2.2 大气受热过程和大气运动 教学设计 2026-2027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受热过程和大气运动核心内容，通过“夏天赤脚走沙滩与海水温差”生活情境导入，引发学生对“热量来源”的思考，衔接“大气的组成和垂直分层”静态知识，为后续气压带风带等动态内容搭建学习支架。 该资料以核心素养为导向，综合思维体现在分析大气受热“三部曲”能量转换及热力环流形成机制，地理实践力通过绘制热力环流、海陆风示意图等活动落实，人地协调观渗透二氧化碳对保温作用的影响。结合情境导入、实验模拟（热力环流视频）等方法，将抽象原理具象化，助力学生提升图文转换能力，也为教师提供清晰教学流程与互动设计。

人教版高中地理必修一《大气受热过程和大气运动》教学设计 课题名 《大气受热过程和大气运动》 课型 新授课 课时 1课时 教材分析 对应人教版高中地理必修第一册第二章第二节，是“地球上的大气”主题的核心内容。本节承接第一节“大气的组成和垂直分层”，从静态的大气结构转向动态的大气过程。教材首先讲解大气的受热过程——太阳辐射穿过大气到达地面，地面增温后以长波辐射加热大气，揭示了“地面是近地面大气主要直接热源”这一关键原理；然后讲解大气对地面的保温作用（大气逆辐射）；接着引入大气热力环流——地面冷热不均引起的空气环流，是大气运动最基本的形式；最后讲解大气的水平运动——风，分析水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力对风向和风速的影响。本节为后续学习气压带风带、气候、天气系统等奠定基础。 学情分析 学生对“太阳晒地面会发热”“冬天有云时比较暖和”等有生活体验，但对背后的物理机制缺乏理解。存在三个认知盲区：①容易误以为“太阳直接加热大气”是大气增温的主要原因，不理解“地面是近地面大气主要直接热源”；②对热力环流的形成过程感到抽象，特别是“近地面低压对应高空高压”的对应关系容易混淆；③对风向的判断——受地转偏向力影响后风向如何偏转，是本节最大的难点。 核心素养目标 综合思维：理解太阳辐射、地面辐射、大气辐射之间的能量转换关系；理解热力环流的形成机制；理解水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力对风向的综合影响。 地理实践力：能绘制热力环流示意图；能根据等压线图判断风向和风力大小；能用生活中的实例（海陆风、山谷风）解释热力环流。 区域认知：能说出不同下垫面（海洋与陆地、城市与郊区）热力性质的差异及其对大气运动的影响。 人地协调观：理解大气保温作用对地球生命的意义，认识人类活动（如二氧化碳排放）对大气保温作用的影响。 教学重难点 教学重点：大气的受热过程（太阳暖大地、大地暖大气、大气还大地）；大气热力环流的形成过程；水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力对风向的影响。 教学难点：地面是近地面大气主要直接热源的理解；热力环流中近地面与高空气压的对应关系；近地面风向与等压线斜交的判断。 教学方法 情境导入法：用“夏天赤脚走在沙滩上”或“冬天有云的夜晚比晴朗的夜晚暖和”切入。 图示法：大气受热过程示意图（图2.9）、热力环流形成示意图（图2.11）、等压线与风向图（图2.15、2.16）的读图训练。 类比法：用“烤火”比喻大气受热过程；用“滑滑梯”比喻风从高压吹向低压。 实验模拟法：用透明玻璃箱和热源模拟热力环流（或播放实验视频）。 小组合作法：综合应用设“绘制海陆风示意图并解释成因”任务。 教学过程 师生活动 【课堂导入】 教师走进教室，先问一个问题：“同学们，夏天的时候，你们有没有赤脚走过沙滩？中午的沙子烫得让人跳起来，但海水却是凉的。到了晚上，沙子凉了，海水反而暖暖的。为什么同样被太阳晒，沙子和海水的温度变化不一样？” 学生：沙子的比热容小，水的比热容大…… 教师点头：“对，这是比热容的差异。但更深一层的问题是——太阳晒热的到底是沙子本身，还是沙子上的空气？