2.2 大气受热过程和大气运动（教案）-高中地理人教版（2019）必修第一册

必修第一册 教案
第二章 地球上的大气
2.2 大气受热过程和大气运动
知能素养对标
必备知识 学科能力 学科素养 学考对标 高考对标 高考考向
大气的受热过程 学习理解能力 观察和记忆 比较和关联 概括和归纳 应用实践能力 解释和实践 计算和技能 综合和推论 迁移创新能力 迁移和探究 评价规划 综合思维 地理实践力 人地协调观 水平2 水平4 【考查内容】 1.认识不同区域的热力环流,描述和解释特定区域的大气现象; 2.从时空综合的角度理解大气的受热过程、大气对地面的保温作用; 3.利用等压面图,综合分析热力环流的成因及影响; 4.通过城市热岛环流,理解人类活动对大气运动的影响。 【考查题型】 选择题
大气对地面 的保温作用
大气热力环流 综合思维 区域认知 人地协调观
大气的水平 运动—风
第一部分：本节教材解析—走近学科素养
【必备知识一：大气的受热过程】
地理事实
1.大气的能量来源
(1)地球大气最重要的能量来源是太阳辐射。
(2)近地面大气主要的、直接的热源是地面长波辐射,对流层大气的热量主要也是来源于此。
2.大气的受热过程
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。
(1)太阳暖大地
大气对太阳短波辐射吸收较少,太阳辐射经大气削弱作用后到达地面,地面吸收后增温。
(2)大地暖大气
地面增温后形成地面长波辐射,大气吸收绝大部分(75%-95%)地面长波辐射后增温。
（拓展）物体的温度越高,辐射中最强部分的波长越短;反之则波长越长。由于地球表面的温度比太阳低得多,地面辐射的波长也就比太阳辐射的要长。相对而言,太阳辐射为短波辐射,地面辐射为长波辐射。
核心概念
地面辐射:地面吸收太阳辐射的同时,又以长波辐射的方式把热量传给近地面大气,地面这种向外放射能量的方式,称为地面辐射。
【必备知识二：大气对地面的保温作用】
地理事实
1.大气辐射
大气在增温的同时,也向外辐射长波辐射,即大气辐射。
2.大气保温作用的过程
地面吸收太阳辐射增温的同时,以地面辐射的形式向外散失热量,这些热量大部分被大气吸收保留;大气辐射中射向地面方向的辐射就把地面散失的热量返还回来一部分,使地面温度得以保持。
3.大气保温作用的意义
在一定程度上补偿了地面辐射损失的热量,对地面起到了保温作用,使地球表面的温度不会降到很低。
核心概念
大气逆辐射:大气辐射中向下的部分,因为与地面辐射方向相反,称为大气逆辐射。
【必备知识三：大气热力环流】
地理事实
1.大气运动的形式
大气中热量和水汽的输送,以及各种天气变化,都是通过大气运动实现的。大气运动有垂直运动和水平运动之分。大气的垂直运动表现为气流上升或气流下沉,大气的水平运动即是风。
2.大气热力环流的概念
由于地面冷热不均而形成的空气环流,称为大气热力环流。
3.大气热力环流的形成
(1)热上升、冷下沉
近地面气温高的地点,空气上升;近地面气温低的地点,空气下沉。
(2)热低压、冷高压
近地面气温高的地方形成低气压,近地面气温低的地方形成高气压。
(3)近地面和高空气压性质相反
近地面为高气压,其高空为低气压;近地面为低气压,其高空为高气压。
(4)水平方向上,大气由高压区流向低压区。
核心概念
气压:大气压强的简称,是作用在单位面积上的大气压力,即单位面积上向上延伸到大气上界的垂直空气柱的重量。
等压面:空间中气压相等的各点所组成的面。
【必备知识四：大气的水平运动—风】
地理事实
1.风形成的原因
(1)直接原因:水平气压梯度力。
(2)根本原因:地面受热不均。
2.风的形成过程
地面受热不均,导致空气上升和下沉,进而引起同一水平面上的气压高低差异。同一水平面上,大气从高压区向低压区作水平运动,就形成了风。
3.影响风的三种力
(1)水平气压梯度力
单位距离间的气压差称为气压梯度。只要水平面上存在气压梯度,就产生了促使大气由高压区流向低压区的力,这个力称为水平气压梯度力。水平气压梯度力的方向垂直于等压线,由高压指向低压。水平气压梯度力是形成风的直接原因。
