3.3 大气热力环流（教学设计）地理湘教版必修第一册

该高中地理教学设计聚焦大气热力环流原理及应用，以“巴山夜雨”诗句创设情境，从热力环流形成过程切入，衔接海陆风、山谷风、城市风等自然实例，延伸至风的受力分析，构建完整知识脉络。 此资料特色鲜明，情境导入融合诗词文化激发兴趣，通过动画演示、“高高低低”口诀等将抽象原理可视化，小组合作绘图与城市规划案例分析，培养学生综合思维与地理实践力，渗透人地协调观，助力教师高效教学，提升学生知识应用能力。

第三章 地球上的大气 第三节 大气热力环流（教学设计） 年级 高一年级 科目 地理 课题 第3节　大气热力环流 课时安排 1课时 教材分析 本节是湘教版必修第一册第三章“地球上的大气”的第三节。在第二节学习了大气受热过程的基础上，本节进一步探讨大气运动的基本形式——热力环流。教材内容由三大板块构成：大气热力环流的形成（气压与等压面的概念、地表受热不均导致空气垂直运动与水平运动、热力环流的完整过程）、自然界的大气热力环流（海陆风、山谷风、城市风的形成与影响）和大气的水平运动——风（水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力对风的影响、高空与近地面风向的差异）。教材遵循由原理到应用、由简单到综合的认知逻辑：先以“巴山夜雨”的诗句创设情境，引出山谷风问题；再从热力环流的基本原理出发，系统分析“地表受热不均→空气垂直运动→同一水平面气压差异→空气水平运动”的完整因果链条；然后将原理应用于海陆风、山谷风、城市风等自然现象的解释；最后拓展到大气水平运动（风）受力分析。 教学地位：本节是本章的核心内容之一，热力环流是大气运动最基本的形式，是理解风带、季风、天气系统等后续知识的基础；同时，海陆风、城市热岛效应等内容与生产生活实际紧密联系，具有重要的应用价值。 学情分析 知识储备：通过第二节的学习，学生已掌握大气受热过程的基本原理，理解了地面是近地面大气的主要直接热源，对地表冷热不均导致的空气运动有一定的感性认识。但学生对气压的概念、等压面的含义、水平气压梯度力等较为抽象的概念缺乏深入理解；对高空与近地面气压场的差异、风向的受力分析等存在认知困难。 能力储备：学生具备一定的读图分析能力和逻辑推理能力，但对于等压面弯曲、高空与近地面气压分布的对应关系、风的受力分析等需要借助示意图辅助理解。 情感态度：学生对“巴山夜雨”、海陆风、城市热岛等生活化话题有较浓厚兴趣，这为将热力环流原理应用于解释实际问题提供了良好的情感基础。 教学目标 1.课程标准：运用示意图，说明大气热力环流原理，并解释相关现象。  2.核心素养导向教学目标： 综合思维：通过阅读热力环流形成示意图，说出热力环流的形成过程，完整描述“地表受热不均→空气垂直运动→同一水平面气压差异→空气水平运动”的因果链条；通过分析海陆风、山谷风、城市风的形成原理，建立局地环流与下垫面性质之间的关联。 地理实践力：绘制热力环流过程示意图和等压面弯曲示意图，判断高空与近地面的气压高低及气流运动方向；运用热力环流原理，分析城市热岛效应对城市规划的影响。人地协调观：通过了解城市热岛效应及其对城市规划的影响，认识人类活动对局地气候的改变，树立合理规划、节能减排的意识。 教学重难点 重点：①热力环流形成过程；②自然界热力环流（海陆风、山谷风、城市风）的形成与影响。 难点：①等压面的弯曲与气压高低的判断；②高空与近地面气压分布的对应关系；③风的受力分析及高空、近地面风向的差异。 教学方法 情境导入法：以李商隐《夜雨寄北》“巴山夜雨涨秋池”诗句创设情境，引出山谷风问题，贯穿热力环流原理的教学始终。图示分析法：通过热力环流形成过程图、等压面弯曲示意图、海陆风与山谷风示意图等，将抽象的原理可视化。任务驱动法：围绕“热力环流如何形成→自然界有哪些热力环流→风是如何形成的”三大任务展开教学。小组合作讨论法：组织学生分析海陆风对气温的调节作用、城市热岛效应对城市规划的影响等，培养合作探究能力。 