1.4 地球的圈层结构（表格式教学设计）地理人教版2019必修第一册

人教版高一年级地理上册教学设计 课题 第一章《宇宙中的地球》 第四节《地球的圈层结构》 课型 新授课 教学方法 讲授法、自主学习、合作探究 课时 1课时 备课人 教材 人教版2019必修第一册 课标要求 运用示意图，说明地球的圈层结构。 教材分析 “地球的圈层结构” 是高中地理必修一的重要内容。本节紧承前几节对地球外部的介绍，转而聚焦地球自身结构，为后续地理知识学习筑牢基础。教材先引入地震波，借其传播速度变化划分地球内部圈层，包括地壳、地幔、地核，着重阐述各圈层特点，像地壳厚度不均，大陆厚、大洋薄 。外部圈层介绍了大气圈、水圈、生物圈，点明它们相互联系、彼此制约，共同塑造人类生存环境。课程内容抽象，需借助示意图等帮助学生构建空间概念，理解地球圈层奥秘。 学情分析 高中生对地球圈层结构已有初步认知，如知道地壳、大气层等，但缺乏系统性和深度理解。他们空间想象能力差异较大，对地震波传播、地幔分层等抽象内容接受难度较高。 学生已掌握一些物理知识（如波的传播），可作为学习地震波划分圈层的基础，但易混淆横波、纵波特性。同时，对“圈层间相互联系”的整体性认知不足，常孤立看待各圈层。 学习兴趣上，学生对地球内部未知领域有好奇心，但对枯燥的圈层数据（如厚度、密度）易产生畏难情绪，需结合案例（如火山喷发与地幔物质）激发兴趣。 教学目标 1. 知道科学家利用地震波研究地球内部结构的基本方法，增强探究意识和科学精神。 2. 运用图表描述地球内部、外部圈层的范围、物质组成，说明地球结构特点。 3. 知道岩石圈的构成及其在自然环境中的地位，举例说明地球各圈层的相互联系、相互渗透，从整体上说明自然环境的基本构成。 4. 举例说明地球各圈层对自然环境形成的作用，及其与人类活动的关系，初步形成人地协调观。 重难点 重点：地球内部圈层的划分、界面、结构特点。 外部圈层的划分及各圈层与人类活动的关系。 难点：地球内部地震波传播速度变化与地球内部圈层结构。 大气圈、水圈、生物圈、岩石圈的相互联系、相互渗透。 教学过程 教学环节 课堂活动 设计意图 环节一 新课导入 【展示图片】 地球是人类赖以生存的家园，人类迫切地希望了解地球。英国地理学家埃得蒙•哈雷，以发现哈雷彗星而闻名，1692年提出了“地球空心理论”。凡尔纳的科幻小说《地心游记》中，主人公可以在地下旅行，甚至穿过地心，见识到了有大海、蘑菇森林和远古巨兽的地下世界。 【提问】你认为地球是空心的吗？地心真的可以穿越吗？ 人类通过什么方式认识地球的内部结构？ 地球的内部结构究竟是怎么样的呢? 采用“空心地球”假说导入，旨在利用学生对未知的好奇心，打破其固有认知，激发探究欲。同时，自然引出 “如何科学认知地球内部结构” 的问题，为后续地震波探测等内容铺垫，让学生体会科学探究从猜想走向实证的过程，培养科学思维。 如何划分地球内部圈层？ 环节二 新课讲授 一、地球的内部圈层结构 任务一：如何划分地球内部圈层？ 1. 地震波 【自主学习】阅读教材，完成表格。 学生回答参考：如下图 教师讲解： 地球的内部结构，我们无法直接观察。科学家主要通过对地震波的研究来了解地球的内部结构。地震发生时，地下岩石受到强烈冲击，产生弹性震动，并以波的形式向四周传播。纵波传播速度快，能够通过固体、液体和气体。