内容正文:
南风之薰兮:千年盐池的热力密码
——人教版高中地理必修第一册第二章第二节"大气受热过程和大气运动"乡土情境单元作业
【应用场景】本作业以运城盐湖("中国死海")与中条山为乡土情境,适用于高一上学期"大气受热过程和大气运动"一节新课学习后的单元整合巩固。建议课时50分钟,可用于课堂教学、课后作业或运城乡土地理实践活动。
一、作品基础信息
项目
填写内容
作品名称
南风之薰兮
学段学科
高中 地理
适用年级
高一(上学期)
教材版本
人教版(2019年版)
对应内容
必修第一册 第二章《地球上的大气》第二节"大气受热过程和大气运动"
作业类型
乡土情境单元整合作业(课前预学+当堂探究+课后实践)
完成时长
总时长约50分钟(基础必做40分钟,选做实践10分钟)
设计者
郑俊义
二、设计背景与意图
1. 课标与教材分析
课标要求:依据《普通高中地理课程标准(2017年版2020年修订)》"运用示意图等,说明大气受热过程与热力环流原理,并解释相关现象"的要求,本作业以运城学生身边的盐湖、中条山和运城城区为真实情境,落实"区域认知、综合思维、地理实践力、人地协调观"四大核心素养,达到学业质量水平2。
教材地位:"大气受热过程和大气运动"是必修第一册的核心原理课,其中"热力环流"是大气运动最基本的形式,是后续学习气压带风带、季风环流、天气系统的"钥匙"。运城盆地"三面环山、中嵌盐湖"的独特格局,使山谷风、湖陆风、城市热岛环流三种局地环流在同一区域叠加,堪称学习热力环流的"天然实验室"。
教学重难点:重点是让学生理解"冷热不均→垂直运动→水平气压差→大气水平运动(风)"的因果链;难点在于让学生在复杂的真实地形中(山脉+湖泊+城市叠加)判读不同时段的风向,并能用地理原理解释运城"夏日南风起,盐池百味生"等乡土现象。
2. 学情分析
维度
具体描述
已有基础
运城学生生于斯长于斯,对盐湖的七彩颜色、中条山的南北风、夏季盆地的闷热、冬季雾霾的困扰都有切身感受;物理课上已学过比热容、热胀冷缩等概念。
现有困惑
容易将"白天风从哪里来"和"晚上风从哪里来"混淆;难以理解"近地面气压与高空气压相反";面对"山谷+湖泊+城市"叠加情境时不知从哪一个因素入手;对运城盐池产盐与南风的关系缺乏地理视角的解释。
差异分析
约30%学优生可独立完成综合分析;50%中等生需要在教师搭设的支架下完成;20%基础薄弱生需要更直白的问题引导与图文提示。
3. 设计意图
《孔子家语》载:"南风之薰兮,可以解吾民之愠兮;南风之时兮,可以阜吾民之财兮。"传说舜帝在运城盐池畔抚五弦琴歌《南风》,南风一起,盐池结晶,百姓富庶。一缕南风,吹动了运城五千年文明。笔者以"南风"为线索,带领学生从"感南风—辨盐池—析成因—绘环流—护家园"五个层次,将抽象的大气运动原理放回家乡的山山水水之中,让学生在探究"家门口的风"的过程中,既学会了热力环流的地理原理,又读懂了家乡盐池与南风的千年故事,更萌生了"我为家乡献一策"的责任担当。
三、作业目标
目标维度
编号
具体目标
对应核心素养
评价证据
知识理解
A
能准确复述大气受热三环节;说出热力环流因果链;辨别山谷风、湖陆风、城市风的风向差异。
区域认知、综合思维
基础题正确率≥85%;能解释"南风何以阜财"。
能力运用
B
能在盆地图上画局地环流;结合比热容解释湖陆温差;判读风向日变化规律。
综合思维、地理实践力
绘图与气压标注正确;风向判读过程完整。
思维发展
C
能综合分析中条山—盐湖—城区三圈环流叠加;辩证评价盆地逆温对雾霾的影响并提出治理思路。
综合思维、人地协调观
因果链完整;有观点、有证据。
情感态度
D
通过探究盐池产盐的气候密码激发乡土情感;在"为运城空气治理献计"中树立生态意识。
地理实践力、人地协调观
反思体现乡土情怀;方案体现人地协调观。
四、作业内容与目标对应表
题号
题型
层次
题目概要
对应目标
设计意图
参考答案/评价要点
1
选择题
A基础
"舜歌南风"的地理原型——南风是什么风
A
以古诗典故切入,唤醒乡土认知
C. 夏季谷风/湖风(南风)
2
选择题
A基础
盐湖产盐"靠南风"的大气原理
