2.1 大气的组成和垂直分层 第一课时 教学设计 2025-2026学年高一上学期 地理 人教版必修第一册

该高中地理教学设计聚焦“大气的组成”核心知识点，通过“阿兰·尤斯塔斯高空跳伞”案例导入，结合视频提问引出大气成分与分层必要性，为后续大气受热过程等知识铺垫，构建连贯知识支架。 特色在于情境探究与核心素养融合，用人地协调观分析全球变暖等环境问题，综合思维整合成分作用联系，地理实践力通过高原训练案例及AQI调查作业提升。AI辅助教学增强直观性，助力学生知识迁移，为教师提供高效教学方案。

2023年北京市中小学优秀教学设计征集 教学基本信息 单元（或主题）名称 2.1.1大气的组成 学科 地理 学段 高中 年级 高一年级 其他相关 领域或学科 物理学、生物学、气象学 课型 授新课 主要教材 书名：地理必修第一册 出版社：人民教育出版社 出版日期：2019年 教学设计参与人员 姓名 单位 联系方式 设计者 张嘉怡 首都师范大学 18513536976 实施者 张嘉怡 首都师范大学 18513536976 指导教师 赵娜 张浩东 首都师范大学附属密云中学 13718865104 13691132515 课件制作者 张嘉怡 首都师范大学 18513536976 指导思想与理论依据 （一）教学指导思想与理论依据 1.围绕“高空跳伞”真实案例创设问题情境，引导学生在主动探究中自主建构知识体系。 2.通过综合分析大气各要素关系及训练读图能力，培养学生的综合思维、地理实践力及人地协调观。 3.将课程内容与天气、航空、环保等现实生活紧密相连，凸显地理学科的实用价值与学习兴趣。 （二）教育教学功能与价值 1.本节“大气的组成”内容是整个大气章节学习的基石，为后续学习大气受热过程、大气运动等知识提供了必备的概念框架。 2.通过探究大气成分的“含量少但作用关键”等特性，系统训练学生的辩证思维和逻辑推理能力。 3.引导学生深刻理解大气是地球生命的保护罩，从而内化人地协调的环保意识，关注全球性的环境问题。 教学背景分析 一、教学内容分析及课时分配 （一）学习主题与课程标准的联系 1.内容要求： 本课直接对应《普通高中地理课程标准（2017年版）》必修课程： “1.3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”。 2.学业要求： 通过本课学习，学生能够“运用示意图、联系实例”描述和阐述大气的主要组成成分及其作用，并初步“说明人类活动与大气成分变化的相互关系”。 3.学业质量： 本课学习后，学生应能达到“能够运用地理基本概念、原理，说明简单地理事象”的合格水平，并初步具备从综合的视角认识自然环境的意识。 （二）课时分配及主要教学内容 本节课安排1个课时，即45分钟 主要教学内容： 1.情境导入（5分钟）： 以“阿兰·尤斯塔斯高空跳伞”案例创设问题，激发兴趣。 2.大气的主要组成（15分钟）： 识记干洁空气主要成分（氮、氧、氩、二氧化碳等）及其体积分数，重点理解二氧化碳、臭氧、水汽和杂质的环境作用。 3.人类活动对大气成分的影响（8分钟）： 分析全球变暖、臭氧空洞、雾霾等环境问题与大气成分变化的关系。 4.案例探究（8分钟）： 通过“高原训练”案例进行知识迁移应用 5.习题巩固（7分钟）：回顾知识体系，并通过习题巩固原理与应用。 6.板书总结（2分钟）： 二、学生情况分析 高一学生已具备大气组成的基础知识，但对垂直分层的具体特征（如温度变化、运动方式）缺乏系统理解。对抽象概念（如电离层、臭氧层）的物理机制可能存在认知障碍。学生可能难以将分层特征与生活现象结合。在教学中涉及图表分析和案例探究时，需强化逻辑推理能力。教学中应该通过直观图表、生活案例降低理解难度。设计实践任务提升应用能力，增强学习兴趣。   （一）思维障碍点 1.学生容易记住大气中氮、氧等主要成分的比例，但难以深刻理解二氧化碳、臭氧等微量成分的关键作用及其原理（如CO₂为何能保温，O₃如何吸收紫外线）。 2.容易将大气成分视为孤立的名单，难以自主建立“成分—作用—人类活动影响—环境问题”之间的逻辑链条。例如，理解化石燃料燃烧如何通过改变CO₂浓度，最终导致全球变暖。 （二）思维发展点 1.