2.1大气的组成和垂直分层 同步教案

2.1 大气的组成和垂直分层
【学习目标】
1．结合示意图，说出大气的组成及其作用；
2．结合大气垂直分层示意图，阐述地球大气各层的主要特点及其与人类活动的关系。
3．理解大气的存在对人类活动的影响，树立人类与环境相互协调、走可持续发展道路的观念和意识。
【教学重难点】
1．重点：大气组成与垂直分层，大气与人类活动的关系。
2．难点：大气各层的气温垂直变化原因，大气运动状况和天气变化状况之间存在着内在因果联系。
【教学方法】
问题引导法、活动探究法、讲授法、小组谈论法、对比分析法。
【教学过程】
新课导入：
（多媒体展示）“自由落体状态下的鲍姆加特纳”图。
（教师讲解）2012年10月14日，奥地利“坠落人”鲍姆加特纳在美国西南部乘坐太空舱升空，约3小时后，他上升至39干米高空。随后，他从那里跳下，4分钟后才打开降落伞，成为第一个自由落体速度超音速的人(图2.1 )。他配备的特制宇航服，外表绝缘，密封的内层中填充加压氧气;头盔内有液氧系统，护目镜中装有温度调节器。同学们，“39千米高空的大气与地面大气有哪些不同 鲍姆加特纳为什么需要配备特制宇航服 ”，带着这些疑问，让我们走进今天的课程《大气的组成与垂直分层》。
新课讲授：
【一、大气的组成】
地球大气的形成及其大气成分的形成经历了一个漫长的地理演化过程，如今的大气成分是地球长期演化的结果，在短时期内不会有明显的变化。
（自主学习）
阅读课本28.29页，说出大气的组成成分以及这些物质组成与人类生产生的联系。
大气的组成 组成成分 在地理环境中的作用
学生活动：读教材28页图2.2干洁空气成分的体积分数，阅读教材相关内容，完成表格的内容。
（图片展示）干洁大气的组成
（提问）什么是干洁空气？干洁大气包括了哪些成分？
（学生讨论）
（教师总结）干洁空气的组成与比例。
干洁空气的主要成分是氮气和氧气，氮气和氧气的体积分数分别占78%和21%，两者合占99%，其他气体仅占1%。
(提问)干洁大气中各成分各有什么作用？
(学生回答) 省略
（图片展示）干洁大气中各成分及其功能示意图
（教师总结补充）干洁大气中各成分的作用
氮是地球上生物体的基本成分。
氧是人类和其他好氧生物维持生命活动必需的物质，并参与有机物的燃烧、腐败和分解过程。
干洁空气里有少量的二氧化碳和臭氧等，它们在大气中的含量虽少，但是对自然环境和生命活动具有重要作用。二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料，还能对地面起着保温作用。
臭氧能强烈吸收太阳紫外线，臭氧层可以保护地球上的生物不会受到过量的紫外线的伤害；而传统大气到达地面的少量紫外线，又具有杀菌的作用。所以臭氧层被称为“地球生命的保护伞”。
(小结)干洁大气中各成分的作用
成分 作用
氮 生命体的主要成分
氧 生物呼吸、氧化剂
二氧化碳 光合作用、保温作用
臭氧 吸收紫外线、保护生命
（图片展示）大气中的水汽
（提问）大气中的水汽来自于哪里？有什么分布特点？大气中的水汽有什么作用？
（图片展示）海水蒸发和植物蒸腾
（教师讲解）大气中的水汽主要来自水面的蒸发和植物的蒸腾，集中分布在大气层 3 千米高度以下。
（图片展示）湖泊、沙漠、大气垂直方向上的水汽含量分布示意图
（教师讲解）大气中的水汽含量，随着时间、地点变化而不同。 在水平方向，海洋上空高于陆地上空，湿润地区上空高于干旱地区上空；在垂直方向上，一般自地面向高空逐渐减少；降水多的季节一般多于降水少的季节。
（图片展示）云、雾、雨、雪
（讲解）大气中的水汽含量虽然很少，但却对天气变化影响很大。在大气温度变化的范围内，水汽是大气中唯一可以发生相变的大气成分。水汽可以发生固、液、气三态的转变，产生云、雾、雨、雪等一系列天气现象。
（提问）大气中的固体杂质来自于哪里？有什么分布特点？大气中的固体杂质有什么作用？
（图片展示）大气中漂浮的固体颗粒
（教师讲解）大气中悬浮着的各种固体杂质集中分布于大气层底部。大气中固体杂质含量随地点、时间、天气条件而变化。通常，在近地面大气中，陆地上多于海洋上，城市多于乡村，冬季多于夏季。
结合教材中二氧化碳体积分数变化图，要求学生观察二氧化碳浓度变化规律，并结合生活、生产中的实例解释其浓度上升的原因。从中归纳出人类活动会影响大气成分，不合理的生产、生活方式会排放大量污染，对生态系统和人类生态产生不利影响。
（自主探究）二氧化碳浓度逐年快速升高，主要原因是化石燃料的大量使用和森林面积的减少，这样会导致二氧化碳排放得多而吸收得少。在此过程中，明白人类活动会对生态环境产生危害，在发展经济的同时要注意环境保护，选择绿色生产和可持续发展观念。
(小结)
地球大气是地球的防弹衣、遮阳伞、保温被。在地理环境中作用
一切生物维持生命活动所必需的物质
CO2 光合作用的原料、“温室效应”
臭氧 吸收紫外线,“地球生命的保护伞”...”
