地理必修 第一冊第二節(jié) 大氣受熱過程和大氣運(yùn)動教學(xué)設(shè)計

這是一份地理必修 第一冊第二節(jié) 大氣受熱過程和大氣運(yùn)動教學(xué)設(shè)計，共6頁。教案主要包含了課標(biāo)要求，課標(biāo)解讀，重難點(diǎn)，教學(xué)目標(biāo)，教學(xué)過程等內(nèi)容，歡迎下載使用。
2017版課標(biāo)要求為“運(yùn)用示意圖等，說明大氣受熱過程與熱力環(huán)流原理，并解釋相關(guān)現(xiàn)象”。
二、課標(biāo)解讀
條課標(biāo)的行為主體是學(xué)生；行為條件是“運(yùn)用示意圖”，說明學(xué)生要學(xué)會解讀與本部分內(nèi)容相關(guān)的示意圖，包括大氣熱力環(huán)流形成示意圖、海陸風(fēng)示意圖、城市熱島環(huán)流示意圖。由于大氣的受熱過程和大氣運(yùn)動較為抽象，學(xué)生接觸較少，因此在教學(xué)過程中教師應(yīng)該充分利用示意圖，幫助學(xué)生形成直觀感知地理原理、地理過程，并且培養(yǎng)學(xué)生讀圖、析圖、畫圖的能力；行為動詞是“說明”、“解釋”，屬于“理解”水平，要求學(xué)生不僅要了解地理現(xiàn)象，還要能夠分析現(xiàn)象背后的原因；行為內(nèi)容是大氣受熱過程與熱力環(huán)流原理，以及解釋相關(guān)現(xiàn)象，這部分內(nèi)容難度較大，因此需要教師在講解地理原理之后，聯(lián)系生活實(shí)際，通過案例的形式加強(qiáng)學(xué)生的理解，大氣受熱過程和熱力環(huán)流是理解大氣運(yùn)動所需要的基本原理，屬于地理原理性知識。
三、重難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn)：大氣的受熱過程；大氣熱力環(huán)流原理；大氣的水平運(yùn)動——風(fēng)
教學(xué)難點(diǎn)：大氣熱力環(huán)流原理；大氣的水平運(yùn)動——風(fēng)；運(yùn)用地理原理解釋生活中現(xiàn)象
四、教學(xué)目標(biāo)
運(yùn)用示意圖等，說明大氣受熱過程和大氣保溫作用，并解釋相關(guān)現(xiàn)象。
運(yùn)用示意圖等，說明大氣熱力環(huán)流原理，并解釋相關(guān)現(xiàn)象。
運(yùn)用示意圖等，說明風(fēng)的形成和風(fēng)向規(guī)律。
五、教學(xué)過程
課前準(zhǔn)備：一張白紙，兩種不同顏色的寫字筆
一、導(dǎo)入
【復(fù)習(xí)導(dǎo)入】
同學(xué)們好，上節(jié)課我們學(xué)習(xí)大氣的垂直分層，大家還記得大氣垂直分層的主要依據(jù)的嗎？對不錯，大氣垂直分層的主要依據(jù)就是大氣溫度在垂直方向上的變化。我們上次講過平流層的氣溫是怎么變化的呢？是的，平流層的氣溫是隨高度的增加而升高，那么是誰提供給平流層大氣的熱源呢？不錯，是臭氧吸收太陽輻射中的紫外線，導(dǎo)致平流層的氣溫上升了。
同樣的對流層的氣溫是如何變化的呢？對，是隨著高度的升高而降低，為什么對流層的大氣氣溫會隨著高度的升高而遞減呢？是誰給對流層的大氣提供熱源呢？
這就是我們今天這節(jié)課要解決的核心問題?，F(xiàn)在我們進(jìn)入“大氣受熱過程”的學(xué)習(xí)。
二、新課教學(xué)
【大氣受熱過程】
1、【自主探索】
請大家閱讀P34的2—4段，回答下列問題：（時間1.5分鐘）
近地面大氣最主要的，最直接的熱源是什么？
地面增溫的主要熱源是什么？
3.近地面大氣是如何傳遞熱量的？
好，時間到，請大家積極回答第一個問題，近地面大氣最主要的，最直接的熱源是什么？不錯，近地面大氣最主要最直接的熱源是地面的長波輻射，那地面增溫的主要熱源從何而來呢？不錯是太陽輻射，太陽輻射為什么不能直接將能量傳給大氣呢？為什么還要在地面中轉(zhuǎn)一下呢？