辩证思维的发展： 通过理解“含量少”与“作用大”的辩证关系（如CO₂、O₃），引导学生认识地理事物的重要性并非完全由其数量决定。 2.人地协调观的初步形成： 通过分析人类活动如何改变大气成分并引发环境问题，引导学生建立“人类行为影响自然环境，反之亦然”的综合思维模式，树立环境保护的意识。 教学目标 基于对学生学情的深入分析，从学生感性的生活认知出发，精准识别其从平面思维到立体想象、从表象认知到机理理解的核心障碍，并将此转化为学生空间思维与逻辑推理能力的关键发展点。 （一）综合思维目标： 1. 能够说出干洁空气的主要成分及其体积分数。 2. 能够理解并阐述氮、氧、二氧化碳、臭氧、水汽和杂质等主要成分的作用。 3. 能够分析人类活动对大气成分的影响，并解释相关的环境问题（全球变暖、臭氧空洞、雾霾）。 （二）地理实践力目标： 1. 能够阅读和分析“干洁空气成分比例图”、“CO₂浓度变化图”等地理图表。 2. 能够运用所学知识，分析和解释“高原训练”等现实生活中的地理现象。 （三）人地协调观目标： 1. 认识到大气是地球生命的宝贵屏障，理解保护大气环境的重要性。 2. 能够树立从我做起、节能减排的环保意识。 教学重点和难点 （一）教学重点： 1.大气的主要成分及其作用。 （二）教学难点： 1.理解二氧化碳、臭氧等微量成分的关键作用及其原理（CO₂的保温效应，O₃对紫外线的吸收）。 2.分析人类活动与大气成分变化之间的因果关系，并能联系具体的环境问题（CO₂增多与全球变暖）。 某一课时的教学过程 教学阶段 教师活动 学生活动 设计意图 新课导入 （5分钟） 1.展示极限跳伞运动的精彩图片。 2.播放奥地利“坠落人”鲍姆加特纳从39千米高空跳伞的视频片段，提问： “跳伞的大气环境与普通跳伞运动员有何本质不同？” “他为什么需要特制宇航服？” 3.引导学生观察视频中宇航服的特点（绝缘、供氧、温度调节）。 【过渡】“因为在不同高度，大气的组成和密度不同，才需要这些特殊装备。那么，我们日常呼吸的、生命赖以生存的大气，究竟是由什么组成的呢？今天，我们就一起来揭开大气的“家底”——学习《大气的组成》” 1.观看并思考，尝试从已有知识中寻找答案。 2.个别学生回答，初步表达对“高度与大气环境”的理解。 通过真实案例激发兴趣，建立知识与实际问题的联系，初步感知大气分层的必要性。 利用真实、刺激的情境激发兴趣，自然引出“大气分层”概念。 为后续讲解“高层大气”特点埋下伏笔。 新课讲授一： 探秘大气的组成 (15分钟) 1.PPT展示： “大气的主要成分”示意图。 2.讲解： 大气是一个由多种气体和微小物质组成的混合物。其中，氮气(N₂) 和 氧气(O₂) 是绝对主力，构成了干洁空气的99%。此外，还有像二氧化碳(CO₂)、臭氧(O₃)、水汽和固体杂质等虽然含量很少，但却至关重要的“活跃分子”。 3.展开大气主要成分的作用。 强调： * 强调二氧化碳的保温作用，为后续学习“大气受热过程”埋下伏笔。 * 强调臭氧的保护作用，引导学生树立环保意识，关注臭氧层空洞问题。 * 指出水汽和杂质的分布是变化的，主要集中在近地面。 4.抽人上台在ppt上进行“成分-作用”连线。 【过渡】“大气成分看似稳定，但其实它是一个动态平衡的系统。我们人类的活动，正在深刻地改变着这个平衡。” 1. 观看图表，建立直观印象。 2.随机点人回答：“氮气、氧气、氩气、二氧化碳”。 3. 将作用与实例相联系，加深理解 4.采用“成分-作用”快速问答的形式，引导学生将大气成分与其主要作用对应起来。 利用图表教学，直观清晰。通过“主角配角”的比喻，帮助学生记忆复杂的比例关系。 将抽象的作用与具体的生活、生产实例和地理现象相联系，化抽象为具体，突破难点。 人类影响：改变大气成分 （8分钟） 1.提出问题：“大气的组成是固定不变的吗？” 2.展示三幅图：全球变暖、南极臭氧空洞、雾霾天气。 3.分组讨论：造成这些问题的大气成分发生了什么变化？ 全球变暖：CO₂等温室气体增多。 臭氧空洞：氟氯烃等破坏臭氧。 雾霾：PM2.5等杂质颗粒物增多。 4.展示“1740-2011年CO₂浓度变化图”，引导学生分析“来得多的原因”。 【过渡】“大气成分的变化不仅影响环境，甚至能影响我们人类的极限和能力。比如，在体育领域就有一个有趣的例子。” 1.思考问题，明确“不是固定不变的”。 