教学过程 教学内容 教师活动 设计思路 情境导入 【诗句展示】 教师展示李商隐《夜雨寄北》全诗，设问： ① 诗中哪一句描写了当地特殊的天气现象？（巴山夜雨涨秋池） ② 为什么四川盆地多夜雨？这与大气运动有何关系？ 学生尝试回答。 教师引导：要解释“巴山夜雨”的成因，我们需要先理解一种最基本的大气运动形式——热力环流。 以李商隐的著名诗句导入，将语文诗词与地理原理融合，营造文化氛围，激发学生探究“巴山夜雨”成因的兴趣，自然引出热力环流的课题。 一、大气热力环流的形成 1、气压和等压面 【讲解+读图】 教师讲解：气压指作用在单位面积上的大气压力，即单位面积上延伸到大气上界的垂直空气柱的重力。 设问：气压随高度如何变化？为什么？ 学生回答后教师归纳：同一地点，海拔越高，气压越低——空气柱越短，重力越小。 教师讲解等压面的概念：大气中气压值相等的点所构成的面。 展示等压面示意图：在地表受热均匀的情况下，等压面与地面平行，同一高度上气压相等。 设问：等压面在地表受热不均的情况下会发生什么变化？ 引导学生过渡到热力环流的形成过程。 2、形成过程 【讲解+动画演示】 教师分步讲解热力环流的形成过程，配合动画演示： 第一步：地表受热不均——根本原因 展示地表受热不均示意图：A地受热，B地冷却。 第二步：空气垂直运动 A地受热→空气膨胀上升→近地面形成低压，高空形成高压； B地冷却→空气收缩下沉→近地面形成高压，高空形成低压。 强调：近地面和高空的气压类型相反。 第三步：同一水平面产生气压差 近地面：A处低压，B处高压；高空：A处高压，B处低压。 第四步：空气水平运动——形成风 气流从高压流向低压：近地面B→A；高空A→B。 第五步：形成环流 空气垂直运动和水平运动构成闭合环流——热力环流。 板书总结因果链条：地表受热不均→空气垂直运动→同一水平面气压差异→空气水平运动（风）→热力环流。 设问：热力环流的根本原因是什么？（地表受热不均） 【讲解+读图】 教师讲解等压面弯曲规律： ① 受热区（空气上升）：近地面等压面向下弯曲（低压），高空等压面向上弯曲（高压）。 ② 冷却区（空气下沉）：近地面等压面向上弯曲（高压），高空等压面向下弯曲（低压）。 口诀：“高高低低”——高压处等压面向上凸（高），低压处等压面向下凹（低）。 设问：ABCD四点的气压大小关系如何？ 学生分析后回答：PB > PA > PD > PC（近地面气压高于高空，同一水平面高压大于低压）。 设问：A、B两地天气状况如何？ 学生回答：A地受热上升→易成云致雨；B地冷却下沉→天气晴朗。 归纳：上升气流→阴雨天气；下沉气流→晴朗天气。 【小组合作】 活动任务一：画出热力环流的过程示意图（标出气流运动方向、近地面与高空的气压类型）。 活动任务二：画出地表冷热不均时等压面的弯曲方向。 学生完成后展示交流，教师点评纠正。 气压和等压面是理解热力环流的基础概念。通过回顾气压随高度递减规律，建立“海拔高→气压低”的认知，为后续分析等压面弯曲做铺垫。 热力环流的形成过程是本节的核心内容。通过“四步法”分步讲解，配合动画演示，将抽象的因果链条可视化、步骤化。“近地面与高空气压类型相反”是理解等压面弯曲的关键。 等压面弯曲是热力环流学习中的重点和难点。“高高低低”口诀帮助学生记忆等压面弯曲规律。通过气压大小的比较和天气状况的推测，强化对等压面与气压分布关系的理解。 通过动手绘制示意图，帮助学生将抽象的受热过程内化为自己的知识结构，培养学生的地理实践力。 二、自然界的大气热力环流 1、海陆风 【讲解+读图】 教师设问：滨海地区白天和夜晚的风向有何不同？为什么？ 展示海陆风示意图，分步讲解： ① 白天——海风 陆地升温快→气温高→空气膨胀上升→近地面形成低压→海面气压高→风从海洋吹向陆地（海风）。 海风凉爽湿润，对滨海地区起降温作用。 ② 夜晚——陆风 陆地降温快→气温低→空气收缩下沉→近地面形成高压→海面气压低→风从陆地吹向海洋（陆风）。 