A、B
把产盐现象与蒸发、气温联系
B. 南风增温加速蒸发
3
选择题
A基础
中条山夜晚山风的方向判断
A、B
山谷风基础判读
B. 由山中吹向盆地
4
选择题
B进阶
运城夏季闷热的盆地地形解释
A、B
地形+热岛综合分析
D. 盆地地形不利散热+热岛
5
绘图题
B进阶
在中条山—盐湖—城区剖面上画白天环流
B
绘图暴露思维过程,突破高空气压难点
见答案标准图
6
材料分析
B进阶
盐池"七彩"与盐度温度分层的关系
B、C
跨物理,解释真实地理奇观
关键:蒸发、盐分、藻类
7
(原创·跨学科)分析
C探究
结合比热容+逆温,分析运城冬季雾霾成因并献计
C、D
从解释走向建言
开放题按量规评分
8
实践调查
C选做
周末盐湖畔/中条山下风向、气温观测
B、C、D
走出去做地理,做家乡地理
按实践报告评分
五、作业评价
本作业采用"师评+互评+自评"相结合的方式,按四个维度进行等级评价,探究题与实践题采用表现性量规评分,鼓励学生有创意地表达对家乡地理的理解。
维度
A(优秀)
B(良好)
C(待改进)
权重
自评
互评
师评
知识理解
基础题全对,能准确叙述大气受热过程与三种局地环流规律。
基础题错1题以内,核心概念清晰。
基础题错2题及以上,概念混淆。
20%
能力运用
绘图箭头方向与气压标注完全正确;能结合中条山、盐湖、城区三要素综合判读风向。
绘图基本正确;能判读单一环流,叠加情境分析有困难。
绘图错误多,风向判读存在方法性错误。
30%
思维发展
能系统解释"三圈叠加"的复杂局地环流;观点明确、证据充分,献计方案有创意。
能做出基本解释,有观点但深度不足。
思路混乱,难形成完整因果链。
30%
情感态度
积极投入;反思中体现对家乡的热爱与责任;实践题认真完成。
态度端正,按要求完成任务。
态度被动,缺漏较多。
20%
总分合计:________ 等级:________
教师评语:____________________________________________________________________
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六、试题详情
【说明】本作业共8题,1—6题为全体必做(约40分钟),7—8题为选做挑战题(约10分钟)。同学们,让我们从舜帝抚琴的那一缕"南风"说起,走进家乡盐池的风之世界。
情境导入:
运城,因"盐运之城"得名。城南中条山横亘,城边盐池静卧——这是世界三大硫酸钠型内陆盐湖之一,湖面海拔仅324.5米,比运城城区还要低。相传四千多年前舜帝在盐池边抚琴而歌:"南风之薰兮,可以解吾民之愠兮;南风之时兮,可以阜吾民之财兮。"为什么偏偏是"南风",能让盐池结出雪白的盐粒?为什么一场秋雨过后,盐池的色彩会像打翻的调色盘?为什么运城的冬天,雾霾总爱"赖"在盆地里不肯走?今天,就让我们用"大气受热过程和热力环流"这把钥匙,一一解开盐池的风之密码。
图1 "中条山—盐湖—运城城区"剖面与局地环流示意(白天)
★南风起·辨现象(基础必做,每题3分,共12分)
1.《孔子家语》记载舜帝在盐池之畔唱《南风歌》,"南风之时兮,可以阜吾民之财兮"。歌中的"南风"最有可能是夏季白天的( )
A. 冬季南下的寒潮
B. 夜晚从山上吹下来的山风
C. 从南侧中条山与盐湖方向吹来的谷风/湖风
D. 从北部盆地吹来的陆风
2. 运城盐池产盐讲究"南风一吹,隔宿成盐"。这是因为南风(夏季偏南风)( )
A. 湿度大,为盐池带来大量降水
B. 温度高、较为干燥,加速了盐池水分蒸发
C. 风力大,直接把盐粒吹到岸边
D. 气压高,把盐分压出水面
3. 运城同学冬季晴朗的夜晚站在盐池边,常会感觉到从中条山方向吹来的凉飕飕的风。这种风是( )
A. 白天的谷风,由盆地吹向山坡
B. 夜晚的山风,由山坡吹向盆地
C. 白天的湖风,由盐湖吹向陆地
D. 夜晚的城市风,由城区吹向郊区
4. 运城是山西夏季最为闷热的地区之一,历史上临猗县曾出现42.8℃的极端高温。造成运城夏季"火炉"现象的自然原因最主要是( )
A. 纬度低,太阳高度角大
