课后作业反馈的信息,本节课教学效果良好。在教学中还应注重下面几点:
1.概念:概念是原理性知识,在明白概念之后才可以理解更深的内容,教材中有“热力环流”“海陆热力性质差异”等文字,但没有“热力”的解释,这令每届学生都对此概念十分费解,简单介绍如下:由于温度差异造成气压差异,气压差异造成大气水平运动,而温度和压强是物理热力学系统状态参量,所以由温度和压强差异所形成的环流称为热力环流。
2.应用:生活中有很多应用热力环流原理的例子,如:空调安装在房间的上部,农村的灶膛装有烟囱,夏天刚进入暴晒过的车里开空调的同时应在后窗开一条缝。
3.规律:经条理性分析后,还要进行规律总结,如图2.11可分别从水平、垂直、弯曲三处找出规律:(1)对于同一地点而言,气压总是随高度的增加而减小。(2)高压和低压都是针对同一水平面上的气压而言。(3)等压面凸起的地方为高压区,下凹的地方为低压区。
第二节　大气受热过程和大气运动
一、大气热力环流
1.热力环流形成示意图
2.海陆风、山谷风、城市热岛环流
二、大气的水平运动——风
1.北半球高空风向示意图
2.北半球近地面风向示意图
一、风力大小的判读
风力的大小取决于水平气压梯度力的大小,因此,等压线密集处水平气压梯度力大,风力大。但要注意不同的两幅图上的等压线值和比例尺的变化。规律如下:　　
(1)同一等压线图上等压线密集,风力大;等压线稀疏,风力小。如下图(单位:hPa),风力:A>B>C>D。
(2)比例尺越大,水平气压梯度力越大,风力越大;比例尺越小,风力越小。如下图(单位:hPa),风力:A>C。
(3)相邻两条等压线数值差越大,水平气压梯度力越大,风力越大;相邻两条等压线数值差越小,水平气压梯度力越小,风力越小。如下图(单位:hPa),风力:②>①>③>④。
二、试题荟萃
下图为地球大气受热过程示意图,据图判断(　　)
A.雾霾天气,④在夜间减少
B.新疆地区气候干旱,晴天多,③将减少
C.青藏高原比同纬度其他地区太阳辐射强,但气温低,主要是因为②较少
D.臭氧层遭到破坏,会导致①增加
【答案】C
【解析】图示为大气受热过程示意图,即表示大气受热过程的三个环节:地面吸收太阳辐射增温、大气吸收地面辐射增温、大气逆辐射使地面增温。图中①表示大气吸收太阳辐射,大气中的臭氧能够吸收紫外线,所以臭氧层破坏会使吸收的紫外线减少。图中②表示大气吸收地面辐射,它使大气增温。青藏高原海拔高,空气稀薄,大气吸收的地面辐射少,气温低。图中③表示地面吸收太阳辐射,新疆天气晴朗,对太阳辐射的削弱作用弱,③增加。图中④表示大气逆辐射,雾霾天气,大气逆辐射增强,④在夜间应增多。
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