单元主题三“万千气象”——大气的运动-高中地理单元教学设计

37 << 单元主题 一、单元指导思想与理论依据 大气是自然地理环境的构成要素之一，与其他要素相互作用、相互制约，并且 对人类活动产生重要的影响，体现着系统与要素之间相互联系的综合思维。本单元 内容与其他单元内容有着密切的联系，有些知识是建立在其他单元基础上的。大气 单元的大概念所反映出的地理过程与变化，要求教学过程中注意时空转换，强调空 间相互作用以及具备一定的尺度思想。下面依据高中课程标准要求，聚焦核心素养， 设计实施“大气的运动”单元教学内容。 二、单元教学背景分析 （一）教学内容分析及课时分配 1. 教学内容 大气圈作为地球圈层之一，是人类的生存基石，对人类社会意义重大。大气组 成及其含量是人类和一切生物维持生命活动所必需的物质和条件；大气受热过程及 其运动形成的天气现象和气候类型构成适宜生命生存的大气环境；正确处理人类活 动和大气环境之间的关系有助于人类社会的可持续发展。基于湘教版高中地理必修 第一册第三章“地球上的大气”与选择性必修 1 第三章“大气的运动”知识的系统 性和关联性，结合《普通高中地理课程标准（2017 年版 2020 年修订）》的学业要求， 本教学设计对教学内容进行了整合。 本单元课程标准要求及解读： 必修第一册：运用图表等资料，说明大气的组成和垂直分层，及其与生产和生 活的联系；运用示意图等，说明大气受热过程与热力环流原理，并解释相关现象。 选择性必修 1 ：运用示意图，分析锋、低压（气旋）、高压（反气旋）等天气系 统，并运用简易天气图，解释常见天气现象的成因；运用示意图，说明气压带、风 带的分布，并分析气压带、风带对气候形成的作用，以及气候对自然地理景观形成 的影响。 “万千气象”  —大气的运动三 单元主题三  “万千气象”—大气的运动 >> 38 　高中地理单元教学设计　 这四条课程标准关注的对象是自然环境的组成要素—大气，行为动词是说明、 解决和分析，属于学业水平三的理解层次，对学生要求较高。行为产生的条件是结 合图表和示意图，利用图表资料，将原理性知识与可感知的图表相结合，降低知识 学习的难度，从而提升教学效果。教学中若每个课时单独分节设计教学内容，则无 法从整体上把握地理知识，会割裂知识间的内在逻辑关系。在注重课时目标间逻辑 关系、避免知识重复和遗漏的前提下，结合课程标准核心素养中不同维度的要求， 确定了课时分配及单元和课时学习目标。 2. 课时分配 本单元计划课时为 5 课时。 第 1 课时：飞向云端—大气的组成与垂直分层。 第 2 课时：体验温差—大气受热过程。 第 3 课时：湖风 & 陆风—大气热力环流。 第 4 课时：阴晴冷暖—天气系统。 第 5 课时：长风之旅—气压带、风带的形成与移动。 （二）学生情况分析 思维障碍点：高一学生思维活跃、注意力集中，对新知识的学习充满热情，但 是学生的推理能力、抽象思维较为欠缺，对复杂问题的分析还存在局限性，不能从 整体上认识地理事物和现象，同时对地理图表、示意图的应用也较为陌生。本章中 有许多内容都需要利用示意图，且学生需要有一定的推理能力。此外，现阶段学生 知识储备只是对天气和气候的部分知识略有了解，大部分内容没有涉及过。 思维发展点：教师要引导学生充分认识到图表、示意图在地理学习中的重要作 用并在教学过程中反复利用示意图训练学生据图推理的能力。教师在讲解时要引导 学生复习以前的内容，如气压、辐射、风的受力分析等初中物理知识，这样既可以 提高教学效率，又可以降低教学难度。 （三）单元知识体系框架 本单元教学情境以暑假期间同学经纬和丹霞青海研学之旅的见闻为主线，创设 问题链，引发学生对大气单元的浓厚求知欲。首先，从物质组成及其空间差异的角 度学习大气的组成和垂直分层，让学生一方面了解大气的基本情况，另一方面学会 分析人类生存的大气位置及各层大气特点，为接下来的学习奠定基础。其次，从能 量交换的角度，了解大气的能量来源于太阳辐射和地面辐射，通过大气的削弱和保 温作用形成适宜人类生存的温度环境，理解大气受热过程的基本原理。再次，从要 素运动的角度探究不同尺度大气运动的表现及其影响，在小尺度上来说是因为地面 受热不均，导致了局部地区的热力环流产生；在大尺度上来说是由于太阳辐射从赤 　单元主题三 “万千气象”—大气的运动 39 << 道向两极递减形成了全球性大气环流；在中尺度上来说是叠加海陆热力性质差异产 生了季风环流。大气运动最终产生的结果就是形成了短时间复杂多变的天气现象和 长期的规律性的气候类型。最后，从人地关系角度了解气候变化的相关内容，当大 气异常受热或运动时，会造成气象灾害，人类正确认识大气环境对于如何避灾和减 灾、努力实现人与自然和谐共生有着积极的意义。 三、单元设计过程 （一）确定单元教学目标 1. 运用图表等资料，说明大气的组成和垂直分层，以及其与生产生活的联系。 2. 运用示意图等，说明大气受热过程与热力环流原理，并解释相关现象。 3. 运用示意图，分析锋、低压、高压等天气系统，并运用简易天气图，解释常 见天气现象的成因。 