大气的组成在空间中不是均质的，在时间维度上也不是固定不变的，人类活动会对大气组成造成不同程度的影响。
由于发现大气组成在空间分布上是不均的，人类在生产生活中也会针对这一特点善加利用。
（图片展示）表格：长跑项目世界纪录保持者及其国籍
（提问）你知道为什么在奥运赛场上，中长跑运动的佼佼者往往是来自于非洲埃塞俄比亚或肯尼亚的选手吗
（学生活动）课本P.30根据非洲地形图、中国地图和相关表格回答问题：
1. 在非洲地形图上，找出埃塞俄比亚、肯尼亚这两个国家，归纳它们共同的地形特点。推测这两个国家中长跑运动员成绩优异的原因。
2. 在中国地图上找到表2.1所列的高原训练基地的位置。
3. 参照表2.2请同学们推测为什么运动员在更高海拔训练反而效果不好？
过渡：大气的湿度、密度和运动状况在垂直方向上是不均匀的，人们依据温度、密度和大气运动状况，将大气自下而上依次划分为对流层、平流层、高层大气。
【二、大气的垂直分层】
（学生活动）读图教材31页图2.5大气垂直分层示意图，完成表格内容。
1.划分依据：温度、密度和大气运动状况在垂直方向上的差异。
2.各层的特点及原因：
（活动探究）
1. 阅读教材的图2.5，以及32-33页的文字，归纳各层的特点和现象。
2. 思考各层大气组成—气温特点—气流运动—自然现象—人类活动之间的因果关系。
垂直分层 高度 （千米） 特 点 原 因 与人类活动的关系
对流层 低纬17~18 中纬10~12 高纬8~9 ①气温随高度增加而　　　，每上升100米降低0.6℃ ②　　　　运动显著 ③　　　　　复杂多变 ①热量绝大部分来自　　　 ②　　冷　　热，差异 大，　　　　强 ③　　　　　　多 、　　　　　　运动显著 人类生活在对流层底部，与人类关系最密切
平流层 对流层顶------50~55 ①气温随高度增加而　　　　 ②气流以　　　　运动为主，有利于高空飞行 ③22—27千米高度处，形成臭氧层 ①臭氧吸收　　　　　 ②大气上　　　下　　　 ③水汽杂质少、水平运动 ①大气平稳，天气晴朗，有利　　飞行 ②臭氧大量吸收紫外线，是人类生存环境的天然屏障
高层 大气 自平流层顶以上---大气上界2000—3000 ①密度很小，气压很低 ②底部温度垂直递　　，上部垂直递　　。 ③底部　　　运动， 上部　　　运动 ④存在若干电离层（80~500千米），能反射无线电　　波，对无线电短波通信有重要作用 氧原子吸收紫外线 太阳紫外线和宇宙射线作用 使人们能够收听到很远地方的无线电波
（教师补充）臭氧层
A、形成：大致在地面以上10千米以上，臭氧含量随高度增加而增加，在22—27千米处，臭氧含量最大，然后逐渐减少，大致在60千米以上，臭氧含量极少了。
B、臭氧的时空分布：
纬度分布——臭氧总量的极少值出现在赤道附近，极大值出现在南北纬60°左右。
时间分布——当地春季出现极大值，秋季出现极少值；夜间大于白天。
C、臭氧层被破坏：南极出现臭氧层空洞；北极臭氧层变薄；青藏高原臭氧层变薄速度加快。
课堂小结：
借助板书、板图和思维导图归纳知识体系，划分地球大气垂直结构，整理其温度变化、运动状况、物质组成及对人类活动的影响。
随堂练习：见课件。
作业布置：完成配套课后练习。
【板书设计】
2.1大气的组成与垂直分层
一、大气的组成
1.干洁空气
（1）定义
（2）组成及作用
2.水汽
3.杂质
二、大气的垂直分层
1.对流层
（1）高度
（2）气温垂直变化规律及原因
（3）空气运动
（4）天气现象
（5）与人类的关系
2.平流层
（1）高度
（2）气温垂直变化规律及原因
（3）空气运动
（4）天气现象
（5）与人类的关系
3.高层大气
（1）高度
（2）气温垂直变化规律及原因
（3）与人类的关系
【课后反思】
通过大气组成及垂直分层的学习，树立学生保护大气环境的意识，培养可持续发展的理念，同时通过讲清细节，为后面知识的学习做好铺垫。针对不同的班型和学情，本节知识可有不同程度的拓展，从而使教学更有针对性。