3.2《海水的性质》第二课时 教学设计 2026-2027学年高一上学期地理人教版必修第一册

《海水的性质》第二课时教学设计 ——海水的密度与综合应用 课时安排：1课时（45分钟）授课对象：高中一年级教材版本：人教版（2019）必修第一册 一、课程标准要求与解读 【课标原文】运用图表等资料，说明海水性质对人类活动的影响。 【课标解读】本课时在第一课时学习海水温度和盐度的基础上，进一步学习海水密度，并综合三大性质分析其对人类活动（特别是潜艇航行、密度流、海洋工程等）的影响，重点培养学生的综合思维和地理实践力。 二、教材分析 本课时是《海水的性质》第二节内容。海水密度是温度、盐度和压力共同作用的结果，需要学生在前一课时基础上建立要素之间的关联。「海中断崖」「密度流」是本节课的重点和难点，既涉及物理原理（浮力），又是真实的地理现象和军事案例，具有很强的探究价值和安全教育意义。 三、学情分析 已有基础 认知障碍 发展空间 已掌握海水温度、盐度的分布规律和影响因素；物理学过密度、浮力基本概念 密度与温度、盐度、深度三者关系复杂，难以建立联动思维；「海中断崖」的物理原理抽象；密度流方向判断容易混淆 通过潜艇事故案例激发兴趣；通过物理小实验加深理解；通过综合对比表建立三大性质的系统认知 四、教学目标（核心素养对接） 综合思维：能从温度、盐度、深度三个要素综合分析海水密度的变化，理解三大性质之间的内在联系。 区域认知：能在世界地图上识别直布罗陀海峡等典型密度流分布区，理解不同海域密度差异对航行的影响。 地理实践力：通过「鸡蛋漂浮」小实验演示密度原理，能判读密度垂直分布图解释「海中断崖」现象。 人地协调观：通过372潜艇英雄事迹增强海洋安全意识，树立海洋强国观念，理解认识海水性质对保障航海安全的重要意义。 五、教学重难点 类别 内容 突破策略 教学重点 海水密度的分布规律；海中断崖原理；三大海水性质的综合对比 实验演示+原理图解+表格对比 教学难点 密度与温度、盐度的联动关系；密度流方向判断；海中断崖的物理原理 物理跨学科分析（阿基米德浮力原理）；动画演示；分层拆解 六、教学过程（45分钟） 【环节一】情境导入：1963年「长尾鲨」号核潜艇失事之谜（4分钟） 讲述1963年美国海军「长尾鲨」号核潜艇在大西洋进行深潜试验时失事沉没、129名船员全部遇难的事件。提出问题：是什么原因导致这艘先进核潜艇在短时间内急剧下沉？今天我们通过学习海水密度来揭开这个谜团。（说明：关于失事原因学界仍有争议，主流调查认为与舷内管路系统进水导致动力丧失有关，此处作为理解海水密度异常的教学案例使用。） 【环节二】海水的密度（15分钟） 1. 海水密度的概念（2分钟） 海水密度是指单位体积海水的质量，单位是g/cm³。纯水的密度约为1.0g/cm³，海水因含有盐类物质，密度一般在1.02～1.03g/cm³之间。 2. 影响海水密度的主要因素（5分钟） 【小实验演示】准备三杯不同密度的水：①清水；②加少量盐的水；③加大量盐的水。滴入不同颜色的色素，观察分层现象；再放入鸡蛋，观察鸡蛋在不同浓度盐水中的沉浮状态——说明盐度越高、密度越大、浮力越大。 影响因素 与密度的关系 影响程度 温度 温度升高→海水膨胀→密度减小（负相关） 表层海水最主要影响因素 盐度 盐度升高→溶解物质增多→密度增大（正相关） 在河口区、高纬结冰融冰区影响显著 压力（深度） 深度增加→压力增大→海水压缩→密度增大（正相关） 在深层海水中影响明显 【关键结论】在表层海水中，温度对密度的影响最大；当温度变化不大时，盐度的影响凸显；在深层海水中，低温和高压共同导致高密度状态。 