2.1《大气的组成和垂直分层》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《大气的组成和垂直分层》核心内容，涵盖干洁空气成分及作用、大气垂直分层特征。以“坐飞机颠簸与平稳”日常体验导入，衔接“宇宙中的地球”前序知识，为后续大气受热过程等内容搭建学习支架。 此资料特色在于情境导入贴近生活，通过“少了它会怎样”假设推理、“猜猜我在哪一层”场景判断等活动，融合综合思维（如平流层气温变化与臭氧吸热的因果关系）、地理实践力（设计大气分层科普卡片）、人地协调观（树立保护臭氧层意识），助力学生系统掌握知识，提升教师课堂互动与知识落实效率。

人教版高中地理必修一《大气的组成和垂直分层》教学设计 课题名 《大气的组成和垂直分层》 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一节，是“地球上的大气”主题的开篇。本节承接第一章“宇宙中的地球”，从地球的整体环境聚焦到大气圈。教材首先介绍大气的组成——干洁空气（氮、氧、二氧化碳、臭氧等）及其作用，然后重点讲解大气的垂直分层：对流层、平流层和高层大气，各层的温度变化、运动特征及与人类活动的关系。本节为后续学习大气受热过程、热力环流、气压带风带等奠定基础。 学情分析 学生对“大气”有日常体验：知道空气中有氧气和二氧化碳，坐飞机时遇到过颠簸（对流层）或平稳飞行（平流层），也听说过臭氧层空洞。但存在三个认知盲区：①对大气的成分比例缺乏精确认识，容易低估氮气的重要性；②对各层温度变化的原因不理解，特别是“平流层气温随高度升高而升高”与日常经验（越往高处越冷）相悖；③对电离层与无线电通信的关系感到抽象。 核心素养目标 区域认知：能说出大气垂直分层的名称、高度范围和主要特征；能在地球大气剖面图上指出各层的位置。 综合思维：理解大气各层温度变化与运动特征的因果关系（如臭氧吸收紫外线导致平流层升温，对流运动导致天气现象）；理解大气组成成分对生命活动和自然环境的作用。 地理实践力：能利用气温垂直递减率估算不同高度的气温；能通过实验或模拟理解对流运动。 人地协调观：认识臭氧层对生命的保护作用，树立保护臭氧层的意识；理解人类活动对大气成分的影响（如二氧化碳增加导致全球变暖）。 教学重难点 教学重点：大气的组成成分及其作用；对流层、平流层的温度变化、运动特征及与人类活动的关系。 教学难点：平流层气温随高度升高而升高的原因；电离层对无线电通信的作用。 教学方法 情境导入法：用“坐飞机的体验”或“登山的感觉”切入。 图示法：大气垂直分层示意图（图2.5）的读图训练。 类比法：用“棉被”比喻对流层对地面的保温作用；用“筛子”比喻臭氧层过滤紫外线。 小组合作法：综合应用设“设计大气分层科普卡片”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，你们坐过飞机吗？有没有注意到，飞机起飞后不久会经历一段颠簸，但飞到一定高度后就变得非常平稳了？” 学生纷纷点头：有过！ 教师：“那你们知道为什么吗？颠簸的那段是对流层——就像一锅烧开的水，上下翻滚；平稳的那段是平流层——就像平静的湖面，几乎没有上下波动。今天我们就来认识我们头顶上的这片大气——它由什么组成？从地面到高空又分成哪些层次？每一层有什么特点？对我们人类有什么影响？” 教师随即打开投影，展示一张从地面到太空的大气分层示意图，用手指从下往上滑动：“从地面到几千千米的高空，大气并不是均匀的，而是像蛋糕一样分成好几层。每一层的温度、运动方式都不一样。我们先从最熟悉的这一层开始——对流层，走进第二章第一节《大气的组成和垂直分层》。” 【设计意图】用坐飞机的日常体验切入，从“颠簸”与“平稳”的对比引出对流层与平流层的区别，贴近生活，激发兴趣。展示分层示意图让学生对全节内容有整体预览。 【教学过程】 总议题：大气由什么组成？从地面到高空大气如何分层？各层有什么特征？ 分议题一：大气的组成——地球生命的“保护罩” 1. 锚定教材 请学生阅读“大气的组成”部分，圈出干洁空气的定义、主要成分（氮、氧）及其作用，二氧化碳和臭氧的含量虽少但作用重要。 2. 内容讲解 教师先讲干洁空气：“低层大气中除去水汽和杂质以外的混合气体称为干洁空气，占大气体积的99%。其中氮约占78%，氧约占21%，还有其他微量气体。氮是地球上生物体的基本元素——蛋白质的组成离不开氮。氧是维持生命活动所必需的物质——我们呼吸的就是氧气。” 