2.观看图片，感受环境问题的严重性。 3.小组内积极讨论，分配任务，整理答案。 4.代表发言，分享讨论结果。 5.分析图表，得出结论：CO₂浓度飞速增长，主要源于化石燃料燃烧和毁林。 通过分组讨论，变教师灌输为学生主动探究，培养分析问题和合作能力。将知识与严峻的环境现实对接，强化人地协调观。 活动探究：高原训练的秘密 （8分钟） 1.提出探究问题：“为什么非洲埃塞俄比亚、肯尼亚的中长跑运动员成绩优异？” 2.引导学生从PPT材料中提取关键信息： 地形特点：高原地形，海拔高。 大气状况：大气稀薄，含氧量低。 3.追问：“为什么在缺氧环境下训练反而有利于提高成绩？” 4.解释“适度缺氧”能刺激心肺功能，并指出最佳训练海拔（1800-2400米）。 5.深化提问：“为什么不在更高海拔（如青藏高原）训练？” 【过渡】“看来，学好大气组成还能帮我们看懂体育新闻！下面，我们通过几道练习题来检验一下今天的学习成果。” 1. 阅读材料，寻找答案。 2. 回答：因为他们是高原国家。 3. 思考并回答。 4. 理解“适度”的概念。 5. 运用所学知识推理：更高海拔会“严重缺氧”，危害健康。 这是一个完美的知识迁移案例。学生需要综合运用“大气组成”、“海拔与含氧量关系”等知识解决实际问题，学以致用，趣味性强。 巩固检测 （7分钟） 1.出示练习题，组织学生手势答题。 选择：ABCD比手势1234示意，看班级掌握情况。 2.随机点名讲解解题思路。 【过渡】“通过练习，看得出大家掌握得不错。我们来回顾一下这节课的核心内容。” 1. 独立审题，快速答题。 2. 被点名时说出自己的答案和理由。 3. 听取讲解，及时订正。 及时检测学习效果，巩固重点知识（成分作用），澄清易错点。 课堂小结(2分钟) 结合板书，进行总结： “今天我们认识到，大气主要由氮、氧构成，而二氧化碳、臭氧、水汽和杂质虽然含量少，却扮演着‘保温员’、‘保护伞’和‘天气魔术师’的关键角色。同时，人类活动正在改变大气的配方，引发了环境问题。” 跟随老师回顾，在脑海中构建知识体系。 梳理知识脉络，强化整体记忆。 板书 作业设计 ①常规性作业：完成练习册对应内容。 ②探究性作业——身边的“大气档案”： 1.调查记录：观察并记录一周内你所在城市的空气质量指数（AQI） 和天气现象（如雾、霾、晴、雨等）。 2.数据分析：结合大气成分知识，分析空气质量变化与哪些成分有关？尝试解释原因。 3.提出建议：你认为可以从哪些方面改善你所处地区的大气质量？请提出2条具体建议。 创新设计 （AI应用） 教学阶段 AI辅助教学应用设计 目的与优势 新课导入 AI视频生成+提问： 使用AI视频生成工具，快速创建一个简短动画，直观对比“地面”与“39千米高空”的大气密度、温度、成分差异。教师可针对视频内容进行提问。 替代传统图片/视频，创设更生动、更具对比性的沉浸情境，快速聚焦核心问题。 活动探究 AI思维导图： 在分析“高原训练”案例时，鼓励学生使用Xmind AI或GitMind等工具的AI生成功能，输入关键词（如“高原训练”、“大气组成”、“人体反应”），快速生成一个分析框架，辅助小组构建逻辑链条。 帮助学生梳理复杂的多因素关系，提升综合思维和知识结构化能力。 教学反思 本节课教学设计充分体现了“以学生为中心”的教学理念。首先，以“高空跳伞”真实案例作为导入情境，激发学生兴趣，将抽象的大气组成与具体的生活现象紧密结合，增强学习的现实意义。其次，通过图表分析、分组讨论、案例探究等多种教学活动，层层递进地引导学生构建知识体系，提升综合思维与地理实践力。此外，教学设计注重人地协调观的渗透，通过分析全球变暖、臭氧空洞等环境问题，引导学生关注现实、树立环保意识。 在教学实践后，学生表现出较高的参与度和探究热情，能够主动运用所学知识解释“高原训练”等现象，说明知识迁移能力得到有效培养。然而，部分学生在理解二氧化碳、臭氧等微量成分的作用原理时仍存在困难，反映出教学中对抽象概念的直观化呈现还需加强。教师在授课过程中应进一步优化图示与比喻的使用，适当放慢讲解节奏，辅以更多生活实例，帮助学生突破认知障碍。总体来看，本课设计在激发兴趣、培养能力方面成效显著，但在难点突破和分层教学方面仍有提升空间。 1 学科网（北京）股份有限公司 $