2.1大气的组成与垂直分层教学设计2024-2025学年高中地理湘教版（2019）必修一

第一节 大气的组成与垂直分层 目标与素养 1．通过分析干洁空气的组成图，知道大气组成成分并以现实中的案例理解大气主要成分的作用，促进学生地理学科综合思维和地理实践力核心素养的形成（发展），达到等级1的水平要求。 2．结合大气成分的主要作用，分析大气层气温变化和大气运动的原因，促进学生地理学科综合思维和地理实践力核心素养的形成（发展），达到等级3的水平要求。 3．利用大气垂直分层示意图，明确大气垂直分层的依据，分析不同地区对流层高度的差异及原因，理解每层的特点和与人类活动的关系，促进学生地理学科综合思维核心素养的形成（发展），达到等级2、3的水平要求。 4．通过实地观测了解当地大气成分和大气污染状况，结合现实环保案例，说明大气环境保护的必要性和重要性，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。促进学生地理学科人地协调观核心素养的形成（发展），达到等级1的水平要求。 情境与问题 结合课本图3-1“干洁空气的组成”图形，先明确干洁空气的组成成分，再识记并理解大气各组成成分的作用；结合图3-3“大气垂直分层示意”图，知道大气垂直分层的依据，再分析不同地区对流层高度的差异及原因，掌握各层特别是对流层、平流层的主要特点及其与人类活动的关系。 教学过程 导入】同学们，这节课我们开始学习第三章的内容。 【板书】第三章 地球上的大气 【教师】读课本，思考：地球表面的大气有什么作用？ 围绕在地球周围的厚厚的大气，阻挡了来自宇宙和太阳的有害辐射，成为地球上生物生存不可缺少的保护层；大气既提供了动植物维持生命活动所需要的各种气体，又对地球自然环境产生深刻的影响。例如，地面上的水蒸发变成水汽进入大气，大气中的水汽又凝结成雨、雪等降落到地面上，使得地球上的水循环不止。又如，增温、降温、刮风、下雨等大气现象，在漫长的地质年代里，不断地雕塑着地球表面的形态。如果地球上没有大气，也就没有生物界，没有人类及其赖以生存和发展的自然环境。大气是地 球自然环境最活跃的组成部分。 【过渡】下面，我们先了解一下大气的组成和结构。 【板书】第一节 大气的组成与垂直分层 一、大气的组成 【提问】大家想一想，在我们周围的大气中，除了纯净的空气，还有些什么物质？ 【活动】读教材，回答下列问题： 1．干洁空气的主要成分是什么？各有什么作用？ 氧是人类和其他好氧生物维持生命活动必器的物质；氮是地球上生物体的基本成分、大气中的微量成分二氧化碳和臭氧，含量虽少，但对地球上的生命活动和自然环境有若重要作用、二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料，并对地面起保温作用。臭氧能大量吸收太阳紫外线，保护地球上的生物免受过量索外线的伤害，被营为 地理·必修第一册 地球生命的“保护伞”；而穿透大气射到地面上的少量紫外线，又对人们起到杀菌治病作用。 2．除了氮和氧，干洁空气中还有哪些气体呢？各有何作用？ 【思考】空气中的水汽和固体杂质又有什么作用？ 是天气变化的重要角色。水汽的相变（气态、液态、固态三者的互相转变），产生了云、雾、雨、雪等一系列天气现象，并伴随着热量的吸收和释放，直接影响地面和大气的温度。固体杂质作为凝结核，是成云致雨的必要条件。大气中水汽和固体杂质的含量因时因地而异。 【承转】然而，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。 【资料】 （1）由于煤、石油等矿物燃料的使用越来越多，人类社会每年排放的二氧化碳总量在过去三十年里增加了一倍，再加上大量砍伐森林，减少了绿色植物通过光合作用吸收二氧化碳的能力，大气中二氧化碳的浓度在过去三十年里增长了12％。 （2）氟氯烃是一种人工合成的化合物，主要用于制冷剂、火箭推进剂等，到80年代中期为止，全球氟氯烃的年消费量已达到100万吨。 