《大氣的組成與垂直分層》教學(xué)設(shè)計(jì)案例

第三章 地球上的大氣第一節(jié) 大氣的組成與垂直分層【教學(xué)目標(biāo)】1.運(yùn)用大氣層氣溫隨高度變化示意圖，探究分析大氣各層的溫度變化特點(diǎn)及成因，提升綜合思維。2.通過(guò)課外觀察，了解對(duì)流層大氣的特殊現(xiàn)象，如逆溫、霧霾等，并能運(yùn)用相關(guān)原理解釋地理現(xiàn)象，提升綜合思維和地理實(shí)踐力。3.根據(jù)所學(xué)知識(shí)和原理，了解臭氧層對(duì)人類(lèi)的重要意義，關(guān)注霧霾問(wèn)題和全球變暖現(xiàn)象增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)，樹(shù)立人地協(xié)調(diào)觀。【教學(xué)設(shè)計(jì)案例】【引入新課】地球是宇宙中既普通又特殊的一顆行星，特殊的是它擁有生命，而正是因?yàn)橛辛舜髿獠攀沟蒙男纬捎辛丝赡埽瑥慕裉扉_(kāi)始我們一起學(xué)習(xí)第三章《地球上的大氣》。讀教材第66頁(yè)，思考：地球表面的大氣對(duì)地球上的生命有什么意義？圍繞在地球周?chē)暮窈竦拇髿鈱?，?huì)對(duì)地球自然環(huán)境產(chǎn)生深刻的影響。例如，地面上的水蒸發(fā)成水汽進(jìn)入大氣，大氣中的水汽又凝結(jié)成雨、雪等降落到地面，使地球上的水循環(huán)不止。又如，增溫、降溫、刮風(fēng)、下雨等天氣現(xiàn)象，滋養(yǎng)著萬(wàn)物生靈，但也會(huì)帶來(lái)災(zāi)害。大氣是地球自然環(huán)境中最活躍的組成部分。今天這節(jié)課，我們先了解一下大氣的組成和結(jié)構(gòu)。【圖片導(dǎo)入】（教師首先展示霧霾天氣照片）地球大氣中出現(xiàn)了如圖所示的天氣現(xiàn)象，請(qǐng)問(wèn)這是什么現(xiàn)象？（霧霾天氣）【教師引導(dǎo)】這說(shuō)明大氣的組成物質(zhì)有了什么變化呢？大家想一想，在我們周?chē)拇髿庵?，除了純凈的空氣，還有些什么物質(zhì)？讀“干潔空氣的主要成分表”，回答下列問(wèn)題：氣體成分體積分?jǐn)?shù)/%質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%氮（N2）78.0875.52續(xù)表氧（O2）20.9423.15氬（Ar）0.931.28二氧化碳（CO2）0.030.051.干潔空氣的主要成分是什么？各有什么作用？氧是人類(lèi)和其他好氧生物維持生命活動(dòng)所必需的物質(zhì)，氮是地球上生物體的基本成分。大氣中的微量成分二氧化碳和臭氧，含量雖少，但對(duì)地球上的生命活動(dòng)和自然環(huán)境有著重要作用。二氧化碳是綠色植物進(jìn)行光合作用的基本原料，并對(duì)地面起保溫作用。臭氧能大量吸收太陽(yáng)紫外線，保護(hù)地球上的生命免受過(guò)多紫外線的傷害，被譽(yù)為“地球生命的保護(hù)傘”；而穿透大氣射到地面上的少量紫外線，又能起到殺菌的作用。2.除了氮?dú)夂脱鯕?，干潔空氣中還有哪些氣體呢？各有何作用？【學(xué)生思考】空氣中的水汽和固體雜質(zhì)又有什么作用？空氣中的水汽和固體雜質(zhì)是引起天氣變化的重要因素。水汽的相變（氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)三者的互相轉(zhuǎn)變），產(chǎn)生了云、雨、霧、雪等一系列天氣現(xiàn)象，這些天氣現(xiàn)象伴隨著熱量的吸收和釋放，直接影響地面和大氣的溫度。固體雜質(zhì)作為凝結(jié)核，是成云致雨的必要條件。大氣中水汽和固體雜質(zhì)的含量因時(shí)因地而異。水汽和雜質(zhì)的時(shí)空分布規(guī)律是怎樣的？【板書(shū)】【學(xué)生討論，教師歸納】水汽分布規(guī)律：水平方向上，海洋上空高于陸地上空，濕潤(rùn)地區(qū)上空高于干旱地區(qū)上空；垂直方向上，一般自地面向高空逐漸減少；時(shí)間分布上，濕潤(rùn)地區(qū)一般夏季多于冬季。