(2)地转偏向力
风一旦形成,马上就会受到地转偏向力的作用,使风向逐渐偏离气压梯度力的方向。在北半球,风向向右偏转;在南半球,风向向左偏转。在不受摩擦力作用的情况下,风向最终与等压线平行。地转偏向力只改变风向,不改变风速。
(3)摩擦力
在近地面,风还会受到摩擦力的作用。摩擦力是指地面和空气之间,以及运动状况不同的空气层之间相互作用而产生的阻力。摩擦力对风有阻碍作用,可以减小风速。在近地面,风在水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力的共同作用下,风向与等压线斜交。
核心概念
地转偏向力:由于地球自转,在地球上做水平运动的物体,其运动方向会发生偏转,这种导致物体水平运动方向发生偏转的力,被称为地转偏向力。
第二部分：本节典例设计—落实学科素养
【本节内容分析】
教材紧扣大气环境与人类生产与发展的关系这一主线,由浅入深依次讲述了大气组成和垂直分布、大气的受热过程、大气热力环流、大气水平运动—风等几个方面的内容。本节课承前启后,与整个高中地理各单元联系密切。
本节共分为四部分内容,容量多,难度大,前后连贯性强。
第一、二部分为大气的受热过程和大气对地面的保温作用。主要内容是大气的受热过程中能量的传递及其带来的影响和效应。大气的受热过程是一个比较复杂的能量传递过程,教材对于这部分内容所呈现的资源非常少,只有两段文字和一幅图。仅用教材的资源学生很难理解大气的受热过程,要合理补充。
第三部分——大气热力环流是高中阶段很重要的地理原理,它既是重点也是难点。热力环流是由于地面冷热不均而形成的空气环流,它是大气运动的一种最简单的形式。后面“大气的水平运动”是“热力环流”的具体体现和知识延伸,所以“热力环流”奠定了整个章节的基础。“热力环流的形成过程”对学生理解由于热力原因而引起的大气运动有很大的帮助作用。
第四部分“大气水平运动—风”是前面“热力环流”的体现和延伸,也为后面天气和气候的学习做了铺垫。水平气压梯度力是形成风的直接原因。通过分别对高空和近地面风进行受力情况的分析,教材总结出了高空和近地面的风与等压线的关系。该部分内容与高中物理知识关联度较大,学生学习时可以调用跨学科知识。
本节包含的核心知识和体现的学科核心素养如下:
核 心 知 识 1.大气受热过程； 2.大气对地面的保温作用； 3.大气热力环流； 4.大气的水平运动—风 综合思维 区域认知 人地协调观 地理实践力 核 心 素 养
【学情整体分析】
由于本节内容对于学生来说较为陌生,而且专业名词较多,如地面辐射、大气逆辐射、长波辐射、短波辐射、热力环流、水平气压梯度力、地转偏向力等。这对学生来讲是一个难点,所以不宜以平白直叙讲解的方式来讲授。可以将复杂的过程分解为几个简单的过程分别图示讲解,这样学生比较容易接受。又由于本节内容主要是比较抽象的空间能量传递与物质运动(大气运动)的过程,所以用图示法和演示法来教授是很好的方式。另外,学生的思维主要以形象思维为主,对地理的认知还停留在感性上,不能很好地用理性思维分析地理现象和规律,这给我们的教学带来了一定的困难。所以,可以用拟人或者比喻的方式来解释引导,将抽象问题形象化。此外,还要与生活实际相结合让同学们对于新知识“看得着”“摸得到”。这样做更利于学生对新知识的理解掌握。
课前学生已有必备的相关知识技能基础,如大气压强与海拔的关系:气压随海拔的升高而降低;物体的热胀冷缩性质;太阳辐射的纬度分布不均、热空气上升、冷空气下沉、压强与密度的关系、力的大小、方向与物体运动速度方向的关系等。这些已有知识有利于学生对新知识的接受。但由于学生的空间概念建立不牢固,不清晰,所以本节课的学习对于学生有一定难度。
高中学生对知识的渴求、探索的欲望非常强烈,这对教授本节知识非常有利。因此,怎么调动学生的学习兴趣,发挥他们的主观能动性就尤为重要。
【教学活动准备】
实践活动设计
活动名称:观察热力环流的形成过程。
活动目标:明确热力环流的成因和形成过程。