教师讲二氧化碳和臭氧：“二氧化碳含量很少，但作用巨大——它是绿色植物光合作用的基本原料，同时它吸收地面辐射的能力强，能使气温升高（温室效应）。臭氧能吸收太阳光中的紫外线，使大气增温，同时减少到达地面的紫外线，对生物具有保护作用——就像一把‘保护伞’。” 教师补充：“大气中的水汽和杂质虽然含量少，但它们是成云致雨的必要条件——水汽凝结需要杂质作为凝结核。” 3. 师生互动：“少了它会怎样？” 教师给出几种大气成分被移除的情景，学生推测后果： 如果大气中没有氧气 → 人类和动物无法呼吸，几分钟内死亡 如果大气中没有二氧化碳 → 植物无法光合作用，地球会变得更冷（温室效应减弱） 如果大气中没有臭氧 → 紫外线直达地面，皮肤癌发病率激增，生物受损 如果大气中没有水汽 → 没有云、雨，地球变成沙漠 教师追问：“为什么说‘氮是地球上生物体的基本元素’？”（蛋白质、DNA等都含有氮元素，没有氮就没有生命。） 4. 分议题小结 干洁空气：氮（78%，生物基本元素）、氧（21%，呼吸必需）。微量气体：二氧化碳（光合作用、保温）、臭氧（吸收紫外线，保护生命）。水汽和杂质是成云致雨的条件。 【设计意图】通过“少了它会怎样”的假设推理，让学生理解每种大气成分的不可替代性，培养系统思维。 分议题二：大气的垂直分层——从对流层到高层大气 1. 锚定教材 请学生阅读“大气的垂直分层”部分，圈出对流层、平流层、高层大气的各自高度范围、温度变化特点、运动特征、与人类活动的关系，以及臭氧层、电离层的位置和作用。 2. 内容讲解 教师展示图2.5，带领学生“从下往上”逐层认识。 第一层：对流层 “对流层是大气圈的最底层，集中了大气圈质量的3/4和几乎全部的水汽、杂质。高度因纬度而异——低纬度地区17—18千米，高纬度地区仅8—9千米。对流层气温随高度升高而递减——每上升1千米，气温约下降6℃。上部冷、下部热，有利于大气的对流运动。近地面的水汽和杂质通过对流向上输送，在上升过程中气温降低，容易成云致雨。云、雨、雾、雪等天气现象都发生在这一层。人类生活在对流层的底部。” 第二层：平流层 “平流层自对流层顶部至50—55千米高空。气温随高度升高而升高——下层变化很小，30千米以上迅速上升。这是因为平流层中的臭氧吸收大量太阳紫外线，使大气增温。在22—27千米范围内，臭氧含量达到最大值，形成臭氧层。平流层大气上部热、下部冷，不易形成对流，以平流运动为主。水汽和杂质含量很少，无云雨现象，能见度好，适合航空飞行。” 第三层：高层大气 “高层大气气压很低，密度很小。在80—120千米的高空，多数来自太空的流星体会燃烧，成为我们夜晚看到的流星。在80—500千米的高空，有若干电离层——大气在太阳紫外线和宇宙射线作用下处于高度电离状态，能反射无线电波，对无线电通信有重要作用。” 3. 师生互动：“猜猜我在哪一层？” 教师给出几个场景，学生判断发生在哪一层： 飞机在万米高空平稳飞行 → 平流层（或对流层顶部，但通常民航在平流层底部） 雷雨交加 → 对流层 流星划过夜空 → 高层大气（80—120千米） 手机信号靠卫星通信，但有时受电离层扰动 → 高层大气（电离层） 登山运动员攀登珠峰时感到呼吸困难 → 对流层（海拔高，氧气稀薄） 教师追问：“为什么平流层适合飞行而对流层不适合？”（平流层以平流运动为主，无云雨，能见度好，飞行平稳；对流层有强烈的对流运动，云雨多，颠簸厉害。） 4. 分议题小结 对流层：气温递减，对流运动，天气现象；平流层：气温递增，平流运动，臭氧层，适合飞行；高层大气：电离层反射无线电波，流星燃烧。 【设计意图】通过“猜猜我在哪一层”活动，将各层特征与实际生活场景对应，加深理解。追问强化对流层与平流层的对比。 综合应用：设计一张“大气分层科普卡片” 教师给出任务：“请设计一张‘大气分层科普卡片’，正面画一个简化的大气垂直分层示意图（标出对流层、平流层、高层大气），背面写上各层的关键特征（至少三点：高度、温度变化、运动特征、与人类活动的关系任选）。形式不限，可以手绘也可以文字描述。” 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： 正面：（画一个从地面向上的分层图，标出对流层0—12km、平流层12—50km、高层大气50km以上，用箭头标出对流运动和平流运动） 背面： 对流层：高度低纬17—18km，高纬8—9km；气温随高度递减；对流运动旺盛；云雨雾雪发生于此。 