3. 海水密度的分布规律（5分钟） （1）水平分布规律：表层海水密度随纬度升高而增大（因为温度随纬度升高而降低）。赤道海区温度高、密度小（约1.022g/cm³）；极地海区温度低、密度大（约1.027g/cm³）。 图1 大洋表层海水温度、盐度、密度随纬度的变化 【读图指导】观察图中三条曲线：①温度曲线自赤道向两极递减（单峰型）；②盐度曲线呈马鞍形，副热带海区最高，向赤道和两极递减；③密度曲线自赤道向两极递增。思考：为什么密度曲线与温度曲线变化方向相反？（温度越高密度越小，温度越低密度越大） （2）垂直分布规律（核心重点）： 图2 海水温度、盐度、密度随深度变化（中低纬大洋） 【读图分析】观察密度随深度的变化：①0～100米表层：密度较小且较均匀（混合层）；②约100～1000米：密度随深度迅速增大，形成「密度跃层」（以中低纬大洋为典型，高纬极地海区密度跃层弱甚至缺失）；③1000米以下：密度变化很小，保持高密度稳定状态。 【重要概念】密度跃层（pycnocline）——海水密度随深度增加而急剧增大的水层。密度跃层以上是低密度的表层水，以下是高密度的深层水。 4. 「海中断崖」现象——海水密度异常（3分钟） 图3 「海中断崖」原理示意图——潜艇「掉深」 【原理分析】正常情况下，海水密度随深度增加而增大，潜艇在高密度水中浮力正常。但在某些特殊海域，上层海水密度大、下层海水密度突然变小（可能由低盐海水团侵入、水文异常等造成），形成「负密度梯度」。当潜艇驶入这种海区时，浮力突然减小，就像行驶中突然遇到悬崖一样迅速下沉，这就是「海中断崖」（又称「海底断崖」「液体悬崖」）。 【物理原理】根据阿基米德浮力原理F浮=ρ液·g·V排，若下层海水密度ρ突然减小，浮力小于潜艇重力，潜艇会加速下沉，若无法及时排水减重，就会超过耐压壳体极限被海水压毁。 【环节三】案例探究：从「长尾鲨」号失事到372潜艇的奇迹（8分钟） 【案例1】1963年美国「长尾鲨」号核潜艇失事：该艇在马萨诸塞州以东350千米海域进行深潜试验（接近工作极限约400米）时急剧下沉，艇体在巨大水压下被压碎解体，129人全部遇难，这是世界上第一艘失事的核潜艇。关于失事原因，官方调查的主流结论是舷内管路系统进水导致动力丧失，「遭遇海中断崖」是一种教学化归因，学界对此仍有争议，此处作为理解海水密度异常的案例使用；事后在约2500米深的海底发现了残骸。 【案例2】2014年中国海军372潜艇成功处置「掉深」险情：372艇在南海执行任务时突遇「海中断崖」，艇体快速下沉，主机舱管路破损进水。在生死关头，全艇官兵3分钟内果断完成上百个操作，成功应急上浮，创造了世界潜艇史上首次成功处置「掉深」险情的奇迹，中央军委授予该艇「践行强军目标模范艇」荣誉称号。 【小组讨论】 （1）「海中断崖」为什么会导致潜艇失事？（从浮力与密度关系角度回答） （2）面对「掉深」险情，潜艇需要采取什么措施才能安全上浮？（提示：紧急排出压载水舱的水，减小自身重力，使浮力大于重力） （3）372潜艇官兵的事迹给我们什么启示？（海洋安全意识、过硬专业本领、军人担当精神） 【环节四】密度流——因密度差异形成的海水流动（6分钟） 1. 密度流的概念（2分钟） 由于相邻海域海水温度、盐度不同，导致密度差异，从而引起的海水流动称为密度流。密度流是洋流的重要成因之一。 