B. 深居内陆,距海遥远
C. 受副热带高压常年控制
D. 盆地地形闭塞,热量不易散失,叠加城市热岛效应
★★盐池畔·绘环流(必做,共22分)
5.(绘图题·10分)上图是"中条山—盐湖—运城城区"地形剖面示意。夏日午后,中条山山坡受阳光照射升温快,盐湖水面升温慢,城区水泥下垫面升温快。请同学们完成以下任务:
(1)在图中分别画出山坡、盐湖、城区三处的垂直气流方向(3个箭头,共4分);
(2)补画近地面与高空的水平气流箭头(共4个箭头,4分);
(3)在近地面"盐湖上空"和"城区近地面"处分别标注高压或低压(2分)。
【绘图区】请在上述图1中完成绘图(建议先用铅笔)
(4)根据你的绘图,解释为什么"夏日午后,盐湖畔会感觉到丝丝凉风"。(2分)
答:
答:
6.(材料分析题·12分)阅读材料,回答问题。
材料一:运城盐湖是世界三大硫酸钠型内陆盐湖之一。每年夏季,随着气温升高、蒸发加剧,盐湖中盐藻、杜氏盐藻等微生物大量繁殖,在不同盐度、不同矿物质含量的水域呈现出红、粉、绿、蓝、橙等不同色彩,从空中俯瞰宛如大地调色盘,被誉为"七彩盐湖"。
材料二:盐池中有一条横跨东西的"哑姑堤"(后世称"姚暹渠"一段),将盐池分为东西两池,两池盐分、水温差异明显。夏季正午观测到:盐池表层水温可达35℃以上,但池底水温较低;而周边水泥地表温度已超过55℃。
(1)运用"大气受热过程"原理,说明为什么夏季正午水泥地表温度(55℃)远高于盐池水面温度(35℃)。(6分)
答:
答:
答:
(2)盐池表层水温高、池底水温低,这种水温分层现象与大气中的"逆温层"原理相似。请推理:这种水温分层会对盐湖表面与大气之间的热量交换产生什么影响?(提示:从空气对流角度思考)(6分)
答:
答:
答:
★★★护家园·跨学科(必做,共16分)
7.(原创·跨学科)阅读材料,回答问题。(融合物理"比热容"+化学"大气逆辐射")
材料一:运城盆地地形闭塞,三面环山、东有太行、南有中条、北有稷王山,向西在黄河风陵渡处收窄,冷空气易进难出,污染物不易扩散。冬季晴朗夜晚,山坡辐射冷却快,冷空气沿山坡下沉到盆底,形成"冷湖效应",常出现近地面逆温(气温随高度升高反而升高)。
材料二:下表为不同下垫面的比热容数据(单位:J/(kg·℃)):
下垫面
水
干泥土
水泥
沥青
植被覆盖地
比热容 J/(kg·℃)
4.2×10³
0.84×10³
0.88×10³
0.79×10³
约2.0×10³
(1)结合"逆温"与"比热容"知识,分析运城冬季雾霾多发的自然原因。(提示:从地形、逆温、冬季风、人为排放等角度综合分析)(8分)
答:
答:
答:
答:
(2)作为运城学子,你认为可以从哪些方面入手,为改善运城盆地冬季空气质量、守护盐湖生态提出两条地理视角的合理建议?(8分)
答:
答:
答:
答:
★★★★盐池行·做中学(选做挑战,共10分)
8.(实践探究)请同学们利用周末时间,完成一次"盐池畔的风"小观测(可在家长陪同下前往,注意安全):
任务A:选择一个晴天,分别在上午10点、午后14点、傍晚18点到盐池边(或远离城区的开阔处),观察并记录当时的风向(可以通过手中的纸巾、旗帜、树叶判断)和体感温度,对比三个时段风向差异,验证湖陆风的存在,写一篇300字左右的观测日记。
任务B:采访家中长辈,了解"舜歌南风""盐池产盐"的本地传说或老故事,结合地理所学,写一段"我给长辈讲南风"的科普小短文,要求既有传说、又有科学解释。
温馨提示:外出观测请务必家长陪同,注意交通安全与盐池边滩涂安全,不要擅自下池。
七、答案与解析
★选择题参考答案
1. C 【解析】《南风歌》所唱的"南风",从盐池产盐需要的气象条件推断,应是夏季温暖干燥的偏南风。夏季白天,中条山作为南侧山地、盐湖作为冷源,形成"谷风+湖风"叠加——风从南侧山谷、盐湖方向吹向北侧的运城城区方向,温暖干燥,加速盐湖蒸发结晶,故"阜吾民之财"。选C。
2. B 【解析】南风(夏季偏南风)温暖干燥,温度高、相对湿度小,能显著加速盐池水面的蒸发,使卤水中的盐分快速结晶——"隔宿成盐"形容的正是这种强蒸发作用。湿度大反而不利于蒸发结晶;风不能"吹出盐粒"或"压出盐分"。选B。
