《8大氣的組成和垂直分層》案例

《8大氣的組成和垂直分層》教學(xué)案例【教學(xué)內(nèi)容】二期課改高二第一學(xué)期專題8教學(xué)目標(biāo)1.知識(shí)目標(biāo)：(1)知道組成大氣的主要成分及其作用(2)理解大氣的垂直分層結(jié)構(gòu)，各層的主要特征及其與人類的關(guān)系。2.能力目標(biāo):(1)用氣溫的垂直分布圖，說(shuō)明大氣垂直分層結(jié)構(gòu)，氣溫垂直變化(2)通過(guò)自學(xué)、講圖、析圖以及分析討論，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力(3)能分析對(duì)流層、平流層的主要特點(diǎn)。3.情感態(tài)度價(jià)值觀：(1)初步了解大氣對(duì)人類活動(dòng)的影響，樹(shù)立正確的人地觀教學(xué)重點(diǎn)大氣的垂直分層（以對(duì)流層為主）教學(xué)難點(diǎn)各層大氣的主要特點(diǎn)教學(xué)方法啟發(fā)式談話法，講授法準(zhǔn)備過(guò)程1、參考教科書、輔導(dǎo)書等資料2、網(wǎng)上搜索相關(guān)圖片資料3、制作ppt課件教學(xué)媒體ppt教學(xué)過(guò)程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)【引入】今天的天氣怎么樣啊?對(duì)了,今天天氣……那么我們上海的氣候又是如何的呢?對(duì)了,我們上海氣候四季分明,是亞熱帶季風(fēng)氣候.那氣候和天氣又什么區(qū)別呢?二者在定義上有什么不同呢?大家看書上的概念,對(duì)了天氣是指短時(shí)間內(nèi)的變化,而氣候是多年的平均變化,時(shí)間上是不同的.不論是天氣還是氣候他們都與什么有關(guān)呢?對(duì)了都是與大氣有關(guān)的.今天我們就來(lái)學(xué)習(xí)第三篇----天氣、氣候與大氣【講解】由于地球的引力，在地球周圍積聚著一層厚達(dá)數(shù)千千米的混合氣體，稱為“大氣”。而這層大氣對(duì)我們整個(gè)地球有生命體的存在起了至關(guān)重要的作用。觀察【小結(jié)】

可以說(shuō)，沒(méi)有大氣就沒(méi)有水和生物。對(duì)于人類來(lái)說(shuō)，大氣具有獨(dú)特重要的意義。為什么大氣會(huì)有如此重要的作用，今天我們就來(lái)認(rèn)識(shí)大氣的組成和垂直分層結(jié)構(gòu)。【標(biāo)題】

專題8

大氣的組成和垂直分層一、大氣的組成及其作用【提問(wèn)】

大家想一想，在我們周圍的大氣中，除了純凈的空氣，還有些什么物質(zhì)？對(duì)！低層大氣是由干潔空氣、水汽和懸浮在大氣中的固體雜質(zhì)三部分組成的，其中主要的是干潔空氣。干潔空氣是由多種氣體混合組成的?！咎釂?wèn)】

干潔空氣的主要成分是什么？【多媒體展示】干結(jié)空氣組成圖【講解】二氧化碳、臭氧、稀有氣體含量很少，我們稱之為“微量成分”。這些成分含量甚微，那它們?cè)诖髿庵惺欠窨捎锌蔁o(wú)呢？（不是，它們都有著自身不可替代的作用）【提問(wèn)】低層大氣各組成成分都有何作用呢？低層大氣的組成成分主要作用干潔空氣主要成分N2生物體的基本成分O2一切生物維持生命活動(dòng)必須的物質(zhì)微量成分CO2綠色植物光合作用的基本原料；對(duì)地面保溫O3吸收紫外線，保護(hù)地球上的生物免受過(guò)多紫外線的傷害水汽天氣變化的重要角色固體雜質(zhì)作為凝結(jié)核，是成云致雨的必要條件【總結(jié)】

