《冷熱不均引起大氣運動》 教學設計

1、冷熱不均引起大氣運動教材分析本節(jié)教材主要由大氣的受熱過程、熱力環(huán)流和大氣的水平運動三部分組成。第一課時中主要介紹大氣的受熱過程，第二課時中主要介紹熱力環(huán)流的形成原因及其生活中的熱力環(huán)流，第三課時主要介紹風的形成以及高空風和地面上的風受力情況；，本課冷熱不均引起大氣運動的課程標準旨在認識導致大氣運動的基本原理，為后面學習大氣環(huán)流、天氣系統(tǒng)以及全球氣候變化打下理論基礎。因此本節(jié)內(nèi)容是本單元學習的基礎。“大氣受熱過程”主要包括以下幾個要點：太陽輻射能是地球大氣最重要的能量來源；太陽輻射穿過大氣層的過程；地面吸收太陽輻射而使地面增溫，又以長波輻的形式把熱量傳遞給大氣；地面是近地面大氣主要的直接熱源；大

2、氣受熱過程的重要性。核心結論“地面是近地面大氣主要的、直接的熱源”，“活動”說明大氣對地面的保溫作用，利用大氣保溫和削弱原理解釋自然現(xiàn)象。由于大氣的受熱過程復雜，環(huán)節(jié)多，涉及到許多專業(yè)的術語和名詞，需補充大氣的基本組成及影響，強調(diào)三種輻射的性質(zhì)，理順太陽、地面、大氣和宇宙四者之間的能量轉換關系教學目標【知識與能力目標】1. 理解大氣對太陽輻射的削弱作用原理，并能解釋相關實際現(xiàn)象。2. 掌握大氣的保溫作用原理，分析具體的地理現(xiàn)象，解釋具體地理問題等。3. 運用圖示解釋風的形成，學會分析水平氣壓梯度力、地轉偏向力和摩擦力對風向和風力的具體影響。4. 能夠在等壓線圖上確定水平氣壓梯度力的大小?！具^程

3、與方法目標】本課遵循由問題一課件演示獲得感性認識一分析推理運動過程一歸納概括運動規(guī)律（理性認識）一應用規(guī)律解決實際問題的教學主線，在此過程中進一步培養(yǎng)學生用分析、推理、歸納等方法學習地理知識?！厩楦袘B(tài)度價值觀目標】1. 以問題探究的形式，充分結合學生生活實際，逐步的展開問題，培養(yǎng)學生的探索精神。2. 培養(yǎng)學生運用大氣熱力性質(zhì)的知識解釋實際問題的能力。教學重難點【教學重點】1. 能運用簡單的示意圖說明地面是近地面大氣主要的直接的熱源，說明大氣的受熱過程及大氣保溫作用的基本原理。2. 掌握熱力環(huán)流的形成原理，并能解釋相關的地理現(xiàn)象?？啤＞W(wǎng)【教學難點】1. 大氣對地面的保溫作用的理解。2. 理解等壓

4、面的凹凸與氣壓高低的對應規(guī)律。3. 理解水平氣壓梯度力、地轉偏向力、近地面摩擦力對大氣水平運動的影響。課前準備1、多媒體課件；2、學生完成相應預習內(nèi)容。教學過程第一課時播放唐代白居易的大林寺桃花動畫。為什么會出現(xiàn)“人間四月芳菲盡，山寺桃花始盛開”這種現(xiàn)象呢？（學生討論）山頂上的氣溫比山麓低。山頂上的氣溫為什么比山麓的氣溫低些呢？這跟大氣的受熱有關系【設計意圖】激發(fā)學生的學習興趣，對身邊的地理現(xiàn)象產(chǎn)生好奇的心理。二、新課講授（板書）第二章地球上的大氣第一節(jié)：冷熱不均引起大氣運動教師展示學習目標，板書標題，學生熟悉課本。一、大氣的受熱過程（大氣的受熱過程分為大氣的削弱作用和保溫作用來分別講解）（一