横波传播速度慢，所以只能通过固体。 【合作学习】 (1)地震发生时，陆地与湖中船上的人的感觉是否一样？为什么？ (2)为什么有“地震逃生的黄金12秒”的说法？ 学生回答参考： (1)当地震发生时，陆地上的人感觉先上下震动，后左右摇晃。湖中船上的人只能感受上下震动，因为横波不能通过液体。 (2)横波的速度比纵波速度要慢，在纵波结束，横波未到达之前，是逃生最佳时间。 2. 地球内部圈层结构 知道了地震波的特性之后，接着我们一起来看一看地球内部圈层是如何划分的？ 【合作探究】 (1)纵波和横波速度变化有什么不同？ (2)什么叫不连续面？ (3)主要不连续面出现在哪里？依据是什么？ (4)不连续面附近地震波波速变化说明了什么？ (5)根据这些变化，我们应该将地球划分为几个圈层？请在图中画一画。 学生回答参考： (1)纵波先快后慢，横波速度变快，随后消失。 (2)地震波在一定深度发生突然变化，波速突然变化的面叫不连续面。 (3)主要不连续面一个出现在地面下平均33千米处，纵波和横波的波速都明显增加，另一个在地下约2900千米处，纵波的传播速度突然下降，横波完全消失。 (4)不连续面附近地震波波速变化说明物质改变。 (5)如上图。 教师讲解： 地震波在一定深度发生突然变化，这种波速突然变化的面叫不连续面。在地面下平均33千米处，纵波和横波的波速都明显增加，出现波速的不连续面，叫莫霍界面。在地下约2900千米处，纵波的传播速度突然下降，横波完全消失，也出现波速的不连续面，叫古登堡界面。纵波波速在地下5100千米处也有变化，称为次级不连续面，该不连续面将地核分为外核和内核。 地震波波速的变化是因为传播介质发生了改变。说明这两不连续面处地球的内部物质组成、状态有所改变。外核可能为液态。 莫霍界面、古登堡界面将地球内部分为三个圈层：地壳、地幔、地核。 任务二：地球内部圈层结构有何特点？ 【自主学习】阅读教材，完成表格。 学生回答参考： 教师讲解： 地壳：位于莫霍界面之外，由岩石组成。地壳厚薄不一，平均厚度33km，海洋地壳薄，一般为5-10km；大陆地壳厚，有高大山脉的地方地壳会更厚，最厚处达70km。 地幔：从莫霍界面直至2900千米深处的古登堡界面，占地球总体积的80%，可分为上地幔和下地幔，上地幔存在一个软流层。 软流层位于上地幔的上部，但没有在顶部，温度高，部分岩石呈熔融状态，一般认为是岩浆的主要发源地 岩石圈=地壳+上地幔顶部，由岩石组成。 地核：古登堡界面到地心，厚度约3400多千米，主要由铁和镍组成，可分为内核与外核。外核是熔融状态的金属，形成了地球的磁场；内核是一个固态金属球。 【小结】地球的内部圈层结构 二、地球的外部圈层结构 【自主学习】阅读教材和图片，完成问题。 (1)说一说地球的外部圈层结构有哪些？ (2)各圈层结构有何特点？ (3)相互之间有何联系？ 学生回答参考： (1)地球的外部圈层包括大气圈、水圈、生物圈等。 (2)大气圈：由气体和悬浮物质组成的复杂系统，主要成分是氮气和氧气。水圈：地表和近地表的各种水体的总称，其主体是海洋，包括陆地上的河流、湖泊、沼泽、冰川、地下水等。生物圈：地球表层生物及其环境的总称。 (3)大气圈、水圈、生物圈与岩石圈相互联系、相互渗透共同构成人类赖以生存和发展的自然环境。 教师讲解： 展示一系列照片： 大气圈是由气体和悬浮物质组成的复杂系统，它的主要成分是氮气和氧气。