4. 运用示意图，说明气压带、风带的分布，并分析气压带、风带对气候形成的 作用，以及气候对自然地理景观形成的影响。 （二）规划课时教学目标 第 1 课时：飞向云端—大气的组成与垂直分层。 教师提供相关的图表、文字等情境材料，引导学生理解低层大气的物质组成， 并说明各主要成分在自然环境中的作用；说明大气在垂直方向的分层及各层大气的 温度、运动状况、密度等方面的主要特点；结合生活实际，说明各层大气中相关特 点、现象对人类生产、生活的主要影响；了解人类活动对部分大气成分的改变及由 此带来的影响与应对措施，提升保护大气环境的意识。 >> 40 　高中地理单元教学设计　 第 2 课时：体验温差—大气受热过程。 通过对青藏高原与平原地区温差现象的探究，引导学生理解并绘制大气受热过 程图，运用大气受热过程原理解释生活中的相关现象，提升科学探究精神和学以致 用的能力；通过阅读和绘制坐标图的训练，提高学生的数据处理和分析能力。 第 3 课时：湖风 & 陆风—大气热力环流。 通过湖风 & 陆风的情境创设，帮助学生理解热力环流与风的形成过程及其原理， 并能够将所学知识应用于实际生活中；通过了解大气运动与人类活动的联系，增强 学生的环保意识和责任感；通过观察和实验探究，培养学生的科学探究精神和解决 问题的能力。 第 4 课时：阴晴冷暖—天气系统。 通过辨识、探究现实中的天气现象及其成因，帮助学生理解锋面、气旋、反气 旋等不同类型的局地大气运动状况，解释天气系统对天气变化的影响；同时，帮助 学生并理解天气变化从科学角度是可分析、可预测的，培养客观辩证认识自然现象 及其对人类影响的思想观念。 第 5 课时：长风之旅—气压带、风带的形成与移动。 通过同一航线往返飞行时间不同的情境，帮助学生探究全球尺度下的气压带、 风带的形成过程与分布特征，说明三圈环流影响下的各气候类型的分布及成因；能 运用海平面气压分布图，分析海陆热力性质差异对气压带、风带的影响，并解释季 风的风向和成因；分析气压带、风带对气候的影响，说出人类活动对大气环境的影 响，树立人与环境协调发展的观念和意识。 （三）设计课时探究活动 第 1 课时： 活动 1 ：说明大气的组成成分及其作用。 活动 2 ：说明大气垂直分层划分依据、各层特征及其对人类的影响。 第 2 课时： 活动 1 ：说明对流层大气受热过程并绘制示意图。 活动 2 ：解释生活中的真实案例，如青海和华北平原温差大小差异。 第 3 课时： 活动 1 ：说明实验设备中烟雾运动原理并绘制热力环流示意图。 活动 2 ：说明大气水平运动的机理。 第 4 课时： 活动 1 ：说明锋面的形成原理及其对天气的影响。 活动 2 ：说明气旋、反气旋大气的运动状况，并解释其对天气的影响。 　单元主题三 “万千气象”—大气的运动 41 << 第 5 课时： 活动 1 ：说明气压带、风带的形成过程并绘制示意图。 活动 2 ：分析海陆热力性质差异对气压带、风带的影响，并解释季风的风向和 成因。 活动 3 ：分析气压带、风带对气候的影响。 四、单元作业设计 作业：借助“中国气象网”，识别家乡天气并解释原因。 1. 观察某日（选择华北地区有降水天气的日期）全国气温图，并查看一天内的 实况气温变化，将青藏高原气温与同纬度平原地区气温及气温日较差进行比较，并 就比较结果分析原因。 2. 观察此日天气实况图，通过观察石家庄在 0 点、6 点、12 点、18 点的风向， 绘制此日石家庄风向变化图，并比较风力变化。 3. 观察此日影响华北地区的天气系统，用天气系统等大气相关知识简单解释华 北地区降雨的成因。 五、单元教学特色分析 本单元在进行教学设计时从地理核心素养出发，并将地理核心素养在单元教学 目标、单元教学过程以及单元评价中层层渗透，单元教学设计案例中也渗透了相关 的活动来培养学生的核心素养。此外，该单元教学设计以青海研学见闻感悟为线索， 利用知识之间的相关性进行教学，能很好地体现知识之间的整体性。具体来说，通 过多个系列化的情境创设，将整个大单元的教学内容和学习过程都置于情境中，使 学生在大情境的学习环境中建立知识的横向和纵向联系，内化逻辑关系，引发思考 和探究，形成思维习惯的连续性，促进思维的螺旋发展；运用启发式教学，依据情 境细化教学过程，依次为情境导入—提出问题—师生互动—学生合作探究—教师总 结点拨，让学生运用所学知识解决系列梯度问题，培养探索自然的科学精神，在拓 宽知识面的同时培养综合思维能力，落实学科核心素养。 第 1课时 教学目标： 1. 运用图表等相关资料，说出低层大气的物质组成，并说明各主要成分在自然 环境中的作用。 2. 运用资料，说明大气在垂直方向的分层及各层大气的温度、运动状况、密度 >> 42 　高中地理单元教学设计　 等方面的主要特点；结合生活实际，说明各层大气中相关特点、现象对人类生产、 生活的主要影响。 3. 了解人类活动对部分大气成分的改变及由此带来的影响与应对措施，提升保 护大气环境的意识，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。 