3.3 大气热力环流第1课时教案2025-2026学年高一地理湘教版必修一

《第三节 大气热力环流》第1课时教案 学科 高中地理 年级册别 必修一 共2课时 教材 湘教版 高中地理 必修第一册 授课类型 新授课 第1课时 教材分析 教材分析 本节内容是“地球上的大气”章节的核心组成部分，属于自然地理中的基础性原理知识。教材以“热气球升空”这一生活化情境引入，通过探究问题引导学生思考大气受热不均所引发的垂直与水平运动机制，进而构建起“大气热力环流”的基本模型。教材从理论推导到典型自然现象（如山谷风、海陆风）和城市热岛效应的应用拓展，体现了“从现象到原理，再由原理指导实践”的逻辑闭环。该节内容不仅是理解后续风带、气压带形成的基础，更是培养学生空间思维、因果推理能力的关键环节。 学情分析 高一学生已具备一定的物理热学基础知识（如空气密度与温度的关系），对生活中常见的风、天气变化有直观感知，但缺乏系统化的地理视角来解释其成因。部分学生在理解“气压差如何驱动空气流动”时存在认知障碍，尤其难以建立“等压面弯曲”与“高低气压分布”之间的空间对应关系。此外，抽象的环流过程容易导致思维跳跃或混淆方向。因此，需借助可视化图示、角色扮演模拟、小组协作绘制动态流程图等方式，将抽象概念具象化，帮助学生实现从感性经验向理性认知的跃迁。 课时教学目标 人地协调观 1. 能结合城市热岛现象，说明人类活动对局部气候的影响，树立可持续发展的观念。 2. 能运用热力环流原理分析海陆风、山谷风对区域生态环境与人类活动的影响，增强人地协调意识。 综合思维 1. 能够整合太阳辐射、地面冷热差异、空气密度变化、气压分布、大气运动等多个要素，构建完整的热力环流因果链。 2. 能比较不同地区（陆地/海洋、山地/谷地、城市/郊区）热力环流的异同点，进行归纳与迁移应用。 区域认知 1. 能识别并描述特定区域（如海南岛、北京山区、沿海城市）因地形与下垫面差异而形成的典型热力环流特征。 2. 能根据区域地理背景预测其昼夜风向变化规律，提升区域分析能力。 地理实践力 1. 能动手绘制海陆风、山谷风的环流示意图，并标注气流方向与气压变化趋势。 2. 能设计实验验证“加热空气上升”现象，培养科学探究精神与动手操作能力。 教学重点、难点 重点 1. 理解由于地面冷热不均引起的空气垂直运动，进而导致近地面与高空气压差异的形成机制。 2. 掌握大气热力环流的基本形成过程及其环流路径，能准确描述各环节的空气流向与气压变化。 难点 1. 正确理解“等压面”弯曲的原因及其与实际气压高低的关系，突破“上凸为高压、下凹为低压”的空间错觉。 2. 在复杂情境中（如海陆风、山谷风）准确判断气流方向与环流圈的构成，避免方向混淆。 教学方法与准备 教学方法 情境探究法、合作探究法、讲授法、演示实验法 教具准备 PPT课件、热气球动画视频、海陆风/山谷风动态示意图、自制简易热空气上升实验装置 教学环节 教师活动 学生活动 情境导入，激发兴趣 【5分钟】 一、故事启航：孔明灯与热气球的秘密 （一）、播放热气球升空视频，提出核心问题： 1. 观看视频后，请同学们思考：为什么热气球能够平稳升空？它内部的空气发生了什么变化？ 2. 教师追问：如果把热气球比作一个巨大的“空中气囊”，那么是什么力量让它向上飘？这与我们日常生活中看到的“热气上升”现象是否有关？ 3. 引导学生回顾已有经验：打开热水壶盖时，会看到白雾向上冲；点燃蜡烛时，火焰上方的空气会微微颤动——这些都说明热空气比冷空气轻，会上升。 4. 教师小结：热空气膨胀，密度减小，比周围冷空气轻，因此受到浮力作用而上升。这个原理不仅适用于热气球，也适用于整个大气层的大尺度运动。 5. 进一步设问：当某片区域的地表被太阳强烈加热，空气不断上升，那它的下方会发生什么？周围的空气又会怎样补充？这会不会形成一种循环？ 6. 板书课题：“第三节 大气热力环流”，并强调：今天我们将揭开大气中这种“看不见的循环”背后的科学真相。 7. 展示古代诸葛亮发明孔明灯的故事片段，提问：古人利用风向传递信息，说明他们已经观察到了什么自然规律？ 8. 情境延伸：现代气象观测发现，某些地区白天风从海边吹向陆地，夜晚却反向流动。这背后隐藏着怎样的热力机制？ 