或者说，我们感受到的‘热’，到底是从哪里来的？” 学生陷入思考。 教师接着说：“很多人以为，太阳直接晒热了空气。但其实不然——太阳辐射大多是短波辐射，大气对短波辐射吸收很少，大部分太阳辐射直接穿透大气到达地面，地面被晒热后，再以长波辐射的形式把热量传给大气。所以，地面才是近地面大气最主要、最直接的热源。 教师随即打开投影，展示一张“太阳晒大地”的示意图，用箭头标出“太阳暖大地→大地暖大气→大气还大地”三个环节。 教师指着图说：“这三个环节，就是大气受热过程的精髓。我们把它叫做‘三部曲’。今天我们就来逐一拆解。” 【设计意图】用“沙滩与海水的温差”生活经验切入，引出“热量从哪里来”的核心问题，制造认知冲突。用“三部曲”口诀概括大气受热过程，便于学生记忆。 【教学过程】 总议题：大气是如何受热的？大气如何运动？ 分议题一：大气的受热过程与保温作用——“三部曲” 1. 锚定教材 请学生阅读“大气的受热过程”和“大气对地面的保温作用”两部分，圈出太阳辐射、地面辐射、大气辐射、大气逆辐射四个概念，以及“地面是近地面大气主要的、直接的热源”这一核心结论。 2. 内容讲解 教师用板书边画边讲“三部曲”： 第一步：太阳暖大地 “太阳辐射是短波辐射，大气对短波辐射吸收很少，大部分太阳辐射穿过大气到达地面。地面吸收太阳辐射后增温。” 第二步：大地暖大气 “地面增温后，以长波辐射的形式向外辐射热量。对流层中的水汽、二氧化碳等吸收长波辐射的能力很强，绝大部分地面长波辐射被大气吸收。所以，地面是近地面大气主要的、直接的热源。” 第三步：大气还大地 “大气吸收地面辐射后增温，同时也向外辐射长波辐射。其中大部分向下射向地面，方向与地面辐射相反，称为大气逆辐射。大气逆辐射把热量还给地面，补偿了地面损失的热量，对地面起到保温作用。” 教师强调：“天空有云，特别是浓密的低云时，大气逆辐射更强，所以冬天的夜晚，阴天比晴天暖和。” 3. 师生互动：“为什么……” 教师给出几个现象，学生用大气受热原理解释： 为什么海拔越高气温越低？（地面是近地面大气的直接热源，海拔越高离地面越远，获得的地面辐射越少） 为什么晴天昼夜温差大，阴天昼夜温差小？（晴天白天大气削弱作用弱，气温高；夜间大气逆辐射弱，降温快。阴天反之） 为什么霜冻多发生在晴朗的夜晚？（晴朗夜晚大气逆辐射弱，地面降温快，容易出现霜冻） 教师追问：“二氧化碳增加会导致全球变暖，从大气受热过程的角度怎么解释？”（二氧化碳吸收地面长波辐射的能力强，二氧化碳增多使大气吸收的地面辐射增多，大气逆辐射增强，保温作用加强，导致全球变暖。） 4. 分议题小结 三部曲：太阳暖大地→大地暖大气→大气还大地。地面是近地面大气主要直接热源。大气逆辐射对地面起保温作用。 【设计意图】通过“为什么”系列追问，让学生用所学原理解释生活中的现象，培养知识迁移能力。追问二氧化碳与全球变暖的关系，渗透人地协调观。 分议题二：大气热力环流——地面冷热不均引发的空气环流 1. 锚定教材 请学生阅读“大气热力环流”部分，圈出热力环流的定义、形成过程（图2.11a—c），以及海陆风、山谷风、城市风等实例。 2. 内容讲解 教师展示图2.11，分步讲解： “当地面受热均匀时，空气没有相对上升和下沉，近地面气压相等（图2.11a）。” “当A地受热较多时，空气膨胀上升，到上空聚积，使上空气密度增大，形成高气压；B、C两地相对冷却，空气收缩下沉，上空气密度减小，形成低气压（图2.11b）。” “于是空气从气压高的A地上空向气压低的B、C两地上空流去；近地面A地空气上升后形成低气压，B、C两地空气下沉后形成高气压，空气从B、C流向A，从而形成了热力环流（图2.11c）。” 教师强调关键点：“近地面受热→空气上升→近地面低压、高空高压；近地面冷却→空气下沉→近地面高压、高空低压。水平方向上，空气总是从高压流向低压。” 教师举例：“海陆风——白天陆地受热快，空气上升，近地面形成低压，风从海洋吹向陆地（海风）；夜晚陆地冷却快，空气下沉，近地面形成高压，风从陆地吹向海洋（陆风）。