《8大氣的組成和垂直分層》案例

《8大氣的組成和垂直分層》教學案例【教學內(nèi)容】二期課改高二第一學期專題8教學目標1.知識目標：(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:(1)用氣溫的垂直分布圖，說明大氣垂直分層結(jié)構(gòu)，氣溫垂直變化(2)通過自學、講圖、析圖以及分析討論，培養(yǎng)學生的自學能力和分析問題、解決問題的能力(3)能分析對流層、平流層的主要特點。3.情感態(tài)度價值觀：(1)初步了解大氣對人類活動的影響，樹立正確的人地觀教學重點大氣的垂直分層（以對流層為主）教學難點各層大氣的主要特點教學方法啟發(fā)式談話法，講授法準備過程1、參考教科書、輔導書等資料2、網(wǎng)上搜索相關(guān)圖片資料3、制作ppt課件教學媒體ppt教學過程教師活動學生活動【引入】今天的天氣怎么樣啊?對了,今天天氣……那么我們上海的氣候又是如何的呢?對了,我們上海氣候四季分明,是亞熱帶季風氣候.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,對了天氣是指短時間內(nèi)的變化,而氣候是多年的平均變化,時間上是不同的.不論是天氣還是氣候他們都與什么有關(guān)呢?對了都是與大氣有關(guān)的.今天我們就來學習第三篇----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數(shù)千千米的混合氣體，稱為“大氣”。而這層大氣對我們整個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，沒有大氣就沒有水和生物。對于人類來說，大氣具有獨特重要的意義。為什么大氣會有如此重要的作用，今天我們就來認識大氣的組成和垂直分層結(jié)構(gòu)?！緲祟}】

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】

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！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?！咎釂枴?/p>

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，那它們在大氣中是否可有可無呢？（不是，它們都有著自身不可替代的作用）【提問】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；對地面保溫O3吸收紫外線，保護地球上的生物免受過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,任何有機體的生長都離不開氮；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所必需的物質(zhì)，二者對于地球上的生物來說都是必不可少的?！咎釂枴?/p>

除了氮和氧，干潔空氣中還有哪些氣體呢？【提問】

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,臭氧能吸收太陽光線中的紫外線，使地面上的生物免受紫外線的傷害。

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

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到5%;而在沙漠和極地冰原上空,幾乎沒有水汽的存在.那時間上又有什么規(guī)律呢?對了,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，大氣中各組成部分對地球、地球上的生物都有著重要作用?！咎釂枴康蛯哟髿獾慕M成成分含量是否有變化呢？【學生討論】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：使到達地面的紫外線輻射增加，直接危害人體健康，還對生態(tài)環(huán)境和農(nóng)林牧漁業(yè)造成破壞?！究偨Y(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)量僅占地球質(zhì)量的百萬分之一。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，逐漸向星際空間過渡，無明顯的上界。【過渡】

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？對了，其實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)，將大氣進行了分層，共分為5層?！咎釂枴?/p>

請你們讀圖說明各層氣溫是如何隨高度變化的？對！對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。【過渡】為什么各層熱狀況各有不同呢？大氣的熱狀況不同，那大氣的運動和其它大氣現(xiàn)象時不是也不同呢?我們就具體來分析一下?！局v解】

在對流層，熱量主要來自地面的長波輻射，所以上冷下熱，氣溫垂直遞減率為°C/100M，也就是說每上升1000米，氣溫下降6度，所以在我國眾多海拔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)生空氣的上升運動，冷的地方空氣就會下沉來補充，這樣就形成了大氣的對流運動。所以大氣是做什么方向的運動阿，對了，就是垂直方向上的對流運動。也就是我們?yōu)槭裁磳⑵浞Q為對流層的原因。答：（略）[學生回答]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：分為對流層、平流層、中間層、熱層?！咎釂枴?/p>

對流層是最貼近地面的一層。整個大氣質(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)，在大氣對流過程中，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，對流層天氣現(xiàn)象復雜多變，與人類的關(guān)系也最為密切?！具^渡】同學們肯定有疑問了，那對流層的高度究竟是多少呢？我們來看這張圖，淡藍色部分是對流層，發(fā)現(xiàn)在赤道地區(qū)對流層比兩極地區(qū)厚，那具體是多厚呢？我們一起來看看，由于地面受熱越多，對流就越旺盛，所以不同地區(qū)對流層的高度有可能不同。赤道地區(qū)對流層高度高，極地地區(qū)對流層高度低，因此我們說對流層高度隨緯度發(fā)生變化，一般低緯度地區(qū)對流層高度高。低緯地區(qū)對流層可達17～18千米；高緯地區(qū)僅8～9千米；中緯地區(qū)10～12千米?！咎釂枴繉α鲗痈叨瘸S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,所以對流就旺盛,對流層的高度就比冬季時高,比如我們上海,夏季時對流層可達16千米,而冬季時只有11千米?！咎釂枴?/p>