5、）大氣削弱作用【老師提問】同學們知道近地面大氣的組成成分都有哪些嗎？【學生回答】【老師總結】是的，低層大氣是由干潔空氣、水汽和固體雜質(zhì)三部分組成的。其中干潔空氣是由多種氣體混合組成的，主要成分是氮和氧，其次是氬、二氧化碳和臭氧等。分別用多媒體課件給學生講清楚大氣的削弱作用，分為吸收，反射和散射，以及各自的作用特點。大氣對太陽輻射具有吸收、反射和散射作用，這與大氣成分、波段、作用特點各不相同有關，具體如下所示：（二）、大氣的保溫作用【提問】1地球大氣的能量最主要的來源是什么？第3頁/共14頁2、物體溫度越高向外輻射能量的能力越強，輻射的光線波段越短，根據(jù)太陽和地面的溫度差異，判斷太陽輻射和地面輻

6、射的波段性質(zhì)。【學生回答】教師利用提前制作好的課件分別講解大氣的受熱過程，再播放大氣的受熱過程flash.【設計意圖】通過先講解再播放動畫視頻，是學生對大氣的受熱過程有更深刻的理解。老師引導學生讀圖理解并說出大氣的保溫原理？【學生回答】略【總結講解】1地球大氣最重要的能量來源是太陽輻射能。2投射到地球上的太陽輻射能，要穿過厚厚的大氣，才能到達地球表面。太陽輻射能在傳播過程中，少量部分被大氣吸收或反射，大部分到達地面，并被地面反射和吸收，使地面增溫。這一過程我們稱之為“太陽暖地面”。3近地面大氣主要、直接的熱源是地面。從大氣的受熱過程來看，地球大氣對太陽短波輻射吸收得較少，大部分太陽短波輻射能夠

7、透過大氣射到地面；而大氣對地面長波輻射吸收得卻比較多，地面輻射放出的絕大部分熱量能夠被大氣截留下來，地面吸收太陽輻射能而增溫，同時又以長波輻射的形式把熱量傳遞給大氣。這種輻射熱交換是大氣增溫的最重要方式。所以，地面是近地面大氣主要、直接的熱源。因此這個過程我們稱之為“地面暖大氣”。4大氣在增溫的同時，也向外輻射熱量。大氣輻射的方向既有向上的，也有向下的。大氣輻射中向下的部分，因為與地面輻射方向相反，稱為大氣逆輻射。地面輻射絕大部分熱量通過大氣逆輻射還給了地面，起到了保溫作用。這個過程我們稱之為”大氣還大地”。【教師總結】大氣的受熱過程具體圖解如下：根據(jù)同學們讀圖學習及老師的總結可知，大氣對地面

8、保溫作用的過程可歸納如下表：【設計意圖】教學中應注意問題的設置，通過多媒體演示，層層遞進，逐步推理，注意把握好思維的連續(xù)性，完成對熱力環(huán)流過程的探索，根據(jù)講解完成熱力環(huán)流簡圖。【提問】冬天，晴朗的夜晚為什么比陰天（多云）的夜晚冷？【學生回答】因為陰天（多云）的夜晚大氣保溫作用強，較溫暖。【提問】青藏高原號稱世界屋脊，太陽輻射強，而為什么氣溫低？【學生回答】青藏高原大氣稀薄，雖然地面獲得太陽輻射多，但是大氣對地面輻射的吸收能力弱，大氣保溫性差。【歸納】晴天：大氣保溫作用弱；陰天（多云）：大氣保溫作用強?？諝庠匠砻?，大氣保溫作用越強?！境修D】大氣的受熱過程影響著大氣的熱狀況、溫度分布和變化，制約著

9、大氣的運動狀態(tài)。而月球是沒有大氣層的，月球表面的溫度變化跟地球表面比較，哪個變化要劇烈些呢？【投影展示】月球表面和地球表面受熱過程圖教師引導，學生分析歸納：月球，白天沒有大氣對太陽輻射的削弱作用，月面溫度高；夜晚沒有大氣逆輻射對月表的保溫作用，月面溫度低。地球，白天，大氣削弱到達地面的太陽輻射，氣溫不太高；夜間，大氣逆輻射把熱量還給地面，使氣溫不致過低。月球表面溫度變化比地球大。【學以致用】通過學習大氣受熱過程原理，人們可以解釋地球上的許多現(xiàn)象，并將大氣受熱過程原理，運用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動，降低自然條件和自然災害對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)量。（1）請同學們解釋溫室氣體大量排放對全球變暖的影響