這個問題就涉及到太陽輻射與地面輻射的電磁波長短的問題。我們在這里稍微補(bǔ)充一下電磁波的有關(guān)知識。
【展示】：太陽輻射波長分布圖
教師補(bǔ)充物理知識：所有物體只要溫度高于絕對0℃，就會向外放出電磁波輻射，經(jīng)過實(shí)驗得知：物體的溫度越高，其輻射中最強(qiáng)部分的波長也就越短；反之，波長則越長。我們再來看看太陽的溫度，大約是6000K，也就是5000多攝氏度，而地球固體表面的溫度僅有22度，地球表面平均氣溫也僅有15度，所以地面輻射和太陽輻射相比，太陽輻射波長更短，地面輻射輻射要長一些。
太陽輻射的主體部分是可見光，可見光是有其中光譜組成按照波長有由長到短分別是：赤橙黃綠青藍(lán)紫，比紅光波長更長一些的電磁波是紅外線，比紅外線更長一些的是微波和FM.比紫光波長更短一些的波長是紫外線，比紫外線還短的波長是X射線，比X射線還短一些的是γ射線。
我們地面的溫度不高，地面發(fā)出的輻射是長波輻射屬于紅外線這一部分的電子波。而近地面的大氣對地面長波輻射的吸收能力較強(qiáng)。
我們接下來太陽輻射進(jìn)入對流層后是如何傳播的？
【邊講邊繪圖】
下面請大家拿出一張白紙和兩只顏色不同的筆，我們一起來畫一畫大熱受熱過程示意圖。
我們首先畫一條虛線表示大氣上界，然后在下面畫一條實(shí)線用來表示近地面，用紅顏色的筆跡來表示短波輻射，有黑顏色的筆跡來表示長波輻射。
當(dāng)太陽輻射進(jìn)入大氣層后，大部分的太陽輻射能夠穿過厚厚的大氣到達(dá)地面，只有一小部分被大氣吸收或者反射，這里的大氣吸收主要是指太陽輻射中少量的紅外線被大氣中的水汽和二氧化碳給吸收了，這里的反射主要是指云層對太陽輻射的反射。經(jīng)過大氣吸收和反射，會削弱到達(dá)地面的太陽輻射量，這個削弱過程就是我們之前所講的“大氣的削弱作用”
大部分太陽輻射能夠到達(dá)地球表面，地面因吸收太陽輻射而增溫。太陽輻射將能量傳給地球表面導(dǎo)致地球表面增溫這個過程我們也稱之為“太陽暖大地”。所以我們說地面增溫的主要熱源是太陽輻射。
地面增溫之后，以長波輻射的形式把熱量傳遞給近地面大氣，有少量的地面輻射逸出了大氣層，絕大部分的地面長波輻射近地面的大氣吸收了，因此近地面大氣的增溫。這個過程我們也稱之為“大地暖大氣”。
好，我們剛剛所講“太陽暖大地”和“大地暖大氣”這兩個過程合在一起就是一個完整的“大氣受熱過程”
從大氣的受熱過程看，大氣對太陽短波輻射吸收較少，太陽短波輻射能夠透過大氣到達(dá)地面大氣對地面長波輻射吸收較多，絕大部分地面長波輻射被大氣截留，所以我們所地面長波輻射是近地面大氣主要的、直接的熱源。對流層大氣的熱量主要也是源于此。
再來看看第三個問題，近地面大氣是如何向高空傳播能量呢？教材上是如何回答的呢？對教材上的回答是：近地面大氣吸收地面長波輻射以后，又以對流、傳導(dǎo)等方式層層向上傳遞能量。
近地面的大氣是層層向上傳遞的能量，這是不是就意味著高度越高的大氣所獲取的熱量就越少呢？對，是這樣的，那大家現(xiàn)在能夠解釋對流層的氣溫為什么 隨高度的升高而降低嗎？（是因為隨高度的增加，大氣離地面這個熱源越高，所獲取的熱量越少所以溫度越來越低。）那么正常情況下在對流層內(nèi)，海拔每升高100米，氣溫下降0.6攝氏度，在一千多年前我國就有人發(fā)現(xiàn)了這一現(xiàn)象，還寫下了著名的詩句“我欲乘風(fēng)歸去，又恐瓊樓玉宇，高處不勝寒”。
【大氣對地面的保溫作用】
【承轉(zhuǎn)】
近地面的大氣能夠大部分的吸收地面長波輻射，是近地面中所有的組成成分都會吸收地面的長波輻射嗎？我們一起來回憶下上一節(jié)我們所學(xué)的近地面大氣主要組成成分：水汽、雜質(zhì)、干潔大氣，干潔大氣中主要成分是氮?dú)?、氧氣和少量的二氧化碳和臭氧以及其它氣體。
是近地面大氣中哪些成分吸收地面的長波輻射呢？不錯，近地面大氣中的水汽和二氧化碳等，吸收長波輻射能力很強(qiáng)，地面長波輻射絕大部分( 75%-95%) 被吸收，使大氣增溫。
那么近地面大氣升溫之后，它的熱量又會傳給誰呢？