教学重点： 1. 运用图表资料，说明大气的垂直分层。 2. 结合实例，说明大气的垂直分层与人类生产、生活的联系。 教学难点： 大气的垂直分层与人类生产、生活的联系。 教学过程： 环节一：创设情境引入主题 【情境导入】暑期研学目的地—青海省位于中国西部，雄踞世界屋脊青藏高原 的东北部，因境内有国内最大的内陆咸水湖—青海湖而得名。青海省是长江、黄 河、澜沧江的发源地，素有“中华水塔”之美誉，是联结西藏自治区、新疆维吾尔 自治区与内地的纽带。 出发前，经纬和丹霞通过上网了解到，青海海拔高、空气稀薄、含氧量低，平 原过来的游客容易出现高原反应。 【设问】高原反应跟大气的物质组成和垂直分层有什么联系吗？ 【活动意图】 创设真实的旅行情境，在探索自然现象奥妙的同时，激发学生的学习 兴趣，唤醒学生的求知欲，驱动学习动机。 环节二：自主探究学以致用 【阅读思考】氧气是地球大气的重要组成成分之一，那地球大气的组成成分还有 哪些？它们在垂直方向上分布是否均匀？让我们带着这些问题开始今天的学习—大 气的组成与垂直分层。 【探究】找出大气组成成分及其变化，说明大气对人类的影响。 【学生活动】阅读教材干洁空气成分的体积分数统计图，列举地球大气的组成成 分，完成表格，对地球大气的组成成分及其作用产生初步认识。 【学以致用】 材料一：昆明海埂体育训练基地海拔 1 888 米，每年冬季国家男子足球集训队都 会到达此地开展高原训练，以争取在比赛中取得更好成绩。过低或过高海拔训练都 达不到理想效果。我国已建成河北兴隆、青海多巴、云南海埂、甘肃榆中等多个国 家级高原体育训练基地。 　单元主题三 “万千气象”—大气的运动 43 << 【提出要求】比较平原和高海拔地区，高原训练基地的大气含氧量是怎样的？ 思考大气含氧量对身体机能的影响。思考国家在这些地区国家设立体育训练基地的 原因。 【活动意图】 从基础知识出发，通过阅读图表和文字材料，结合昆明海埂体育训练 基地实例，说明大气的组成成分及其作用，培养学生的图文解读、信息提 取能力，同时提高合作学习的能力。 【承转过渡】经过了对流层的颠簸和平流层的平稳云端的穿行，到达了梦寐以求 的青海湖，让我们一起赏璀璨星空，探究大气分层与人类活动的相互关系。 环节三：综合展评生生互动 【探究任务 1】对流层大气的特点及其对人类活动的影响。 经纬和丹霞在飞机飞行过程中，观察到天气从有雨到晴朗、飞机起飞从颠簸到 平稳的变化。读“大气的垂直分层”图，思考回答下列问题。 1. 读出近地面气温和对流层顶气温，总结对流层气温的变化规律。 2. 简 述 对 流 层 层 顶 高 度 的 纬 度 变 化 规 律， 石 家 庄 对 流 层 层 顶 高 度 什 么 季 节 最高？ 3. 根据温度变化，推测对流层大气的运动方式，分析其对人类的影响。 4. 对流层为什么天气现象复杂多变？ 总 结 具 备 成 云 致 雨 的 必 要 条 件： 水 汽、 杂 质 含 量 多， 对 流 运 动 显 著（ 降 温 条件）。 【承转过渡】飞机穿越厚厚的云层之上，晴空万里，飞行平稳，飞机此时处在大 气的哪一层呢？它又有什么特点呢？ 【探究任务 2】平流层、高层大气的特点及其对人类活动的影响。 根据飞行中气流运动和天气变化，思考： 1. 观察平流层气温的变化规律，试着分析平流层气温变化的原因。 2. 推测平流层大气的运动方式，说说这种大气为何利于飞机飞行。 3. 平流层为什么被称为“地球生命的保护伞”？ 4. 总结高层大气的范围、温度变化、特点及与人类的关系。 【探究任务 3】各层大气在物理性质和运动状况上存在着明显差异，对人类活动 也产生了不同的影响，试归纳各层大气特点及其对人类活动的影响。 【小试牛刀】青海居民为啥脸上常见高原红？臭氧空洞是怎么出现的？其危害表 现有哪些？如何保护臭氧层？分析青海大气能见度高的原因，认识雾和霾的区别（阅 读教材第 68 页），并举例（石家庄）说明霾天气对我们生活的影响。 >> 44 　高中地理单元教学设计　 【学以致用】四川航空 3U8633 航班机组在飞到青藏高原时，遇到气流不稳定， 原来在 8 400 米飞行，机长最好采取什么方法？为什么？ 【活动意图】 以乘坐飞机为例，构建问题链，分析不同高度的大气层对人类活动的 影响。通过创设生活情境激发学生学习兴趣，引导学生探究大气垂直分层 及其与人类活动的相互关系，帮助学生分析成云致雨的条件及小尺度下气 温的垂直变化规律，为后面思维进阶做铺垫。 环节四：思而后行小结小测 【总结归纳】梳理本节课所学内容，对本节课所学内容进行要点梳理和重构。 1. 飞 机 出 发 前 处 于 大 气 垂 直 分 层 中 哪 层 大 气？ 大 气 的 温 度 随 高 度 是 如 何 变 化的？ 2. 随着高度升高，为什么云越来越多了？大气运动方式又是怎样的？ 飞机飞行 过程中出现颠簸现象，请解释原因。 3. 到达青海后感受如何？青海居民飞到同纬度的长江中下游平原可能有何感 受？