山谷风、城市风同理。” 3. 师生互动：“画一画热力环流” 教师给出一个场景：“夏季白天，市区温度比郊区高（城市热岛效应）。请在纸上画出城市与郊区之间的热力环流示意图。” 学生动手绘制，教师巡视。完成后请一位学生上台展示并讲解。 示例讲解：“市区受热多，空气上升，近地面形成低压，高空形成高压；郊区冷却，空气下沉，近地面形成高压，高空形成低压。近地面风从郊区吹向市区，高空风从市区吹向郊区，形成闭合环流。” 教师点评：“画得非常正确。城市热岛效应导致的城市风，会使市区工厂排放的污染物不易扩散，所以城市规划时一般将污染严重的工厂布局在城市风的下沉距离之外。” 4. 分议题小结 热力环流成因：地面冷热不均→空气垂直运动→同一水平面气压差异→空气水平运动。实例：海陆风、山谷风、城市风。 【设计意图】通过“画一画热力环流”活动，让学生动手操作，将抽象原理转化为可视化图形，加深理解。补充城市风与城市规划的联系，体现地理知识的实际应用。 分议题三：大气的水平运动——风 1. 锚定教材 请学生阅读“大气的水平运动——风”部分，圈出水平气压梯度力（形成风的直接原因）、地转偏向力（只改变风向不改变风速）、摩擦力（减小风速），以及高空风与近地面风的区别。 2. 内容讲解 教师先讲水平气压梯度力：“单位距离间的气压差称为气压梯度。水平气压梯度力是形成风的直接原因，方向垂直于等压线，由高压指向低压。” 教师讲地转偏向力：“风一旦形成，就会受到地转偏向力的作用。北半球向右偏，南半球向左偏。地转偏向力只改变风向，不改变风速。” 教师讲高空风与近地面风的区别： 高空风：只受水平气压梯度力和地转偏向力作用，风向最终与等压线平行（图2.15）。 近地面风：还受摩擦力作用，风向与等压线斜交（图2.16）。摩擦力减小风速。 教师用“滑滑梯”比喻：“水平气压梯度力就像滑滑梯的坡度——坡度越大，下滑力越大。地转偏向力就像有人在旁边推你——让你偏离直线方向。摩擦力就像滑梯表面的粗糙程度——让你滑得慢一些。” 3. 师生互动：“风向判读” 教师画一个简单的等压线图（北半球），标出几个点的气压值，请学生判断风向。 （示例：等压线数值由北向南递减，北半球，近地面） 学生回答：水平气压梯度力由北指向南，北半球向右偏，近地面受摩擦力，风向与等压线斜交，大致为东北风（或偏北风）。 教师追问：“如果是高空呢？”（高空不考虑摩擦力，风向最终与等压线平行，为东风或西风。） 4. 分议题小结 水平气压梯度力是形成风的直接原因。高空风与等压线平行，近地面风与等压线斜交。地转偏向力只改变风向，摩擦力减小风速。 【设计意图】通过“风向判读”练习，让学生即时运用所学知识判断风向，培养读图和空间思维能力。“滑滑梯”比喻降低理解难度。 综合应用：绘制“海陆风示意图”并解释成因 教师给出任务：“请绘制一张海陆风示意图（白天和夜晚各一张），要求：①标出海洋和陆地；②画出近地面和高空的气压高低；③画出热力环流的方向；④用文字简要解释成因。” 学生独立思考5分钟，动手绘制。教师巡视指导，完成后随机抽取3—4份展示并点评。 示例优秀作品： 白天：陆地受热多→空气上升→近地面低压、高空高压；海洋受热少→空气下沉→近地面高压、高空低压。近地面风从海洋吹向陆地（海风），高空风从陆地吹向海洋。 夜晚：陆地冷却快→空气下沉→近地面高压、高空低压；海洋冷却慢→空气上升→近地面低压、高空高压。近地面风从陆地吹向海洋（陆风），高空风从海洋吹向陆地。 教师点评：“这位同学的示意图非常清晰，白天和夜晚的对比一目了然，气压标注正确，环流方向准确。如果能加上‘海风’和‘陆风’的文字标注，就更完美了。” 【设计意图】综合应用通过“绘制海陆风示意图”任务，让学生综合运用热力环流原理解决实际问题，锻炼图文转换能力。白天和夜晚的对比强化对热力环流成因的理解。 课后练习 单选题1​ 近地面大气主要、直接的热源是（　） A. 太阳辐射 B. 地面辐射 C. 大气辐射 D. 大气逆辐射 答案：B 解析：太阳短波辐射大部分穿过大气到达地面，地面增温后以长波辐射加热大气，因此地面辐射是近地面大气主要直接的热源。 