活动准备:长方形的玻璃缸(长100厘米左右,宽30厘米左右,高40厘米左右)、塑料薄膜、一小盆热水、一小盆冰块、一束香、火柴等。
活动步骤:
1.将一盆热水和一盆冰块分别放置在玻璃缸的两端;
2.用平整的胶合板或塑料薄膜将玻璃缸上部开口处盖严;
3.在胶合板或塑料薄膜的一侧(装冰块的盆上方)开一个小洞;
4.将一束香点燃,放进小洞内。
任务专题设计
任务一 大气的受热过程和大气的保温作用
活动1 大气的受热过程 活动2 大气的保温作用
任务二 大气热力环流
活动1 大气热力环流 活动2 海陆风的探究学习
任务三 大气的水平运动—风
活动 大气的水平运动—风
教学目标设计
1.引导学生利用大气受热示意图等图表进行识图和绘图,培养学生图形分析能力和空间想象能力。会描述大气的受热过程,能画出大气受热过程示意图。并能够解释一些常见的自然现象和生活现象。初步了解全球温室效应及其对地球的影响。培养学生的环保、低碳意识。
2.理解大气运动的根本原因;通过实验,获得热力环流的感性认识;理解掌握热力环流的形成过程及应用;能绘制热力环流形成过程示意图;能利用热力环流原理,分析海陆、山谷大气热力环流和城市热岛环流。通过分析不同区域热力环流对生产建设和日常生活的影响,引导学生尊重自然规律,树立人地协调观。
3.了解水平气压梯度力是风形成的直接原因;理解并学会分析水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力对风向与风速的影响;能够运用等压线分布图,判断风向及风力大小,培养学生地理实践能力;了解风对人类生产与生活的影响,培养学生人地协调的观念。
教学策略设计
本节课内容多,难度大,前后连贯性强,教学中将复杂的地理过程分解为多个简单的过程分别图示讲解,并在此基础上将较为抽象的空间能量传递与大气运动的过程,用图示法和演示法进行讲解,把抽象问题形象化,并通过情境教学、探究活动、合作学习等方法解决问题。
课堂紧扣大气环境与人类生产与发展的关系这一主线,由浅入深依次讲述了大气的受热过程、大气热力环流、大气水平运动—风等几个方面的内容。同时课堂探讨了大气受热过程和大气运动对人类生产生活的影响。从地理原理到实际生活,培养地理核心素养,鼓励学生保卫家园,践行人地协调观。
教学方法建议
讲授教学法、案例教学法、问题教学法、实验教学法、图示教学法、多媒体辅助教学法
教学重点难点
重点：大气受热过程和热力环流原理的描述。
难点：1.热力环流的形成过程及应用;
2.影响大气水平运动的“三力”及其作用下的风向规律。
教学材料准备
视频、图片等教学材料(如大气垂直分层示意图)。
【教学活动设计】（课时建议：2课时）
教学导入
教师:能量在自然界中的传播方式有很多种,如传导、对流。今天给同学们介绍另一种能量传递的方式—辐射。同学们都听过哪些辐射呢
学生:电脑辐射、手机辐射、核辐射……
老师:我们今天所讲的太阳、地球和大气之间能量传递的主要方式就是辐射。辐射是通过电磁波的方式来传播的,我们知道波都是有波长的,波有短波、长波之分,相应的辐射方式就有短波辐射和长波辐射。一般而言,物体的温度越高,辐射中最强部分的波长越短;反之则波长越长。由于地球表面的温度比太阳低得多,地面辐射的波长也就比太阳辐射的要长。相对而言,太阳辐射为短波辐射,地面辐射为长波辐射。基于此,我们来学习本节课的内容—大气的受热过程和大气的运动。
（设计意图）教师引导学生了解生活中能量的传递方式,以此为依托,代入辐射的概念、温度与辐射波长的关系,为本节内容的学习奠定知识基础。
教学精讲
◆ 任务一：大气的受热过程和大气的保温作用 ◆
活动1 大气的受热过程
教师:大气的受热过程是一个比较复杂的系统,我们将之拆分为两个过程,分别是太阳暖大地、大地暖大气。首先,我们来看第一个过程—太阳暖大地。
（整体设计分步落实）教师总体上阐述大气受热的过程,并将其分为两个过程—太阳暖大地和大地暖大气进行讲述,明确大气受热的环节,分步落实教学内容。
教师组织学生阅读教材P34相关内容,回答下列问题。
【多媒体展示】（问题探究）太阳暖大地