试分析当地的舞蹈动作和缓幅度较小的原因。 4. 绘制本节课思维导图。 【拓展延伸】逆温现象及其影响。 1. 对流层是否一定海拔越高气温越低？ 2. 逆温出现，对流层大气还能对流运动么？ 3. 逆温会对污染物产生什么影响呢？ 【小组展示】小组代表发言，其他小分队评价补充；进行知识要点梳理与重构， 绘制本节课的思维导图。 【活动意图】 在课堂小结部分，学生通过自主学习理顺思路，通过学习了解了飞机 在飞行过程中大气物质组成和垂直分层，以及其与人类活动的关系。本节 课重现课堂学习和思维过程，使学生更全面、更深入地理解地理问题，培 养学生的综合思维，同时从时空维度分析地理现象，帮助学生发现问题 本质。 　单元主题三 “万千气象”—大气的运动 45 << 第 2课时 教学目标： 1. 利用青藏高原与华北平原气温存在差异的自然现象，说明太阳辐射、地面辐 射、大气辐射之间的能量传递与转化关系，理解大气的受热过程及大气对地面的保 温作用。 2. 绘制大气的受热过程示意图，运用大气受热过程原理解释生活中温室大棚、 霜冻等相关现象，提升科学探究精神和学以致用的能力。 3. 巩固阅读和绘制坐标图的方法，初步掌握根据坐标图描述要素特征的基本思 路与方法。 教学重点： 1. 大气受热过程。 2. 太阳辐射、地面辐射、大气逆辐射三者之间的关系。 教学难点： 理解大气的受热过程以及其与人类活动的相互关系。 教学过程： 环节一：创设情境引入主题 【情境导入】气温大比拼—青海 VS 石家庄。 请同学们认真阅读材料，对比分析青海与石家庄的气温差异。 城 市 2 月 3 日天气 2 月 4 日天气 2 月 7 日天气 石家庄 多云，-4° ～ 1° 小雪，-8° ～ -1° 晴，-6° ～ 5° 青海湖景区 小雪，-20° ～ -7° 晴，-20° ～ -7° 晴，-16° ～ -6° 【对比思考】观察青海与石家庄的昼夜气温差异，说出二者的不同，并思考为何 会产生这样的差异。可参考教材月球表面昼夜温度变化与地球表面对比内容。 【活动意图】 选取学生身边的真实情境，将青海与石家庄的气温进行对比，引导学 生对气温的区域差异产生直观认知，激发学生对于问题的好奇心和探索欲。 【承转过渡】大气是如何缓和地球表面温度变化的呢？背后有什么机理？接下来 我们一起学习今天的内容—大气的受热过程。 >> 46 　高中地理单元教学设计　 环节二：自主探究学以致用 【温故知新】回顾“太阳辐射”和“大气各组成成分的作用”等旧知识以及通过 对比月地气温的不同，明确地球大气对太阳辐射的削弱作用。 【阅读思考】太阳表面温度可达 5 500℃，其向外辐射的电磁波是长波辐射还是 短波辐射呢？人体向外辐射的电磁波是长波辐射还是短波辐射呢？ 【原理解读】大气受热过程的原理。 【探究任务 1】绘制大气受热过程示意图，归纳总结大气对太阳辐射的削弱作用 和对地面的保温作用。 1. 按照图中序号顺序，说出各序号所代表的地理事象的含义。据此简述太阳辐 射被大气削弱以及大气受热和保温过程。 2. 结合大气受热的过程思考：影响大气的削弱作用和保温作用的因素有哪些？ 二者有何异同？ 3. 大气对于太阳辐射吸收较少，对于地面辐射吸收较多，因而近地面大气的主 要的直接热源是地面辐射。产生这一现象根本原因是什么？有哪些实际现象能证明 这一结论？ 【学以致用】 1. 根据“到达地面的太阳辐射”示意图，分析青海白天的紫外线为何十分强烈。 2. 根据“大气对地面的保温作用示意图，分析青海夜晚为何降温幅度大。 3. 分析青海比石家庄昼夜温差大的原因。 4. 比较晴天、阴天的气温变化大小有何特点，尝试从白天、夜晚分别解释原因。 【小组展示】各小组讨论，在学案上完成大气受热过程示意图，结合问题进行分 析展示。 【活动意图】 将知识讲授与学生的自主学习、探究学习相结合，让学生主动地参与 学习过程，通过用自主阅读、合作探究、绘图和语言描述等多种方式理解 大气受热过程原理，帮助学生将该过程在头脑中建立链接，化抽象为具体， 从而理解原理，提高图文转换能力，培养抽象思维。 　单元主题三 “万千气象”—大气的运动 47 << 环节三：综合展评生生互动 【探究任务 2】根据青海研学获得的天气数据，理解大气受热过程原理在生产、 生活中的应用。 1. 青海的天空一片蔚蓝，为什么白天的天空是蓝色的呢？ 2. 青海当地藏民穿藏服时只穿一只袖子，非常独特，藏民解释说是为了调节体 温，请从气温角度分析其原因。 3. 根据大气受热过程原理，分析青海茶卡盐湖当地晒盐的有利气候条件。 4. 利用大气受热过程原理，为青海枸杞种植基地防御冬季霜冻提出合理措施。 【交流展示】小组代表发言，其他小组评价补充。 【探究任务 3】根据所学，利用大气的受热过程原理解析相关现象。 1. 地月温差差异—月球没有大气，缺少大气的削弱和保温作用。 （1）根据“到达地面的太阳辐射”示意图，分析月球白天的紫外线为何十分 强烈。 （2）根据“大气对地面的保温作用”示意图，分析月球的夜晚为何降温幅度大。 （3）分析月球昼夜温差比地球大的原因。 