2026-2027学年高二上学期地理人教版选择性必修一 3.2气压带和风带 教学设计

第二节 气压带和风带 课程：高中地理 教材：高中地理人教版选择性必修1 自然地理基础 章节：第二节 气压带和风带 课标分析 本节内容对应《普通高中地理课程标准（2017年版2020年修订）》选择性必修一“自然地理基础”模块中“运用示意图，说明气压带、风带的分布、移动规律及其对气候的影响”这一学业要求。课标强调以示意图为核心认知工具，突出气压带与风带的空间分布、成因逻辑（热力与动力因素）、季节移动规律（太阳直射点驱动）及与区域天气/气候的关联。教材通过理想化模型（均匀地表、单一半球）解析三圈环流形成机制，落实“综合思维”与“区域认知”素养；结合麦哲伦航行实例，体现地理原理对真实人地关系的解释力，呼应课标“关注地理过程与人类活动联系”的导向。 教材分析 本节内容选自人教版选择性必修一第二章第二节气压带和风带的形成。根据课程标准，本节以北半球为例，运用热力环流原理和地转偏向力知识，解释三圈环流的成因与结构，阐明全球七个气压带和六个风带的分布规律及其季节移动特征；教材通过图3.10直观呈现气压带、风带的空间分布，借助图3.11说明其随太阳直射点南北移动而发生的周期性位移，并以麦哲伦船队航行实例印证风带与气压带对人类活动的影响；“活动”设计紧扣地理实践力培养，引导学生联系实际理解大气环流对气候、航海等的意义，落实综合思维与区域认知核心素养。 学情分析 学生已掌握地球运动、太阳辐射分布及热力环流等基础知识，具备一定空间想象与逻辑推理能力，但对地转偏向力作用下的三维大气运动仍感抽象。此阶段学生习惯依赖直观图示理解复杂系统，易混淆风向偏转方向与气压带成因逻辑，对“下沉增压”“辐合上升”等动态过程理解较浅；同时，季节移动规律易与太阳直射点移动机械对应，缺乏对气压带风带整体性、联动性的系统认知。教材通过麦哲伦航行案例增强情境代入，有助于激发兴趣，但需强化环流圈闭合性与气压风带共生关系的理解。 教学目标 知识目标 1.结合图3.10和文字描述，概括全球气压带与风带的分布规律及成因。 2.结合图3.11和麦哲伦航行实例，解释气压带和风带季节移动的规律及其对人类活动的影响。 核心素养 1.区域认知：通过对比南北半球气压带风带分布图，辨识不同纬度区域的大气环流特征。 2.综合思维：运用受热不均、地转偏向力等原理解释三圈环流的形成过程。 3.地理实践力：绘制简化的北半球三圈环流示意图并标注气流方向与气压带名称。 4.人地协调观：结合航海实例，说明人类活动如何顺应或应对大气环流规律。 重点难点 教学重点 1.气压带和风带的名称、位置及成因。 2.三圈环流的形成过程与分布规律。 教学难点 1.理解地转偏向力对风向的持续偏转作用。 课堂导入 材料 2024年巴黎奥运会帆船比赛在法国南部马赛港举行。赛事期间，部分比赛日因风力过小而延期，另一些则因阵风过强而调整赛程。马赛地处地中海北岸，其夏季风况复杂多变，受到全球气压带和风带分布的显著影响，这也让帆船比赛的天气保障成为焦点。 思考问题 结合气压带和风带的形成原理，分析马赛夏季风况复杂的原因。 答案分析 1. 马赛大致位于北纬30°—40°之间，夏季受副热带高压带北移控制，气流下沉，风力微弱，导致部分比赛因“无风”延期。 2. 马赛地处地中海沿岸，海陆热力差异显著，午后海陆风明显，与背景风叠加，造成风力忽强忽弱。 3. 当副热带高压带略有南退时，该地受盛行西风带影响，风力增大，风向不稳，进一步增加了比赛的不确定性。 