10、。（2）請你舉例說出大氣受熱過程原理在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用。【學生回答】學生思考、討論【設計意圖】學以致用，讓學生感到所學的是實際中存在的、有用的地理知識而不是空洞的純理論。教師指導】（1）解釋溫室氣體大量排放對全球變暖的影響（2）在農(nóng)業(yè)中的應用：利用溫室大棚生產(chǎn)反季節(jié)蔬菜；利用煙霧防霜凍；果園中鋪沙或鵝卵石，不但能防止土壤水分蒸發(fā)，還能增加晝夜溫差，有利于水果的糖分積累等。【設計意圖】我們生產(chǎn)生活與我們所學的地理知識息息相關。【承轉】大氣的直接熱源是地面，不同性質(zhì)的地面溫度是不同的，這會對大氣產(chǎn)生怎樣的影響呢？我們下節(jié)課再研究這個問題?！究偨Y】（板書）三、課堂小結通過本節(jié)課的學習，學生能夠了解大

11、氣的直接熱源是地面輻射，根本熱源是太陽輻射，能夠?qū)⑸钪械牡乩憩F(xiàn)象與所學知識聯(lián)系起來。第二課時【過渡】上節(jié)課我們介紹了大氣的受熱過程，思考我們課前安排大家觀察的燒一鍋開水時，鍋里沸騰的開水，中間水向上冒，鍋邊水往下沉。點燃一小堆紙時，紙片和灰燼從火堆上升，在空中流向四周，又從火堆四周下沉，然后又進入火堆的原理是什么呢？【設計意圖】課前可安排學生觀察開水沸騰來加強實驗觀察的效果。師生共同歸納的有關的實驗現(xiàn)象，得出結論，此過程是為了突出教學內(nèi)容的直觀性，將抽象的大氣運動變得形象可視，讓學生感受到大氣及大氣運動的真實存在，并從中抽象出一般規(guī)律?！緦W生回答】略【總結講解】以上這兩種現(xiàn)象都是由于中間和四

12、周受熱不均而形成的熱力環(huán)流現(xiàn)象?？諝膺\動的原因是什么？（板書）二、熱力環(huán)流【說明】由于地面冷熱不均而形成的空氣環(huán)流，稱為熱力環(huán)流。它是大氣運動的一種最簡單的形式。那么熱力環(huán)流的具體過程是怎樣的呢？【自主學習】（閱讀教材31頁至32頁）1大氣運動的能量來源于哪里？2大氣運動的根本原因是什么？3大氣運動最簡單的形式是什么？4熱力環(huán)流產(chǎn)生的原因是什么？【師生合作探究一】（1）氣壓的概念所謂某地的氣壓，就是指該地單位面積垂直向上延伸到大氣層頂?shù)目諝庵目傊亓?。?）等壓面的概念空間氣壓相等的各點所組成的面。等壓面的判讀，比較B、C兩點氣壓值的大小【師生合作探究二】畫出熱力環(huán)流的形成過程【設計意圖】教學

13、中應注意問題的設置，通過多媒體演示，層層遞進，逐步推理，注意把握好思維的連續(xù)性，完成對熱力環(huán)流過程的探索，根據(jù)講解完成熱力環(huán)流簡圖。1）下圖假設地表A、B兩地冷熱狀況相同，則地表上空同一水平面上的氣壓高低（相同、不同），等壓面呈（水平、傾斜）狀態(tài)。（2）下圖地表A、B兩地冷熱狀況不同。A地空氣（膨脹上升、收縮下沉），近地面空氣密度（加大、減小），形（低壓、高壓）；B地空氣（膨脹上升、收縮下沉），近地面空氣密（加大、減?。?，形成_（低壓、高壓）。高空氣壓狀況與低空相反。（在圖中畫出表示空氣垂直運動的箭頭，并在括號內(nèi)注明高空和低空的氣壓高低狀況用虛線畫出等壓面的變化。）（3）由于空氣發(fā)生上升與下沉