2. 深秋至第二年早春季节，霜冻多出现在晴朗的夜晚。（注：霜冻是指空气温度 突然下降，地表温度骤降到 0℃以下，水汽在物体上直接凝华而成的白色冰晶，使农 作物受到损害，甚至死亡。） 3. 每年秋冬季节，我国北方地区的农民常用人造烟雾的办法，使地里的蔬菜免 遭冻害。 4. 我国不少地区的农民，常利用塑料大棚（或玻璃温室）生产反季节蔬菜或者 种植花卉。 【活动意图】 通过研学活动，对在青海的各种见闻进行探究，引导学生运用所学知 识分析和解释现实生活中的地理现象，培养探究生活中的地理原理的习惯， 提高综合思维和地理实践力。 环节四：思而后行小结小测 【总结归纳】对本节课所学内容进行要点梳理和重构。 >> 48 　高中地理单元教学设计　 1. 对流层大气受热过程中，大气所起的作用包括哪些？ 2. 大气通过哪些形式削弱太阳辐射？产生了哪些自然现象？ 3. 大气通过哪些形式对地面进行保温？ 4. 大气的直接热源和根本热源分别是什么？ 5. 绘出本课知识的思维导图。 【拓展提升】学地理最主要的是用时空的视角去分析和解决问题，请同学们利用 所学的知识解释下列现象： 1. 晴朗天空呈蓝色的原因是什么？ 2. 日出前、日落后天空依然明亮的原因是什么？ 3. 朝霞、晚霞呈橘红色，太阳越接近地平线，颜色越红的原因是什么？ 4. 阴沉天空呈灰色的原因是什么？ 【活动意图】 培养学生总结归纳知识的能力，重现思维生成和课堂学习过程，通过 运用所学知识认识、分析和解释地理现象和问题，开展学生综合思维训练， 帮助学生建立知识网络。 第 3课时 教学目标： 1. 结合海边风向的日变化现象、实验模拟、示意图等资料，从要素运动角度， 描述热力环流与风的形成过程，解释其原理，并说明其中气温、气压和气流的关系。 2. 结合生活实际，利用大气受热与热力环流原理解释现实生活中“海陆间大气 热力环流”和“城市热岛环流”等现象。 3. 了解大气运动与人类活动的联系，初步理解大气物质组成、能量交换和要素 运动的相互关系。 教学重点： 热力环流的形成过程及作用。 教学难点： 热力环流的形成过程。 教学过程： 环节一：创设情境引入主题 【情境导入】第二天，同学们来到了美丽的青海湖，站在广阔的湖边感受到凉风 习习，美丽的湖光景色让人流连忘返。夜幕逐渐降临，温度下降，看到衣角扬起的 方向，同学们意识到风向不知不觉中已经转为了由陆地吹向湖面。 　单元主题三 “万千气象”—大气的运动 49 << 轻柔的春风，凉爽的海风，凛冽的西北风，都是大气的水平运动。它们是怎样 运动起来的呢？ 【活动意图】 以同学们在青海湖吹风的感受为情境背景，贴近生活，引入热力环流 原理。在探索自然现象奥妙的同时，激发学生的学习兴趣，唤醒学生的求 知欲，驱动学习动机。 环节二：实验演示合作探究 【模拟实验】实验验证地理原理：热力环流。 在一个透明玻璃箱内，一侧放置一点燃的蚊香，另一侧放入冰块。请同学们观 察箱内烟雾是如何运动的，并把自己观察到的烟雾运动过程绘制成示意图，然后思 考问题：为什么烟雾会这样运动呢？引起烟雾运动差异并形成实验现象的外部条件 是什么？ 1. 根据热力环流模拟实验，分析当地面冷热不均时气流将会如何运动。 2. 画出热力环流一般模式图，以及海陆风、山谷风、城市风。 【概念讲解】热力环流、气压、等压面、等压线。 注意：讲解过程中，要对图像进行恰当处理，引导学生明确各个示意图的空间 位置与实际视角。 【动力原理】空气热胀冷缩，受热膨胀密度变小表现为上升，遇冷收缩密度变大 表现为下沉。 同一水平面上的空气分子也存在扩散，会在力的驱动下，从空气分子密集区域 （高压区）向稀疏区域（低压区）运动扩散。 【活动意图】 通过实验模拟，为学生提供观察学习的机会，缩短理论与实践的距 离。实验可同时进行言语交流和视觉呈现，提高学生的学习兴趣，对抽象 的空气运动形成具象的认知。 【承转过渡】实际情况下空气运动与实验模拟烟雾运动现象类似。教师展示热力 环流的概念，进一步说明大尺度的空气运动是各种天气现象的基础。 环节三：以理释案学以致用 【以问促知】结合初中物理基础和实验现象，理解认识气压及其相关概念。同 时，思考气温、气压、气流三者之间有什么关系，对等压线、等压面、水平面各个 >> 50 　高中地理单元教学设计　 要素之间形成空间联系认识；对热力环流环节过程进行划分，采用四个阶段性问题 对学生的思维进行有效引导，重演推理热力环流的形成过程。 1. 近地面受热均匀与冷热不均时，等压面与水平面的关系如何？ 2. 空气冷热不均，空气在垂直方向发生什么运动？此时同一水平面的气压发生 什么差异？【注意强调：此处气压比较是在同一水平面。】 3. 水平气压的差异，会导致空气做什么运动？ 4. 大气的水平运动除了受到水平气压梯度力的影响，还会受地转偏向力、摩擦 力的影响，试分析这三个因素是如何影响风速和风向的。 【总结梳理】从发生条件、垂直运动、水平运动、环流这几个方面，引导学生尝 试自主概括描述热力环流及风的形成过程。 【学以致用】说出白天青海湖湖面与岸边陆地的气温、气压对比情况。