高中地理必修第一册《第二节 大气受热过程和大气运动》教案设计

第二章　地球上的大气
第二节　大气受热过程和大气运动教学设计
“大气的组成和垂直分层”位于地理1第二章第一节，在教材结构体系中承接地球的外部圈层，对大气圈物质组成、垂直分层展开详细叙述，深入学习大气圈对人类生产与生活的影响。与此同时，本节课程内容中涉及到对流层、平流层的温度变化与大气运动特征的相关知识，为下一节讲解大气的受热过程奠定良好基础。
课程目标 核心素养
1.课标原文：运用运用示意图等，说明大气受热过程与热力环流原理，并解释相关现象。（2017年版） 2.课标解读：大气的受热过程本质上是太阳辐射，地面辐射和大气辐射之间相互转化的过程。大气逆辐射对地球的保温作用、温室效应以及人类生活关系密切。大气的热力环流是理解大气运动需要的基本原理。学习本节内容需要借助大量示意图和动画，落脚于运用相关知识解释生产生活中的现象。 1.人地协调观：根据大气受热过程示意图，运用大气逆辐射相关知识说明温室气体对地面的保温作用，描述人类活动对温室效应的作用与环境的影响。 2.综合思维：结合水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力的共同作用，绘制近地面大气水平运动的方向示意图。 3.区域认知：绘制热力环流示意图，对比高空和近地面温度、气压差异，认识垂直高度上对流层内部的大气运动状况与近地面天气状况。 4. 地理实践力：绘制大气受热过程示意图与热力环流示意图，分析“海陆风”“城市热岛”的形成过程以及在生活中的应用。
重点：大气的受热过程与热力环流
难点：热力环流的应用于风向的判读
教材、笔记本、白纸、彩笔
一、课程导入
【教师活动】结合《台海使槎录》中关于台湾和福建两地早晚风向差异，绘制示意图演示“内地之风，早西晚东；惟台地早东风，午西风......四时皆然”。引导学生绘制早晚海峡两地的风向差异，提问学生为什么台湾海峡两岸风向的日变化相反呢？追问学生这里的风是怎么形成的？
【学生活动】绘制台地与内陆风向示意图，思考并回答风向产生差异的原因主要在于海陆之间受热状况不一样导致气压产生差异，白天海洋升温慢，气压高，风从海洋吹向两侧陆地，夜晚海洋降温慢，气压低，风从两岸吹向海峡。
【设计意图】培养学生绘图能力，提高课堂参与程度，提高学生地理学习兴趣。
二、新课讲解
（一）大气的受热过程
【教师活动】在黑板上绘制或用动画演示大气的受热过程，同步讲解太阳辐射穿过大气被地面吸收转化为地面辐射，之后被大气吸收转化为大气辐射的过程。补充讲解长波辐射与短波辐射相关知识，表明太阳辐射是一种短波辐射，大气辐射和地面辐射是长波辐射。大气对太阳辐射的削弱作用主要体现在反射、散射和吸收等方面，但是因为大气主要吸收长波辐射，所以大量的太阳短波辐射能够到达地面被地面吸收转化为地面长波辐射。要求学生解释“高处不胜寒”，为什么海拔越高的地方气温越低。
【学生活动】跟随老师的讲解过程，在笔记本上绘制大气受热过程示意图，解释大气大量吸收地面长波辐射提高自身温度。因此地面辐射是近地面大气的直接热源，离地面越近的地方气温越高，这就说明了气温随海拔升高而降低。
【设计意图】结合生活实际学习对生活有用的地理知识，示意图使教学直观化，形象化，清晰明了的展现了大气的受热过程，便于学生理解记忆。
活动探究-大气对地面的保温作用
【教师活动】结合教材35页活动探究，对比地球表面和月球表面的辐射类型，提问学生地球表面比月球表面多了哪些辐射类型？说明月球表面昼夜温度变化比地球剧烈的原因。
讲解对流层中的水气、二氧化碳等物质吸收地面长波辐射能力强，夜晚时大气逆辐射将白天吸收的热量返还给地面，从而补偿了地面辐射损失的热量，对地面起到了保温作用。追问学生晴朗天气和阴雨天气下昼夜温度变化的差异，思考为什么一天中最高温出现在午后1-2个小时而不是正午阳光最强烈的时候？
【学生活动】分析月球表面和地球表面的差异，得出月球表面因缺少大气故缺少大气辐射和大气逆辐射。月球表面白天直接被阳光照射，夜晚月球辐射不断向外释放热量，因此白天温度高，夜晚温度低，昼夜温差大。
晴朗天气下白天气温高，夜晚温度低，多云天气下白天云层对太阳辐射有一定的的削弱作用，使得气温相对降低。夜晚大气逆辐射对地面保温作用强，提高夜间温度，因此多云天气气温昼夜变化小。
正午太阳高度最大，阳光最强烈，但是地面吸收太阳短波辐射转化为地面长波辐射加热大气需要一定时间，因此午后1-2个小时是一天中气温最高的时候。
【设计意图】活动探究，学以致用，加强对知识的理解与记忆。
二、大气热力环流
【教师活动】结合气压、温度、下垫面性质差异等要素绘制大气热力环流示意图，分步骤讲解地表受热不均导致空气的垂直运动，使得同一水平面产生显著的气压差异，诱发了空气的水平运动。根据热胀冷缩远离解释为什么近地面是热高压、冷低压，提问学生气流、气温和气压之间的关系。
补充“海陆风”和“城市热岛效应”，要求学生在学案上绘制出城市与郊区，海洋与陆地之间不同时间风向的转换和热力环流模式图。
【学生活动】绘制热力环流模式图，回答相关问题，地面温度高的区域空气在垂直方向上膨胀上升，使得空气柱内分子数目减少，气压低。气温低高低导致空气垂直方向上的上升或下沉运动，导致了同一水平面的气压差异，诱发了空气的水平运动。
【设计意图】学科知识交叉，拓宽学生思维。学以致用，将热力环流模式图运用于生活，从抽象模型回归自然真实状况。
三、大气的水平运动——风
【教师活动】补充水平气压梯度力概念，绘制风的受力分析图，结合水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力演示风的形成过程。结合教材40页活动探究引导学生判读风向，对比风力大小。
【学生活动】绘制风的受力分析图，掌握风向判读的依据和风力大小的依据。风向在近地面斜交于等压线，等压线越密集，气压差异越大，风力越大。
【设计意图】课堂实战，检验学生知识掌握状况，便于查漏补缺。
（二）课堂练习
（三）课堂总结
【教师活动】借助板书、板图和思维导图归纳知识体系，根据学生学习状况和反馈解疑答惑。
【学生活动】补充笔记，提出学习过程中困难的地方和存在疑问的知识点。
【设计意图】回顾课程内容，梳理知识体系，合理把握课程内容。
四、课后作业
练习册对应章节内容