陆风温暖干燥，对滨海地区起增温作用。 设问：一天中哪个时刻海风最强？（午后——海陆温差最大时。） 设问：海陆风对滨海地区气温有何调节作用？ 学生回答：白天的海风降温，夜晚的陆风增温→使滨海地区气温日较差减小。 2、山谷风 【讲解+读图】 教师承接导入情境，讲解山谷风的形成： ① 白天——谷风 山坡比同高度大气升温快→空气膨胀上升→近地面形成低压→谷地气压高→风从谷地吹向山坡（谷风）。 ② 夜晚——山风 山坡比同高度大气降温快→空气收缩下沉→近地面形成高压→谷地气压低→风从山坡吹向谷地（山风）。 回扣导入：现在你能解释“巴山夜雨”的成因了吗？ 学生分析回答：夜晚山坡降温快，冷空气沿坡下沉（山风），将谷底暖湿空气抬升，绝热冷却凝结，形成降水——故多夜雨。 展示不同尺度的山谷风示意图（横剖面、纵剖面、平原-山地），强调山谷风在不同空间尺度下的表现。 拓展：冰川风——在冰川谷地中，冰川表面较稳定而冷却的气流沿冰面向下运动，使冰缘地区较暖空气上升，形成由冰川向冰缘地带吹送的风。如冰川足够大，可全天盛行冰川风，山谷风不出现昼夜变化。 3、城市风 【讲解+图片展示】 展示城市热岛效应示意图： 设问：为什么城市气温比郊区高？ 学生回答：城市人口密集、工业集中、交通工具排放大量废热；水泥、沥青等下垫面比热容小，升温快；建筑物高大密集，散热慢。 讲解城市风的形成：城市气温高→空气上升→近地面形成低压→郊区气压高→风从郊区流向城市。 设问：对空气有污染的工厂应建在哪里？为什么？ 学生分析后教师总结：应建在城市热岛环流圈之外（C地） 。因为如果建在环流圈内（A或B地），污染物会随近地面风从郊区流向城市，加剧城市污染。植树造林应布局在热岛环流圈内（B地） ，以净化空气。 海陆风是热力环流在沿海地区的典型应用。通过“白天—海风，夜晚—陆风”的对比分析，帮助学生将热力环流原理与具体地理现象建立联系。海陆风对气温的调节作用呼应“人地协调观”。 山谷风与“巴山夜雨”导入情境形成闭环。通过用热力环流原理解释夜雨成因，体现了“学以致用”的教学理念。冰川风的拓展拓宽学生视野，理解特殊下垫面对局地环流的影响。 城市风与学生的生活经验紧密相关。通过城市规划的案例，将热力环流原理应用于解决实际问题，培养学生的地理实践力和人地协调观。 三、大气水平运动——风 【讲解+读图】 教师设问：是什么力推动了空气的水平运动？ 讲解水平气压梯度力（形成风的直接原因）： ① 方向：垂直于等压线，由高压指向低压。 ② 大小：等压线越密集，水平气压梯度力越大，风速越大。 强调：只要存在水平气压梯度力，空气就会由高压流向低压——水平气压梯度力是形成风的直接原因。 【讲解+读图】 教师讲解地转偏向力对风的影响： ① 方向：垂直于风向，北半球右偏，南半球左偏，赤道不偏。 ② 特点：只改变风向，不改变风速。 展示北半球高空风的形成图： 初始：水平气压梯度力（高压指向低压）。 偏转：受到地转偏向力，风逐渐向右偏。 最终：当二力平衡时（大小相等、方向相反），风向最终与等压线平行。 强调：高空摩擦力忽略不计，风受到两个力（水平气压梯度力+地转偏向力）的作用，最终风向与等压线平行。 【讲解+读图】 教师讲解摩擦力对风的影响： 摩擦力：方向与风向相反，既改变风向，又减小风速。 展示近地面风的形成图： 受到三个力（水平气压梯度力+地转偏向力+摩擦力）的作用，三力平衡时，风向最终与等压线斜交（有一定交角）。 对比总结： ① 高空：二力平衡→风向与等压线平行。 ② 近地面：三力平衡→风向与等压线斜交。 关系：摩擦力越大→风向与等压线交角越大；摩擦力越小→交角越小。 补充：南半球的情况——地转偏向力左偏，风向与等压线平行或斜交，但偏向相反。 【读图分析+小组合作】 展示海平面气压分布图（图2.17），设问： ① 比较甲、乙两地的风速，并说明理由。 ② 在图上画出甲、乙两地的风向。 学生读图分析后回答： ① 甲地等压线较密集→水平气压梯度力大→风速大；乙地等压线较稀疏→风速小。 ② 甲地风向：根据水平气压梯度力方向（高压指向低压）→北半球右偏→画出风向。 教师总结判读方法： 风速判读：等压线越密集→水平气压梯度力越大→风速越大。 风向判读：①画水平气压梯度力（垂直等压线，高压→低压）；②北半球右偏，南半球左偏。 水平气压梯度力是风的根本驱动力。通过“高压→低压、疏小密大”的归纳，帮助学生建立风速与等压线疏密之间的联系。 高空风的受力分析是本节难点。通过分步讲解（初始→偏转→平衡），帮助学生理解二力平衡时风向与等压线平行的原理。 通过真实等压线图的判读练习，将风的受力分析理论应用于实际。培养学生的读图能力和地理实践力。 课堂演练 热力环流是大气运动最简单最基本的形式。下图是待完成的热力环流示意图。据此完成下面小题。 1．某高中学生完成的热力环流图正确的是（   ） 2．图中A、B、C、D四处气压最低的是（   ） A．A B．B C．C D．D 【答案】1．C 2．C 【详解】1．近地面空气受热膨胀上升，遇冷则收缩下沉，则A处空气下沉形成高压，B处空气上升形成低压，因此近地面空气由高压流向低压，即A处流向B处；高空气压和气流流向与近地面相反，则D处为高压，C处为低压，空气由D处流向C处，C正确，ABD错误。 2．据上题分析可知，A处气压高于B处，D处气压高于C处，又因海拔越高，气压越低，所以A、B两处气压高于C、D，因此，C处气压最低，C正确，ABD错误。 网友在飞机上拍到，菲律宾群岛海面上空晴朗无云，而岛屿上空却出现“一岛一云”的景观。完成下面小题。 3．菲律宾群岛海面上空晴朗无云，而岛屿上空却出现“一岛一云”的景观，关于该现象的成因，下列说法正确的是（   ） ①当时风力微弱②海洋提供充足的水汽 ③白天岛屿上空盛行上升气流④岛上水汽大量蒸发 A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④ 4．菲律宾群岛海陆风明显，下列海陆风示意图（图中曲线表示等压面，箭头表示气流）正确的是（   ） 【答案】3．A 4．A 【详解】3．若风力较大，云会被风吹散偏移，无法正好停留在对应岛屿上空形成"一岛一云"，因此当时风力应较微弱，①正确。菲律宾群岛被海洋包围，热带海洋蒸发旺盛，为成云提供了充足水汽，②正确。受海陆热力性质差异影响，白天岛屿（陆地）比海洋升温更快，气温更高，盛行上升气流，水汽上升冷却凝结成云，③正确。菲律宾群岛岛屿面积普遍较小，岛屿本身蒸发的水汽量非常有限，云的水汽主要来自周边海洋水的蒸发，④错误。 4．白天（选项A、B，带太阳标识）：陆地比热容小于海洋，白天陆地升温更快，气温高，气流上升，近地面形成低压，等压面下凹；海洋升温慢，气温低，气流下沉，近地面形成高压，等压面上凸，近地面风从海洋吹向陆地。高空风向与等压面弯曲状况与近地面相反，A正确，B错误。夜晚（选项C、D，带月亮标识）：陆地降温快，气温低，气流下沉，近地面高压，等压面上凸；海洋降温慢，气温高，气流上升，近地面低压，等压面下凹。高空风向与等压面弯曲状况与近地面相反。C图近地面等压面为陆低压下凹、海高压上凸，不符合夜晚近地面气压分布；D图垂直气流为陆上升、海下沉，不符合夜晚热力特征，CD均错误。 我国山区地方性风系发达，天山北坡天池的山、谷风典型且风速大。高山冰川形成的冰川风（冰川表面冷却下沉的气流沿冰面向前运动，形成由冰川向冰缘地带的吹送风）对当地山、谷风影响显著。图1示意天山天池气象站周边区域等高线分布，图2示意该气象站某年7月27日06时到28日15时的气温变化。据此完成下面小题。 5．天池气象站附近，谷风的形成主要是因为白天（   ） A．山坡升温快，气流上升 B．山坡升温慢，气流下沉 C．山谷升温快，气流上升 D．山谷升温慢，气流上升 6．冰川风对天池气象站附近山风的影响是（   ） A．削弱山风势力 B．加强山风势力 C．改变山风风向 D．缩短山风持续时间 7．