大氣在增溫同時，也向外輻射長波輻射；大氣輻射除一小部分向上射向宇宙空間外，大部分向下射向地面，在一定程度上補(bǔ)償了地面輻射損失的熱量，對地面起到了保溫作用，因為它的輻射方向與地面輻射方向相反，所以成為大氣逆輻射，這個過程我們也稱之為“大氣還大地”。
【溫室氣體與全球變暖】
地面長波輻射是百分之百被大氣中的二氧化碳和水汽吸收了嗎？對，并不是，只是75%--95%的被吸收，這個數(shù)據(jù)為什么差距這么大呢？近地面大氣吸收地面長波輻射的多少應(yīng)該與什么有關(guān)呢？對，應(yīng)該與大氣中二氧化碳和水汽的含量有關(guān)。我們把像二氧化碳這樣能夠吸收地面長波輻射的氣體稱為溫室氣體，例如：二氧化碳、水汽、甲烷等。
如果我們排放溫室氣體增多會怎么樣呢？，不過，會導(dǎo)致大氣吸收地面增多，進(jìn)而會導(dǎo)致大氣逆輻射和保溫作用增強(qiáng)，從而會導(dǎo)致全球變暖。我們現(xiàn)在只是一個高中生，從我們個人角度講我們該如何避免溫室氣體排放增多呢？我們可以選擇綠色出行，例如我們在假期可以選擇騎自行車出游，既可以減少汽車尾氣的排放，也可以鍛煉自己的身體。
【動畫演示】
好，我們已經(jīng)完成了大氣受熱過程和大氣保溫作用示意圖的繪畫，接下來我們來看看這個過程的動畫演示，重溫一遍這個過程。
動畫演示：太陽輻射---地面長波輻射---大氣逆輻射---保溫作用。
【承轉(zhuǎn)】
大氣的保溫作用對我們地球保持一個適宜的溫度乃至地球上生命的存在都具有重要意義。大氣的保溫作用體現(xiàn)在哪里呢？我們一起來看看教材第35頁的活動。
【自主活動】
請大家花一分鐘時間完成教材第35頁的活動部分。
思考：
找出地球比月球多了哪些輻射途徑。
白晝：反射、吸收、大氣輻射、大氣逆輻射 夜晚：大氣輻射、大氣逆輻射、吸收
說明上述途徑對地球晝夜溫差的影響。
白天，由于大氣的削弱作用，到達(dá)地球表面的太陽輻射不至于過多，地球溫度不會很高；夜晚，由于大氣的保溫作用，地球表面的溫度不至于過低，因此地球表面晝夜溫差小。
說明月球表面晝夜溫差變化比地球表面劇烈得多的原因。
月球沒有大氣，白天由于沒有大氣對太陽輻射的削弱作用，月面溫度升得很高;夜間由于沒有大氣的保溫作用，月面溫度驟降，氣溫很低，所以晝夜溫度變化大。地球有大氣存在，減少了氣溫的日較差。月球晝夜溫差較大有多大呢？白天溫度高達(dá)127℃;夜晚溫度可低到-183℃。
【承轉(zhuǎn)】
大氣的保溫作用也與我們個人的生活息息相關(guān)，我們來看兩幅圖，左邊這幅圖是我在本周二和周三在我手機(jī)上截屏的這幾天咱們黃州區(qū)天氣預(yù)報圖，請大家仔細(xì)閱讀這兩幅圖，看一看黃州區(qū)是陰天溫差大，還是晴天溫差大呢？你能運(yùn)用剛剛所學(xué)的知識進(jìn)行解釋嗎？
【黃州區(qū)陰天與晴天的溫差】
提示：陰天白天大氣削弱作用強(qiáng)，溫度不會太高，晚上大氣保溫作用強(qiáng)，溫度不會太低。
晴天白天大氣削弱作用弱，溫度稍高一些，晚上大氣的保溫作用弱，溫度稍低一些。
所以，我們近些天即使是晴天，白天氣溫稍高一些，但是到了晚上我們在教室自習(xí)的時候還是要多穿點(diǎn)衣服，謹(jǐn)防感冒。
【現(xiàn)象解釋】
在我們生活中還有那些現(xiàn)象是與大氣的受熱過程和大氣的保溫作用有關(guān)呢？我們一起來看看這兩種現(xiàn)象。
第一個現(xiàn)象：青藏高原太陽能資源豐富，但是氣溫低？
第二個現(xiàn)象：霜凍多出現(xiàn)在晚秋和寒冬晴朗的夜晚
請大家和自己的同桌討論一下，運(yùn)用剛剛所學(xué)習(xí)的知識嘗試解釋這兩種現(xiàn)象。
解釋：第一個現(xiàn)象：高原上空氣稀薄，大氣削弱作用小，保溫作用也小。
解釋：晴朗夜晚，大氣逆輻射弱，熱量散失多，地面氣溫低，易出現(xiàn)霜凍、大霧等現(xiàn)象。
【課堂總結(jié)】
【課后思考】
（1）一天內(nèi)什么時候太陽輻射最強(qiáng)？
（2）根據(jù)所測數(shù)據(jù)判斷一日內(nèi)的氣溫最高值出現(xiàn)的時間。