雪龙2号·3.2 海水的性质（第 2 课时 海水密度的分布与海中断崖）2026-2027学年高一上学期人教版必修一

雪龙2号·《3.2 海水的性质》教学设计（第 2 课时：海水密度的分布与海中断崖） 课题 海水的性质（人教版必修第一册 第三章第二节，第 2 课时：海水密度的分布与海中断崖） 教材版本 人教版（2019）高中地理 必修第一册《自然地理》第三章第二节 课时 本节共 2 课时，本教案为第 2 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 1.8：“运用图表等资料，说明海水性质和运动对人类活动的影响。”本课时承担其中“海水性质”的“密度分布规律及对人类活动（潜艇航行、海洋科考）影响”部分，并整合第 1 课时的温度、盐度，形成海水三大性质的整体认识。 行为动词解构：“运用图表等资料”指向地理实践力，要求学生能从教材图 3.16（大洋表层海水温度、盐度、密度随纬度的变化）读出密度的纬度规律；“说明”属理解层级，指向学业质量水平 2，要求学生清晰阐明密度受温度、盐度、深度三因子控制的关系，解释密度垂直分布的区域差异与“海中断崖”成因，并说明其对人类活动的影响。考核落点：给定纬度或深度信息，能判读密度变化、解释海中断崖对潜艇的威胁。 学情适配解读：该条在学业水平测试中常以“统计图判读 + 成因阐述 + 案例危害”组合考查；“海中断崖”作为教材开篇设问，既是兴趣钩子也是难点；教学中须以同一科考情境为支架，把抽象的多因子综合与密度反转机制转化为可绘图、可推理的证据链。 教材分析 本节地位：密度是海水三大理化性质之一，其分布与“海中断崖”既是本节难点，也是课标“对人类活动影响”的重要落脚点（潜艇安全、海洋科考），承上启下地位突出。 承上启下知识逻辑：向上，本节密度=f（温度、盐度、深度）直接依赖第 1 课时已学的温度、盐度分布与成因；向下，密度差异是海水运动（3.3 洋流、密度流）的驱动力，并为选择性必修 1 第四章“洋流”埋下伏笔。 教材内容结构：教材先以“1963 年美国‘长尾鲨’号核潜艇海中断崖失事”设问引入，再讲密度概念、影响因素（温度、盐度、深度）、水平分布（随纬度增高而增大）、垂直分布（中低纬跃层明显、高纬变化小），并说明“海中断崖”与潜艇安全（图 3.16 给出温度、盐度、密度三者的纬度变化曲线）。 素养落点：本节最承载综合思维（温度、盐度、深度三因子综合及密度反转机制）与区域认知（纬度、深度两个维度的分布差异）；人地协调观通过潜艇航行安全、极区科考设备下放等实例落实。 学情分析 学生已有知识：第 1 课时已学海水温度（低纬向高纬递减、垂直分层）、盐度（副热带最高、蒸发—降水对比）的分布与成因；已知“温度高、密度低”的初步关系。 认知优势：对“冷则重、热则轻”“压强大则密”有生活直觉（如冷天空气下沉），可借力；已建立的纬度递变框架可直接迁移。 学习难点：一是密度垂直分布“中低纬跃层明显、高纬不明显”的空间差异，需较强空间想象；二是“海中断崖”的密度随深度减小之反转机制较抽象，学生易与地形悬崖混淆。 常见易错点：误以为密度只随纬度一直增大、忽略垂直方向跃层；把“海中断崖”当成海底地形悬崖；混淆“密度跃层（液体海底）”与“海中断崖”的正反作用。 能力短板：多变量（温度、盐度、深度同时作用）综合推理能力弱；从图 3.16 三条曲线中准确提取“密度曲线形状不同于温度、盐度”的信息能力不足。 教学目标 区域认知：能说出大洋表层密度随纬度增高而增大的规律，比较中低纬与高纬海区密度垂直分布（跃层有无）的差异，并在图 3.16 上判读不同纬度表层级密度。 综合思维：能从温度、盐度、深度（压力）三因子综合解释密度的水平与垂直分布，辨析“海中断崖”（密度随深度减小的反转层）的成因与危害，理清温度主导表层密度的因果方向。 地理实践力：能读教材图 3.16，归纳温度、盐度、密度三者随纬度的变化并绘制关系草图；能绘制中低纬密度垂直剖面图并标出密度跃层。 人地协调观：能结合潜艇航行安全、极区科考设备下放等实例，说明密度跃层与海中断崖对人类活动的影响及防范意义，认识经略海洋、维护海洋权益所需的科学基础。 教学重难点 教学重点：海水密度的水平分布（随纬度增高而增大）与垂直分布（中低纬有密度跃层、高纬变化小）；影响密度的三要素——温度（主）、盐度、深度（压力）。 教学难点：一是中低纬与高纬密度垂直分布的差异及其成因（表层水温随深度骤降导致中低纬跃层明显）；二是“海中断崖”（密度随深度减小的反转层）的成因与对潜艇安全的致命威胁，属抽象空间想象。 