對流層之上離地面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，推測其中大氣該怎樣運動？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？對了，因為這里又臭氧層的存在，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，不易形成對流，因此這層大氣以水平運動為主.除此之外，這一層水汽、固體雜質(zhì)極少，天氣晴朗，能見度很好，大氣平穩(wěn)，有利于高空飛行?，F(xiàn)在人們乘坐的大型飛機多是在平流層中飛行。臭氧層可以保護地球上的生物免受過多紫外線的傷害，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：垂直方向的運動。答:季節(jié)【提問】

依次類推，中間層大氣的溫度是如何變化的呢？對！中間層溫度隨高度增加而降低,為什么會降低呢？對了，這層幾乎沒有臭氧，不能吸收熱量，所以溫度降低。那就和前面講到的對流層一樣,溫度上冷下熱，所以所以空氣垂直對流運動相當強烈，又稱高空對流層?！咎釂枴考热贿@也是對流作用，與對流層有什么區(qū)別呢？那這里也有雨雪等天氣的變化嗎？沒有，因為這里沒有水汽、塵埃等物質(zhì)的存在，就沒有了成云致雨的必要條件，所以這里就不像對流層那樣有復雜的天氣變化。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，溫度達到了1000度。電離層大氣在太陽紫外線和宇宙射線的作用下，處于高度電離狀態(tài)，故而能反射短波無線電波，對無線電通信有重要作用。所以我們能聽到很遠的地方電臺的廣播?！咎釂枴客瑢W們還記不記得我們在哪里講到過電離層?對了,在專題1宇宙時,我們講到過電離層,當太陽活動的耀斑爆發(fā)時發(fā)射的電磁波進入電離層，會引起電離層的擾動。此時在電離層的短波無線電信號會被部分或全部吸收，從而導致通訊衰減或中斷。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，因此與人類的關(guān)系不如對流層和平流層密切?！玖斜硇〗Y(jié)】答：對流運動。

【課堂小結(jié)】以上就是我們這節(jié)課所學的內(nèi)容，大家主要理解和掌握兩個內(nèi)容：第一，了解大氣的組成及各部分的作用。正確認識大氣的主要組成成分對人類生命活動及其生存環(huán)境的重大作用，反過來人類活動也會對大氣組成成分帶來影響，甚至是負面影響。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)計說明導課：這節(jié)課的導課我用的是天氣與氣候問題，一來用最普通的話題進入教學，二來也可以緊扣第三篇的主題，同時也能將天氣與氣候之間的區(qū)別向同學講解清楚。大氣的組成：在大氣的組成這個內(nèi)容中，我是通過展示《干結(jié)空氣組成圖》，讓同學跟著我的思路一起學習。此后又講解了各個組成成分的作用，再來讓學生討論各個組成成分的含量會不會發(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討論學生很快提起了學習的興趣，并且積極參與到教學中來，另一方面，學生通過討論，可以讓他們加強合作精神。大氣的垂直分層：在這個內(nèi)容中，主要是讓學生看圖，分析每一層的溫度變化，以及每一層所有的特點。這樣做的目的是讓學生學會讀圖，并且進一步進行析圖。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，幫助同學們更好的理解知識、掌握知識。最后：在本節(jié)課的最后，我對所學內(nèi)容做了一個小結(jié)，幫助同學們梳理知識點，然后又出了幾道課堂小練習，鞏固所學的知識，及時反饋。教學反思專題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，通過本單元的學習，要讓學生了解大氣由哪些物質(zhì)組成及大氣的五個圈層如何劃分，每一層有怎樣的特點等等。一、自我評價1、教學思路較為清晰，有流暢的教學內(nèi)容流程與教學組織流程。2、課堂教學過程中師生關(guān)系始終是和諧的，在教師的引導下，學生非常配合教學工作，使得本節(jié)課上得很流暢，圓滿地結(jié)束了教學內(nèi)容。3、整節(jié)課的課堂時間控制的很好，在有限的時間里完成了所有的教學內(nèi)容。二、自我反思教學后的收獲：這節(jié)課因為是第三篇的第一個單元，對學生來講這是一個全新的內(nèi)容，所以我運用了提問討論等方式讓學生參與到教學過程中來，很多學生在討論的過程中表現(xiàn)十分積極活躍，開闊了他們的思維，在他們的回答中也體現(xiàn)出了他們豐富的課外知識，讓我感覺學生是很喜歡上地理課的。除此之外，還有一個很大的收獲是，學生的積極表現(xiàn)也