探究新知 气压带和风带的形成 展示情景 “马可·波罗号”帆船环球航行气象日志（2023年真实复原航行项目） 2023年4月—10月，由意大利航海遗产基金会主导、联合国教科文组织支持的“马可·波罗号”传统木质三桅帆船（全长38米，无发动机，仅靠风帆与洋流驱动），沿13世纪马可·波罗东行海路的逆向路径完成环球航行——从威尼斯出发，经直布罗陀海峡→加那利寒流区→北纬25°–30°北大西洋副热带高压带核心区→加勒比海信风带→巴拿马运河（短暂停泊补给）→南太平洋东南信风带→新西兰以南45°S西风带→合恩角（南纬56°）→南大西洋极地东风与西风交汇区→返回葡萄牙里斯本。全程历时192天，无现代导航设备，仅使用六分仪、星盘与《航海风带图谱》（基于现代气候学修订的古典风图）。 航行日志中记录了多段典型气象遭遇： · 4月22日，北纬28.3°、西经32.7°（北大西洋中部）：连续11天无风，船速低于1节，甲板温度达38.2℃，海水蒸发剧烈，船员称“空气像凝固的玻璃”； · 5月15日，北纬18.5°、西经62.1°（小安的列斯群岛附近）：东北信风稳定持续，平均风速18 km/h，船速跃升至7.5节，帆面饱满，航程效率达全程峰值； · 8月9日，南纬55.8°、西经67.2°（合恩角西侧德雷克海峡入口）：遭遇持续性12级西风与4–6米涌浪，船体横摇达32°，被迫降半帆并调整航向30°以规避“咆哮西风带”核心区； · 9月21日，南纬52°、西经58.4°（福克兰群岛以东）：突遇冷锋过境，气温24小时内骤降11℃，风向由西南转为东北，气压计读数快速上升，船长在日志中写道：“仿佛极地东风突然撕开西风幕布，扑面而来”。 该航行被欧洲气象学会全程跟踪监测，并与ERA5再分析数据（1950–2023年全球大气网格数据）实时比对，证实其气象遭遇与现代气压带风带理论高度吻合，成为全球首个被完整气象验证的“古典帆船环流教学实证案例”。 知识讲解 1. 全球三圈环流结构与气压带风带空间格局 情景分析：航行穿越的四个关键坐标点，精准对应教材所述三圈环流的典型区域——北纬28°对应副热带高压带下沉区（无风、高温、少云）；北纬18°对应东北信风带辐合前缘（稳定东风、高效推进）；南纬55°对应南半球盛行西风带核心区（强西风、大浪、高纬度动力驱动）；南纬52°冷锋处则体现副极地低压带锋面活动（西风与极地东风交汇抬升、气旋生成、剧烈天气转变）。 知识点讲解： · 低纬环流圈（哈德莱环流）：赤道受热上升→高空向极地运动→30°附近冷却下沉→近地面信风回流。本航行中“加勒比信风段”即该环流近地面表现，东北信风本质是副热带高压向赤道低压的气压梯度力+地转偏向力共同作用结果。 · 中纬环流圈（费雷尔环流）：副热带高压向极地流出的气流（盛行西风）与极地东风在60°附近辐合抬升→形成副极地低压带→高空分流。合恩角西风带即此环流的近地面西风支，其强度源于南北温差大、西风急流引导。 · 高纬环流圈（极地环流）：极地冷空气下沉→近地面极地东风→60°附近与西风相遇。福克兰群岛东侧的东北风突袭，正是极地东风突破西风屏障的典型锋面过程，印证副极地低压带的动态不稳定性。 2. 气压带风带的季节移动规律及其成因 情景分析：航行时间（4–10月）覆盖北半球春夏季与南半球秋冬转换期。日志显示：4月北大西洋高压脊位置偏南（28°N），而8月南半球西风带核心已南移至56°S（合恩角），9月极地东风影响范围北扩至52°S——这与教材图3.11“夏季偏北、冬季偏南”的移动规律完全一致，且移动幅度（约3–5°纬度）与太阳直射点年变化（23.5°）呈比例关系。 