1.地球最重要的能量来源是什么
2.太阳暖大地,来自太阳的辐射能量全部到达地面了么 为什么
学生1:太阳辐射是地球大气最重要的能量来源。
学生2:有二十二亿分之一的太阳辐射到达地球,但是并没有全部到达地面。因为大气对太阳辐射有吸收、反射作用。
学生3:除了大气对太阳辐射有吸收、反射作用,地面也会反射太阳辐射,并不能全部吸收。
教师:是的,虽然只有二十二亿分之一的太阳辐射到达地球,但是太阳辐射在穿过大气时,会被大气的吸收、反射等作用削弱,同时地表对于太阳辐射也具有一定的反射作用,所以,被地面吸收的太阳辐射要远远小于到达大气上界的太阳辐射量。
（自主学习）学生通过教材中有关太阳暖大地的相关文字表述以及示意图,理解太阳辐射到达地面所经历的过程,掌握大气对太阳辐射的削弱作用。
【多媒体展示】（重点知识）太阳暖大地
教师:接下来,我们来看一下第二个过程—大地暖大气。地面因为吸收太阳辐射而增温,同时又以长波的形式向外辐射,将热量传递给近地面大气。近地面大气因为吸收地面的长波辐射以后,又以对流、传导等方式层层向上传递能量,从而实现了大气增温。
从大气的受热过程来看,大气对太阳辐射的吸收、反射等削弱作用较少,到达地球大气上界的太阳短波辐射大部分能够穿透大气,到达地面,而地面长波辐射的绝大部分则被大气截留吸收,进而实现了增温。所以,地面长波辐射是近地面大气主要的、直接的热源,也是对流层大气的主要热量来源。
【多媒体展示】（重点知识）大气的受热过程—“两大热源”和“两大过程”
1.两个来源
(1)地球大气受热能量的根本来源:太阳辐射。
(2)近地面大气主要的、直接的热源:地面长波辐射。
2.两大过程
(1)太阳暖大地—地面增温:大部分太阳辐射能够透过大气射到地面,使地面增温。
(2)大地暖大气—大气增温:地面被加热,并以长波辐射的形式向大气传递热量。
（设计意图）通过师生的互动合作,掌握大气受热过程的“两个热源”和“两个过程”,理解大气在受热过程中所扮演的角色。
活动2 大气的保温作用
教师:大气在其受热过程中,表现出对太阳辐射的削弱作用,如吸收、反射、散射等。那么,大气在其受热过程中,对于地面具有怎样的作用呢
教师组织学生阅读教材P35大气对地面的保温作用的相关内容以及“活动—说明地球大气的保温作用”,思考并回答下列问题。
（少教精教）教师借助地球表面和月球表面的受热过程示意图,组织学生结合教材内容,对比学习地球大气的保温作用。
【多媒体展示】（问题探究）地球大气的保温作用
1.观察教材P35图2.10地球和月球表面辐射过程示意图,找出地球比月球多了哪些辐射途径。
2.说明上述辐射途径对地球昼夜温差的影响。
3.说明月球表面昼夜温度变化比地球表面剧烈得多的原因。
（比较和关联能力）学生观察地球表面和月球表面的受热过程示意图,明确大气在地球表面受热过程中所发挥的削弱和保温作用。
学生1:地球比月球多了大气的吸收、反射等削弱作用和大气的逆辐射。
学生2:白天,由于大气的削弱作用,到达地球表面的太阳辐射不至于过多,地球温度不会很高;夜晚,由于大气的逆辐射作用,地球表面因地面辐射损失的热量得到一定的补偿,温度不至于过低,因此地球表面昼夜温差小。
学生3:白天,由于月球没有大气的削弱作用,太阳辐射全部到达月球表面,月球表面温度很高;夜晚,没有大气的保温作用,月球表面温度很低,因此月球的表面昼夜温度变化比地球表面剧烈得多。
……
教师:是的,与地面辐射一样,大气在吸收热量增温的同时,也会以辐射的形式向外释放热量,因为其处于星际空间与地表之间,其辐射分为朝上和朝下两部分,其中朝向地表的那部分辐射称为大气逆辐射。
大气逆辐射将大气中的热量传给地面,在一定程度上补偿了地面辐射损失的热量，这也就是大气的保温作用。
（设计意图）通过对地球表面和月球表面的受热过程示意图的解读,明确大气的保温作用,能够运用其原理解释生活中的一些常见现象,如温室大棚等。
【多媒体展示】（重点知识）大气的保温作用
◆ 任务二：大气热力环流 ◆
活动1 大气热力环流
教师设置热力环流形成的演示实验,引导学生观察、分析实验现象。