大气圈笼置着地球，使得地球上的温度变化和缓，同时提供了生物生存所需的氧气。大气圈中的风、云、雨、雪等天气现象，与人类息息相关。 大气圈的厚度大约2000-3000km，随海拔升高，大气密度减小，气压降低。大气由干洁空气、水汽和固体杂质组成，产生了各种天气现象。 水圈是地表和近地表的各种形态水体的总称，其主体是海洋，还包括陆地上的河流、湖泊、沼泽、冰川、地下水等。水是最活跃的自然环境要素之一，在地球表面物质迁移和能量转换中起着十分重要的作用，是人类和其他生物生存和发展所不可或缺的。 水圈主要由海洋（主体）、河湖、沼泽、冰川、地下水等组成,是一个连续而不规则的圈层。 生物圈是地球表层生物及其生存环境的总称。地球生物的活动和影响范围虽然涉及大气圈、水圈和岩石圈，但多数生物集中分布在大气圈、水圈与岩石圈很薄的接触带中。生物从环境中获取物质和能量，同时也在促进太阳能转化、改变大气圈和水圈组成、改造地表形态等方面起着重要作用。生物圈包括所有生物及其生存环境，包含大气圈下部，水圈和岩石圈上部。生物圈渗透在其他圈层之中，是最活跃的圈层。 大气圈、水圈、生物圈与岩石圈相互联系、相互渗透共同构成人类赖以生存和发展的自然环境。 【自主思考】图中字母代表的圈层是什么？ 学生回答参考：生物圈包括大气圈底部、水圈全部和岩石圈上部。 【课堂探究】认识大气圈、水圈、生物圈和岩石圈及其相互联系 (1)找出图中主要事物，如山、云、山顶积雪、河流、草、树木等。 (2)将找出的事物按照大气圈、水圈、岩石圈和生物圈进行分类。 (3)思考各事物之间的联系。 学生回答参考： (1)如图。 (2)大气圈：云。水圈：河流、大气水、山顶积雪。 岩石圈：山、山顶积雪。生物圈：山、树木、草。 (3)大气圈、水圈、生物圈与岩石圈相互联系、相互渗透共同构成人类赖以生存和发展的自然环境。 用西瓜、鸡蛋类比地球内部圈层，“做CT”类比地震波探测原理，关联学生生活经验，将抽象结构具象化，助学生快速理解圈层的分层性与嵌套关系；科拉半岛探井和塔科1井案例则凸显直接观测局限，反衬地震波方法的科学性。整体设计由具象到抽象、从生活到科学，逐步引导学生理解圈层划分逻辑，培养科学思维。 设计地震波表格填写任务，旨在通过对比梳理横波、纵波的传播介质、速度及变化特点，帮助学生系统掌握二者差异。同时可引导学生主动提炼教材信息，培养归纳能力。 设计这两个合作学习问题，旨在通过生活化情境应用地震波知识，深化理解。 设计这组合作探究问题，旨在通过层层递进的逻辑链，引导学生深度理解地球内部圈层划分的科学依据。 第(1)(2)题从基础概念入手，梳理地震波特性与不连续面定义，夯实认知基础；第(3)(4)题聚焦核心证据，分析不连续面的位置及波速突变的意义，揭示圈层划分的科学逻辑；第(5)题通过绘图将理论转化为具象表达，强化空间认知。 整体设计由浅入深，从知识理解到应用实践，既培养协作分析能力，又让学生体会“现象—证据—结论”的科学探究过程，深化对地球内部结构的系统性认知。 设计自主学习填写地球内部圈层结构特点表格的任务，旨在引导学生主动梳理地壳、地幔、地核的深度范围、物质状态及主要特征。表格的结构化呈现能帮助学生构建清晰的知识框架，对比各圈层差异。通过自主提炼信息，培养学生的阅读归纳能力，同时为后续理解圈层间的联系与地球整体结构奠定基础，深化对“结构决定性质” 的认知。 