第四节地球的圈层结构讲义 2026-2027学年高一上学期地理人教版必修一

第四节地球的圈层结构讲义

一、教学目标（地理学科核心素养）

本节以“人类如何认识无法抵达的地球内部”为核心问题，围绕区域认知、综合思维、地理实践力、人地协调观四个维度设计目标。

1. 人地协调观

结合外部圈层中大气圈、水圈、生物圈与岩石圈的相互联系，举例说明地球各圈层之间不断进行着物质迁移和能量交换，理解自然地理环境整体性的物质基础，树立“地球是一个有机整体”的观念。

2. 综合思维

能够运用地震波在不同介质中传播速度的变化，综合分析两个不连续面（莫霍界面、古登堡界面）判读的依据，进而推知地球内部各圈层的物质状态和物理特征，建立“现象—证据—结论”的逻辑链。

3. 区域认知

对照示意图，准确指出地壳、地幔、地核以及软流层、岩石圈的空间位置和厚度范围；说明大陆地壳与大洋地壳厚度的差异，并能在剖面图上指认各圈层边界。

4. 地理实践力

尝试通过读图提取地震波速度—深度曲线的突变信息，绘制（或填绘）地球内部圈层与外部圈层结构简图；初步学会借助示意图、曲线图等地理工具描述和解释地理事象。

二、教学重点与难点

项目	内容
教学重点	① 地震波（纵波 P、横波 S）的传播特性及其在划分地球内部圈层中的作用；② 地球内部三个圈层（地壳、地幔、地核）的主要特征；③ 地球外部三个圈层（大气圈、水圈、生物圈）的基本特征。

教学难点	① 依据地震波速度曲线判断不连续面及物质状态（特别是古登堡界面处横波消失所反映的外核液态特征）；② 区分“地壳”与“岩石圈”、“软流层”与“上地幔”两组易混概念；③ 说明各圈层之间的物质交换与能量传输关系。
易错易混点	地壳 ≠ 岩石圈；软流层位于上地幔上部而非“地壳之下”；生物圈不独立占有空间，而是渗透于大气圈底部、水圈全部和岩石圈上部。

 

三、课堂导入

方案 A：从“疑”导入——“我们脚下的地球，究竟长什么样？”

• 情境：设问 1：世界上最深的钻孔（科拉超深钻孔）深约 12 km，还不到地球半径的 0.2%，人类为何至今没能亲眼看到地心？
• 追问：由此引出核心问题：在无法“亲眼看到、亲手摸到”地球内部的情况下，科学家靠什么“透视”地球？
• 引导：预设答案指向地震波——地震波就像给地球做“CT 扫描”，是我们认识地球内部结构最主要的“窗口”。

设计意图：从学生已有生活经验出发，以“未知”制造认知冲突，明确本节要解决的问题——如何划分内部圈层、内部各圈层有何特征、外部圈层如何构成，自然过渡到新知学习。

四、新知探究

探究一　人类对地球内部的认识：工具与证据

地球内部不可直接观察，人类对它的认识主要来自四类间接证据：

• ① 地震波：利用地震波的传播特征，是目前研究地球内部结构的“最主要手段”。
• ② 火山喷发物质与地幔包体：如玄武岩、橄榄岩等来自地幔的岩石样本，以及金伯利岩携带的地幔包体（捕掳体）。
• ③ 地球密度、质量和转动惯量：地球平均密度远高于地表岩石，据此推断地心存在高密度物质（以铁、镍为主）。

• ④ 陨石成分与宇宙地质：陨石（尤其是球粒陨石）被认为是太阳系早期物质的“化石”，可用于类比推断地核成分。

其中最关键的是地震波。地震波分为纵波（P 波）和横波（S 波）两种，它们在传播速度、传播介质上差异明显，这是划分地球内部圈层的物理依据。

项目	内容
纵波（P 波）	传播速度较快；可以通过固体、液体和气体传播；使介质发生疏密（压缩—膨胀）振动，质点的振动方向与波的传播方向一致。
横波（S 波）	传播速度较慢；只能通过固体传播，不能通过液体和气体；使介质发生剪切变形，质点的振动方向与波的传播方向垂直。
应用原理	地震波的传播速度随所通过介质的性质（状态、密度、弹性）而变化；在波速“突然变化”的深度处，存在物质状态或成分明显改变的界面，即“不连续面”。

图 4-1　地震波传播速度与地球内部圈层示意