氮是地球上生物體的基本成分,任何有機(jī)體的生長(zhǎng)都離不開(kāi)氮；氧是生物呼吸不可缺少的部分,氧是一切生物維持生命活動(dòng)所必需的物質(zhì)，二者對(duì)于地球上的生物來(lái)說(shuō)都是必不可少的?！咎釂?wèn)】

除了氮和氧，干潔空氣中還有哪些氣體呢？【提問(wèn)】

二氧化碳和臭氧在干潔空氣中含量雖然不到％，但其作用不可低估，你知道它們有什么作用嗎？【總結(jié)】

二氧化碳是植物進(jìn)行光合作用的重要原料；微量氣體中有我們熟知的臭氧,臭氧能吸收太陽(yáng)光線中的紫外線，使地面上的生物免受紫外線的傷害。

［學(xué)生回答］氮、氧合占干潔空氣體積分?jǐn)?shù)的99%，二氧化碳、臭氧、稀有氣體只占1%。答：（略）【提問(wèn)】

水汽又有什么作用?【總結(jié)】

水汽可以使我們的大氣不干燥,但水汽在空間和時(shí)間分布上都是不同的,比如,在熱帶雨林地區(qū),水汽很豐富,在大氣中的比例可以達(dá)到5%;而在沙漠和極地冰原上空,幾乎沒(méi)有水汽的存在.那時(shí)間上又有什么規(guī)律呢?對(duì)了,比如在我們上海,夏季水汽含量就比冬季多很多。固體雜質(zhì)作為水汽的凝結(jié)核，也是大氣組成的一小部分，雖然水汽和固體雜質(zhì)的含量也很少，但二者卻是成云致雨的必要條件?！拘〗Y(jié)】

由此可見(jiàn)，大氣中各組成部分對(duì)地球、地球上的生物都有著重要作用?！咎釂?wèn)】低層大氣的組成成分含量是否有變化呢？【學(xué)生討論】氮和氧成分是否變化？二氧化碳和臭氧含量是否變化？【討論】為什么呢？成分含量的變化又各自產(chǎn)生怎樣的后果？【講解】N2,O2含量基本不變CO2含量增加——原因：（1）燃燒礦物燃料向大氣中排放大量的CO2（2）毀林，特別是熱帶雨林的破壞，使森林吸收和固定的二氧化碳迅速減少——后果：（1）海平面上升（2）引起世界各地降水和干濕狀況的變化O3含量減少——原因：人類使用消耗臭氧的物質(zhì)，釋放大量氟氯烴化合物——后果：使到達(dá)地面的紫外線輻射增加，直接危害人體健康，還對(duì)生態(tài)環(huán)境和農(nóng)林牧漁業(yè)造成破壞。【總結(jié)】了解了大氣的組成，那么大氣形成的連續(xù)圈層我們稱為大氣圈或大氣層，大氣層的質(zhì)量?jī)H占地球質(zhì)量的百萬(wàn)分之一。并且由于地球引力的影響，大氣密度隨著高度的增加而減小，大氣總質(zhì)量的90%集中在離地表15千米的高度以內(nèi)，99。9%集中在50千米高度以內(nèi)。在2000千米高度以上，大氣極其稀薄，逐漸向星際空間過(guò)渡，無(wú)明顯的上界?！具^(guò)渡】

這層厚厚的大氣，綿延數(shù)千千米，那么這么高的大氣層在垂直方向上有什么變化特點(diǎn)呢？前面我們講到了大氣的密度隨著高度的增加而減小，那溫度又是怎怎樣變化的呢？我們看這兩幅圖，發(fā)現(xiàn)什么了嗎？對(duì)了，從山腳到山頂，溫度是遞減的，那溫度是不是就這樣一直遞減下去呢？對(duì)了，其實(shí)每層的溫度變化都是不同的，所以我們根據(jù)大氣的物理性質(zhì)，將大氣進(jìn)行了分層，共分為5層?！咎釂?wèn)】