14、的垂直運動，導致同一水平面上的（氣壓、氣溫）產(chǎn)生差異，空氣由氣壓（高、低）的地方水平流向氣壓（高、低）的地方，這樣就形成了環(huán)流。在圖中用箭頭畫出高空和低空空氣流動的方向，完成A、B兩地間熱力環(huán)流過程示意。（4）在熱力環(huán)流中，大氣運動包括運動和運動兩種基本形式。其中先發(fā)生的是運動，這種運動表現(xiàn)為氣流或氣流，引起這種運動的直接原因是?！練w納總結】熱力環(huán)流的形成過程關聯(lián)圖并總結規(guī)律：（板書）1冷熱不均引起的熱力環(huán)流太陽輻射能的緯度分布不均，造成高低緯度間的溫度差異，這是引起大氣運動的根本原因。由于地面的冷熱不均而形成的空氣環(huán)流，我們稱之為熱力環(huán)流。它是大氣運動最簡單的形式。（板書）2氣壓、氣溫、高度

15、三者之間的關系?！具^渡】熱力環(huán)流是一種常見的自然現(xiàn)象。在一定的條件下，地表的冷、熱差異會產(chǎn)生環(huán)流。例如，在陸地與海洋之間就可能形成熱力環(huán)流?！咎釂枴亢０哆叞滋旌鸵雇矸謩e吹什么風？學生回答：白天吹海風，夜晚吹陸風。【提問】山坡和山谷中會不會出現(xiàn)冷熱差異？會出現(xiàn)什么現(xiàn)象呢？學生回答：略教師總結：白天山坡的升溫速度快于山谷中，因此在山坡上空氣膨脹上升，形成谷風夜晚，山坡的降溫速度快于山谷中，空氣沿山坡冷卻下沉，形成山風?！境修D】我們生活的地方并不在海邊，也不是山谷中，對海陸風和山谷風沒有直接的感受。但對于生活在城市的我們卻有這樣的感受，市區(qū)的氣溫一般比郊區(qū)高。這是為什么呢？展示市區(qū)和郊區(qū)景觀圖【學生

16、回答】略【教師歸納】城市人口集中，居民生活、工業(yè)生產(chǎn)消耗大量煤、石油、天然氣等燃料排放出大量的廢熱，城市的氣溫一般高于郊區(qū)。由此可見城市和郊區(qū)之間也存在熱力環(huán)流展示城市風的形成示意圖?！緦W生討論】1城市風對城市大氣環(huán)境有什么不良的影響？由于城市風的出現(xiàn)，城區(qū)工廠排出的污染物隨上升氣流而上升，籠罩在城市上空，并從高空流向郊區(qū)，到達郊區(qū)后下沉。下沉氣流又從近地面流回市中心，并將郊區(qū)工廠排出的污染物也帶回了城市，致使城市的空氣污染更加嚴重。2為了減輕城市的空氣污染，我們在城市建設中應該采取什么樣的對策？為了減輕城市的空氣污染，在城市規(guī)劃中，一定要研究城市上空的風到郊區(qū)下沉的距離一方面將污染嚴重的工廠

17、布局在城市風的下沉距離之外，避免這些工廠排出的污染物從近地面流向城區(qū)。另一方面，應將衛(wèi)星城建在城市風環(huán)流之外，避免相互污染。3思考：城市風對改善城市空氣質(zhì)量有益處嗎？為什么？二、課堂小結由于地面冷熱不均而形成的空氣環(huán)流，稱之為熱力環(huán)流。并說明它是大氣運動最簡單的形式。地面冷熱不均是形成熱力環(huán)流的根本原因。邊聽，邊做筆記培養(yǎng)歸納能力，強化理解。深化對地理現(xiàn)象發(fā)展過程的認識。第三課時【復習舊課】1大氣環(huán)流形成的根本原因是什么？2說說城市風、山谷風、海陸風的風向及變化?！緦W生回答】略【引入新課】通過上節(jié)課的學習已經(jīng)知道，大氣運動有兩種基本形式；水平運動和垂直運動，其中對我們影響最大的是大氣的水平運動