【提问】大气组成的这种变化，会产生什么影响？ 【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．氟氯烃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，环境问题已引起了国际社会的高度重视。各国纷纷采取措施，保护全球的大气环境。 【过渡】了解了大气的成分，我们再来学习大气的垂直分层。 【板书】二、大气的垂直分层 【思考】非洲最高的山峰乞力马扎罗山，地处赤道附近，山顶却终年积雪，这是为什么？ （学生回答略） 教师提示：气温随海拔高度的增加而递减，乞力马扎罗山海拔高（接近6000米），因此，山顶气温很低，终年积雪。 【提问】大气的质量虽然只相当于地球质量的百万分 之一，却分布在地球外围2000～3000千米的大气层中，在这厚厚的大气层中，气温随高度的增加是不是一直递减呢？ 读课本第69页图3-3“大气的垂直分层示意”图，并阅读课文，思考以下问题： 1．地球大气共分哪几层？ 2．在不同纬度，对流层高度是否一样？为什么？ 3．对流层和平流层的气温如何随高度而变化？原因是什么？ 4．对流层和平流层中，大气运动的特点是什么？ 5．对流层和平流层大气与人类有何关系？ 6．为什么说平流层是人类生存环境的天然屏障？ （每个学习小组找代表讲述一个问题，学生讨论回答） 【教师小结】 1．地球大气自下至上可分为对流层、平流层和高层大气。 2．不同纬度，对流层高度不一样。 这是因为：低纬地区，地面受热多，对流活动旺盛，因此，对流层的高度高；而高纬地区，地面受热较少，对流活动较弱、所以，对流层的高度低；中纬地区则适中。 3．对流层气温随高度升高递减；平流层气温随高度升高递增。 这是因为两层的热源有所不同。对流层大气的热量绝大部分直接来自地面，因此，离地面越高的大气，受热越少，气温越低，气温垂直递减率为0.6℃／100米；而平流层大气中，由于含有臭氧，能大量吸收太阳紫外线，使气温随高度增加而迅速上升。 4．在对流层中，由于空气上冷下暖，使得热的地方气温高，空气密度小，容易产生空气的上升运动，冷的地方因有空气流向热的地方，从而产生下沉运动，这样就形成了大气的对流运动，所以，对流层是以对流运动为主；而平流层上热下冷，大气稳定，不易形成对流，因此以水平运动为主。 5．由于对流层大气最靠近地面，几乎集中了全部的水汽和杂质，在大气对流过程中，容易形成云、雾、雨、雪等天气现象，因此，对流层天气现象复杂多变，与人类的关系最为密切；而平流层以水平运动为主，且水汽和杂质极少，故云、雨现象近于绝迹，天气晴朗，有利于高空飞行。 6．地球外60～500千米的大气层，有若干电离层。电离层大气处于高度电离状态，它们就像一面反射无线电波的镜子，使电波在地面和电离层之间多次反射，从而实现了远距离无线电通信。 【列表归纳】 大气分层 高度 特点 与人类关系 高层大气 平流层顶至2000～3000千米 密度小，气压小，大气处于高度电离状态 电离层能反射无线电波，对远距离无线电通信有重要作用 平流层 对流层顶至50～55千米 气温随高度增加而递增，以水平运动为主 利于高空飞行 对流层 低纬度地区高17～18千米，中纬度地区高10～12千米，高纬度地区高8～9千米 气温随高度增加而递减，对流活动强烈 天气现象复杂多变，与人类关系最为密切 【总结】 人们是这样比喻地球上的大气的：（1）大气是地球生命的保护伞；（2）大气是地球的空调器；（3）大气是地球生命呼吸所需氧气的源泉；（4）大气是风云变幻的大舞台。可见，大气对自然环境和人类有着重要的影响；大气的垂直分层则是地球大气的主要特征，其中，对流层是与人类关系最为密切的层次；目前，由于人类活动造成的大气污染对大气的成分影响越来越明显，环境问题已经引起了国际社会的广泛重视。 