請(qǐng)你們讀圖說(shuō)明各層氣溫是如何隨高度變化的？對(duì)！對(duì)流層氣溫隨高度升高遞減；平流層氣溫隨高度升高遞增；中間層氣溫隨高度升高遞減；熱層氣溫隨高度升高遞增?！具^(guò)渡】為什么各層熱狀況各有不同呢？大氣的熱狀況不同，那大氣的運(yùn)動(dòng)和其它大氣現(xiàn)象時(shí)不是也不同呢?我們就具體來(lái)分析一下?！局v解】

在對(duì)流層，熱量主要來(lái)自地面的長(zhǎng)波輻射，所以上冷下熱，氣溫垂直遞減率為°C/100M，也就是說(shuō)每上升1000米，氣溫下降6度，所以在我國(guó)眾多海拔1000米左右的山地成為避暑勝地，山上的氣溫比山腳低了6度左右，氣溫比較適宜。那么既然上冷下熱，氣體熱脹冷縮，熱的地方氣溫高，空氣的密度就比較小，容易產(chǎn)生空氣的上升運(yùn)動(dòng)，冷的地方空氣就會(huì)下沉來(lái)補(bǔ)充，這樣就形成了大氣的對(duì)流運(yùn)動(dòng)。所以大氣是做什么方向的運(yùn)動(dòng)阿，對(duì)了，就是垂直方向上的對(duì)流運(yùn)動(dòng)。也就是我們?yōu)槭裁磳⑵浞Q為對(duì)流層的原因。答：（略）[學(xué)生回答]氮和氧成分基本不變，二氧化碳和臭氧含量有變化，二氧化碳含量增加，臭氧含量減少。答：分為對(duì)流層、平流層、中間層、熱層?！咎釂?wèn)】

對(duì)流層是最貼近地面的一層。整個(gè)大氣質(zhì)量的3/4和幾乎全部水汽、固體雜質(zhì)都集中在這一層,這些物質(zhì)受冷凝結(jié)，在大氣對(duì)流過(guò)程中，可能產(chǎn)生什么天氣現(xiàn)象？【總結(jié)】

云、雨、雪等天氣現(xiàn)象都發(fā)生在這一層，因此，對(duì)流層天氣現(xiàn)象復(fù)雜多變，與人類的關(guān)系也最為密切。【過(guò)渡】同學(xué)們肯定有疑問(wèn)了，那對(duì)流層的高度究竟是多少呢？我們來(lái)看這張圖，淡藍(lán)色部分是對(duì)流層，發(fā)現(xiàn)在赤道地區(qū)對(duì)流層比兩極地區(qū)厚，那具體是多厚呢？我們一起來(lái)看看，由于地面受熱越多，對(duì)流就越旺盛，所以不同地區(qū)對(duì)流層的高度有可能不同。赤道地區(qū)對(duì)流層高度高，極地地區(qū)對(duì)流層高度低，因此我們說(shuō)對(duì)流層高度隨緯度發(fā)生變化，一般低緯度地區(qū)對(duì)流層高度高。低緯地區(qū)對(duì)流層可達(dá)17～18千米；高緯地區(qū)僅8～9千米；中緯地區(qū)10～12千米?！咎釂?wèn)】對(duì)流層高度除隨緯度發(fā)生變化外還隨什么因素發(fā)生變化？由于夏季溫度高,所以對(duì)流就旺盛,對(duì)流層的高度就比冬季時(shí)高,比如我們上海,夏季時(shí)對(duì)流層可達(dá)16千米,而冬季時(shí)只有11千米。【提問(wèn)】

對(duì)流層之上離地面50-60千米高度范圍我們成為平流層,根據(jù)平流層的大氣熱狀況，推測(cè)其中大氣該怎樣運(yùn)動(dòng)？天氣現(xiàn)象如何？【講解】