分别绘制 出青海湖白天、夜晚的大气热力环流模式图，根据示意图分析青海湖区域白天吹湖 风、夜晚吹陆风的原因。 【举一反三】绘制出海陆风、山谷风、城市风的热力环流模式图。 【拓展提升】热力环流在生产生活中的应用。 1. 观察并分析：家里的空调、暖气应该安装在房间的哪个部位？ 2. 城市规划时，为减轻大气污染，应如何布局大气污染严重的工业企业？ 【活动意图】 该内容为本节重难点，通过与物理结合，由已知逐级深入，设置一串 环环相扣的问题链进行推理分析。本节课旨在引导学生对热力环流形成过 程产生清晰的认知，同时提高学生地理实践力，帮助其掌握地理科研的一 般研究方法。 环节四：总结归纳拓展提升 【总结归纳】自主梳理本节关键知识、原理。 1. 热力环流形成的根本原因是什么？ 2. 热力环流的形成过程是怎么样的？ 3. 大气运动的基本形式有哪些？ 4. 绘出本课时的思维导图。 【活动意图】 培养学生总结归纳的能力，进行综合思维训练，帮助学生建立知识网 络。通过解释生活中与热力环流原理相关的地理现象，引导学生学以致用， 认识到地理学习的实用性，提高综合思维和地理实践力。 　单元主题三 “万千气象”—大气的运动 51 << 第 4课时 教学目标： 1. 通过实验演示锋面的形成及变化过程，绘制简易示意图， 理解锋面、冷锋、暖 锋、低压（气旋）、高压（反气旋）的内涵，说出锋面、低压（气旋）与高压（反气 旋）对天气的影响。 2. 结合“河北暴雨”的案例，能够在海平面等压线分布图中准确识别主要的天 气系统，并通过绘制示意图，说明锋面系统和气旋、反气旋系统的基本特征，解释 其影响下的天气状况与变化的成因，并尝试根据所学内容对未来天气变化进行预测。 3. 了解冬半年寒潮、夏秋季台风、东部锋面雨带推移、江淮夏季伏旱等我国特 定区域经常出现的天气现象，并基于区域时空特点，从天气系统的角度分析其形成 原因或过程。 4. 意识到天气变化对人类生产、生活的重要影响，并理解其从科学角度是可分 析、可预测的，培养客观辩证认识自然现象及其对人类影响的思想观念。 教学重点： 天气系统对天气的影响。 教学难点： 天气系统的作用机理。 教学过程： 环节一：创设情境引入主题 【情境导入】受台风“杜苏芮”减弱低压及外围环流影响，2023 年 7 月 29 日—8 月 2 日，河北省出现特大暴雨天气过程。此次降雨过程来势猛，表现为持续时间长、 累计雨量大、覆盖范围广、降水强度强，过程平均累计降水量 176.3 毫米。石家庄、 保定等多个城市出现暴雨、大暴雨，形势非常严峻，牵动着亿万国人的心。 材料一：在国家气象信息中心的网站上，根据 24 小时降雨量将暴雨分为了三个等 级：50 ～ 99.9 毫米的称作“暴雨”、100 ～ 249.9 毫米的称作“大暴雨”、250 毫米以上的 称作“特大暴雨”。本次河北降水过程平均累计降水量 176.3 毫米，最大降水量 1 003.4 毫 米，出现在邢台临城县赵庄乡梁家庄村，最大小时降雨量 115.0 毫米，出现在邯郸磁县西 王女水库站，河北省 142 个国家气象站中有 103 个国家气象站日最大降水量达到暴雨及 以上（占比 72.5%）。此次特大暴雨过程的平均累计雨量、单站极值雨量为近 60 年来最 强。2021 年 7 月，郑州在 24 小时内下了 627.4 毫米的雨，是特大暴雨起点的两倍还多。 郑州常年平均全年降雨量才 640.8 毫米，这意味着，郑州仅一天就下了以往一年的雨量。 2023 年河北省内的极端暴雨天气极为罕见，短时间内暴雨强度更是突破历史极 值。那么，特大暴雨是如何形成的？ >> 52 　高中地理单元教学设计　 【活动意图】 选取学生身边的真实情境，通过暑期暴雨资料，让学生对极端天气产 生直观认知，引导学生探究变化着的天气是如何形成的，激发学生对于问 题的好奇心，探索是什么机理导致了暴雨天气的发生、发展和演化，为后 面思维进阶做铺垫。 环节二：新知讲授合作探究 【探究任务 1】锋与天气。 【新知讲授】锋与锋面。 【自主阅读】了解冷、暖气团的概念、性质。 【思考】根据气团的定义，该如何对气团进行分类？为什么同一气团控制的地 区，天气现象也大致一样？单一气团控制下是晴朗天气，那么冷、暖气团相遇之后 会发生什么变化呢？ 【实验演示】锋面的形成。 【实验器材】玻璃容器（中间放置一块隔板）、食用色素红蓝各一瓶、食用盐 20 g、4 个量水杯（500 mL）、冷水、热水、搅拌棒等。 【实验流程】在玻璃容器中，一侧放蓝色冷盐水，另一侧放红色热水。迅速抽去 隔板，观察实验现象。 【实验结果】实验演示锋面形成的过程，引导学生根据实验现象，画出冷暖气团 的交界面，并标出冷暖气团的位置。 【讲授新知】教师画出示意图讲解冷锋、暖锋、准静止锋的概念，并说明区分 冷、暖锋的方法。 【合作探究】以具体生活中的天气现象引入，思考为什么会出现这样的天气变 化，进而讲解冷、暖锋过境过程的天气变化。 1. 冷锋过境前、过境时、过境后的气温、气压、阴晴状况分别是怎样的？