图4 直布罗陀海峡密度流剖面示意图 【经典案例】直布罗陀海峡密度流：地中海因蒸发旺盛、盐度高（约38‰）、密度大、水面降低；大西洋盐度较低（约36‰）、密度小、水面较高。因此表层海水从大西洋流入地中海（补充水），底层海水从地中海流入大西洋（高密度水下沉流出）。二战时期德国潜艇曾利用密度流关闭发动机，随底层密度流无声无息进出地中海，躲避英军声呐监测。 2. 世界其他典型密度流 除直布罗陀海峡外，土耳其海峡（黑海与地中海之间）、曼德海峡（红海与印度洋之间）、霍尔木兹海峡（波斯湾与印度洋之间）也存在典型密度流。规律是：封闭的高盐度海盆与外海之间，表层从低盐外海流入、底层从高盐海盆流出。 【环节五】三大性质综合对比与应用（7分钟） 1. 三大性质综合对比表 性质 表层分布规律 垂直分布规律 主要影响因素 对人类活动影响 温度 由低纬向高纬递减 随深度递减，1000米以下低温稳定 太阳辐射、洋流、深度 海洋生物、航运、气候调节、旅游 盐度 副热带最高，呈马鞍形 表层至次表层差异较大，深层趋于均匀 蒸发/降水、径流、同纬度洋流、封闭度 晒盐、养殖、海水淡化、航海吃水 密度 由低纬向高纬递增 随深度增大，中低纬存在密度跃层 温度（表层主导）、盐度、压力 潜艇航行、密度流、深海探测、浮力 2. 三大性质的内在联系 温度升高→蒸发加剧→但温度本身使密度减小→温度对密度起主导作用；盐度升高→密度增大；深度增加→压力增大→密度增大。三者相互关联，共同影响海水运动和人类活动。 【拓展】大洋温盐环流（全球海洋输送带）：由于温度和盐度差异导致密度差异，驱动全球范围的深层海水流动，将热量从低纬输送到高纬，对全球气候平衡有重要意义。 3. 等值线判读方法总结 判读海水等温线、等盐度线、等密度线统一方法：①读数值：看高低和递变方向；②看弯曲：凸高为低、凸低为高（判断洋流性质、河口方向）；③看疏密：密则变化大，疏则变化小；④看闭合：内高外低为高值中心，内低外高为低值中心。 【环节六】课堂小结与检测（5分钟） 通过思维导图对三大海水性质进行系统梳理，强调「温度—盐度—密度」三者之间的联系，重点回顾「海中断崖」原理和密度流方向判断。完成当堂检测题。 【课后作业】①完成导学案「素养巩固」练习；②查阅资料，了解中国「蛟龙号」「奋斗者号」深潜器探索深海的故事，下节课分享。 七、板书设计 （大纲式板书，层级清晰、便于学生抄写） 第二节 海水的密度与综合应用 一、海水的密度 1. 概念：单位体积海水的质量（1.02～1.03 g/cm³） 2. 影响因素：温度↑→密度↓ ｜ 盐度↑→密度↑ ｜ 压力↑→密度↑ 3. 分布规律 ①水平：随纬度升高而递增（赤道最小，极地最大） ②垂直：随深度增大；100～1000米形成密度跃层（中低纬典型） 二、海水密度与人类活动 1. 海中断崖：上层密大 → 下层密突小 → 浮力骤减 → 潜艇「掉深」 2. 密度流：相邻海域密度差 → 海水流动 ·直布罗陀海峡：表层 大西洋→地中海；底层 地中海→大西洋 ·其他：土耳其海峡 · 曼德海峡 · 霍尔木兹海峡 三、三大性质综合对比 温度（单峰递减） ｜ 盐度（马鞍形） ｜ 密度（递增） 温盐环流 —— 全球海洋输送带 八、教学反思 本课时通过「长尾鲨」号失事的真实情境引入，以「海中断崖」为核心探究点，融合物理浮力原理进行跨学科分析，突出综合思维培养。372潜艇案例不仅是知识应用，更是课程思政的生动素材。教学中需注意：①密度与温、盐、压三者关系要通过实验直观呈现；②密度流方向可借助动画演示帮助理解；③三大性质对比表要留时间让学生自主梳理建构。 学科网（北京）股份有限公司 $