内容正文:
台风杜苏芮·《2.2 大气受热过程和大气运动》教学设计(第 3 课时:大气的水平运动)
课题
大气受热过程和大气运动(第 3 课时:大气的水平运动)
教材版本
人教版(2019)高中地理 必修第一册 第二章第二节
课时
本节共 3 课时,本教案为第 3 课时
授课年级
高一
课型
新授课(探究课)
授课时间
20XX 年 X 月 X 日 第 X 节
课标解读
课标原文:课程标准(2017 年版 2025 年修订)必修课程 · 地理 1,内容要求 1.6:“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。”本课时承担其中“大气运动(水平运动——风)”部分,受热过程与热力环流已分别在第 1、2 课时完成;课标虽未单列“风”的动词,但“解释相关现象”涵盖用风的原理解释真实风场。
行为动词解构:“运用示意图”指向读等压线图与判读风向风速的能力,对应地理实践力;“说明”属理解层级,要求阐明水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力三者如何共同决定风向;“解释相关现象”属应用层级,要求用三力原理解释台风旋转、海陆风风向等真实现象,是本课考核落点。
学情适配解读:学生已在第 2 课时理解“水平气压差异产生水平运动”,本课需进一步把“力”讲清——水平气压梯度力是成风的直接原因,地转偏向力只改方向不改速率,摩擦力近地面降低风速并使风向斜交。难点在“三种力下的风向判定”,须以等压线图为支架分步训练。
教材分析
本节地位:大气的水平运动即风,是热力环流的近地面表现,也是后续天气系统、气候与季风的原理基础,处在本节收束位置。
承上启下知识逻辑:向上承接第 2 课时“同一水平面气压差异产生水平运动”;向下为选择性必修 1 第三章“常见天气系统”(锋、气旋、反气旋)与“气压带和风带”铺垫——三力决定了风的方向与速度。
教材内容结构:教材先给水平气压梯度力定义(直接原因,垂直等压线由高压指向低压),再讲仅受该力时风向垂直等压线(图 2.14);继而在高空加入地转偏向力,最终与等压线平行(图 2.15);再在近地面加入摩擦力,风向与等压线斜交(图 2.16);最后说明等压线疏密反映气压梯度大小,并以“海平面气压分布”活动(图 2.17)训练风向风速判读。编排逻辑是“一力→二力→三力→读图应用”。
素养落点:本课时最能承载地理实践力——读等压线图判风向风速;综合思维落点在三力叠加的因果分析;人地协调观落点在台风等灾害性天气的防御意识上。
学情分析
学生已有知识:已知气压随高度增加而降低;已知同一水平面气压差异产生水平运动(风);能在第 2 课时模式图上画出水平气流。
认知优势:从新闻、天气预报中见过台风云图与风向预报,对“北右南左”的地转偏向有模糊生活印象。
学习难点:三种力下的风向判定——高空平行等压线、近地面斜交等压线,易混淆;地转偏向力“只改方向不改速率”难以理解;等压线疏密与风速的对应需训练。
常见易错点:一是把风向画成由低压指向高压(方向反);二是忽略地转偏向力,把近地面风向画成垂直等压线;三是把南、北半球偏转方向记反;四是以为等压线越疏风速越大。
能力短板:能在单一等压线图上画风向,但换成真实弯曲等压线天气图时易画错;用“高压指向低压、北半球右偏”的规范语言表述弱。
教学目标
区域认知:能在海平面气压分布图上指认高压区、低压区(如台风中心),说出我国东部沿海受台风影响的区域位置。
综合思维:能从水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力三个要素出发,分析风向与等压线的关系(高空平行、近地面斜交),并解释北半球气旋逆时针旋转的原因。
地理实践力:能根据等压线图,按“先由高压垂直指向低压、再北半球向右偏转”的步骤画出风向,并比较等压线疏密判断风速大小。
人地协调观:能结合台风等灾害性大风的成因,说明气象预警与防风避险的必要性,形成尊重自然规律的防灾意识。
教学重难点
教学重点:风的形成原因(水平气压梯度力是直接原因)及三种力共同作用下的风向判定(高空平行等压线、近地面斜交等压线)。