单选题2​ 下列现象中，与大气逆辐射有关的是（　） A. 晴朗的天空呈蔚蓝色 B. 雨后天空出现彩虹 C. 深秋晴朗夜晚容易出现霜冻 D. 白天多云气温比晴天低 答案：C 解析：晴朗夜晚大气逆辐射弱，地面降温快，容易出现霜冻。A与散射有关，B与折射有关，D与大气对太阳辐射的削弱作用有关。 单选题3​ 形成热力环流的根本原因是（　） A. 水平气压梯度力 B. 地转偏向力 C. 地面冷热不均 D. 摩擦力 答案：C 解析：地面冷热不均是引起大气垂直运动的根本原因，进而导致同一水平面气压差异，形成热力环流。 单选题4​ 北半球近地面风向与等压线的关系是（　） A. 平行 B. 垂直 C. 斜交 D. 没有固定关系 答案：C 解析：近地面风受水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力共同作用，风向与等压线斜交。高空风才与等压线平行。 简答题5​ 简述大气的受热过程，并说明大气对地面的保温作用。 参考答案：①受热过程：太阳短波辐射大部分穿过大气到达地面，地面吸收后增温，以长波辐射形式将热量传递给近地面大气；近地面大气吸收地面长波辐射后增温，并以对流、传导等方式向上传递能量。②保温作用：大气吸收地面辐射后增温，并以大气逆辐射的形式将大部分热量返还给地面，补偿地面损失的热量，对地面起到保温作用。云层越厚，大气逆辐射越强，保温效果越好。 教学总结 同学们，今天我们从“沙滩烫脚”的生活体验出发，学习了大气受热过程和大气运动。我们掌握了大气受热的“三部曲”——太阳暖大地、大地暖大气、大气还大地，理解了地面是近地面大气主要直接热源，以及大气逆辐射的保温作用。我们还学习了热力环流——地面冷热不均引起的空气环流，并用它解释了海陆风、山谷风、城市风等现象。最后我们认识了风的形成——水平气压梯度力是直接原因，地转偏向力和摩擦力影响风向和风速。 大气运动是地球上天气变化和气候形成的基础。下一节课，我们将学习气压带和风带，看看全球尺度的大气运动是怎样的。 【板书设计】 第2章 地球上的大气 第2节 大气受热过程和大气运动 一、大气的受热过程 三部曲：太阳暖大地→大地暖大气→大气还大地 地面是近地面大气主要直接热源 大气逆辐射：保温作用（阴天＞晴天） 二、大气热力环流 成因：地面冷热不均 过程：受热上升（近地面低压、高空高压）→冷却下沉（近地面高压、高空低压）→水平气流从高压→低压 实例：海陆风、山谷风、城市风 三、大气的水平运动——风 水平气压梯度力：形成风的直接原因（垂直等压线，高压→低压） 地转偏向力：只改变风向（北右南左） 摩擦力：减小风速（近地面） 高空风：与等压线平行；近地面风：与等压线斜交 教学反思 本节用“沙滩与海水温差”导入，学生有切身感受，课堂反应积极。分议题一的“为什么”系列追问中，学生对“晴天昼夜温差大”的解释很到位，但对“二氧化碳增加导致全球变暖”的机制理解不够深入，我补充了“温室效应增强”的解释。分议题二的“画一画热力环流”活动效果很好，学生画完后互相交流，有一位学生画错了近地面和高空的气压对应关系，我及时纠正并强调了“近地面低压对应高空高压”的规律。分议题三的“风向判读”练习中，学生对北半球近地面风向的判断基本正确，但对“高空风与等压线平行”的理解仍有困难，我再次用“滑滑梯”比喻帮助理解。综合应用的“海陆风示意图”任务，大部分学生能正确绘制，有一位学生画了彩色示意图并标注了“海风”和“陆风”，非常清晰。 不足之处：讲“地转偏向力”时，学生对“为什么北半球向右偏”感到困惑，我简单解释了“地球自转导致惯性力”，但没有深入展开，下次可以播放一段傅科摆或地转偏向力演示视频。另外，对“山谷风”的讲解偏少，下次可以补充“白天谷风、夜晚山风”的示意图和解释。 整体看，本节完成了“受热过程—保温作用—热力环流—风”的完整链条，“沙滩温差”导入和“海陆风示意图”综合应用是两个可以保留的亮点。 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $