2.1 大气的组成和垂直分层（表格式情境教学设计）地理人教版2019必修第一册

人教版版高一地理上册教学设计 课题 第二章《地球上的大气》 第一节《大气的组成和垂直分层》 课型 新授课 教学方法 多媒体演示、绘图实践、合作探究、案例分析 课时 第1课时 备课人 教材 人教版高中地理必修一 课标要求 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。 素养目标 综合思维：运用图表等资料，能够说明大气的组成成分及对地球的影响； 人地协调观：分析人类活动对大气成分的影响； 区域认知、地理实践力：大气的垂直分层、特点，并举例说明其对生产生活的影响。 教材分析 本节选自人教版高中地理必修一第二章第一节，是 “地球上的大气” 单元的开篇内容。教材以 “大气与人类生产生活的联系” 为核心线索，通过图表、案例和探究活动，系统阐述大气的组成成分及其作用、垂直分层特点，以及人类活动对大气的影响。 从知识体系看，本节是学习大气运动、天气系统、气候形成等后续内容的基础，具有承上启下的作用；从核心素养培养看，教材注重结合真实情境（如极端天气、高原训练、臭氧层保护等），强调地理实践力和综合思维的培养，引导学生理解大气与人类生存的密切关系，树立人地协调观。 学情分析 高一学生已具备一定的生活经验和初中地理基础，对 “天气现象”“氧气作用” 等有感性认知，但对大气组成的具体作用、垂直分层的科学原理等抽象知识理解较浅。 优势：思维活跃，好奇心强，乐于参与情境探究和小组合作，对与生活相关的地理案例（如暴雨、飞机飞行）兴趣浓厚。 不足：抽象思维能力仍在发展，对 “大气垂直分层的温度变化原因”“温室效应机制” 等难点知识易混淆；对地理图表的分析能力有待提升。 学习目标 1.运用图表等资料，能够说明大气的组成成分及对地球的影响； 2.人类活动对大气成分的影响； 3.大气的垂直分层、特点，并举例说明其对生产生活的影响。 重难点 重点 大气主要组成成分（氮气、氧气、二氧化碳、臭氧）的作用。 大气垂直分层（对流层、平流层）的温度变化、运动特点及与人类活动的联系。 难点 对流层和平流层温度随高度变化的原因。 人类活动对大气成分的影响及引发的环境问题（如全球变暖、臭氧层空洞）。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 环节一 情境导入：极端天气引发思考情境导入：极端天气引发思考 【播放视频】播放 “ 2025年7月华北强降雨新闻” 视频 2025年7月23日至29日，我国华北出现连续多日强降雨天气，强降雨中心位于北京和河北山区，极端性显著。 【提问】 北京这场暴雨来势汹汹，造成了严重的影响。这样的极端天气现象与大气的组成和运动有什么关系？我们首先来学习大气的组成。 观看视频，结合生活经验思考问题，初步感知大气与天气的关联。 以真实极端天气情境切入，激发学习兴趣，明确本节学习目标 —— 探究大气与生活的联系。 环节二 新课讲授 活动探究 探究一：大气的组成及其作用 1. 【展示】 “干洁空气成分体积分数图”，引导学生归纳干洁空气的主要成分。 2. 【发放】 “大气组成成分及作用” 表格（含氮气、氧气、二氧化碳、臭氧、水汽、杂质），指导学生结合教材 P28-29 填写。 3. 【案例引导】 -展示非洲埃塞俄比亚、肯尼亚中长跑运动员成绩优异的资料，提问：“为何高原环境利于提升运动能力？” 展示 “不同海拔含氧量表”，引导分析氧气含量与海拔的关系。 4. 【展示】 “1740-2011 年二氧化碳浓度变化图”，提问：“二氧化碳浓度变化趋势、原因及危害是什么？” 5.【 展示】 “南极臭氧层空洞图” 及《相关资料，组织讨论：“臭氧空洞的危害及保护措施。” 探究二：对流层 【展示】北京密云暴雨雷达图 【合作探究】 结合图片，阅读教材P31—33页，回答以下问题： [1]对流层在哪里? [2]对流层的温度有什么变化特点?为什么? [3]对流层的空气是怎样运动的? [4]对流层的天气现象是怎样的?为什么? [5]飞机在对流层时可能会遇到哪些情况? 【展示】大气垂直分层图 分析对流层的高度、气温变化特点、空气运动特点、与人类的关系。 【重点讲解】对流层天气现象形成的过程 【知识延伸】降水形成的三个条件 【情境探究】 2025年7月23 - 29日，北京经历了一场强降雨，很多地方的降雨量都打破了历史纪录。这次降雨主要是因为西太平洋副热带高压强而稳定，位置偏北，它边缘的西南暖湿气流被山脉影响，形成强降水。 根据材料，回答以下问题: 1. 北京这次强降雨发生在大气的哪一层？（2分） 2. 从材料里找出两个这次北京强降雨形成的原因。（4分） 3. 对流层的天气为什么复杂多变？结合这次降雨简单说一说。（4分） 探究三：平流层 【播放视频】播放 “ 2025年7月华北强降雨救援画面” 视频 【展示】 直升机运送救援物资时，遭遇强对流天气，机身剧烈颠簸，被迫降低高度。部分区域对流层天气恶劣，直升机无法进入，改用高空无人机在平流层勘察灾情，飞行平稳且视野清晰。 【合作探究】结合材料，阅读教材P31—33，回答以下问题： [1]平流层在哪里? [2]平流层的温度是怎样变化的?为什么? [3]臭氧层在哪里?它的作用是什么? [4]平流层的空气是怎样运动的? [5]平流层的天气现象是怎样的?为什么? [6]为什么说平流层是飞机飞行的最佳高度层? 【重点讲解】 平流层的高度、气温变化特点、空气运动特点、与人类的关系。 【播放视频】真实情境：飞机实录下的云层 【思考】一架飞机沿10km高空从南极飞到北极，依次穿过了哪几层？ 探究四：高层大气 【播放视频】播放 “中国航天驰援应急救灾” 视频 【展示】暴雨导致地面通信中断，气象卫星（运行在80km以上）持续传回云图数据，指导救援路线规划。 【合作探究】阅读教材P31—33页，回答以下问题： [1]气象卫星在哪个大气层工作? [2]高层大气在哪里? [3]高层大气的温度是怎么样变化的?为什么? [4]高层大气中有哪些景观? 4. 简要介绍高层大气：结合气象卫星工作情境，说明电离层与无线电通信的关系。 【重点讲解】 高层大气的高度、气温变化特点、空气运动特点、与人类的关系。 1. 观察图表，归纳干洁空气成分（氮气 78%、氧气 21% 等）。 2. 自主阅读教材，完成表格填写，明确各成分作用（如臭氧吸收紫外线、水汽成云致雨）。 3. 小组讨论：结合高原地形特点（海拔高、氧气含量低），分析高原训练对运动员的影响。 4. 分析图表，总结二氧化碳浓度上升趋势，归因于化石燃料燃烧、毁林，讨论全球变暖的影响。 5. 阅读资料，归纳臭氧空洞危害（紫外线增强、皮肤癌增多等），认同国际合作的必要性。 1.观察图表，明确分层依据（温度、密度、运动状况），识别对流层、平流层、高层大气。 2. 小组合作：分析对流层 “上冷下热→对流运动→水汽杂质上升→成云致雨” 的逻辑链，解释暴雨形成的圈层条件。 3. 对比分析平流层 “上热下冷→水平运动→能见度高” 的特点，理解其航空优势。 1.观看 “2025 年 7 月华北强降雨救援画面” 视频，聚焦 “直升机颠簸” 与 “无人机平稳飞行” 的差异。 2. 结合生活经验，自主提问：“为什么直升机在低空颠簸，而无人机在高空更平稳？” 3.重点讨论：对比对流层特点，分析平流层 “温度变化”“运动状态” 与 “天气现象” 的逻辑关系（如 “臭氧吸收紫外线→温度随高度升高→空气水平运动→天气晴朗”）。 4.观看 “飞机实录下的云层” 视频，观察平流层底部与对流层顶部的云层差异，验证 “平流层能见度高、无剧烈对流” 的结论。 5. 