4.3“海—气相互作用”教学设计2025-2026学年高中地理湘教版选择性必修一

该高中地理教学设计聚焦“海—气相互作用”核心知识点，涵盖水热交换、沃克环流及厄尔尼诺现象。课堂导入通过重现历史科学现象（如澳大利亚与印尼干旱、秘鲁沿岸异常）创设情境，引导学生结合已学的大气环流、洋流等知识，搭建从水循环、大气受热过程等旧知到异常现象机理新知的思维支架。 特色亮点在于以科学史为主线（托德、沃克等科学家研究历程），融合实验探究（使用Windy网站分析气压与海温关系）、地理信息技术及可视化工具（厄尔尼诺影响动画、鱼骨图思维导图）。通过绘制示意图、开展北京雨燕手抄报等活动，培育综合思维（分析海—气动态关联）、地理实践力（实验操作与信息处理）和人地协调观（理解气候异常对人类活动的影响）。既帮助学生构建系统思维，又为教师提供素养导向的完整教学方案。

“海—气相互作用”教学设计 一、课标解读 课标内容要求：运用图表，分析海—气相互作用对全球水热平衡的影响，解释厄尔尼诺、拉尼娜现象对全球气候和人类活动的影响。 二、学情分析 本节课面向高二学生。他们已具备大气环流、洋流等基础知识，但多将海洋与大气视为独立系统，对二者间持续、深刻的能量与物质交换过程缺乏系统性认识。学生抽象思维虽有发展，但对“厄尔尼诺”等复杂现象的理解仍停留在表象，难以建立“能量-动力-反馈”的完整逻辑链。他们具备一定的读图和分析能力，但综合运用多要素解释现实气候问题的能力较弱。因此，教学设计需借助直观的动画与案例，搭建思维脚手架，引导其从单向认知转向动态关联的系统思维，破解从“知其然”到“知其所以然”的难点。 三、教材分析 本节教学内容既包括能量的作用形式，也包括物质的交换形式 。能量的相互作用主要表现—海洋吸收了大量的太阳辐射能，再通过长波辐射、潜热等方式把能量输送给大气，然后大气以风的形式作用于海洋，驱动海水运动 。物质的相互作用主要表现—海水通过蒸发、水汽输送、降水等环节实现海洋与大气之间的水分交换；二氧化碳通过植物光合作用、物理—生化过程被固定，再以生物的呼吸作用和残体分解回到大气 。海洋和大气通过上述方式进行物质和能量的相互作用，并且维持全球的水热平衡 。这些内容属于学生已学知识，在此以“ 海—气相互作用”的名义组织起来，以便温故而知新 。所谓的“ 新”就是在热力环流、洋流、水循环的基础上认识厄尔尼诺和拉尼娜现象 。关于厄尔尼诺现象，教材以图文结合的方式说明了发生的机理、产生的影响 。因为拉尼娜现象与厄尔尼诺现象相反（反厄尔尼诺现象），所以教材采用了“ 活动”的方式处理，避免了不必要的重复。 四、教学目标 绘制水循环和 大气受热过程示意图，并结合图表资料说出海气之间水分和热量交换过程，分析其对全球水热平衡的影响 (综合思维); 通过实验，说明海—气相互作用的机制，描述沃克环流的形成过程并解释其对地理环境的影响，感悟气象学家的科学探究精神，养成良好的科学探究意识和习惯(综合思维、地理实践力); 绘制厄尔 尼诺现象示意图，解释厄尔尼诺现象对全球气候和人类活动造成的影响(综合思维、人地协调观)。 五 、教学重难点 教学重点：海—气相互作用与水热交换。 教学难点：厄尔尼诺及其影响 。厄尔尼诺是海—气相互作用的结果，同时对人类的影响各有利弊，需要运用多方面的知识进行解释，综合程度较强，核心素养承载明显。 6、 教学过程设计 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 重现地理 现象，提 出科学探 究问题 创设情境，提出问题。 材料一：19世纪80年代末，澳大利亚气象学家查尔斯·托德(Charles Todd)发现，赤道太平洋西岸的澳大利亚和印度尼西亚几乎总是同时发 生干旱现象。他指出干旱现象发生期间可能通过大气存在某种联系。 19世纪末，英国数学家和气象学家约瑟夫 ·诺曼 ·洛克耶(Joseph Nor- man Lockyer)研究了降水与太阳活动之间的可能关系，试图把降水与干 旱联系起来。 材料二：1891年秘鲁利马地球物理学会主席路易斯 ·卡伦扎(Luis Car- ranza)博士在学会公报的一份报道上注意到秘鲁沿岸的异常现象。 问题：造成异常现象的原因是什么?赤道太平洋海区东岸的海水增温为什么会带来丰富的降水?赤道太平洋海区西岸的干旱与东岸的降水增多是否存在某种联系。 阅读材料，并 结合之前学习过的大气 环流、水循环、洋流等知识，思考并回答问题。 发现科学现象是科学探索的基础，教师通过重现历史上发生的地理现象，创设基于真实地理现象的情境，引导 学生从科学家的视角发现和思考问题，激发学生探究学习的兴趣。 回顾相关 知识，梳 理海—气 交换过程 过渡：上述现象发生的根本原因，是海洋与大气之间存在着相互作用。 布置任务：请绘制水循环示意图和大气受热过程示意图，并结合全球水 平衡示意图和世界洋流分布图，说出海—气之间水分交换和热量交换的过程。 绘制示意图， 思考并回答问题。 以绘图、读图、析图等活动，检验学生对已学知识的掌握情况，锻炼学生获取和分析信息的能力，使学生理解海—气相互作用过程。 