2026-2027学年高一地理上学期人教版必修一高中地理《2.1 大气的组成和垂直分层》 教学设计（第2课时·大气的垂直分层）

高中地理《2.1 大气的组成和垂直分层》教学设计（第2课时：大气的垂直分层） 一、基本信息 项目 内容 学科 高中地理 课题 第二章 第一节 大气的组成和垂直分层（第2课时：大气的垂直分层） 教材 人教版《普通高中教科书·地理·必修 第一册》第二章“地球上的大气”（教材P31～P33） 课时 1课时（40分钟） 课标要求 运用示意图等，说明大气的组成和垂直分层。本课时落实：运用“大气的垂直分层示意”图，说明大气垂直分层的依据、各层气温变化特点及其与人类活动的关系。 教学目标（核心素养） · 区域认知：结合图2.5和不同纬度对流层高度差异（低纬17—18千米、高纬8—9千米），认识大气各层次的空间分布规律。 · 综合思维：运用图2.5，归纳对流层、平流层、高层大气的气温垂直变化特点，并分析其成因；综合说明平流层适合飞机飞行的原因。 · 地理实践力：通过判读“大气的垂直分层示意”坐标曲线图，掌握“沿温度曲线找拐点定层界”的判读方法，并迁移运用到新的图形情境中。 · 人地协调观：通过“全球合作 保护臭氧层”自学窗，认识臭氧层破坏的原因及国际合作的成效，树立保护大气环境的全球意识与人地协调观。 教学重点：大气各垂直分层的气温变化特点、大气运动特点及与人类活动的关系。 教学难点：对流层“上冷下热”、平流层“上热下冷”气温结构的成因分析；图2.5温度曲线的判读方法。 教学方法：问题导学法、图表分析法、小组合作探究法、案例教学法。 教学工具：多媒体课件、教材、地图册、导学案。 二、教学过程（总时长40分钟） ★环节一：导——情境导入（3分钟） 教师活动：承接上节课设问：鲍姆加特纳从39千米高空跳下，这一高度位于大气的哪一层？为什么那里“氧气稀薄、气温低”，必须配备特制的宇航服？民航客机为什么能在万米左右的高空平稳飞行？夜晚划破长空的流星又出现在哪里？出示图2.5“大气的垂直分层示意”，指出地球大气从地面向上可延伸到数千千米高空，自下而上可划分为对流层、平流层和高层大气，引出课题。 学生活动：回顾上节课“大气的组成”和鲍姆加特纳情境，带着三个问题进入新课，初步感知“大气是分层的”。 设计意图：以同一情境线索贯通两课时，制造悬念；用飞机、流星等学生熟悉又似懂非懂的实例激发求知欲，自然过渡到“垂直分层”。 ★环节二：思——自主思考（6分钟） 教师活动：出示自学提纲，指导学生阅读教材P31～P33，并在图2.5上用铅笔沿温度曲线描画，标出分界高度。 自学提纲： 1. 大气垂直分层的依据是什么？自下而上分为哪三层？ 2. 对流层的高度在低纬度和高纬度有何差异？为什么？对流层的气温随高度如何变化？它有哪些主要特点？ 3. 平流层的气温随高度如何变化？原因是什么？为什么说平流层适合航空飞行？ 4. 高层大气有什么特点？流星和电离层分别出现在什么高度？地球大气的上界大约在什么高度？ 学生活动：自主阅读教材，独立思考，在图2.5上描画温度曲线、圈画关键数据，初步形成答案。 预设学生作答要点： 1. 依据温度、运动状况和密度，大气自下而上划分为对流层、平流层和高层大气。 2. 对流层高度因纬度而异：低纬度地区为17—18千米，高纬度地区仅为8—9千米——因为低纬度地区受热多，对流旺盛，对流层所达高度就高。气温随高度升高而递减，对流层顶部气温降至约-60℃。特点：集中了大气圈质量的3/4和几乎全部的水汽、杂质，大气中的污染物也多集中在这一层；上冷下热，对流运动显著；云、雨、雾、雪等天气现象都发生在这一层。 3. 平流层气温随高度升高而升高——因为平流层中的臭氧吸收大量太阳紫外线，使大气增温。该层上热下冷、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。 4. 高层大气自平流层顶部开始气温先下降后持续上升（300千米高空可达1000℃以上）；在80—120千米高空，流星体燃烧成为流星；在80—500千米高空有若干电离层，能反射无线电波；在2000—3000千米高空，大气密度已与星际空间非常接近，这一高度可看作地球大气的上界。 设计意图：以问题链引导自主学习，落实主干知识；通过描画温度曲线，为突破图形判读难点做铺垫。 ★环节三：议——小组合作探究（10分钟） 教师活动：布置两个探究任务，分组巡视指导，提示结合图2.5和教材文字证据作答。 探究一：合作完成“大气垂直分层对比表”。 