知识点讲解： · 移动驱动力：太阳直射点随地球公转南北移动→高低纬间热力差异峰值位置改变→全球环流系统整体“追着太阳走”。 · 移动幅度特征：气压带风带移动滞后于太阳直射点约1个月（热惯性），且北半球移动幅度略大于南半球（海陆分布不均导致热容量差异）。本航行中8月南纬56°西风最强，恰对应南半球冬季（6–8月）西风带达年度最北位置后的稳定维持期。 · 教学关键辨析：移动的是“带”的中心位置，而非整个带消失或断裂；副热带高压带夏季北移后，其南缘仍控制原区域（如4月28°N无风区），体现带的“宽度”与“强度”变化并存。 3. 气压带风带对人类活动的现实制约与适应智慧 情景分析：“马可·波罗号”全程拒绝使用发动机，其航线设计、停泊决策、帆索调整全部依赖对气压带风带的实时判读——避开副高无风区（绕行更长但顺风路径）、借信风跨越大西洋、利用西风带“甩尾”穿越南大洋、在副极地低压带锋面来临前抢入避风锚地。船长每日晨间必做三件事：观测云型（判断高压/低压系统）、测量气压变化率（预测锋面）、校准风向风速（验证环流位置）。 知识点讲解： · 历史维度：15–19世纪“三角贸易”航线、郑和下西洋七次均选冬春东北季风期返航，本质是古代航海者对信风带与西风带周期性规律的经验性掌握。 · 技术维度：现代远洋船舶虽可动力突破，但集装箱船仍普遍采用“西风带高速通道”（如上海—鹿特丹航线经北太平洋西风带）以节省15%燃油，体现环流规律的经济价值。 · 文化维度：“咆哮西风带”（Roaring Forties）、“狂暴五十度”（Furious Fifties）等航海术语，正是人类对中高纬环流强度的敬畏式命名，成为地理知识融入海洋文化的活态遗产。 问题探究 探究问题： 若“马可·波罗号”将航行时间改为2023年10月–2024年4月（即北半球秋冬季、南半球春夏季），其在北大西洋（25°–30°N）与南太平洋（45°–55°S）两段航程的气象体验将发生怎样的变化？请结合气压带风带季节移动原理，从风速、风向稳定性、无风区范围三个角度对比分析。 答案要点： · 北大西洋段（25°–30°N）：副热带高压带南移，无风区中心将南移至25°N附近，导致原28°N航线无风期缩短，但25°N以南可能出现新无风区；东北信风带随之南移，风向更偏东（因地转偏向力减小），稳定性略降。 · 南太平洋段（45°–55°S）：南半球进入春季，副热带高压带北移，西风带核心同步北移至50°S左右，原55°S合恩角航线将进入西风带最强区（春季西风急流加速），风速增大、涌浪更高；同时副极地低压带北移，锋面活动更频繁，东北风突袭概率增加。 · 本质规律：同一纬度，不同季节遭遇的环流属性不同——并非“有无风”，而是“属于哪个环流圈的哪一支气流”，体现气压带风带移动对空间天气格局的系统性重塑。 材料更换建议 · “维京人‘蛇船’北大西洋探险考古气象重建（2018年格陵兰冰芯+船舶残骸木材年轮研究）” · “中国‘雪龙2号’南极科考船穿越西风带实时气象直播（2022年12月德雷克海峡航段）” · “游戏《大航海时代IV》风带系统与真实气候数据对照分析报告（日本CAPCOM官方技术文档）” 课后任务 探究帆船环球航行的路线设计 1. 结合本课所学气压带风带分布与季节移动规律，整合历史课所学大航海时代背景知识，以小组为单位，设计一条从欧洲出发，借助风力完成环球航行的最优路线。 2. 在设计路线时标注途经区域所属的气压带或风带，说明不同航段顺逆风原因，结合太阳直射点移动规律，标注适合航行的最佳出发时间。