有什 么代表性天气以及天气带来哪些影响？ 2. 暖锋过境前、过境时、过境后的气温、气压、阴晴状况分别是怎样的？有什 么代表性天气以及天气带来哪些影响？ 3. 准静止锋控制下的天气是怎样的？有什么代表性天气？ 【小组展示】学生绘制示意图，模仿天气预报员尝试进行天气预报。 【探究任务 2】低气压（气旋）与高气压（反气旋）。 太平洋上的台风多产生在副高的南缘，并沿着副高的外围移动，互相影响。一 般情况下，副高呈东西带状分布，强度较强时，南缘台风一般会稳定西移，而当台 风西移至副高西南侧时，副高将东退，台风将向北移动。当台风越过副高脊线的位 　单元主题三 “万千气象”—大气的运动 53 << 置后，副高又可能再次西伸。当副高强度较弱时，台风也可以直接穿过高压脊北上， 使得副高断裂。它们会产生什么天气现象？ 【讲授新知】教师讲解低压（气旋）、高压（反气旋）的含义，一边画图，一边 引导学生理解高、低压以及气旋与反气旋的示意图，明白低压（气旋）、高压（反气 旋） 对天气的影响。 【概念展示】 1. 低气压：等压线闭合，中心气压低于四周气压的区域。 2. 低压槽：从低气压延伸出来的狭长区域。 【学生归纳】据图总结高气压、高压脊的概念。 【阅读思考】 低气压与气旋，高气压与反气旋是对同一天气系统的不同描述，分 别体现了此类天气系统的什么突出特征？如何识别两类天气系统？请说明识别依据。 识别依据：等压线闭合，且中心气压较低或较高，或气流向内辐合还是向外 辐散。 【动手绘制】绘制南北半球气旋、反气旋示意图。 【学以致用】试做天气预报员：学生扮演气象学家，根据天气形势图研究未来两 天天气的变化情况，试做天气预报。 【活动意图】 设计实验，让学生更好地理解锋面、气压两种天气系统的概念、特征 及其对天气的影响，提升学生的地理实践力。要求学生利用所学知识观察 天气变化，尝试做天气预报员，培养学生的综合思维。 环节三：以理释案学以致用 【学以致用】河北特大暴雨时，副热带高气压徘徊在哪里？副热带高气压徘徊在 此会出现什么天气现象？为什么？为什么千里之外的台风会成为河北特大暴雨的幕 后推手？台风“杜苏芮”生成的地点为什么会在西北太平洋洋面？热带低压与台风 一样吗？台风什么时候会减弱消散？为什么当台风登陆的时候，我们往往体验的先 是狂风大作，后是短时的风平浪静？ 【拓展提升】洪涝灾害形成原因之地形阻挡。 材料二：石家庄、保定地处太行山东麓的山前冲积扇，地势由西北向东南倾斜。 郑州地处我国华中地区、黄河下游、中原腹地、河南中部偏北，位于黄河中下游和 伏牛山脉东北翼向黄淮平原过渡的交接地带，西部高，东部低，属北温带大陆性季 风气候，四季分明。 1. 地形在特大暴雨中发挥了什么作用？ 2. 多要素综合下，河南、河北特大暴雨是如何形成的？ >> 54 　高中地理单元教学设计　 【活动意图】 在真实案例中，学生观察、思考、判断天气系统类型及其在我国的影 响范围和灾害性天气，把握知识的内在联系。教师帮助学生将该过程在头 脑中建立链接，化抽象为具体，帮助学生理解原理，提高图文转换能力， 培养抽象思维。 环节四：总结归纳拓展提升 【总结梳理】自主梳理本节关键知识、原理。 1. 暴雨的产生要具备哪些基本条件？ 2. 为什么暴雨产生时，大气层结构不稳定？ 3. 根据气团性质不同，如何对气团进行分类？其物理性质有什么特点？ 4. 单一气团控制下的天气状况与不同性质气团相遇时的天气状况有什么不同？ 5. 冷锋与暖锋过境时所产生的降水有什么差异？为什么？当两者势力相当时， 天气状况如何？ 6. 什么是高气压？与之相对应的天气系统是哪一个？ 7. 高气压控制地区的天气与低气压控制地区的天气状况如何？ 8. 我国常见的锋面天气、低气压（气旋）天气有哪些？ 【拓展提升】锋面气旋与天气：说明锋面只与气旋结合，而不与反气旋结合的原 因，并且说明锋面气旋系统中冷暖锋是如何分布的。 【规律总结】 1. 锋面在气旋中，且在低压槽部位。 2. 气旋左侧是冷锋，右侧是暖锋。 3. 冷锋降水多在锋后，暖锋降水在锋前。 【活动意图】 综合理解温带气旋的主要特征，把握知识的内在联系，提高认知水 平，检验学习效果，发现知识掌握不足之处，及时改进与弥补。 第 5课时 教学目标： 1. 结合“大气环流对航行影响”案例，运用气压带、风带分布示意图，说明气 压带、风带形成过程与分布特征，说出气压带、风带随季节移动的规律及三圈环流 影响下的各气候类型的分布及成因。 　单元主题三 “万千气象”—大气的运动 55 << 2. 运用海平面气压分布图，根据海陆热力性质差异，指出北半球冬、夏气压中 心的分布，说明东亚和南亚冬、夏季风的风向和性质，以及其影响下气候类型的分 布与成因。 3. 理解理想大陆上世界气候的分布并认识大气环流对气候形成的直接作用。 4. 结合全球大气运动的一般规律，运用世界气候类型分布图和代表性地区各月 气温降水量分布图，概括世界气候分布的一般规律，掌握气候类型的判断方法，能够 根据某地地理位置或气温、降水特征判断该地气候类型，知晓气候特征的描述方法。 5. 