平流层：高度至50—55km；气温随高度递增（臭氧吸热）；平流运动；能见度好，适合飞行；臭氧层保护地球。 高层大气：高度至2000—3000km；气压低；流星燃烧；电离层反射无线电波。 教师点评：“这位同学的卡片非常清晰，正面的示意图一目了然，背面的特征概括准确全面。如果能在对流层标注‘人类生活在此’，在平流层标注‘臭氧层22—27km’，就更完美了。” 【设计意图】综合应用通过“科普卡片”设计任务，让学生将本节知识整理成可视化、可传播的形式，锻炼归纳总结和图文表达能力。 课后练习 单选题1​ 低层大气中，占干洁空气体积比例最大的成分是（　） A. 氧气 B. 氮气 C. 二氧化碳 D. 臭氧 答案：B 解析：干洁空气中氮约占78%，氧约占21%，氮气占比最大。 单选题2​ 被誉为“地球生命的保护伞”的大气成分是（　） A. 二氧化碳 B. 臭氧 C. 水汽 D. 氮气 答案：B 解析：臭氧吸收太阳紫外线，减少到达地面的紫外线，保护生物免受伤害。 单选题3​ 对流层气温随高度升高而递减的主要原因是（　） A. 地面是对流层大气的直接热源 B. 臭氧吸收紫外线 C. 水汽和杂质吸收太阳辐射 D. 大气逆辐射增强 答案：A 解析：对流层大气的热量主要来自地面辐射，越靠近地面获得的热量越多，因此气温随高度升高而递减。 单选题4​ 平流层适合航空飞行的主要原因包括（　） ①大气以平流运动为主，飞行平稳 ②水汽和杂质含量少，能见度好 ③气温随高度升高而递减，利于散热 ④有臭氧层保护，紫外线弱 A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④ 答案：A 解析：平流层平流运动平稳，水汽杂质少能见度好，适合飞行。③错误（平流层气温随高度升高而升高），④不是适合飞行的主要原因。 简答题5​ 简述对流层的主要特征及其与人类活动的关系。 参考答案：①特征：对流层是大气圈最底层，集中了3/4的大气质量和几乎全部的水汽、杂质；高度因纬度而异（低纬17—18千米，高纬8—9千米）；气温随高度升高而递减；大气上部冷下部热，对流运动显著。②与人类活动的关系：云、雨、雾、雪等天气现象发生在对流层，直接影响人类生产生活；人类生活在对流层底部，呼吸、出行、农业等活动都受对流层大气状况影响；人类活动排放的污染物也主要集中在对流层。 教学总结 同学们，今天我们从坐飞机的体验出发，认识了头顶这片大气的奥秘。我们知道了大气由氮、氧、二氧化碳、臭氧等成分组成，每一种成分都有不可替代的作用。我们还学会了大气从下到上分为对流层、平流层和高层大气——对流层是天气的舞台，平流层是飞行的天堂，高层大气则有流星和电离层。 大气是地球生命的保护罩，也是人类活动的重要环境。下一节课，我们将学习大气受热过程，看看太阳辐射是如何穿过大气层到达地面的。 【板书设计】 第2章 地球上的大气 第1节 大气的组成和垂直分层 一、大气的组成 干洁空气：氮（78%，生物基本元素）、氧（21%，呼吸必需） 微量气体：CO₂（光合作用、保温）、O₃（吸收紫外线，保护生命） 水汽和杂质：成云致雨 二、大气的垂直分层 对流层：0—17/8km，气温↓，对流运动，天气现象 平流层：至50—55km，气温↑（臭氧吸热），平流运动，适合飞行 高层大气：至数千km，流星燃烧，电离层（反射无线电波） 教学反思 本节用“坐飞机的颠簸与平稳”导入，学生共鸣强烈，课堂气氛轻松。分议题一的“少了它会怎样”活动中，学生对“没有臭氧”的后果讨论热烈，有学生提到“防晒霜就是阻挡紫外线”，我顺势补充了臭氧层空洞的危害。分议题二的“猜猜我在哪一层”活动中，学生对“流星在哪一层”有争议——有人以为是平流层，我纠正“流星一般在80—120千米的高层大气中燃烧”，学生恍然大悟。综合应用的“科普卡片”任务，大部分学生完成质量较好，有一位学生画了彩色分层图，标注了各层的代表事物（飞机、云、流星等），很有创意。 不足之处：讲“电离层”时，学生对“反射无线电波”的理解比较抽象，我补充了“短波通信就是靠电离层反射实现的”，但时间有限没有深入。下次可以播放一段“电离层扰动导致通信中断”的新闻片段，增强直观性。另外，对“对流层高度因纬度而异”的讲解偏快，学生可能不理解为什么低纬对流层更高，我解释了“低纬受热多，对流旺盛”，但可以配合动画演示。 整体看，本节完成了“组成—分层—特征—应用”的完整链条，“坐飞机”导入和“科普卡片”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 $