我們看到溫度是隨著高度上升而增加的，這是為什么呢？對(duì)了，因?yàn)檫@里又臭氧層的存在，它能大量吸收紫外線，，使這層的溫度急劇上升。由于平流層上熱下冷，大氣穩(wěn)定，不易形成對(duì)流，因此這層大氣以水平運(yùn)動(dòng)為主.除此之外，這一層水汽、固體雜質(zhì)極少，天氣晴朗，能見(jiàn)度很好，大氣平穩(wěn)，有利于高空飛行?，F(xiàn)在人們乘坐的大型飛機(jī)多是在平流層中飛行。臭氧層可以保護(hù)地球上的生物免受過(guò)多紫外線的傷害，所以就成為人類生存環(huán)境的天然屏障平流層與人類的關(guān)系也很密切。答：垂直方向的運(yùn)動(dòng)。答:季節(jié)【提問(wèn)】

依次類推，中間層大氣的溫度是如何變化的呢？對(duì)！中間層溫度隨高度增加而降低,為什么會(huì)降低呢？對(duì)了，這層幾乎沒(méi)有臭氧，不能吸收熱量，所以溫度降低。那就和前面講到的對(duì)流層一樣,溫度上冷下熱，所以所以空氣垂直對(duì)流運(yùn)動(dòng)相當(dāng)強(qiáng)烈，又稱高空對(duì)流層?！咎釂?wèn)】既然這也是對(duì)流作用，與對(duì)流層有什么區(qū)別呢？那這里也有雨雪等天氣的變化嗎？沒(méi)有，因?yàn)檫@里沒(méi)有水汽、塵埃等物質(zhì)的存在，就沒(méi)有了成云致雨的必要條件，所以這里就不像對(duì)流層那樣有復(fù)雜的天氣變化。中間層之上到離地面約800千米的高度是熱層.這里的氣體都以離子態(tài)存在,所以這層又稱為電離層.由于離子態(tài)的氣體吸收太陽(yáng)紫外線輻射,所以該層溫度隨高度增加急劇升高，在300千米的高度，溫度達(dá)到了1000度。電離層大氣在太陽(yáng)紫外線和宇宙射線的作用下，處于高度電離狀態(tài)，故而能反射短波無(wú)線電波，對(duì)無(wú)線電通信有重要作用。所以我們能聽(tīng)到很遠(yuǎn)的地方電臺(tái)的廣播?！咎釂?wèn)】同學(xué)們還記不記得我們?cè)谀睦镏v到過(guò)電離層?對(duì)了,在專題1宇宙時(shí),我們講到過(guò)電離層,當(dāng)太陽(yáng)活動(dòng)的耀斑爆發(fā)時(shí)發(fā)射的電磁波進(jìn)入電離層，會(huì)引起電離層的擾動(dòng)。此時(shí)在電離層的短波無(wú)線電信號(hào)會(huì)被部分或全部吸收，從而導(dǎo)致通訊衰減或中斷。這兩張是發(fā)生在南極上空的美麗的極光，主要是由于帶電粒子與大氣發(fā)生摩擦，就形成了極光，這個(gè)也是分布在這一層里的。除此之外，人造衛(wèi)星、火箭等也大都分布在這里。最后離我們地面最遠(yuǎn)的就是散逸層,或者稱為外層,這層受到的地球引力減弱,空氣也最為稀薄,經(jīng)常有一些大氣粒子散逸到星際空間去,故得名散逸層.