雜質(zhì)分布規(guī)律：一般而言，近地面陸地多于海上，城市多于鄉(xiāng)村，冬季多于夏季。地理事物的分布規(guī)律有空間分布規(guī)律和時(shí)間分布規(guī)律，我們?cè)谒伎嫉臅r(shí)候要有這種綜合思維的素養(yǎng)觀念。然而，大氣的組成成分并不是固定不變的，人類(lèi)活動(dòng)造成的大氣污染，使大氣的成分發(fā)生了越來(lái)越明顯的變化。【提供材料】材料一由于煤、石油等礦物燃料的使用越來(lái)越多，人類(lèi)社會(huì)每年向空氣中排放的二氧化碳總量在過(guò)去三十年里增加了一倍，再加上大量森林被砍伐，綠色植物通過(guò)光合作用吸收二氧化碳的量相應(yīng)也有所減少，導(dǎo)致大氣中二氧化碳的濃度在過(guò)去三十年里增長(zhǎng)了12%。材料二氯氟烴是一種人工合成的化合物，主要用于制冷劑、火箭推進(jìn)劑等，到20世紀(jì)80年代中期，全球氯氟烴的年消費(fèi)量已達(dá)到100萬(wàn)噸。但是由于氯氟烴對(duì)臭氧層會(huì)產(chǎn)生破壞，從1996年1月1日起，氯氟烴化合物正式被禁止生產(chǎn)?！舅伎紗?wèn)題】大氣組成成分的這種變化，會(huì)產(chǎn)生什么影響？【學(xué)生回答】從材料一得知，如果空氣中二氧化碳濃度繼續(xù)增加，地球持續(xù)不斷變暖，將使極地冰雪融化、海平面上升，世界上的許多桑田將變成滄海，對(duì)人類(lèi)生存產(chǎn)生嚴(yán)重影響。從材料二得知，氯氟烴給人類(lèi)帶來(lái)的危害是破壞了大氣中的臭氧層，這可能導(dǎo)致皮膚癌等疾病的發(fā)病率上升?！窘處熜〗Y(jié)】由于人類(lèi)活動(dòng)造成的危害是全球性的，目前已引起了國(guó)際社會(huì)的高度重視，世界各國(guó)紛紛采取措施，保護(hù)全球的大氣環(huán)境?！菊n堂活動(dòng)】完成教材第68頁(yè)的活動(dòng)認(rèn)識(shí)霧與霾的區(qū)別，并舉例說(shuō)明霾天氣對(duì)我們生活的影響。（略）【提出疑問(wèn)】中國(guó)古詩(shī)中有“高處不勝寒”這樣的詩(shī)句，地球大氣層是否都是“高處不勝寒”呢？接下來(lái)，我們來(lái)學(xué)習(xí)大氣垂直分層的相關(guān)內(nèi)容。【學(xué)生討論】讀教材圖3-3“大氣垂直分層示意”（教材第69頁(yè)圖3-3，PPT展示），并閱讀課文，思考以下問(wèn)題：1.地球大氣共分為哪幾層？2.在不同緯度，對(duì)流層高度是否一樣？為什么？3.對(duì)流層和平流層的氣溫如何隨高度而變化？原因是什么4.在對(duì)流層和平流層中，大氣運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)是什么？5.對(duì)流層和平流層大氣與人類(lèi)活動(dòng)有何關(guān)系？6.為什么說(shuō)平流層是人類(lèi)生存環(huán)境的天然屏障？7.高層大氣與人類(lèi)活動(dòng)有哪些關(guān)系？【教師小結(jié)】1.地球大氣自下至上可分為對(duì)流層、平流層和高層大氣。2.不同緯度的對(duì)流層高度不一樣。低緯度地區(qū)，地面受熱多，對(duì)流活動(dòng)旺盛，因而對(duì)流層的高度高；高緯度地區(qū)，地面受熱較少，對(duì)流活動(dòng)較弱，所以對(duì)流層的高度低；中緯度地區(qū)對(duì)流層的高度則適中。3.對(duì)流層內(nèi)，氣溫隨高度升高遞減；平流層內(nèi)，氣溫隨高度升高遞增。因?yàn)檫@兩層的熱源有所不同。對(duì)流層大氣的熱量絕大部分直接來(lái)自地面，因此，離地面越高的大氣，受熱越少，氣溫越低，氣溫垂直遞減率約為0.6℃/100米；而平流層大氣由于含有臭氧，能大量吸收太陽(yáng)紫外線，使氣溫隨高度增加而上升。4.在對(duì)流層中，空氣上冷下暖。而底部熱的地方氣溫高，空氣密度小，容易產(chǎn)生空氣的上升運(yùn)動(dòng)；冷的地方因有空氣流向熱的地方，從而產(chǎn)生下沉運(yùn)動(dòng)，這樣就形成了大氣的對(duì)流運(yùn)動(dòng)。