二、探秘原理：热力环流的形成过程 （一）、出示教材图317：大气热力环流形成示意图，分步解析： 1. 教师引导学生观察图中三个地点A、B、C的位置关系及标注信息：A地受热，B、C两地较冷。 2. 提出第一个驱动问题：当地面受热时，空气会发生什么变化？请用语言描述A地近地面空气的状态。 3. 指导学生阅读文字说明：“A地接受热量多，空气膨胀上升”。强调“膨胀”意味着体积增大，密度减小。 4. 追问：当空气上升后，A地上方的空气总量增加，密度如何变化？气压又会怎样？ 5. 学生回答后，教师指出：上空空气聚集，密度增大，形成高气压区；而B、C两地因冷却收缩下沉，上空空气减少，密度减小，形成低气压区。 6. 引导学生观察高空等压面：左侧“高”“低”“高”三段分别对应A、B/C、C位置，说明高空空气从A流向B、C。 7. 继续追问：近地面A地空气上升后，空气稀薄，气压降低，形成低气压；而B、C两地因空气下沉堆积，密度增大，形成高气压。 8. 因此，近地面空气从B、C流向A，完成闭合环流。 9. 教师总结：这种因地面冷热不均而产生的空气环流，称为大气热力环流。它是大气运动最简单的形式。 10. 师生共同填写表格，梳理关键步骤： 地面受热 → 空气上升 → 上空聚积 → 密度↑ → 气压↑（高） 地面冷却 → 空气下沉 → 上空稀疏 → 密度↓ → 气压↓（低） 高空：从高气压（A）流向低气压（B/C） 近地面：从高气压（B/C）流向低气压（A） 11. 强调：整个环流是一个闭合圈，不能中断，否则无法维持稳定状态。 12. 播放动态模拟动画，让学生更直观感受空气流动路径的变化过程。 1. 观看视频，思考热气球升空原因。 2. 回忆生活经验，说出“热空气上升”的现象。 3. 尝试解释A地空气为何上升，以及高空气压如何变化。 4. 认真听讲，理解气压差驱动空气流动的机制。 5. 跟随教师节奏，完成环流形成步骤的填空任务。 评价任务 气流方向判断：☆☆☆ 原理表述清晰：☆☆☆ 图表理解准确：☆☆☆ 设计意图 通过“孔明灯—热气球”这一富有文化底蕴的生活案例导入，激发学生好奇心与求知欲。借助多媒体视频与动态图示，将抽象的热力环流过程可视化、动态化呈现，帮助学生建立空间想象能力。通过层层递进的问题链，引导学生主动建构“受热→上升→气压变化→气流流动”的完整逻辑链条，落实核心素养中的“综合思维”与“地理实践力”。 探究实践，深化理解 【15分钟】 一、小组合作：绘制海陆风环流图 （一）、任务发布与分工安排： 1. 将全班分为6个小组，每组4人，分别负责“白天”与“夜间”两个时段的环流分析。 2. 每组领取一张空白图纸与彩色笔，要求根据教材图319的内容，独立绘制海陆风形成过程的示意图。 3. 明确任务要求：必须标出陆地、海洋、太阳位置、气流方向箭头、近地面与高空的气压高低，并写出简要理由。 4. 教师巡视指导，重点关注学生是否正确区分“白天”与“夜间”的温差来源：白天陆地升温快于海洋，夜间陆地降温快于海洋。 5. 提醒学生注意：白天陆地气温高，空气上升，近地面形成低气压；海洋气温低，空气下沉，近地面形成高气压，因此风从海洋吹向陆地。 6. 夜间情况相反：陆地降温快，气温低，空气收缩下沉，近地面形成高气压；海洋降温慢，气温相对较高，空气上升，近地面形成低气压，因此风从陆地吹向海洋。 7. 教师示范画法：先画出海岸线，再标注太阳（白天）或月亮（夜间），然后用红色箭头表示暖湿气流，蓝色箭头表示冷干气流，最后在相应位置标注“高”“低”字样。 8. 鼓励学生发挥创意，在图中添加云朵、浪花、人物等元素，使画面更具表现力。 9. 完成后，每组派一名代表上台展示作品，并口头讲解其绘制依据。 10. 其他小组可提出质疑或补充建议，形成互动交流氛围。 11. 教师点评：肯定优点，纠正常见错误，如将夜间风向画反、未标注气压高低、忽略高空回流等。 12. 最终统一标准答案，投影展示规范图示。 二、实验验证：热空气上升现象 （一）、实验材料准备： 1. 准备一个透明玻璃瓶、一支蜡烛、一根细铁丝、一小块纸片。 2. 将纸片剪成小条状，固定在铁丝一端，另一端伸出瓶外。 3. 点燃蜡烛，放在瓶口下方约5厘米处，观察纸条的运动情况。 