2.1 大气的组成和垂直分层 教学设计 人教版（2019）必修一 2024-2025学年高一上学期

教学设计 课题 第一节 大气的组成和垂直分层 课时 1 授课类型 新授课 教学内容分析 本节内容属于第二章《地球上的大气》第一节内容，是继第一章《地球所处的宇宙环境》之后，过渡到地球的各个圈层环境的第一个内容，由宏观层面的知识过渡到具体要素，本节属于大气章节的基础知识。课标对本节内容的要求是“运用图表等资料，说明大气的组成和垂直分层，及其与生产生活的联系”。要求学生在学习知识的过程中借助于图、表地理资料，能够用自己理解的话对知识进行表达，并联系到生产生活实际加以理解和应用。 学情分析 本阶段的学生经历了第一章节的学习，对地理学科的宏观知识有了大致了解。大气是日常生活中经验丰富的要素，学生的了解度较高，能够充分调动初中已有知识和实际经验。因此，在学习中，容易参与，积极性较高。 核心素养 人地协调观：理解大气的存在对人类活动的影响，尤其是对流层和平流层、电离层与人类活动的关系，树立人类与环境相互协调、走可持续发展道路的观念和意识。 综合思维：利用地理资料分析说明大气的成分变化与人类活动的关系以及大气环境问题的产生原因。 区域认知：能运用图表掌握大气圈层的空间结构。 地理实践力：通过地理读图分析，分析大气垂直分层中各层的气温特征，理解各层气温变化的原因，并能联系实际知道全球气温上升与人类活动的关系。培养读图、阅读和概括能力。 教学目标 1、运用图表等资料，说明大气的组成及其与生产、生活关系。 2、运用图表等资料，说明大气的垂直分层及其与生产、生活的关系。 3、注重培养学生地理观察能力以及对图表、数据的阅读和分析技能。 教学重点 说明大气的组成和垂直分层，及其与生产和生活的联系。 教学难点 分析大气的组成和垂直分层与人类活动的联系。 教学方法 教法：讲授法、图文结合法、多媒体教学辅助法 学法：课前预习，合作探究 教（学）具 教材、课件、相关资料 课前准备 教师：课件、学案 学生：课前预习，阅读教材 教学环节 教学过程 教学意图 新课导入 新课讲授 【新课导入】 【教师活动】播放视频，2012年10月14日，奥地利“坠落人”鲍姆加特纳在美国西南部乘坐太空舱升空。约3小时后，他上升至39千米高空。随后，他从那里跳下，4分钟后才打开降落伞，成为第一个自由落体速度超音速的人（图2.1）。他配备的特制宇航服，外表绝缘，密封的内层中填充加压氧气；头盔内有液氧系统，护目镜中装有温度调节器。 提问：39千米高空的大气与地面大气有哪些不同？鲍姆加特纳为什么需要配备特制宇航服？ 学生：观看视频，思考宇航服主要是为了适应39千米高空大气稀薄、温度低的环境。由于地球引力减弱，高空大气与近地面大气相比，密度降低、氧气和水汽含量减少。 【新课讲授】 一、大气的组成 教师：我们生活的大气环境中主要成分有什么呢？ 1.大气成分 学生：阅读读课本P28页，说出低层大气的主要成分。 如今的大气成分是地球长期演化的结果，在短时期内不会有明显的变化。 低层大气组成：干洁空气、水汽、杂质。 学生阅读课本，通过自主学习解决基础知识。 问题1：读图2.2，干洁空气的成分有哪些？干洁空气的成分的占比分别是多少？ 展示图片，让学生读图，获取和解读信息。 学生：在25千米以下的干洁空气中，主要成分是氮气(78%)和氧气(21%),以及少量其他气体，其他气体还包含少量的氢、氖、氯、氤、臭氧等 2.低层大气的作用 【成果展示】分小组上台展示介绍。 教师：联系生活实际和相关知识，谈谈你对各种气体的认识(可从该气体对生物体、自然环境等方面的影响讨论)，分组讨论（5分钟）。 