【多媒体展示】（问题探究）热力环流的形成
1.实验名称:热力环流的形成。
2.实验器材:长方形的玻璃缸(长100厘米左右,宽30厘米左右,高40厘米左右)塑料薄膜、一小盆热水、一小盆冰块、一束香、火柴等。
3.实验步骤:
(1)将一盆热水和一盆冰块分别放置在玻璃缸的两端;
(2)用平整的胶合板或塑料薄膜将玻璃缸上部开口处盖严;
(3)在胶合板或塑料薄膜的一侧(装冰块的盆上方)开一个小洞;
(4)将一束香点燃,放进小洞内。
4.实验图示:
5.实验问题:学生观察烟雾在玻璃缸内是如何飘动的,能否发现什么规律 试着绘出烟雾的运动轨迹。
学生1:在装冰块的盆上方,烟雾垂直向下运动,然后水平向装热水的盆方向飘动
学生2:装热水的盆上方烟雾垂直向上运动,然后水平向装冰块的盆上方飘动。
学生3:烟雾展示。
（设活动深探究）学生通过教材中有关太阳暖大地的相关文字表述以及示意图,理解太阳辐射到达地面所经历的过程,掌握大气对太阳辐射的削弱作用。
【多媒体展示】（答案示例）热力环流的形成
教师:同学们的观察很细致。对于烟雾的轨迹描述也是正确的。烟雾的运动轨迹涉及热力环流的相关知识,这也是我们本活动需要掌握的知识。
教师组织学生阅读教材P36大气热力环流的相关知识,试着解释烟雾轨迹的成因。
学生1:玻璃缸两侧条件不同,一侧热,温度较高;一侧凉,温度较低。两侧冷热不均,导致气压不同。
学生2:垂直方向上,底部温度高,烟雾上升,在温度处形成低压,相应的高空形成高压;温度低,烟雾下沉,底部形成高压,相应的高空形成低压。
学生3:同一水平面上,玻璃缸两侧的气压不同,烟雾由高压流向低压。
（观察和记忆能力）学生结合问题设置,仔细观察教师设置的热力环流小实验,明确冷热温差对气压高低、气流运动的影响。
教师:烟雾轨迹实验其实就是一个简单的热力环流实验。热力环流是指由于地面冷热不均而形成的空环流,其是一种常见的自然现象。在一定的条件下,地表的冷热差异会产生大气热力环流。其中,水平方向上的空气流动即是风。
（深度学习）学生结合观察到的实验现象,深度分析烟雾在运动过程中所包含的学科知识,掌握热力环流的形成原因及其过程。
（设计意图）通过热力环流的简单实验的设置,降低学习难度,使知识更贴近生活,使学生更为容易地掌握热力环流的相关知识。
【多媒体展示】（重点知识）热力环流
1.成因分析
2.形成过程
活动2 海陆风的探究学习
教师:海陆风是由于海陆间昼夜温度差异而形成的大气热力环流,是热力环流的典型类型之一。那么,海陆风具备怎样的特征,又是如何形成的呢 其又具备哪些特殊的地理意义呢 我们结合P38活动—绘制海陆间大气热力环流模式图来了解一下。
（设活动深探究）依托教材海陆间热力环流的案例活动,教师引导学生将热力环流的原理知识付诸实践,加强对理论知识的理解和应用。
教师组织学生阅读教材P38活动内容,思考并回答下列问题。
（比较和关联能力）通过对比陆地和海洋在白天和夜晚的温度、气压差异,掌握海滨地区白天和夜晚不一样的热力环流方向。
【多媒体展示】（问题探究）海陆风的探究
1.在下图中,按如下步骤完成海陆间的大气热力环流模式图。
(1)标出海洋和陆地温度的高低。
(2)根据海陆温度的高低,画出海洋与海洋上空、陆地与陆地上空气流垂直运动的方向。
(3)根据气流垂直运动的方向,标出海洋、陆地表面气压的高低,再标出海洋陆地上空气压的高低。
(4)画出陆地和海洋之间的大气水平运动的方向,完成热力环流模式图。
2.分析夏季大气热力环流对滨海地区气温的调节作用。
学生1:白天,海洋温度要低于陆地温度;夜晚,海洋温度要高于陆地温度。
学生2:白天,垂直方向上,海洋与海洋上空气流下沉,陆地与陆地上空气流下沉;夜晚反之。
学生3:白天,海洋表面气压高,陆地表面气压低,海陆之间气流呈顺时针方向流动;夜晚反之。
学生4:白天,来自海洋的风比较凉爽湿润,对滨海地区能够起到降温的作用;夜晩来自陆地的风比较温热干燥,对滨海地区能够起到增温的作用;海陆风共同作用的结果是使滨海地区的气温日较差较小。