4. 教师提问：纸条为什么会向上飘动？这说明了什么物理现象？ 5. 学生回答后，教师总结：蜡烛加热瓶内空气，空气膨胀上升，带动纸条向上移动，证明热空气确实会上升。 6. 延伸思考：如果将瓶子换成更大的容器，或者使用电风扇吹风，结果会有何不同？ 7. 实验结束，组织学生整理器材，强调安全注意事项。 1. 分组讨论，明确分工，制定绘图计划。 2. 合作绘制海陆风环流图，标注关键要素。 3. 代表上台展示并讲解绘制思路。 4. 参与互评，提出改进建议。 5. 动手参与实验，观察纸条运动轨迹。 6. 思考实验背后的科学原理，尝试解释现象。 评价任务 图示表达准确：☆☆☆ 合作效率高：☆☆☆ 实验观察细致：☆☆☆ 设计意图 通过小组合作绘图任务，促使学生主动运用所学知识解决真实问题，强化对海陆风环流路径的记忆与理解。实验环节的设计则实现了“做中学”，让学生亲身经历科学探究过程，加深对“热空气上升”这一核心原理的认知。两种活动相辅相成，既锻炼了学生的动手能力，也提升了团队协作与表达交流能力，充分体现了“地理实践力”的培养目标。 情境迁移，应用拓展 【10分钟】 一、案例剖析：海南岛的昼夜天气差异 （一）、展示海南岛地图与天气数据： 1. 投影显示海南岛轮廓图，标注三亚、海口等主要城市。 2. 提供资料：海南岛白天多雨，夜间多晴朗。请结合海陆风原理分析其成因。 3. 教师引导思考：白天陆地升温快，空气上升，近地面形成低气压；海洋气温较低，空气下沉，形成高气压。风从海洋吹向陆地，带来大量水汽。 4. 当湿润的海风登陆后遇到地形抬升，空气被迫上升，冷却凝结，形成对流雨。 5. 夜间陆地降温快，空气下沉，近地面形成高气压；海洋降温慢，空气上升，形成低气压，风从陆地吹向海洋，带走水汽，天空趋于晴朗。 6. 因此，白天降雨频繁，夜间转晴，形成了典型的“昼雨夜晴”现象。 7. 教师强调：这是海陆风环流影响局地气候的典型案例，也是地理学“因地制宜”思想的体现。 二、挑战任务：破解北京“风向反转”之谜 （一）、提供北京气象预报语句： 1. 教师引用北京气象台预报：“白天风向北转南，夜间风向南转北。” 2. 提问：这种风向昼夜交替的现象，可能与哪种地理现象有关？ 3. 引导学生回忆：北京北部有燕山山脉，平原地区地势较低。白天山坡受热快，空气上升，形成谷风，风从山谷吹向山顶；夜间山坡冷却快，空气下沉，形成山风，风从山顶吹向山谷。 4. 结合地形图分析：白天风自北向南吹（即从山区吹向平原），夜间风自南向北吹（即从平原吹向山区）。 5. 教师总结：这就是“山谷风效应”在大城市中的具体体现，说明地理规律无处不在。 1. 观察海南岛地图，思考白天多雨、夜间多晴的原因。 2. 尝试用海陆风原理解释“昼雨夜晴”现象。 3. 分析北京风向变化与地形的关系。 4. 联系生活实际，举例说明类似现象。 评价任务 原理应用恰当：☆☆☆ 逻辑推理严密：☆☆☆ 联系实际紧密：☆☆☆ 设计意图 选取海南岛与北京两个具有代表性的区域案例，引导学生将课堂所学应用于真实地理情境中，实现知识的迁移与升华。通过“破案式”教学设计，激发学生的探索欲望，培养学生用地理眼光观察世界的能力。同时，增强学生对我国地理环境多样性的认识，厚植家国情怀。 总结归纳，构建体系 【5分钟】 一、知识结构梳理 （一）、师生共同构建思维导图： 1. 教师在黑板上画出中心节点“大气热力环流”。 2. 分支一：“形成条件”——地面冷热不均（太阳辐射差异）。 3. 分支二：“形成过程”——受热区空气上升 → 高空聚积 → 形成高气压 → 气流向外扩散 → 近地面形成低气压 → 周围空气流入补充 → 构成闭合环流。 4. 分支三：“典型实例”——海陆风、山谷风、城市热岛环流。 5. 分支四：“现实意义”——影响天气、气候、污染扩散、城市规划等。 6. 强调：所有环流的本质都是“热力驱动”，没有热源就没有持续环流。 7. 提问：如果没有太阳照射，地球上的大气还会运动吗？为什么？ 8. 学生回答后，教师总结：大气运动的根本动力来自太阳辐射，热力环流是大气运动的基础。 二、布置课后任务 （一）、作业预告： 1. 请查阅资料，了解“湖陆风”与“江河陆风”的形成机制，撰写一篇300字的小短文。 