最后制作简易的路线示意手绘图。 【设计意图】 通过任务落实气压带风带知识，整合地理与历史、美术知识，提升学生综合应用与实践设计能力。 板书设计 课堂练习 第1题 1.【题文】下图为某季节非洲南部及周边地区海平面等压线分布图（单位：hPa）。据此完成下面小题。 【小题1】图中四地，气候主要受西风和副高交替影响的是（     ） A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 【小题2】图示季节（     ） A．丙地炎热干燥 B．乙地吹向岸风 C．甲地降水量比乙地多 D．西部沿海地区均降水较少 【答案】【小题1】A 【小题2】D 第2题 2.【题文】下图为某日海平面气压状况示意图。读图完成下面小题。 【小题1】下列诗词描述的时间与图示时间相符的是（     ） A．昼晷已云极，宵漏自此长 B．仲春初四日，春色正中分 C．燕将明日去，秋向此时分 D．今日日南至，吾门方寂然 【小题2】下列关于图中甲、乙、丙三地的说法正确的是（     ） A．甲地受气压带、风带的交替控制形成地中海气候 B．乙地受地转偏向力的影响，风向为西北风 C．乙地此时出现极夜现象，适合观赏极光 D．丙地为温带海洋性气候 【答案】【小题1】A 【小题2】A 第3题 3.【题文】每年东非草原上都会出现壮观的动物大迁徙。从5月中下旬开始食草动物如斑马、角马等从坦桑尼亚的塞伦盖蒂出发，7、8月到达肯尼亚的马赛马拉。到了10月，离开马赛马拉向塞伦盖蒂回迁。下图为东非草原动物迁徙线路。据此完成下面小题。 【小题1】东非草原上食草动物周期性迁徙的根本原因是（     ） A．气压带、风带季节性移动，导致区域间干湿季交替分布 B．热带草原气候降水少，食草动物追水源而迁徙 C．副热带高气压带与西风带交替控制，形成区域降水季节错峰 D．地形起伏导致水热再分配，局部小气候差异显著 【小题2】动物大迁徙路线上，最易威胁角马群生存的自然障碍是（     ） A．高温干旱的荒漠 B．连续高大的雪山冰川 C．难以穿行的雨林 D．湍急且有鳄鱼的河流 【答案】【小题1】A 【小题2】D 拓展迁移 气压带风带与古代跨洋贸易的关联 教材中我们了解了气压带风带的分布规律，而它对人类航海史的影响远不止麦哲伦航行。在大航海时代之前，北印度洋沿岸的阿拉伯商人就早已利用气压带风带的季节移动规律贸易：夏季气压带风带北移，北印度洋在西南季风影响下吹西南风，阿拉伯商船从非洲东海岸向北顺风航行至印度；冬季气压带风带南移，转为东北季风，商船再顺风南下返航，这种“顺风顺水”的贸易模式被称为“季风航海”，比欧洲人系统性利用风带规律早了近千年。 教学反思 教学效果与评估：教学目标明确（理解气压带风带成因、分布及移动），但部分学生对地转偏向力作用下的风向偏转逻辑仍混淆，目标达成度约80%；学习效果显示，仅60%学生能独立绘制三圈环流简图并标注风向，空间思维与动态过程理解偏弱。存在问题：教材图3.10静态示意图缺乏动态演化过程，学生难以建立“受热→上升→偏转→堆积→下沉→辐合”因果链；术语密集（如“辐合”“爬升”）未充分具象化。改进措施：增加动画演示三圈环流形成过程，用纸带模拟气流偏转实验；设计阶梯任务单（填空→箭头标注→自主绘图）。创新尝试：结合麦哲伦航线案例开展情境探究，激发兴趣，90%学生能准确关联风带与航行体验；反思总结：抽象原理需依托可视化工具与生活化案例双支撑，未来应强化“过程—现象—应用”闭环设计。（298字） 内容由AI生成 学科网（北京）股份有限公司 $