教师:海陆风白天和夜晚的风向不同,对于滨海地区的影响也不同。从整体上来说,海陆风使滨海地区的气温日较差变小。
（设计意图）依托于热力环流的形成原理,借此分析海陆风的成因,认识热力环流的常见类型,能够熟练运用热力环流的基本原理分析其常见类型的成因。
【多媒体展示】（重点知识）海陆风示意
◆ 任务三：大气的水平运动—风 ◆
活动 大气的水平运动—风
教师:在热力环流部分,我们已经得知,大气的水平运动,即是风,且引起大气水平运动的原因是存在气压差。单位距离间的气压差,称为气压梯度。只要水平面上存在气压梯度,就产生了促使大气由高压流向低压的力,即水平气压梯度力。水平气压梯度力是形成风的直接原因。气压梯度和水平气压梯度力是两个新名词,但是其含义,依托于热力环流的知识,理解起来比较容易。我们在此,主要学习一下风的影响
因素以及风向。
（少教精教）教师在热力环流的基础上,代入风、气压梯度、水平气压梯度力的概念及其三者间的关系,进而引入风的影响因素及其风向的知识学习。
教师组织学生阅读教材P38—39中大气的水平运动—风的相关内容,思考并回答下列问题。
（比较和关联能力）通过对比分析高空风和近地面向,掌握水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力对风速以及风向的影响。
【多媒体展示】（问题探究）风的影响因素与风向
1.影响风的因素有哪几个 分别对风有怎样的影响
2.近地面风向和高空风向是怎样的呢 二者是否相同 试说明其原因。
学生1:影响风的因素有三个,分别是水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力。
学生2:水平气压梯度力和地转偏向力影响风向,摩擦力既影响风向,也影响风速。
学生3:近地面风向与等压线斜交,高空风风向与等压线平行。这是因为近地面风受三个力的影响,而高空不受摩擦力影响,只受水平气压梯度力和地转偏向力的影响。
教师:同学们回答的基本正确,但是有一点需要注意,水平气压梯度力,是形成风的直接原因,其不仅仅影响风向,还影响风速。水平气压梯度力越大,风速越大。
（设计意图）通过对不同海拔风的受力分析,明确影响风的三种作用力以及不同高度的风向,完成大气水平运动的学习。
【多媒体展示】（重点知识）影响风的三种力及不同高度的风向
1.影响风的三种力
比较 项目 方向 大小 对风的影响
风速 风向
水平气压 梯度力 始终与等压线垂直,由高压指向低压 等压线越密集,水平气压梯度力越大 水平气压梯度力越大,风速越大 垂直于等压线，由高压指向低压
地转偏向力 始终与风向垂直 大小随纬度增加而增加,赤道上为零 不影响风速的大小 北半球向右偏,南半球向左偏，赤道上不偏转
摩擦力 始终与风向相反 与下垫面性质有关，下垫面粗糙,起伏大, 摩擦力大,反之小 使风速减小 与其他两力共同作用,使风向斜穿等压线
2.不同高度的风向
(1)近地面风向:与等压线斜交。
(2)高空风向:与等压线平行。
教师:本节课我们主要学习大气的运动,既有环流形式又有水平运动,与我们生活密切相关。在日常生活中,我们需要多发现、多观察身边的地理现象,将课堂上的知识学以致用,真正地使知识化为力量。
实践活动
（方向与建议）自己动手模拟热力环流的形成,探究热力环流的成因。
实验用材:大烧杯(1个),铁架台(1个),酒精灯(1个),水。
实验步骤:1.把装了清水的大烧杯置于铁架台上,用酒精灯加热水。2.观察烧杯中沸腾的开水情况,中间的水向上冒,烧杯边的水往下沉。
实验结论:通过本实验,可以证明由于冷热不均而形成热力环流。
（解释和实践能力）结合生活中的热力环流小实验,探究、掌握热力环流的形成原因—冷热不均。
教学评价
（设计意图）通过“穿堂风”的习题练习,了解热力环流在生活中的应用,巩固课堂教学内容,检测课堂的教学效果,培养学生的综合和推论、迁移和探究的能力;落实综合思维、地理实践力、人地协调观的地理学科素养。
小明暑假到威海某农村姥姥家度假,发现堂屋虽没有空调,但白天因有“穿堂风”而感觉凉爽。下图为房屋布局图。