2. 查找本地是否有类似海陆风或山谷风的现象，记录一天内的风向变化情况，拍照上传至学习平台。 3. 预习下一课时内容：大气环流的全球格局。 1. 跟随教师思路，参与思维导图构建。 2. 回答教师提问，巩固核心知识点。 3. 记录课后任务，明确下一步学习方向。 评价任务 知识体系完整：☆☆☆ 思维导图清晰：☆☆☆ 任务理解到位：☆☆☆ 设计意图 通过构建思维导图，帮助学生将零散的知识点系统化、结构化，形成完整的认知框架。结尾的开放性任务既延续了课堂探究精神，也为下一课时的学习做好铺垫。整体设计遵循“导入—探究—应用—总结”的教学逻辑，符合学生认知发展规律。 作业设计 一、填空题 1. 由于__________不均，导致空气发生垂直运动，从而形成大气热力环流。 2. 白天，陆地气温高于海洋，近地面形成__________气压，风从__________吹向__________。 3. 夜间，陆地降温快，空气下沉，近地面形成__________气压，风从__________吹向__________。 4. 山谷风中，白天山坡受热快，空气沿山坡上升，形成__________风；夜间山坡冷却快，空气沿山坡下降，形成__________风。 5. 城市热岛环流中，城市中心区因__________多、__________多，气温高于郊区，形成__________气压区。 二、选择题 1. 下列关于大气热力环流的说法，正确的是（ ） A. 热力环流只发生在夜间 B. 热力环流的形成不需要太阳辐射 C. 热力环流是大气运动的最基本形式 D. 热力环流只能在陆地上形成 2. 海南岛白天多雨的主要原因是（ ） A. 白天陆地升温慢，空气下沉 B. 白天海风带来大量水汽，遇地形抬升形成降水 C. 夜间陆地降温快，空气上升 D. 白天海洋气温高，空气上升 3. 北京“白天风向北转南，夜间风向南转北”的现象，主要是因为（ ） A. 海陆热力性质差异 B. 地形起伏导致的山谷风效应 C. 城市热岛效应 D. 季风影响 三、简答题 1. 请简述海陆风的形成过程，并说明其对沿海地区气候的影响。 2. 若你是城市规划师，应如何利用城市热岛环流的特点来布局重污染企业？请说明理由。 【答案解析】 一、填空题 1. 地面冷热 2. 低；海洋；陆地 3. 高；陆地；海洋 4. 谷；山 5. 吸收太阳辐射；释放废热；低 二、选择题 1. C 2. B 3. B 三、简答题 1. 白天，陆地升温快，空气上升，近地面形成低气压，海洋气温低，空气下沉，形成高气压，风从海洋吹向陆地，带来湿润空气；当海风登陆后遇山地抬升，空气冷却凝结，易形成对流雨。因此，沿海地区白天多雨，湿度大，气候温和。 2. 应将大气污染严重的工业企业布局在城市郊区，且位于城市热岛环流的下沉气流区域（即城市外围的下风向）。因为城市中心区空气上升，污染物随气流上升扩散，若工厂建在城市内部，污染物不易排出；而建在郊区，可借助热岛环流将污染物输送到更高空，减轻地面污染。 板书设计 大气热力环流 → 形成条件：地面冷热不均 → 形成过程： 　　受热区 → 空气上升 → 高空聚积 → 气压升高 → 气流外流 　　冷却区 → 空气下沉 → 高空稀疏 → 气压降低 → 气流内流 　　近地面：从高气压流向低气压 → 典型实例： 　　海陆风（白天：海→陆；夜间：陆→海） 　　山谷风（白天：谷→山；夜间：山→谷） 　　城市热岛环流（市中心：上升；郊区：流入） 教学反思 成功之处 1. 成功运用“孔明灯”作为文化切入点，极大提升了学生的学习兴趣，课堂参与度显著提高。 2. 小组合作绘图任务设计巧妙，学生不仅掌握了海陆风环流路径，还能创造性地表达地理信息，展现了良好的综合素养。 3. 实验环节增强了学生的动手体验，有效突破了“热空气上升”这一抽象概念的教学难点。 不足之处 1. 部分学生在绘制等压面时仍存在“上凸为高气压”的空间错觉，需加强空间想象力训练。 2. 时间分配略显紧张，个别小组未能充分完成实验报告撰写，后续可适当延长探究时间。 3. 对于“城市热岛环流”的实际应用，部分学生理解不够深入，需在下一课时进一步强化案例教学。 学科网（北京）股份有限公司 $$