18、，也就是風。今天我們專門來學習它。（板書）三、大氣的水平運動風【講授新課】【指導讀書】請同學們閱讀教材P3132內(nèi)容，思考回答：1形成風的直接原因是什么？2受哪個力的作用下，風向與等壓線是平行的？這種風向在什么地方存在？3嘗試說明風的形成過程及其風在不同力的作用下，風向的變化情況?！緦W生回答】略【結合多媒體課件講解】（板書）（一）作用力1水平氣壓梯度力形成風的直接原因1）氣壓梯度：單位距離間的氣壓差。（2）水平氣壓梯度力：促使大氣由高氣壓區(qū)流向低氣壓區(qū)的力。方向：垂直于等壓線，由高壓指向低壓；大?。号c氣壓梯度成正比；（板書）2水平地轉偏向力只改變風向，不改變風速（1）方向：北半球右偏、南半球左

19、偏；（2）判定：（北半球）背風而立，高壓在右，低壓在左。（南半球）背風而立，高壓在左，低壓在右。（板書）3摩擦力既改變風向，又改變風速（1）方向：與運動方向相反（2）可以減小風速小結】三個力與風向的關系作用在大氣上的力力的方向風向水平氣壓梯度力垂直于等壓線，由高壓指向低壓一個力作用時，垂直于等壓線，由高壓指向低壓水平地轉偏向力垂直于風向，北半球右偏，南半球左偏二個力平衡時，平等于等壓線，（北半球）背風而立，高壓在右，低壓在左摩擦力與風向相反三個力共同作用時，與等壓線斜交，（北半球）背風而立，高壓在右，低壓在左【討論】我們剛才介紹了影響大氣的水平運動風的三種作用力，請大家思考是否所有位置的風都受

20、到這三種力的影響呢？【學生回答】略【總結過渡】剛才同學們回答的很好，在不同的部位影響大氣運動的作用力有差別，從而形成了各個不同部位的風向，這就是我們下面重點介紹的不同部位的風。（板書）（二）不同部位的風（板書）1高空大氣中的風向【講解】在理想狀態(tài)下，空氣質(zhì)點只受一個力即水平氣壓梯度力的作用時，水平氣壓梯度力垂直于等壓線，并由高壓指向低壓。如果沒有其他外力的影響，風向應該與氣壓梯度力的方向一致，即風向垂直于等壓線?！居懻摗吭趯嶋H生活中，空氣質(zhì)點還受地轉偏向力因素的影響，在水平氣壓梯度力和地轉偏向力的共同作用下的風向又如何呢？【學生回答】略【總結講解】大氣是在自轉的地球上作水平運動的，所以當大氣一

21、開始運動，馬上就受到地轉偏向力的影響，使風向逐漸偏離了氣壓梯度力的方向，北半球向右偏，南半球向左偏。這樣在水平氣壓梯度力和水平地轉偏向力作用下形成的風，請同學們讀P31圖2.6。圖上表示了北半球平直等壓線的情況。初始狀態(tài)時，空氣質(zhì)點垂直等壓線運動（按水平氣壓梯度力的方向）。最終狀態(tài)時，風向平行于等壓線。這個過程是水平氣壓梯度力和水平地轉偏向力逐步建立平衡的過程，在這個過程中，空氣質(zhì)點始終是按兩個力的合力方向運動，而水平地轉偏向力始終是垂直于運動方向的右側，所以使得風向不斷地右偏。最后，風向平行于等壓線，此時，水平氣壓梯度力與水平地轉偏向力大小相等，方向相反，其合力為零，達到平衡狀態(tài)，空氣運動不再偏轉而作慣性運動，形成了平行于等壓線吹的穩(wěn)定的風。通常把這種穩(wěn)定的風叫地轉風，因為它只考慮了氣壓梯度力和地球自轉的影響，所以叫地轉風。地轉風是大氣運動最簡單的情況，它在高空平直等壓線的情況下是實際存在的。依此原理，可以推導出風與氣壓場之間的關系：人背風而立，低壓在左，高壓在右，通常稱之為風壓定律。所以，高空大氣中的風