对比项目 对流层 平流层 高层大气 高度范围 地面至对流层顶：低纬17—18千米，高纬8—9千米 自对流层顶至50—55千米高空 平流层顶至2000—3000千米（大气上界） 气温垂直变化 随高度升高而递减，顶部约-60℃ 随高度升高而升高 先下降，后持续上升（300千米处可达1000℃以上） 成因 地面是对流层大气主要的直接热源，愈近地面愈热（上冷下热） 臭氧吸收大量太阳紫外线使大气增温（上热下冷） 先因缺少吸收紫外线的臭氧而降温，后因吸收更短波长紫外线而升温 大气运动 对流运动显著 以平流运动为主，不易形成对流 空气密度很小 组成与天气 集中大气圈质量的3/4和几乎全部水汽、杂质；云、雨、雾、雪等天气现象都发生在这一层 22—27千米处臭氧含量最大，形成臭氧层；水汽和杂质含量很少，无云雨现象，能见度好 80—120千米流星体燃烧成流星；80—500千米有电离层 与人类的关系 人类生活在对流层底部；天气现象与生产生活关系密切 适合航空飞行；臭氧层被称为“地球生命的保护伞”；鲍姆加特纳跳伞高度在此层 电离层能反射无线电波，对无线电通信有重要作用 探究二：破解教材P31“思考”两问，并完成拓展追问。 1. 为什么平流层适合飞机飞行？ 2. 无线电通信利用了哪层大气的特性？ 3. 拓展追问：为什么低纬度地区的对流层比高纬度地区厚？为什么云、雨、雾、雪等天气现象都发生在对流层？ 学生活动：小组分工合作，读图填表、讨论追问，形成小组结论并记录在导学案上。 预设探究结论： 探究一：见上表。 探究二： 1. 平流层上热下冷，不易形成对流，大气以平流运动为主，气流平稳；水汽和杂质含量很少，无云雨现象，能见度好——故适合飞机飞行。 2. 利用了高层大气中电离层的特性：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。 3. 低纬度地区受热多，对流旺盛，对流层所达高度就高，故低纬厚、高纬薄；对流层集中了几乎全部的水汽和杂质，且对流上升运动使近地面水汽、杂质向上输送，上升过程中气温降低，容易成云致雨，所以天气现象都发生在这一层。 设计意图：以对比表整合三大主干知识，训练比较归纳能力；以教材“思考”和拓展追问驱动深度思考，突破“气温结构—大气运动—天气现象”的因果链，落实综合思维。 ★环节四：展——成果展示交流（6分钟） 教师活动：组织2～3个小组投影展示对比表并汇报“思考”两问（每组不超过90秒），引导其他小组质疑、补充。 学生活动：小组代表展示汇报，其余学生倾听、评价、补充。 展示参考要点： 1. 对比表中各层“气温变化—成因—运动特点—与人类关系”对应准确，能用图2.5中的数据（-60℃、12千米、50千米等）佐证。 2. “思考”两问作答有因果逻辑：平流层“上热下冷＋水汽杂质少”→气流平稳＋能见度好→适合飞行；电离层“高度电离”→反射无线电波。 3. 拓展追问能说出“受热多少→对流强弱→层厚”“水汽杂质集中＋上升冷却→成云致雨”的推理链。 4. 表述规范，准确使用“递减”“平流运动”“电离层”等术语。 设计意图：以展促学，训练表达能力，暴露共性错误（气温变化方向记反、电离层位置错记等），为“评”“讲”提供依据。 ★环节五：评——多元评价纠错（4分钟） 教师活动：从“结论正确性、语言规范性、合作参与度”三方面组织自评互评，针对暴露的问题纠错点拨。 易错易混点提醒： 1. 气温变化方向别记反：对流层“越往上越冷”（递减），平流层“越往上越热”（递增）。 2. 对流层厚度是低纬厚（17—18千米）、高纬薄（8—9千米），与“受热多少、对流强弱”对应，别记反。 3. 电离层位于高层大气（80—500千米），不在平流层；臭氧层位于平流层内22—27千米处，两者勿混淆。 4. 大气上界约在2000—3000千米高空，不要误认为平流层顶（50—55千米）就是大气上界。 5. 平流层“气温随高度升高而升高”的原因是臭氧吸收紫外线，不是二氧化碳。 评价方式：学生自评＋组间互评＋教师点评相结合。 设计意图：及时反馈纠错，规范地理语言，强化易混易错点辨析。 ★环节六：讲——精讲点拨构建体系（7分钟） 教师活动：结合板书与图2.5精讲，构建知识体系。 1. 判图方法点拨：沿图2.5温度曲线找“拐点”定层界——曲线由递减转为递增处（约12千米，气温约-60℃）为对流层顶；由递增转为先降处（50—55千米）为平流层顶；掌握“看趋势、找拐点、对高度”三步法。 2. 成因逻辑链精讲：对流层大气的热量主要来自地面，故上冷下热、对流旺盛，对流把水汽、杂质向上输送，成云致雨，天气复杂多变；平流层热量来自臭氧吸收紫外线，故上热下冷、气流以平流为主，天气晴好。归纳“热源不同→气温结构不同→大气运动不同→天气与人类活动不同”的分析范式。 3. 