结合 “大气垂直分层示意图”（教材或课件配图），分析 “10km 高空从南极到北极” 的纬度差异： - 明确南极、北极属于高纬度，对流层顶高度约 8-9km；赤道附近为低纬度，对流层顶高度约 17-18km。 6. 绘制简易路线图，标注 10km 高度在不同纬度对应的大气层，推理飞行路径穿过的圈层顺序，并在组内解释理由。 1. 观看 “中国航天驰援应急救灾” 视频 2. 梳理高层大气的 “空间位置”“温度变化”“景观现象” 等核心信息，用表格形式对比对流层、平流层与高层大气的差异。 - 重点突破：针对 “高层大气温度变化原因”，结合教材中 “太阳紫外线和宇宙射线加热” 的描述，解释 “随高度升高先降后升” 的规律。 3. 结合教师展示的 “电离层与无线电通信示意图”，小组讨论： “电离层反射无线电波” 的原理，并举例说明其对人类活动的影响（如卫星通信、导航）。 通过图表分析和案例探究，突破 “大气成分作用” 重点；以运动员案例联系生活，提升知识应用能力。 结合数据和政策案例，理解人类活动对大气的影响，培养人地协调观和全球视野。 以暴雨救援情境贯穿分层探究，通过问题链突破 “温度变化原因”“圈层特点与人类活动联系” 等重难点，培养综合思维。 通过真实救援案例中 “直升机与无人机飞行差异” 的矛盾点，打破学生对 “高空一定更危险” 的固有认知，激发探究平流层特性的好奇心，让抽象的大气分层知识与生活现象建立关联。 问题链设计从 “位置→温度→成分→运动→天气→人类活动” 层层递进，引导学生构建 “结构→功能→应用” 的逻辑链，突破 “平流层温度变化原因”“与人类活动联系” 等难点。 观看 “飞机实录下的云层” 视频，让学生通过直观影像验证理论结论（如平流层的 “晴朗无云”“气流平稳”），将文字描述转化为具象感知，加深对 “平流层适合飞行” 的理解。 “飞机跨纬度飞行穿层” 问题，要求学生结合纬度对对流层顶高度的影响，进行空间路径推演，既巩固 “对流层高度纬度差异” 的知识，又培养 “图文转换”“空间想象” 的地理实践力，强化 “大气分层不是均匀分布，而是随纬度变化” 的动态认知。 通过 “气象卫星救灾” 的真实案例，将高层大气这一抽象概念与 “应急通信”“灾害救援” 等现实需求挂钩，让学生感知高层大气对人类生产生活的间接但关键的作用。 引导学生从 “位置→温度→现象→应用” 的逻辑链梳理高层大气特征，既巩固 “大气分层依据”（温度、运动、密度）的核心知识，又培养 “要素关联” 的综合思维能力。针对 “温度变化原因” 的重点讨论，帮助突破 “太阳辐射对高层大气的加热机制” 这一难点。 环节三 课堂总结 出示思维导图。 完善笔记，提出疑惑问题。 构建知识体系，强化重点内容，培养归纳能力。 板书设计 作业设计 A类作业 练习：《分层练》 B类作业 理解绘图：绘制 “大气的垂直分层图”与对应大气层“位置→温度→现象→应用”逻辑链 教学反思 本节课以 “华北强降雨及救援” 为主情境贯穿始终，情境与知识点结合紧密。强降雨案例自然衔接大气组成、对流层特点等内容，直升机与无人机飞行对比直观呈现平流层特性，气象卫星救灾情境引出高层大气知识，有效激发探究兴趣。 亮点在于采用问题链驱动小组合作，通过 “观察 — 讨论 — 验证” 流程，将抽象的分层知识转化为具象认知，兼顾综合思维与地理实践力培养。 但存在不足：部分学生对 “平流层温度升高原因”“电离层作用” 理解模糊，抽象原理缺乏动态演示；小组讨论中少数学生参与度低，时间分配略显紧张。 改进措施：制作微动画演示臭氧吸热、电离层反射电波等过程；设计分层任务单，增设轮值发言制保障全员参与；采用限时讨论和即时检测，优化课堂节奏，提升教学实效。 1 / 9 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$