【總結(jié)】中間層、熱層和外層由于距離地面較遠(yuǎn)，因此與人類的關(guān)系不如對(duì)流層和平流層密切。【列表小結(jié)】答：對(duì)流運(yùn)動(dòng)。

【課堂小結(jié)】以上就是我們這節(jié)課所學(xué)的內(nèi)容，大家主要理解和掌握兩個(gè)內(nèi)容：第一，了解大氣的組成及各部分的作用。正確認(rèn)識(shí)大氣的主要組成成分對(duì)人類生命活動(dòng)及其生存環(huán)境的重大作用，反過(guò)來(lái)人類活動(dòng)也會(huì)對(duì)大氣組成成分帶來(lái)影響，甚至是負(fù)面影響。第二，大氣的垂直分布。氣溫的垂直分布是劃分大氣各層的主要依據(jù)，也是大氣各層最基本的特征。教案設(shè)計(jì)說(shuō)明導(dǎo)課：這節(jié)課的導(dǎo)課我用的是天氣與氣候問(wèn)題，一來(lái)用最普通的話題進(jìn)入教學(xué)，二來(lái)也可以緊扣第三篇的主題，同時(shí)也能將天氣與氣候之間的區(qū)別向同學(xué)講解清楚。大氣的組成：在大氣的組成這個(gè)內(nèi)容中，我是通過(guò)展示《干結(jié)空氣組成圖》，讓同學(xué)跟著我的思路一起學(xué)習(xí)。此后又講解了各個(gè)組成成分的作用，再來(lái)讓學(xué)生討論各個(gè)組成成分的含量會(huì)不會(huì)發(fā)生改變？成分含量的變化又各自產(chǎn)生怎樣的后果？這里設(shè)置討論一方面是通過(guò)討論學(xué)生很快提起了學(xué)習(xí)的興趣，并且積極參與到教學(xué)中來(lái)，另一方面，學(xué)生通過(guò)討論，可以讓他們加強(qiáng)合作精神。大氣的垂直分層：在這個(gè)內(nèi)容中，主要是讓學(xué)生看圖，分析每一層的溫度變化，以及每一層所有的特點(diǎn)。這樣做的目的是讓學(xué)生學(xué)會(huì)讀圖，并且進(jìn)一步進(jìn)行析圖。除此之外，還講解了每一層與我們?nèi)祟惖年P(guān)系，如無(wú)線電通訊、云雨雪等等。最后用一張表格將所講內(nèi)容羅列出來(lái)，幫助同學(xué)們更好的理解知識(shí)、掌握知識(shí)。最后：在本節(jié)課的最后，我對(duì)所學(xué)內(nèi)容做了一個(gè)小結(jié)，幫助同學(xué)們梳理知識(shí)點(diǎn)，然后又出了幾道課堂小練習(xí)，鞏固所學(xué)的知識(shí)，及時(shí)反饋。教學(xué)反思專題8《大氣的組成與垂直分層》是第三篇《大氣與天氣、氣候》的第一課內(nèi)容，通過(guò)本單元的學(xué)習(xí)，要讓學(xué)生了解大氣由哪些物質(zhì)組成及大氣的五個(gè)圈層如何劃分，每一層有怎樣的特點(diǎn)等等。一、自我評(píng)價(jià)1、教學(xué)思路較為清晰，有流暢的教學(xué)內(nèi)容流程與教學(xué)組織流程。2、課堂教學(xué)過(guò)程中師生關(guān)系始終是和諧的，在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生非常配合教學(xué)工作，使得本節(jié)課上得很流暢，圓滿地結(jié)束了教學(xué)內(nèi)容。3、整節(jié)課的課堂時(shí)間控制的很好，在有限的時(shí)間里完成了所有的教學(xué)內(nèi)容。二、自我反思教學(xué)后的收獲：這節(jié)課因?yàn)槭堑谌牡谝粋€(gè)單元，對(duì)學(xué)生來(lái)講這是一個(gè)全新的內(nèi)容，所以我運(yùn)用了提問(wèn)討論等方式讓學(xué)生參與到教學(xué)過(guò)程中來(lái)，很多學(xué)生在討論的過(guò)程中表現(xiàn)十分積極活躍，開(kāi)闊了他們的思維，在他們的回答中也體現(xiàn)出了他們豐富的課外知識(shí)，讓我感覺(jué)學(xué)生是很喜歡上地理課的。除此之外，還有一個(gè)很大的收獲是，學(xué)生的積極表現(xiàn)也