高层大气要点：流星（80—120千米）、电离层（80—500千米）、大气上界（2000—3000千米）三个数据定位。 4. 回扣导入：鲍姆加特纳跳下高度在平流层——氧气稀薄、气温低，必须配备特制宇航服；客机在平流层底部飞行平稳。 5. 案例升华：结合自学窗“全球合作 保护臭氧层”——南极“臭氧空洞”（臭氧含量低于220个多布森单位）表明臭氧层被破坏；1985年《保护臭氧层维也纳公约》、1987年《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》限制氯氟碳化物等消耗臭氧层物质，每年9月16日为“国际保护臭氧层日”；如今“臭氧空洞”开始缩小，避免了数百万例可能由紫外线带来的皮肤癌、白内障等疾病，还减缓了气候变化幅度——臭氧层保护成为全球合作解决环境问题的典范，渗透人地协调观，并与上节课“二氧化碳增多、温室效应”呼应：全球性环境问题需要全球合作解决。 学生活动：跟随梳理，完善笔记，把三层对比表转化为结构化知识网络。 设计意图：授之以渔，掌握坐标曲线图判读方法；建立“热源—气温—运动—天气”因果分析范式；以典型案例升华人地协调观与全球意识。 ★环节七：练——当堂巩固训练（4分钟） 1.大气自下而上依次分为（　） A. 对流层、平流层、高层大气　B. 平流层、对流层、高层大气　 C. 高层大气、平流层、对流层　D. 对流层、高层大气、平流层 参考答案：A 2.关于平流层的叙述，正确的是（　） A. 气温随高度升高而递减　B. 大气以对流运动为主　 C. 水汽和杂质含量少，能见度好，适合航空飞行　 D. 集中了大气圈几乎全部的水汽和杂质 参考答案：C 3.能反射无线电波、对地面无线电通信有重要作用的是（　） A. 对流层　B. 平流层中的臭氧层　C. 高层大气中的电离层　D. 对流层顶 参考答案：C 4.阅读材料，回答问题。 材料：20世纪80年代初，科学家观测发现，南极上空每年春季臭氧含量大幅下降，称为“臭氧空洞”。1985年国际社会缔结《保护臭氧层维也纳公约》，1987年9月16日46个缔约方达成《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》，限制生产和使用氯氟碳化物等消耗臭氧层的物质。如今，“臭氧空洞”已开始缩小。 （1）说出臭氧层所在的大气层次及它被称为“地球生命的保护伞”的原因。 （2）结合材料，谈谈“臭氧空洞”由出现到缩小的过程给你的启示。 参考答案： （1）臭氧层位于平流层（22—27千米范围内臭氧含量达到最大值）。臭氧层能吸收大量太阳紫外线，使地球上的生命免受过多紫外线的伤害，故被称为“地球生命的保护伞”。 （2）臭氧层破坏是全球性环境问题，任何国家都无法独自解决，需要国际合作；《公约》和《议定书》成为全球合作成功解决环境问题的典范，启示我们：要限制消耗臭氧层物质的生产和使用，增强环保意识，坚持国际合作、共同应对全球性环境问题。（言之有理即可） 三、板书设计 2.1 大气的组成和垂直分层（第2课时：大气的垂直分层） 一、划分依据：温度、运动状况和密度 二、三个层次（自下而上） 1. 对流层（低纬17—18千米、高纬8—9千米） 气温随高度升高递减（顶部约-60℃）→上冷下热→对流显著 集中3/4大气质量和几乎全部水汽、杂质→云雨雾雪→天气复杂多变 2. 平流层（至50—55千米） 气温随高度升高升高（臭氧吸收紫外线）→上热下冷→平流运动 水汽杂质少、能见度好→适合航空飞行；臭氧层＝“地球生命的保护伞” 3. 高层大气：气温先降后升（300千米处可达1000℃以上） 流星（80—120千米）；电离层（80—500千米）反射无线电波； 大气上界2000—3000千米 三、全球合作 保护臭氧层 臭氧空洞→《公约》《议定书》→空洞缩小→全球合作的典范 四、教学反思 1. 以鲍姆加特纳跳伞情境贯通两课时，学生能主动调用上节所学回答导入设问，衔接自然；注意让学生先答，避免教师代答削弱思维含量。 2. 图2.5温度曲线判读是本课难点，部分学生不会找拐点定层界，“讲”环节需在图上用彩色粉笔沿曲线分段描画演示；课后宜再配一道变式判读题巩固“三步法”。 3. 三层对比表信息量大，在10分钟内完成有难度，部分小组仅完成部分栏目；下次可在导学案上预印层名和部分提示语，降低门槛、留足讨论时间。 4. 自学窗“保护臭氧层”案例学生兴趣浓厚，讨论“国际合作”时观点发散，需及时收束到“全球性环境问题需要全球合作”的主干结论上。 5. “气温随高度递减”与登山变冷等生活经验联系效果好，可继续补充诗句、实例帮助学生理解气温结构，但注意控制举例数量，保证“练”环节时间。 学科网（北京）股份有限公司 $