教学难点:地转偏向力作用下风向的偏转方向与“高空平行、近地面斜交”的区分。
区分依据:教学重点是本课主干与高频考点,属“必须会画、会判”;教学难点源于学生空间方向与三力叠加的混淆,属“容易画反、记反”。
教法与学法
教法:情境教学法——以 2023 年第 5 号台风“杜苏芮”登陆福建晋江为唯一情境贯穿全课;问题链导学法——按五级梯度推进;图示递进法——用图 2.14→2.15→2.16 分步叠加三种力;读图训练法——以等压线天气图判读落实应用。
学法:读图提取信息——从等压线图读出高压低压与疏密;分步绘图——在任务单按三步骤画风向;小组合作探究——完成真实天气图风向风速判读;迁移应用——解释台风旋转与防灾。
教学过程
情境主线:2023 年第 5 号台风“杜苏芮”于 7 月 28 日 9 时 55 分前后在福建晋江沿海登陆,登陆时中心附近最大风力 15 级、中心最低气压 945 百帕,成为当年登陆我国的最强台风。
问题链:L1 杜苏芮是什么天气系统、中心气压如何 → L2 风为什么从四周吹向中心 → L3 为什么北半球台风逆时针旋转、近地面风斜穿等压线 → L4 等压线疏密如何决定风速 → L5 了解风的成因对防御台风有何意义。
教学内容(环节·时长)
教师活动
学生活动
设计意图
情境导入(4 分钟)
展示情景材料一——台风“杜苏芮”路径与登陆信息(2023 年第 5 号,7 月 28 日登陆福建晋江,中心风力 15 级、最低气压 945 百帕),播放卫星云图。提问:“杜苏芮中心是低气压,四周空气为什么向中心涌?为什么在北半球它呈逆时针旋转,而不是顺时针?为什么近地面的大风不是直扑中心,而是斜着吹?”板书课题。
读材料与云图,指出台风中心低压、福建晋江位置;结合天气预报经验说出对台风旋转的印象,在任务单写下猜想。任务单设任务一“三力风向绘制”、任务二“等压线风速比较”、任务三“台风防灾说明”。
以真实灾害性天气制造认知冲突,用“为什么逆时针、为什么斜吹”激活探究,落实区域认知。
图 1 海陆间的大气热力环流(人教版必修第一册 图2.13)
新知探究(32 分钟)
探究一:水平气压梯度力与成风直接原因(6 分钟)
出示图 2.14,说明单位距离气压差即气压梯度,促使大气由高压流向低压的力叫水平气压梯度力,它是形成风的直接原因;其方向垂直等压线、由高压指向低压。仅受此力时风向垂直等压线。联系台风:“中心 945 百帕远低于四周,巨大气压梯度把空气猛拽向中心。”
在任务单任务一上标出等压线高低,画出仅受水平气压梯度力时的风向(垂直等压线、由高压指向低压),说出“直接原因”的含义。
先建立“气压差→力→风”的因果,为后续叠加力打底,落实综合思维。
图 2 在水平气压梯度力作用下的风向(人教版必修第一册 图2.14)
探究二:地转偏向力与高空风向(6 分钟)
出示图 2.15,说明风一旦形成即受地转偏向力——因地球自转,水平运动物体方向发生偏转,北半球向右、南半球向左;该力只改变风向、不改变风速。高空不受摩擦,风向最终与等压线平行。追问:“北半球台风是逆时针还是顺时针?为什么?”引导得出:空气向中心流动时受右偏,整体呈逆时针辐合。
在任务单上由探究一的风向向右偏转,画出高空平行等压线的风向;用“北右南左、只改方向不改速率”解释杜苏芮逆时针旋转。
突破“偏转方向”与“高空平行”的难点,用台风旋转把抽象力具象化,落实综合思维。
图 3 在水平气压梯度力和地转偏向力共同作用下的风向(人教版必修第一册 图2.15)
探究三:摩擦力与近地面风向(10 分钟)
出示图 2.16,说明近地面风还受摩擦力(减小风速),在三力共同作用下风向与等压线斜交。联系导入:“所以近地面大风不是直扑中心,而是斜穿等压线吹向中心。”再指图 2.17:等压线越密,气压梯度越大、风速越大。随后呈现台风“杜苏芮”影响期间福建沿海气象站测得 15 级大风的情景材料,提问:“(1)用水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力说明近地面大风斜穿等压线吹向中心的原因;(2)为什么台风眼区风力反而很小?”与学生分析设问指向:先写三力各自作用、再给“斜交”结论,第(2)问点出眼区气压梯度近零、气流下沉;板书结构“列力→析方向→得结论”,出示评分要点。