1.下列哪一原理能解释“穿堂风”
A.热力环流形成原理 B.大气受热过程原理 C.温室效应原理 D.热胀冷缩原理
【解析】堂屋北侧的植被和南侧的水泥地热力性质不同,造成这两个地点在白天和夜晚的冷热状况不同,形成热力环流。答案A
2.白天,“穿堂风”近地面的气流运动方向是
A.由西向东 B.由东向西 C.由北向南 D.由南向北
【解析】白天,南侧的水泥地气温高,气压低;北侧的植被气温低,气压高,所以近地面的气流由北向南流。答案C
板书设计
（以学定教）用板书展示大气受热过程、大气热力环流、大气水平运动—风等重要知识点,帮助学生梳理本节课程主线内容。
教学反思
本节课主要涉及大气受热过程、热力环流、大气水平运动—风等三个重要地理原理,知识的抽象性较强,过程也较为复杂。学生在理解掌握这些知识时难度较大。本节课在讲授时采取了复杂过程分步讲解的方法,以及图示法和演示法,并注意与学生的生活实际相联系,从感性知识入手,由浅入深,使学生对重要知识点更容易接受理解。
在教学时,教师须清楚自己在课堂教学方面的优缺点,要努力使自己的优势发展成为自己的教学特色,同时努力克服自己的不足;在教学设计上,每一节课上课前教师要搞清楚本节课需要学生掌握的内容、技能,以及掌握这些内容、技能的途径。
（以学论教）通过情境教学、探究活动、实践活动,激发学生对大气受热过程和大气运动的浓厚学习兴趣,使学生对本节课的重要知识点尽量充分掌握。
第三部分：本节学习评价—巩固学科素养
【学习目标分析】
学科知识 学科能力 学科素养
1.气温日变化规律及其成因; 2.大气对太阳辐射的散射作用; 3.山谷风 1.理解大气的受热过程及实践应用,培养学生概括和归纳的能力; 2.理解热力环流形成原理及应用,培养学生迁移和探究的能力; 3.理解大气水平运动产生的原因,培养学生解释和实践的能力 综合思维、区域认知、地理实践力、人地协调观
【深度学习建议】
1.气温日变化规律及其原因。
2.探究大气对太阳辐射的削弱作用。
3.探究山谷风的形成原理。
【学习评价任务】
任务一 知-能迁移评价:在气温日变化规律及其原因、山谷风的必备知识的深度探究中,提升综合和推论、解释和实践、比较和关联能力,落实综合思维、区域认知的地理学科素养。
任务二 能-知渗透评价:运用比较和关联、解释和实践能力解决等压面的判读等相关问题,巩固人地协调观和区域认知的地理学科素养。
任务三 学科素养评价:在大气受热过程的影响因素、区域大气热力环流及风向的影响因素等高考常见的知识情境中,提升相关能力,巩固人地协调观、综合思维、区域认知和地理实践力素养。
【典型评价设计】
◆ 任务一：知-能迁移评价 ◆
必备知识深度探究
（探究点1）气温日变化规律及其原因
气温的变化,主要由大气得到热量和失去热量的差值决定。地面的热量主要来自太阳辐射,大气(对流层)的热量主要来自地面辐射。
1.太阳辐射:最强时为当地时间12时左右。
2.地面辐射:当地时间13时左右,地面热量由盈余转为亏损的时候,地面温度为一天中最高值,地面辐射
最强。
3.气温日变化:日出以后,气温不断升高,当地时间14时左右,气温达到最高,大气辐射最强;然后,气温不断降低,至日出前后,达最低值。气温的这种周期性的日变化,受天气变化的影响,如上午晴天而下午阴雨,最高气温可能出现在上午。
（探究点2）山谷风
1.形成过程
热力环流原理中,地表的前提条件是位于同一水平面上的地表。这个前提条件容易被忽视。但在山谷风的形成过程中,山坡和谷底并不是位于同一水平面上的。在解释山谷风的成因时需要找到同一水平面的地表。因此,山谷风的形成过程可以这样描述:
白天,山坡比同高度的谷底上空大气温度高,暖空气沿山坡上升,形成谷风;夜间,山坡比同高度的谷底上空大气温度低,冷空气沿山坡下沉,形成山风。
2.影响
在山谷和盆地,常因夜间冷的山风吹向谷底,使谷底和盆地内形成逆温层,阻碍了空气的垂直运动,易造成大气污染。谷底盛行上升气流,往往多夜雨。
◆ 任务二：能-知渗透评价 ◆
学习能力深度探究
（比较和关联能力）等压面图的判读方法
1.水平气压分布的判断