区分依据：教学重点是图 3.16 可直接读出、属基础考点的主干分布；教学难点则源于多因子综合与“密度反转”机制的抽象性、以及学生空间想象的薄弱，属“容易混、难建构”。两者同宗但考查指向不同，故分开列示。 教法与学法 教法：情境教学法——以“雪龙2号在南极海域作业、CTD 测得第三类性质——密度”延续第 1 课时唯一情境主线；读图分析法——用于建构图 3.16（T—S—ρ 纬度三曲线）；问题链导学法——按五级梯度递进设问；案例分析法——以教材“长尾鲨”号核潜艇海中断崖为警示案例，说明密度对人类活动的影响。 学法：图表判读——从图 3.16 提取三曲线规律并绘图；合作探究——完成“温度—盐度—密度”三者纬度变化对比表；因果推理——解释海中断崖机制；迁移应用——说明密度对潜艇、科考的影响。 教学过程 情境主线：延续第 1 课时，雪龙2号在南极海域（约 69°S）开展站位调查，船上温盐深剖面仪（CTD）除测温度、盐度外，还测得海水的第三个性质——密度。极区表层冷水密度大，下放潜水器、声呐与科考设备时，工程师必须警惕明显的密度跃层，更要规避致命的“海中断崖”。从上海到南极，密度如何随纬度与深度变化？为何它会威胁潜艇安全？ 问题链：L1 密度怎样随纬度、深度变化（事实性）→ L2 为何受温度、盐度、深度三者控制（概念性）→ L3 中低纬与高纬垂直分布差异及海中断崖机制（原理性）→ L4 长尾鲨号潜艇为何沉没（迁移性）→ L5 科考与航行如何依据密度避险（价值性）。 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） 回顾上节：“雪龙2号航线已让我们看清温度与盐度。但船上工程师说，下放 CTD 和潜水器还要看第三个指标——密度。”展示图 3.16（大洋表层海水温度、盐度、密度随纬度的变化），提问：“沿航线从上海到南极，密度曲线怎样随纬度变？为什么它的形状和温度、盐度曲线都不同？”板书课题《3.2 海水的性质（第 2 课时 密度）》，下发任务单（任务一：T—S—ρ 三曲线描摹；任务二：密度垂直剖面图；任务三：三性质对比表）。 观察图 3.16 三条曲线，在任务单上描出密度曲线大致走向，写出“密度与温度、盐度关系的猜想”（如“温度降低密度可能增大”）。 承上启下，用同一情境引出第三性质，制造“形状为何不同”的认知冲突，落实区域认知。 图 1　红海和波罗的海沿岸地区的水系及代表地气温降水（人教版必修第一册 图3.15） 新知探究（32 分钟） 　探究一：密度的概念与水平分布（11 分钟） 给出密度概念——海水密度是单位体积海水的质量（单位 kg/m³，表层级约 1020—1027）。提问：“影响密度的因素有哪些？”引导学生由已学推导：温度越高→密度越低；盐度越高→密度越高；深度（压力）越大→密度越高。沿航线看水平分布，展示图 3.16，提问：“表层密度随纬度怎样变？”得出“随纬度增高而增大”。解释：高纬水温低→密度大，赤道水温高→密度小；并追问“为何高纬密度增大的主因是温度而非盐度”，明确“表层海水密度与温度的关系最为密切”。最后出示一道即时诊断题：“简述影响海水密度的主要因素，并说明表层密度随纬度变化的主要原因。” 同桌合作，在任务单上完成“温度↑→密度↓、盐度↑→密度↑、深度↑→密度↑”三向箭头图，并从图 3.16 读出上海与中山站附近的表层级密度差异（高纬更大）。独立作答即时诊断题后同桌互批——要点：温度、盐度、深度／压力；表层密度与温度关系最密切，高纬水温低→密度大、赤道水温高→密度小，故随纬度增高而增大。 整合前两课时知识建构密度三因子，落实综合思维与地理实践力（绘图），并嵌入纯文字题即时诊断影响因素的掌握情况。 图 2　大洋表层海水温度、盐度、密度随纬度的变化（人教版必修第一册 图3.16） 　探究二：密度的垂直分布与“海中断崖”（11 分钟） 展示密度垂直分布示意图（中低纬：一定深度内基本均匀，往下至约 1000 米密度随深度迅速增加，再往下变化很小；高纬：随深度变化较小），提问：“为什么中低纬有明显的密度跃层，而高纬没有？”引导学生用“中低纬表层水温高、随深度骤降”解释——表层轻、深层重，跃层明显；高纬表层已冷，上下温差小，跃层不明显。抛出教材案例：“1963 年 4 月 10 日，美国海军‘长尾鲨’号核潜艇在美东大陆架下潜约 300 米时遭遇‘海中断崖’，沉入约 2300 米海底、129 人遇难。海中断崖是什么？”