在任务单任务一补全近地面三力下的斜交风向;说明等压线疏密与风速的关系,纠正“越疏越快”的误识;限时作答大风斜穿与台风眼两问并对照评分要点自评,答题须写明“水平气压梯度力是直接原因”“北半球右偏”“摩擦力使风向斜交”等术语。
完成三力叠加的风向判定,回扣导入“斜吹”之问;以真实台风材料训练“列力→析方向→得结论”的答题结构与术语规范,落实地理实践力与考核落点。
图 4 在水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力共同作用下的风向(人教版必修第一册 图2.16)
探究四:真实天气图上的风向与风速判读(10 分钟)
出示某次影响我国东部的海平面气压分布简图(含一个低压中心与周围等压线,部分区域疏密不同),布置完成三件事:一在甲、乙两地画出风向(先由高压垂直指向低压,再北半球右偏);二比较两地等压线疏密并说明风速大小;三判断该低压系统在北半球呈顺时针还是逆时针。巡视,重点看偏转方向与疏密—风速对应;讲评后出示两道限时辨析题并即时反馈。
在图上绘制甲、乙风向并比较风速,推选代表板图讲解,组间互评并纠正画反或疏密误判之处;限时作答两道纯文字题并同桌互批。第 1 题(概念辨析):判断并说明理由“水平气压梯度力是形成风的直接原因,方向平行于等压线”(要点:错误,水平气压梯度力方向垂直等压线、由高压指向低压)。第 2 题(迁移应用):同样强度的气压梯度,甲地等压线密集、乙地稀疏,哪地风速更大?为什么?(要点:甲地风速更大,等压线越密气压梯度越大、水平气压梯度力越强)。
把三力原理转化为真实天气图上可绘制的判读成果,训练规范绘图与风速比较;再以两道纯文字题即时诊断概念与疏密—风速对应,落实地理实践力与学业质量水平的即时诊断。
课堂小结(4 分钟)
回扣导入:“杜苏芮为什么逆时针、为什么斜吹,现在能用三句话解释了吗?”按“水平气压梯度力(直接原因)→地转偏向力(北右南左、只改方向)→摩擦力(近地面斜交)”梳理,作价值升华:弄清风的成因,才能读懂气象预警、科学防风避险,这是对自然规律的尊重与顺应。
用三句话解释台风旋转与斜吹;对照板书梳理三力关系;讨论了解风因对防灾的意义。
完成情境回扣使“一境到底”闭合,由原理到防灾意识,落实人地协调观。
板书设计
主板书:标题居中写“大气的水平运动——风”。左侧列三种力:① 水平气压梯度力——成风直接原因,垂直等压线、由高压指向低压;② 地转偏向力——北右南左,只改风向不改风速;③ 摩擦力——近地面减小风速。中部画风向判定:仅一力→垂直等压线;高空二力→平行等压线;近地面三力→斜交等压线。右侧写等压线疏密=气压梯度大小=风速大小(越密越大)。右下角括注实例:台风杜苏芮(中心低压 945 百帕)→北半球逆时针、近地面斜吹向中心。
副板书:学生生成的关键表述(如“北右南左、只改方向”);错例纠正(把风向画成由低压指向高压、把近地面画成垂直等压线);评分要点关键词(列力、析方向、得结论)。
教学反思
亮点:以台风“杜苏芮”真实登陆事件为唯一情境,把“水平气压梯度力→地转偏向力→摩擦力”三步递进与“为什么逆时针、为什么斜吹”两个问题一一对应,学生在解释真实台风的过程中自主建构三力原理。图 2.14→2.15→2.16 分步叠加使抽象力具象化;真实天气图判读环节产出可视化、可互评。
不足:探究二地转偏向力的“北右南左”需空间想象,部分学生易把半球方向记反;探究四 10 分钟要完成画风向、比风速、判旋转三项与限时辨析,时间偏紧,易出现偏转画反或疏密误判。
改进策略:探究二先用“面对风吹来方向,北半球向右手边偏”的口诀辅助记忆,再让学生指图复述;探究四将三项分工到两人各画一地、合并互检;讲评后留出时间板图纠正偏转画反的错例。
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