推测冰川风效应最为显著的季节及原因是（   ） A．春季离冬季风源地近 B．夏季气温高 C．秋季太阳辐射强 D．冬季雪量大、面积大 【答案】5．A 6．B 7．D 【详解】5．谷风是山谷风系统中白天形成的局地风，根据热力环流原理，白天山坡比山谷更早更多获得太阳辐射，升温速度快于山谷，山坡气流受热膨胀上升，近地面形成低压，山谷升温慢气流下沉形成高压，水平方向气流由山谷流向山坡，形成谷风，A正确，BCD错误。 6．冰川风是冰川表面空气冷却下沉形成的、由冰川向下吹向冰缘地带的下沉气流，山风是夜晚山坡降温快，冷空气沿山坡下沉形成的向下吹的局地风，二者风向一致，性质也都是冷性下沉气流，会叠加原有山风的势力，加强山风强度，B正确，A错误； 二者运动方向一致，都为向下吹的气流，不会改变山风的原有风向，C错误；冰川风增强了山风势力，会延长山风的持续时间，不会缩短，D错误。 7．冰川风的强度取决于冰川的冷源效应强度，冷源效应越强，冰川风效应越显著，冰川风效应和距离冬季风源地远近无关，且春季冰川覆盖面积小，冷源效应弱，A错误；夏季气温高，冰川大量融化，冰川覆盖面积缩小，冷源强度降低，冰川风效应弱，B错误；秋季太阳辐射强度弱，冰川覆盖面积也小于冬季，冷源效应不足，C错误；冬季气温低，山区冰川积雪量大，冰川覆盖面积广，冷源效应远强于其他季节，下沉气流更稳定强劲，因此冰川风效应最为显著，D正确。 2025年进入10月，冷空气频繁影响我国。今年下半年来最强冷空气于10月14日起将自北向南横扫我国，影响范围可直抵华南。如下图示意10月14日局部海平面某时刻等压线分布情况（单位：hPa）。据此完成下面小题。 8．图中城市，风力最小的是（   ） A．北京 B．武汉 C．广州 D．海口 9．此刻，广州最可能盛行（   ） A．偏南风 B．东北风 C．东南风 D．偏北风 10．A地此时（   ） A．为高压中心 B．阴雨天气 C．狂风暴雨 D．沙尘暴 【答案】8．D 9．D 10．A 【详解】8．同一等压线图中，等压线越密集，风力越大，根据图中信息，四个城市中海口等压线最稀疏，所以风力最小，D正确；北京、武汉、广州的等压线都比海口密集，风力较大，ABC错误。 9．风向的判断应先确定水平气压梯度力的方向，其垂直于等压线，由高压指向低压。图中广州气压形势为西北高东南低，故水平气压梯度力的方向大致由西北指向东南；北半球近地面受地转偏向力影响风向沿着水平气压梯度力方向向右偏转，故广州风向偏转为偏北风，D正确，ABC错误。 10．读图可知，A地闭合等压线数值为1032，气压高于周边区域，因此A为高压中心，A正确；高压中心气流下沉，多晴朗天气，排除B、C；沙尘暴多由冷锋过境带来大风扬起沙尘，高压中心气流平稳，风力微弱，无法形成沙尘暴，排除D。 本环节主要设置较为经典的题型进行当堂考核，检验学生对知识的掌握和运用能力（设计时长6分钟） 板书设计 教学反思 本节课基本达成了预设的教学目标。从教学效果看，以李商隐《夜雨寄北》诗句导入，营造了良好的文化氛围，学生对“巴山夜雨”成因的好奇有效驱动了热力环流原理的学习；热力环流形成过程的“四步法”分步讲解配合动画演示，学生对因果链条的理解较为清晰；“高高低低”口诀帮助多数学生掌握了等压面弯曲规律；海陆风、山谷风、城市风三种局地环流的对比分析，学生对热力环流的应用有了全面认识；等压线图的判读练习有效训练了学生的读图能力。但教学中仍存在不足：一是气压的概念与等压面的弯曲是学生理解的难点，特别是近地面与高空的气压对应关系（类型相反）部分学生容易混淆，需通过更多图示强化；二是高空风与近地面风的受力分析涉及多个力的作用方向，是本节最大的难点，部分学生对于二力平衡、三力平衡的理解存在困难，建议借助动态图示分步讲解；三是三种局地环流（海陆风、山谷风、城市风）容易混淆，可通过对比表格帮助学生区分；四是城市规划（工业区、绿化带的布局）可结合本地实际案例展开，增强教学的现实意义。 公司2 / 18 学科网（北京）股份有限公司 $