所以，對(duì)流層中的大氣以對(duì)流運(yùn)動(dòng)為主。而平流層上熱下冷，大氣穩(wěn)定，不易形成對(duì)流，因此以水平運(yùn)動(dòng)為主。5.由于對(duì)流層大氣最靠近地面，幾乎集中了全部的水汽和雜質(zhì)，在大氣對(duì)流過(guò)程中，容易形成云、雨、雪等天氣現(xiàn)象。因此，對(duì)流層天氣現(xiàn)象復(fù)雜多變，與人類(lèi)的關(guān)系最為密切。而平流層大氣穩(wěn)定，且水汽和雜質(zhì)極少，故云、雨現(xiàn)象近于絕跡，天氣晴朗，有利于高空飛行。6.因?yàn)槠搅鲗又械某粞跄艽罅课仗?yáng)紫外線，保護(hù)地球上的生命免受過(guò)多紫外線的傷害，是人類(lèi)生存的天然屏障。7.地球外60~500千米的大氣層，有若干電離層。電離層大氣處于高度電離狀態(tài)，它們就像一面反射無(wú)線電波的鏡子，使無(wú)線電波在地面和電離層之間多次反射，從而實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離無(wú)線電通信。列表歸納：大氣分層高度特點(diǎn)與人類(lèi)關(guān)系氣溫的垂直變化空氣運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)高層大氣平流層頂以上的大氣層密度小，氣壓小，氣溫高電離層能反射無(wú)線電波平流層對(duì)流層頂至50~55千米隨高度增加而遞增以水平運(yùn)動(dòng)為主利于高空飛行對(duì)流層低緯：17~18千米中緯：10~12千米高緯：8~9千米隨高度增加而遞減對(duì)流運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈天氣現(xiàn)象復(fù)雜多變【課堂活動(dòng)】高層大氣的氣溫可以達(dá)到1000℃以上，為什么運(yùn)行在其中的人造衛(wèi)星不會(huì)被燒毀？（教師展示相關(guān)圖片材料，學(xué)生討論）【教師小結(jié)】高層大氣雖然氣溫可達(dá)1000℃以上，但由于空氣極其稀薄，且每個(gè)空氣分子所攜帶的熱量相當(dāng)少，所以高層大氣中總的熱量也非常少，摩擦產(chǎn)生的熱量也很少，不足以把人造衛(wèi)星燒毀，而且人造衛(wèi)星的外殼往往是由可以強(qiáng)烈反射太陽(yáng)輻射的材料制作而成。我們要搞清楚溫度與熱量是兩個(gè)不同的概念。【課堂活動(dòng)】完成教材第72頁(yè)的活動(dòng)，了解逆溫現(xiàn)象及其對(duì)近地面空氣質(zhì)量的影響【教師講解】正常情況下，在對(duì)流層中每上升1000米，氣溫下降6℃，但由于某些原因，對(duì)流層的局部地區(qū)會(huì)出現(xiàn)氣溫隨高度升高而變髙的現(xiàn)象，稱(chēng)為逆溫現(xiàn)象。請(qǐng)思考，逆溫現(xiàn)象的出現(xiàn)，會(huì)導(dǎo)致該層大氣的運(yùn)動(dòng)狀況發(fā)生怎樣的變化？（阻礙空氣的對(duì)流運(yùn)動(dòng)。）那么，當(dāng)對(duì)流層中出現(xiàn)逆溫現(xiàn)象時(shí)，會(huì)對(duì)近地面的空氣質(zhì)量產(chǎn)生什么影響？【教師小結(jié)】若對(duì)流層的局部出現(xiàn)逆溫現(xiàn)象，會(huì)抑制空氣的對(duì)流運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致近地面污染物不易擴(kuò)散，造成大氣污染，空氣質(zhì)量下降。接下來(lái)，我們來(lái)觀察三幅煙囪的煙流分布圖，思考三幅圖對(duì)應(yīng)的大氣層是否有出現(xiàn)逆溫現(xiàn)象，如果出現(xiàn)，發(fā)生在哪幅圖，請(qǐng)畫(huà)圖示意。逆溫現(xiàn)象能加劇大氣污染的程度，20世紀(jì)世界八大公害事件中，有多起事件與逆溫現(xiàn)象密切相關(guān)，請(qǐng)同學(xué)們課后上網(wǎng)查詢(xún)一下，世界八大公害事件中哪些與逆溫現(xiàn)象有關(guān)。人們是這樣比喻地球上的大氣