第一组：氧气 氧是人类和其他生物维持生命活动所必需的物质，并参与有机物的燃烧、腐败和分解过程，氧在自然界中分布最广,占地壳质量的48.6%,是丰度最高的元素。 第二组：氮气（N2） 氮是生物体的基本元素，无色无味气体，它在生活中是必不可少的，其化合物可用肥料。氮是一种较稳定的元素,通常对气候和环境并不产生危害。 第三组：臭氧（O2） 臭氧能吸收太阳光中的紫外线，使大气增温;减少到达地面的紫外线，对生物具有保护作用。 第四组：二氧化碳(CO2) 二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料，另外，它吸收地面辐射的能力强，使气温升高,所以二氧化碳等温室气体排放量的增加,是导致全球变暖的一个重要原因。 第五组：水汽（H2O）与杂质 大气中的水汽和杂质含量很少，却在天气变化中扮演重要角色。大气中的水汽和杂质含量,因时因地而异。 水的地理意义： 水的相变，产生云、雨、雾、雪等一系列天气现象。 杂质的地理意义： 大气中的杂质作为凝结核，是成云致雨的必要条件。 小结展示： 大气组成成分 主要作用 干洁大气 氮气 地球生物体的基本成分 氧气 维持生命活动的必要物质 二氧化碳 植物光合作用、吸收长波辐射 臭氧 吸收紫外线，保护生物免受伤害 水汽 水汽的相变，各种天气现象 杂质 凝结核，成云致雨的必要条件 3.人类活动与大气污染 问题：读图2.3通过北京优良天气和污染天气的对比，什么原因造成的？ 学生：是工业生产和交通运输是造成大气成分和含量的主要原因。 小结：人类活动排放的污染物进入大气，会影响大气的成分和含量，产生大气污染，对生态系统和人类生存造成不利影响。 【案例】 大气中二氧化碳含量的变化与人类活动 教师：引导学生阅读材料和读图2.4获取信息。 【教师活动】结合教材中二氧化碳体积分数变化图，要求学生观察二氧化碳浓度变化规律，并结合生活、生产中的实例解释其浓度上升的原因。从中归纳出人类活动会影响大气成分，不合理的生产、生活方式会排放大量污染，对生态系统和人类生态产生不利影响。 【学生活动】二氧化碳浓度逐年快速升高，主要原因是化石燃料的大量使用和森林面积的减少，这样会导致二氧化碳排放得多而吸收得少。在此过程中，明白人类活动会对生态环境产生危害，在发展经济的同时要注意环境保护，选择绿色生产和可持续发展观念。 教师小结： 1．如果二氧化碳继续增加，地球持续不断变暖，对人类生存将产生严重影响。它将使极地冰雪融化、海平面上升，世界上许多的桑田将变成沧海。 2．氯氟烃给人类带来的危害是正在损害大气的臭氧层，导致全世界皮肤癌发病率上升和全球气温增高。 由于人类活动造成的危害是全球性的，目前，已引起了国际社会的高度重视，纷纷采取措施，保护全球的大气环境。 【活动】 了解大气含氧量减少对人体产生的影响 大气中氧气含量对人体健康至关重要。科学研究发现,适当的缺氧环境利于激发运动员的运动潜力。但含氧量太低会危害人体健康甚至危及生命。我国已建成甘肃榆中、青海多巴、云南海埂、河北兴隆、云南呈贡等国家级高原体育训练基地。 1.在中国地图(地图册)上找到表2.1(见课本）所列的高原训练基地的位置。 2.在非洲地形图上，找出这两个国家，归纳它们共同的地形特点。由此，你能推测这两个国家中长跑运动员成绩优异的原因吗? 【过渡】：在之前我们学过，地球内部存在分层，地球内部存在哪些分层？大气是否也存在这样的分层呢？ 二、大气的垂直分层 展示图片，让学生指出大气的垂直分层。 