引导学生主动梳理地球外部圈层的组成及各圈层特点，培养信息提取与归纳能力。问题设置从“是什么”到“有何特点”再到 “相互联系”，层层递进，帮助学生建立逻辑思维链条，理解大气圈、水圈、生物圈并非孤立存在，而是通过物质循环（如水循环、大气循环）和能量交换相互渗透、紧密关联，形成有机整体。 同时，借助系列照片直观呈现大气圈（云层、极光）、水圈（海洋、冰川）、生物圈（森林、湿地）的形态，帮助学生建立圈层的视觉认知，理解各圈层的分布特征及与人类生活的关联，增强对地球外部圈层整体性的感性认识，激发探究兴趣。 引导学生探究四大圈层的特征及联系，理解地球系统的整体性，培养综合思维与地理实践力，深化对地理环境的认知。 环节三 课堂小结 梳理地球内外部圈层的组成、特点及关联，帮助学生构建完整知识体系，强化“地球是统一整体”的系统观念，提升综合分析地理问题的能力，巩固学习成果。 课堂练习 下图为两个不同地理事物及其界面示意图（下图），完成下面小题。 1. 若界面代表莫霍面，则下列说法正确的是（   ） ①甲是岩石圈一部分②该界面导致纵波加速③乙为熔融态④甲在全球厚薄一致 ⑤该界面横波无法穿过⑥乙可分为两部分 A．①②③ B．①②⑥ C．③④⑤ D．④⑤⑥ 2. 若该图表示地球外部圈层，则下列说法错误的是（   ） A．生物圈与水圈之间没有明显的界面 B．水圈是地球上不连续、不规则的圈层 C．若甲为大气圈层则乙可以是岩石圈层 D．生物圈集中分布于外部圈层接触带中 【答案】1．B 2．D 【解析】1．岩石圈的范围是地壳+上地幔顶部（软流层以上），莫霍面以上为地壳，以下为地幔，因此甲为地壳，乙为地幔，甲是岩石圈一部分，①对；经过莫霍界面，纵波速度变快，②对；乙为地幔为固态，③错；甲为地壳，全球厚度不一，一般来说，海拔越高，地壳越厚，④错；纵波和横波都可以穿过莫霍界面，⑤错；乙可分为上地幔和下地幔两部分，⑥对。排除ACD；B符合题意，故选B。 2．生物圈包括大气圈的底部、水圈的全部和岩石圈的顶部，故生物圈与水圈之间没有明显的界面，A不合题意；水分为液态，气态，固态，水圈是地球上不连续、不规则的圈层，B不合题意；大气圈层总体位于岩石圈层上侧，C不合题意；生物圈是指地球上凡是出现并感受到生命活动影响的地区，并不是集中分布于外部圈层接触带中，D符合题意。故选D。 【点拨】地球圈层结构分为地球外部圈层和地球内部圈层两大部分。地球外部圈层可进一步划分为三个基本圈层，即大气圈、水圈、生物圈;地球内圈可进一步划分为三个基本圈层，即地壳、地幔和地核。地壳和上地幔顶部(软流层以上)由坚硬的岩石组成，合称岩石圈。 作业设计 分层练习 教学反思 本节教学围绕地球内外部圈层展开，基本达成了让学生掌握圈层组成与关联的目标。亮点在于借助图片、视频直观呈现圈层形态，帮助学生建立空间认知，课堂探究环节也激发了学生对圈层联系的思考。​但存在不足：一是对岩石圈与其他外部圈层的关联讲解较浅，学生易混淆岩石圈与地壳的范围；二是部分学生对地震波划分内部圈层的原理理解模糊。后续改进需增加岩石圈与大气圈、水圈物质交换的实例，设计对比表格区分地壳与岩石圈，并通过动画演示地震波传播过程，加深学生理解。​ 1 / 9 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$