3. B 【解析】晴朗夜晚,中条山山坡因辐射冷却而降温快,山坡空气冷却收缩、密度增大,沿坡面下沉,吹向盆地(盐池),这就是"山风"。谷风发生在白天、由盆地吹向山坡;湖风应是白天由盐湖吹向周边陆地、且冬季夜晚湖陆温差小、湖风不显著;城市风是热岛环流中近地面由郊区吹向城区,不是由"中条山方向"特有的风。选B。
4. D 【解析】运城纬度约35°N,不算"纬度低";山西大部分地区都距海较远,不是运城独有原因;运城不受副高"常年"控制;运城盆地海拔低、地形闭塞、三面环山,夏季热量不易向外扩散,叠加城市建设加剧的热岛效应,是形成"火炉"的最主要原因。选D。
★★绘图与材料题参考答案
5.(1)—(3) 绘图要点:夏日午后,中条山山坡受热快→气流上升;盐湖水面比热容大、升温慢→气流下沉;城区水泥下垫面受热快→气流上升。近地面水平风:由盐湖(高压)分别吹向城区(低压)和山坡(低压);高空气流:由城区、山坡上空流向盐湖上空,形成两个叠加的热力环流圈。近地面"盐湖上空"为高压,"城区近地面"为低压。
(4) 因为夏日午后盐湖升温慢、气温较低、近地面形成高压,气流由盐湖(冷源)向四周(城区/山坡)吹送,形成"湖风";湖风带来较冷、湿润的空气,所以人在盐湖畔会感觉到丝丝凉风。(2分)
6.(1) ①比热容差异:水的比热容(4.2×10³)远大于水泥(0.88×10³),在相同太阳辐射下,水泥升温快、水面升温慢;②反射率差异:水泥路面颜色深灰,对太阳辐射反射率低、吸收多;水面颜色浅、有一定反射率且部分光线透入水下,表层吸热少;③蒸发冷却:水面蒸发消耗大量汽化热,带走表层热量,而水泥几乎无蒸发。因此水泥地表温度远高于水面温度。(6分,每点2分)
(2) 盐池表层水温高、底层水温低,相当于在湖水中形成了"下冷上热"的稳定层结(类似大气逆温):①由于冷水密度大、暖水密度小,冷的水沉在下面、暖的水浮在上面,水体难以发生上下对流;②这种稳定层结抑制了湖水内部的热量上下交换,热量被"锁"在表层,使表层持续升温;③表层高温加热近地面空气,但由于下层水冷、上层空气相对稳定,空气垂直对流弱,热量不易向上扩散,容易在湖面上形成闷热的小气候;这种稳定层结也会影响湖面上空气流,使湖风环流减弱。(6分,答出稳定层结、抑制对流、热量锁定三个角度即可)
★★★跨学科探究参考答案
7.(1) 运城冬季雾霾多发的自然原因:①地形闭塞——盆地三面环山、向西开口狭窄,冬季风被山体阻挡,盆地内风速小,污染物水平扩散条件差;②逆温频发——冬季晴朗夜晚,山坡强烈辐射冷却,冷空气沿坡下沉堆积在盆底,形成"辐射逆温+地形逆温"叠加,近地面下冷上暖、空气层结稳定,抑制了污染物的垂直扩散;③冬季取暖——运城及周边冬季燃煤取暖排放大量颗粒物和二氧化硫,人为排放提供了充足的污染物来源;④盐湖水面与陆地热力差异在冬季减弱(湖陆温差小、湖水温度低),局地环流弱,不利于污染物吹散。(8分,答出地形、逆温、人为排放、局地环流减弱四点即可)
(2) 开放性建议(示例):①在中条山北麓营造城市"通风廊道"——沿主要道路、水系、绿带留出由盐湖向城区、由山地向盆地的通风通道,严格控制高层建筑阻挡风道,引导山风/湖风深入城区吹散污染物;②调整能源结构、推进冬季清洁取暖、加强盐湖周边生态保护与湿地恢复——盐湖湿地比热容大,可缓冲冬季逆温强度、增加局地湿度、促进颗粒物沉降,同时在关键路口设置空气质量监测站和预警机制。(8分,每条4分,建议与地理原理对应即可)
★★★★实践探究评价建议
评价等级
评分标准
分值
优秀
观测记录真实完整;能准确运用热力环流原理解释风向变化;科普短文既有传说又有科学;表达流畅、有乡土情怀。
9—10分
良好
有观测有记录;原理解释基本正确;短文完整但深度不足。
7—8分
合格
完成了观测与短文,但原理解释存在明显错误。
5—6分
需改进
未认真完成或内容过于简单。
0—4分
——"南风之薰兮,愿盐湖的风长清。"
学科网(北京)股份有限公司
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