板书设计 第三章 地球上的大气 第一节 大气的组成与垂直分层 一、大气的组成 2、 大气的垂直分层 大气 分层 高度 特点 与人类关系 高层 大气 平流层顶至2000 ～3000千米 密度小，气压小，大气处于高度电离状态 电离层能反射无线电波，对远距离无线电通信有重要作用 平流 层 对流层顶至50～55千米 气温随高度增加而递增，以水平运动为主 利于高空飞行 对流 层 低纬度地区高17～18千米， 中纬度地区高10～12千米， 高纬度地区高8～9千米 气温随高度增加而递减，对流活动强烈 天气现象复杂多变，与人类关系最为密切 教学研讨 本节课内容比较抽象，教学中教师通过引导学生阅读和动脑思考，培养学生的自主学习和与人合作的能力，增强了学生的地理实践力和综合思维能力。问题的设计层层递进，符合学生的认知规律。以思考探究代替传统的叙述，使学生学会发现生活中常见的地理现象。能够理解世界上一些事件发生的地理背景，能根据所学知识解释自然现象，突出应用，在探索追寻中激发学生的学习兴趣，提高学生发现问题、分析问题与解决问题的能力。 备课资料 1．导入新课一： 我们学习了地球的宇宙环境之后，知道了地球是宇宙中的一颗既普通又特殊的行星。说地球普通，因为地球具有和其他行星一样的特性，都是物质的和运动的；说地球特殊，则是因为地球是太阳系中唯一有生命物质存在的天体。地球上具有生命物质，其中一个非常重要的原因就是 地球有可供生物呼吸的大气。今天我们共同探讨大气环境的一些最基本的特征。 地球的周围包围着的大气是厚厚的，从地面向上，可延伸到数千千米的高空。那么，这么高的大气层在垂直方向上有什么变化特点呢？ 2．导入新课二： 太阳辐射既能到达地球表面，又能到达月球表面，可是月球表面白天的温度可高达127℃，夜晚温度则降至-183℃。与月球相比，地球的昼夜温差要小得多，这是为什么呢？ 这是因为地球表层有厚厚的大气层，而月球上没有。 大气为地球生命的繁衍和人类的发展提供了必要的条件。这节课，我们就来学习-地球上的大气。 3．全球变暖 近十年来，大气中二氧化碳的浓度已经增长了25％，专家估计到2100年前还可能增加4倍。据计算，大气中二氧化碳浓度若增加一倍，台风的强度可增大40％～50％，甚至可达60％。排入大气中的二氧化碳等气体的大量增加，还可导致地球严重的“温室效应”。从1991年开始，南极不断有巨大的冰山开裂漂移；自1994年夏天，阿尔卑斯山千年积雪融化，致使20多位登山者丧生。自1920年以来，地球海平面将继续升高25～100厘米。如果不采取强有力的措施，下一世纪中叶，世界各地70％的海岸将被海水淹没，那些富饶和人口稠密地区的几亿居民的生活将受到威胁。 4．臭氧层破坏 中国古代有个“女娲补天”的神话故事，最近科学家考察发现，在北美、欧洲、新西兰上空，保护地球的奥氧层正在变薄，南极上空的臭氧层已经出现了一个空洞，科学家们真的要补天了。 近些年来，工业生产和家庭中广泛使用冰柜和冰箱，排放出大量的氟氯烃。这些化学物质在低空不易分解，可以上升至平流层，破坏那里的臭氧，使臭氧丧失吸收太阳紫外线的性能。据一些科学家的研究，大气中的臭氧每减少1％，照射到地面上的紫外线就增加2％。臭氧层的破坏，给地球环境和人体健康带来极大危害。首先，臭氧减少，射向地面的紫外线就增多，这就会损坏人的免疫能力，使人类皮肤癌发病率增加，并可危及海洋生物的生存。其次，还可能导致世界气候变暖。这不仅是因为到达地面的紫外线增多，而且氟氯烃还可强烈吸收红外线辐射，引起“温室效应”。 5．伊犁逆温 逆温从10月至翌年3月，长达半年之久。1月份的坡地逆温层厚达400米，逆温强度达5℃。逆温带有效地提高了谷地在冬季的温度水平，多年生果树越冬可不必埋土，冻害得以避免或减轻，而且果实硬度高，品质好；在这里发展蔬菜，可减少热能投入，提高经济效益，逆温层坡地还是当地牲畜避寒、越冬的理想场所。从该地逆温资源开发利用的角度来说：逆温带的下部光热条件适中，一般以发展喜温凉的作物和蔬菜为主；逆温带的中部逆温现象强烈，冬暖夏凉，一般以发展果树和冬季蔬菜基地为主；逆温带的上部降水充裕，以发展林、草和药材为宜。 学科网（北京）股份有限公司 $$