教师：下面我们带着一下问题进入大气的垂直分层的学习大气垂直分层的依据，以及各层的名称，各层大气的温度特点，气流运动特点，与人类的生产和生活的联系等方面根据以下问题进行分组讨论（7分钟）。 读图2。1“大气的垂直分层”图，并阅读课文，带着以下问题，总结大气各层特点。 1.地球大气分层依据？ 2.对流层与纬度的关系？ 3.对流层和平流层的气温随高度变化特点？原因是什么？ 4.对流层和平流层大气与人类有何关系？ 5.电离层与人类关系？ 【教师活动】借助板书、课件和思维导图归纳知识体系，划分地球大气垂直结构，整理其温度变化、运动状况、物质组成及对人类活动的影响。让学生填写以下表格: 【问题】读课本P32-33页找出问题的答案 为什么平流层适合飞机飞行? 无线电通信利用了哪层大气的特性? 【学生活动】补充笔记，口述对流层天气现象复杂多变，与人类活动关系最为密切；平流层利于飞机飞行，臭氧能够吸收紫外线，是生物的保护伞；高层大气中的电离层有利于无线电短波通讯。 【课堂小结】 通过本节课的学习。首先我们掌握了大气的组成和大气各个成分的作用，然后我们了解了大气的垂直分层，明白了平流层和对流层的差异，这是需要同学们去区分和重点掌握的。 【课堂练习】 随着电影《中国机长》的热映，川航3U8633航班紧急迫降的事迹展现在大众面前。飞机从重庆起飞，在9800米高空，风挡玻璃无预警脱落，刘传健机长借助自己一百多次来回飞川藏线的经验和从业30年的技术，成功于成都迫降，拯救了全机人的生命。据此，回答下列各题。 1.挡风玻璃脱落时，飞机正处于大气的(  C   ) A.平流层 B.电离层 C.对流层 D.高层大气 2.机长迫降时面临的困难主要有(  B  ) ①被风挡玻璃砸伤 ②机内温度过低 ③飞机颠簸强烈 ④太阳辐射太强 A.①③ B.②③ C.①④ D.②④ 下图为“大气垂直分层示意图”。读图回答下列问题。 5.图中正确表示大气层气温垂直变化的曲线是( B ) A.① B.② C.③ D.④ 6.对无线电短波通信具有重要意义的电离层位于( D ) A.Ⅰ层顶部 B.Ⅱ层底部 C.Ⅱ层中部 D.Ⅲ层 情景教学，启发学生思维，通过这样的极限运动内容，增加学生的学习兴趣。 检测学生课前预习情况 使学生建立干洁空气的概念 在学生完成学习任务后，由学生自己填写总结表格，引导学生关注大气成分对自然环境和生命活动等的影响。 大气的组成不是固定不变的，人类活动造成的大气污染，使大气的成分发生了越来越明显的变化 让学生理解大气环境问题产生的原因。 活动探究，增加课堂互动，加强情感教育，培养学生可持续发展观念。 结合生活实际，绘制示意图，加强知识梳理，学习对生活有用的地理。 板书设计 第一节　大气的组成和垂直分层 一、大气的组成及其作用 二、大气的垂直分层 作业及拓展 书面作业：课后练习题 拓展作业：鼓励他们收集相关资料，如高海拔地区的居民如何加强氧气循环以适应缺氧环境，在平原地区如何模拟低氧环境训练以提高运动员成绩等 思考与改进 可以对课堂中的表格进行阅读批改，发现学生上课情况，并针对学生出现的问题，在下节课中进行，加深巩固，并且选择几个针对的习题进行训练。 主要反思教学方法，教学过程。关注学生课堂反映状况，可以适当的在课后与学生进行交流以此提升教师对学生的了解与把握，为更好的教学互动做准备。 在讲解中需要抓住主线，细碎的知识点由学生课前预习，教师也可将知识点归纳整理，放置在导学案中，在课堂之上以检测为主，讲授为辅。可以在PPT上出一些填空题，将知识在与学生互动的过程中讲解完成。 — 1 — 学科网（北京）股份有限公司 $$