引导学生理解：海中断崖是密度随深度增大而减小的反转海水层，潜艇进入后浮力骤减、迅速掉深，可能超过安全潜水深度而损毁。联系情境：“雪龙2号在极区下放设备，为何要避开密度反转层？”点明密度跃层（‘液体海底’）利于潜艇隐蔽、但反转层致命。随后呈现纯文字选择题：“下列关于海水密度的叙述，正确的是（ ）A. 表层密度随纬度增高而减小　B. 中低纬海区密度随深度变化小　C. 海水温度越高密度越低　D. 高纬海区密度随深度迅速增大。”板书评分要点，强调“温度高密度低”核心结论。 同桌在任务单上绘制“中低纬密度垂直剖面”草图（标出均匀层、跃层、稳定层），并用一句话解释长尾鲨号沉没机制；对比高纬剖面“变化小”的特点。独立判读选择题并口述理由——A 错（表层密度应随纬度增高而增大）、B 错（中低纬跃层明显、随深度变化大）、C 对（温度高密度低）、D 错（高纬随深度变化小），选 C；记录“温度高密度低、盐度高密度高、深度大密度大”的三因子关系。 突破垂直差异与海中断崖难点，训练空间想象与因果推理（综合思维），评价以剖面图与机制表述准确为准；以选择题辨析密度分布规律的易错点，把理解转化为可得分能力。 图 3　“长尾鲨”号核潜艇（人教版必修第一册 图3.7） 　探究三：海水性质的综合与人类应用（10 分钟） 布置任务：“结合图 3.16，四人小组完成‘温度—盐度—密度’三者随纬度变化的对比表，并各举一个对人类活动的影响实例（温度、盐度、密度各一）。”巡视，提示密度实例用“潜艇安全／海中断崖／科考设备下放”。随后出示一道纯文字迁移应用题限时完成并即时反馈：从人类活动角度，说明海水密度对航运或海洋科考的一项影响。 小组合作填表（三曲线形状＋主导因子），并汇报三性质对人类活动的影响（温度——高纬结冰影响航运需破冰；盐度——晒盐、海水淡化；密度——潜艇航行与科考设备下放须考虑密度跃层与海中断崖）。随后独立作答迁移应用题并同桌互批——要点：密度跃层“液体海底”影响潜艇航行与隐蔽，海中断崖威胁安全；极区科考下放潜水器、声呐须考虑密度垂直结构，规避反转层。 整合全节三性质，落实区域认知与综合思维，评价以对比表完整性与实例准确为准；以迁移应用题实现从识记、理解到应用的即时诊断。 图 4　河北唐山曹妃甸的海水淡化车间（人教版必修第一册 图3.14） 课堂小结（4 分钟） 回扣情境：“雪龙2号从上海到南极，温度、盐度、密度三者随纬度此消彼长——温度降、密度升、盐度呈副热带峰。掌握这‘三兄弟’的脾气，科考航线才安全、资源利用才合理。”引导学生构建全节思维图（温度／盐度／密度三者关系），升华：认识海水性质是经略海洋、建设海洋强国与维护海洋权益的科学基础。 在任务单上补全“温度—盐度—密度”三维笔记，口头概括密度核心规律（随纬度增高增大、三因子控制、海中断崖致命）。 回扣情境完成 L5 价值升华，结构化整合全节三性质，落实人地协调观。 板书设计 主板书：标题居中写“3.2 海水的性质（第 2 课时 密度与海中断崖）”。左侧写“三、海水密度”：1. 概念——单位体积质量（kg/m³），表层约 1020—1027；2. 因素——温度↑→密度↓（主）、盐度↑→密度↑、深度↑→密度↑；3. 水平——随纬度增高而增大（图 3.16）；4. 垂直——中低纬：均匀→跃层（至约 1000 米）→稳定；高纬：随深度变化小；5. 海中断崖——密度随深度减小的反转层→浮力骤减→潜艇掉深；影响——潜艇航行／科考设备下放。右侧画“T—S—ρ 纬度三曲线”草图与“中低纬密度垂直剖面（标出跃层）”示意图。底部一行写“人地协调：认识海水性质，是经略海洋、维护海洋权益的科学基础”。 副板书：长尾鲨号案例关键词（1963、300 米、2300 米、129 人、浮力骤减）；学生三性质对比表要点（温度降—密度升—盐度副热带峰）；选择题错选原因（误以为中低纬密度随深度变化小）。 教学反思 亮点：用图 3.16 三曲线同框对比，把两课时的温度、盐度、密度整合为一张“纬度画像”，密度课时承上启下顺畅；以教材“长尾鲨”号海中断崖为警示案例，把抽象的密度反转机制与真实的潜艇安全相连，学生代入感强。 不足：海中断崖的密度反转机制较抽象，部分学生空间想象跟不上；密度垂直剖面草图耗时，可能挤占对比表时间；探究三嵌入的迁移应用题对“科考设备下放”的迁移要求较高。 改进策略：增加“不同温度盐水密度小实验”或动画演示密度反转，把抽象机制具象化；剖面图改教师课前印好轮廓，学生只标跃层与箭头、压缩 2 分钟；迁移应用题发题时补充一句提示“联系密度随深度变化的规律”，降低机制门槛、聚焦核心原理。 学科网（北京）股份有限公司 $