地面冷热不均,导致同一水平面上出现气压差异,使等压面发生弯曲,同一水平面上,等压面上凸处气压高,下凹处气压低。例如图中P甲>P乙,P丙>P丁。
2.垂直气压差异的判断
大气密度随高度增加而降低,导致在垂直方向上随着高度增加气压降低。例如图中P甲>P丁,P乙>P丙。同一垂直方向上,近地面和高空的气压类型相反,若近地面为高压,高空则为低压。
3.热力环流方向的判断
同一水平面上气压差异确定后,可以判断水平气流运动方向。例如图中气流由甲地流向乙地,丙地流向丁地,再根据气流连续运动的特点确定环流方向。最终气流运动方向为甲→乙→丙→丁→甲。
4.下垫面性质的判断
(1)判断陆地与海洋(湖泊):在近地面,夏季,等压面下凹处为陆地、上凸处为海洋(湖泊);冬季,等压面下凹处为海洋(湖泊)、上凸处为陆地。
(2)判断裸地与绿地:裸地同陆地、绿地同海洋
(3)判断城区与郊区:在近地面,等压面下凹处为城区、上凸处为郊区。
5.近地面天气状况和气温日较差的判断
在近地面,等压面下凹处,多阴雨天气,气温日较差较小。例如图中乙地;等压面上凸处,多晴朗天气,气温日较差较大,例如图中甲地。
◆ 任务三：学科素养评价 ◆
（考情分析）本节内容主要包括大气的受热过程、热力环流、大气水平运动—风。在高考中,从考核内容上看,侧重于利用热力环流原理,描述和解释特定区域的大气现象,以及特定区域大气现象对人类的影响;从考核形式上看,多以各类大气运动图表、数据为背景材料来考查影响大气运动与人类的关系;从能力考查上看,注重考查综合分析能力。
【深度学习】气压值的判断
（易错点）气压值的判断
【典例】下图表示北半球某地等压面分布示意图(图中等压面弯曲是由地面冷热不均引起的)。
1.图中甲乙丙丁四地,气压最低和气温最高的分别是
A.甲、乙 B.乙、丙 C.丙、丁 D.丁、乙
【解析】观察图片信息,可看出甲地等压面向上凸,乙地等压面向下凹陷,表明甲地气压高于乙地,图中显示,甲、乙两地位于近地面,高空等压线与低空等压面形态相反,则可以解释为丙地气压高于丁地;同一地点,海拔越高,气压越低,则可解释为乙地气压高于丙地,因此图中四地气压最低的是丁地;材料信息表明,图中等压面弯曲是由地面冷热不均引起的,因此甲地应是冷却下沉形成的高气压,乙地应是受热膨胀上升形成的低气压,乙地气温高于甲地,丙、丁两地海拔较高,气温较低,因此图中四地气温最高的是乙地。答案D
2.图中甲乙之间的风向是 A.东北风 B.西南风 C.西北风 D.东南风
【解析】根据上题的分析可知,甲地气压高于乙地,结合图中指向标可知,甲、乙之间的水平气压梯度力方向是由北指向南,材料信息表明,图示区域为北半球,受地转偏向力或摩擦力共同影响,风在水平气压梯度力的基础上向右偏转一个锐角,据此可判断风向,可判断出甲、乙之间的风向是东北风。答案A
（易错分析）判断不同点的气压高低,学生容易混淆水平方向和垂直方向不同的判断依据。水平方向上往往根据气流来判断,气流是从高压流向低压。而在垂直方向上,则通过海拔高低来判断,海拔越高,气压越低。本题第2小题风向的判断也是学生容易忽略地转偏向力对风向的影响。
第四部分：本节教学论坛—提升学科素养
◆ 本节知识点：大气的受热过程和大气运动 ◆
【教学片段】
（情境导入）孔明灯是一种古老的中国手工艺品,在古代多作军事用途。相传诸葛亮当年被围困于平阳,无法派兵出城求救。孔明算准风向,制成会飘浮的纸灯笼,系上求救的讯息,其后果然脱险,于是后世就称这种灯笼为孔明灯。孔明灯升空,应选择什么样的夜晚与地点 为什么要严控在危险地段燃放孔明灯 孔明灯利用了什么原理 为什么孔明灯不能在风力过大的时候燃放
（设计意图）用历史故事中的孔明灯引出本节大气受热过程和大气运动的学习,使学生对将要学习的内容产生兴趣,接着教师针对孔明灯提出系列问题,学生会在教师的引导下主动思考,探究要学习的知识点。
【论坛】
1.该教学导入片段基于大气的受热过程和大气运动进行设计,运用了哪些教学策略和方法
2.该教学设计片段如何体现学科能力和学科核心素养
3.该教学设计片段有哪些不足 如何改进