分析某区域气候的形成因素与当地气候对其他自然地理要素与自然景观的影 响，能够从区域的视角，认识到气候受诸多自然地理要素的影响，也对诸多要素产 生影响，从而初步形成对区域自然地理环境的整体性认识。 教学重点： 气压带和风带的成因、移动规律及其对气候形成的作用，气候对自然地理环境 景观形成的影响。 教学难点： 气压带和风带的成因及移动规律。 教学过程： 环节一：创设情境引入主题 【情境导入】通过本次研学，同学们发现从石家庄乘飞机去西宁以及从西宁返回 石家庄的航空公司相同、航线相似，但所用时间（石家庄飞西宁 11 ：00—13 ：20， 西宁飞石家庄 14 ：05—16 ：05）却有所差别，这是为什么呢？ 【教师活动】引导学生回顾之前学习的大气受热状况、热力环流、高空风和低空 风知识，并在黑板上对热力环流过程进行板书式讲解与呈现。 【活动意图】 对航行中发现的问题进行思考，能够激发学生的学习兴趣；引导学生 复习大气受热状况、热力环流、高空风和低空风知识，为本节课知识学习 做铺垫。 环节二：新知讲授合作探究 【新知讲授】三圈环流。 【情境任务 1】假设地表均匀、地球不自转的情况下（忽略其他一切因素， 只考 虑高低纬受热不均） 根据热力环流原理在极地与赤道间形成的大气运动，画出示意 图，分析赤道和两极地区的大气运动。 【承转过渡】单圈环流是不是地球表面大气环流的真实情况？ 【情境任务 2】假设地表均匀、地球自转的情况下形成的大气运动。请学生独立 >> 56 　高中地理单元教学设计　 画出北半球的三圈环流图，启发学生归纳气压带、风带的分布规律—七个气压带和 六个风带。 【承转过渡】三圈环流是不是全球大气环流的真实情况呢？ 【情境任务 3】高低纬的受热不均 + 地转偏向力（地球自转） + 太阳直射点的移 动（地球公转）。 【温习旧知】回忆太阳直射点的移动规律，动画演示气压带和风带随着太阳直射 点的移动而移动的过程。 【新知讲授】教师讲授季风环流的相关内容。 【情境任务 4】在地表性质不均一、地球自转和公转的情况下，在北半球出现季 风环流。根据海陆热力性质差异，冬、夏季同纬度海洋和陆地哪个较热？展示北半 球 1 月、7 月海平面等压线分布示意图，让学生找出陆地和海洋上的气压中心，并说 出气压带被气压中心切断的情况。 1. 根据 1 月、7 月海平面等压线分布示意图说出冬季陆地和海洋的气压状况（用 高低压表示），运用已学原理解释形成高低气压的原因。 2. 从纬度位置上看，空气柱处于哪个气压带上？所形成的气压中心对气压带有 何影响？ 3. 北半球气压带的形状分布有何特点？为什么？ 4. 观察南半球 40° 到 60° 的气压带分布状况，并分析原因。 【小结】师生共同总结北半球 1 月和 7 月气压中心对气压带的割裂情况。在探究 真实的大气环流的产生过程中，叠加四个因素之后，三圈环流在北半球中纬度海陆 之间被打破，形成的是季风环流，最典型的分布区域是东亚地区和南亚地区。 【归纳概括】展示东亚季风与南亚季风的示意图，引导学生观察并完成教材中季 风特征表格，可以绘制简图说明南亚夏季风在跨越赤道前后的风向变化。 【情境任务 5】探究气压带和风带对气候的影响。利用世界气候类型分布图，对 世界气候分布的典型地区进行讲解，总结理想大陆气候类型图的形成过程，并说明 理想大陆气候类型图是对全球气候分布的概括性总结。 【活动意图】 1. 理解三圈环流的形成过程并绘制南北半球的三圈环流图，学生绘制 示意图不仅锻炼绘图能力，也是对所学知识的再理解。 2. 通过图表的引导，学生对东亚、南亚地区的季风环流进行理解，提 升区域认知、综合思维能力。 3. 绘制理想大陆气候类型图，使学生对全球气候类型分布有综合的认 识，培养学生的综合思维和地理实践力。 　单元主题三 “万千气象”—大气的运动 57 << 环节三：以理释案学以致用 【模拟实验】通过一个小制作来模拟全球尺度的大气环流（三圈环流）。将全班 分为四个小组，每组用小纸条标上箭头代表空气流动方向，在地球仪上粘贴出三圈 环流的模型，在动手制作的过程中加深对大气环流的认识。 【学以致用】利用自己制作的小模型回答课前提出的问题，从大气环流的角度分 析出现飞行时间差异的原因。 【活动意图】 1. 通过动手实践操作，加深对大气环流过程的认识，培养学生动手实 践能力。 2. 检查学生对于所学知识的理解与迁移运用程度，进一步鼓励学生用 所学的地理知识去解决生活中的地理问题，解释生活中的一些地理现象。 环节四：总结归纳拓展提升 【总结梳理】自主梳理本节关键知识原理。教师以板图与多媒体结合形式带领学 生一边分析回忆课上内容一边总结规律。 【拓展提升】即将做环球旅行的经纬同学在整理资料的过程中，发现自己将四地 的气候资料（伦敦、伊基托斯、罗马、巴马科）与对应的城市搞混了，这让他很焦 急，请大家帮助经纬同学进行梳理。 【活动意图】 学生从整体的角度由点到面、循序渐进地进行分析、归纳、总结，体 现了从小尺度区域空间到大尺度区域空间的地理学习过程，培养了区域认 知和综合思维能力。