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 开展实验 探究，还 原理论提 出历程 创设情境，提出问题。 材料三：1928年，英国数学家、气象学家吉尔伯特 ·沃克(Gilbert Walk- er)从全球温度、气压和降水资料中发现，赤道太平洋东西两岸地区的气压存在一种“跷跷板”的关系，一个地区的气压升高时，另一个地区的气 压会降低。 材料四：由于观测手段的限制，直到20世纪60年代，人们才认识到大气 和海洋之间存在相互作用。1965年，海洋学家克劳斯 ·怀尔茨基(Klaus Wyrtki)通过对潮汐观测资料分析研究，认识到赤道太平洋海区东西两岸气压的变化与秘鲁沿岸海水温度具有明显联系。 问题：如何运用数据或资料，说明赤道太平洋海区东西两岸气压变化与海面温度的关系? 实验探究；引导学生采用平板电脑或多媒体设备开展实验探究活动。 ①登录专业的天气观测网站“Windy”,点击海面温度、气温、气压等选 项，查看赤道太平洋海区东西两岸的数据；②学生开展小组讨论，厘清气 压变化与海面温度及气温之间的关系 登录网站搜 集有关据，并结合本节课学习的海 — 气相互 作用的制， 小组讨后回答问题。 通过科学史的梳理，让学生 感悟和领会科学家孜孜以求的科学探究精神，形成对历史上有重大发现的科学家尊 重和崇敬的态度。同时，让学生认识到科学理论是在技术不断发展的背景下遂渐完善的。引导学生利用地理信息技术开展实验探究，培养 学生的地理实践能力，提升学生获取、处理和分析地理信息的能力，促使其养成良 好的科学探究意识和习惯。 呈现图文 材料，总 结 海 — 气 相互作用 机制 呈现材料，并进行总结。 材料五：20世纪60年代中后期，美国气象学教授雅各布 ·皮叶克尼斯(Jacob Bjerknes)发现大气和海洋的相互作用对风场、降水以及天气的其 他方面有着重要影响，在赤道太平洋海区上空存在一个纬向的大气环流，并提出了赤道太平洋东部海面温度变化与该大气环流之间存在遥相 关的理论。此环流现象最早被沃克于20世纪20年代发现，为了纪念沃克的开创性工作，雅各布 ·皮叶克尼斯于1969年将这一现象命名为“沃 克环流”。 材料六：沃克环流示意图(略)。 总结：沃克环流的形成过程及其对地理环境的影响 绘制沃克环 流示意图，描 述沃克环流的形成过程， 并解释其对地理环境的 影响。 展示科学史资料，验证学生的实验探究结果。引导学生 通过对沃克环流示意图的绘制，厘清正常年份的大气环 流过程，加深对海—气相互作用机制的理解，意识到科学知识是在前人的基础上不断发现和完善的；引导学生通过科学探究，形成理性分 析的习惯，理解科学的本质。 布置任务；结合本节课所学的知识内容，分析课前导入的地理现象发生时，赤道太平洋海面温度、气温和气压的状况，以及对沿岸地理环境造成的影响，并绘制该现象示意图。 播放动画；厄尔尼诺现象发生对北美、巴西、欧洲以及我国的影响。 总结；厄尔尼诺现象的发生不仅对太平洋沿岸地区的生态系统和渔业资 源造成严重影响，扰乱人们的正常生活，还会给全球气候乃至社会经济 带来重大影响 回答问题，并 绘制厄尔尼诺现象示意 图。观看视 频，总结厄尔尼诺现象的影响。 以厄尔尼诺现象示意图绘制 任务，考查学生对海—气相 互作用异常表现的理解程度。播放动画，让学生意识 到自然灾害对人类活动造成 的影响，树立人地协调观念 和自然环境的整体性观念。 展示现实 亭例，理 解科学社 会互动 呈现材料，并进行总结。 材料七：20世纪80年代，由于观测技术和手段的局限性及数据累积的不 足，难以对厄尔尼诺现象进行预警。1982—1983年强厄尔尼诺事件在全 球造成的经济损失在130亿美元以上。1985年开始，国际组织实施了为 期10年的热带海洋与全球大气计划，对热带太平洋和大气状况进行密切监视，为厄尔尼诺现象的研究提供了更全面的资料。目前，我国已经 建立起极端天气、气候事件的监测和预警机制，能够提前一周准确预报 灾害性天气，提前1~3天及时预警，有效降低了极端天气对我国经济社 会发展和人民生产生活的影响。 总结：由以上材料可知，社会的需求促使科学技术不断发展和进步，同时 科学技术的发展对社会发展具有深远影响。 拓展：有关厄尔尼诺现象的形成机制复杂，目前科学界还没有完整的定 论，同学们可以课后查阅资料继续了解。人类对科学的探索是永无止境 的，我们要始终怀有求真求实的科学精神。 听取教师讲解并思考。 基于科学史的发展过程，强调科学与社会的关系，让学生树立正确的科学观念和科学态度。 学习主题 学习内容 环节六：课堂 总 结 、 思 维 建构 要求：梳理学习内容，完成鱼骨图思维建构(思维导图略)。 总结：影响气候的主要因素 环节七；课后 研究性学习 北京雨燕飞行历时100天左右，往返距离长达3万千米。在北京和南非高原之间，北京雨燕为何没有选择最短路 线?舍近求远的路线主要受哪些因素影响?请设计并撰写一份北京雨燕如何适应气候变化的科普手抄报。 七、教学反思 “海一气相互作用”一节中蕴含着较深层次的地 理学科本质和学科思想，强调从整体性、综合性的视 角看待地理环境。本节内容不仅反映了地理环境的 整体性特征，还强调了自然界与人类活动之间的互动 关系。 1 学科网（北京）股份有限公司 $