地球的圈层结构示范课教学设计【鲁教版高中地理必修第一册(新课标)】

《地球的圈层结构》教学设计
教学目标
1.运用示意图，说明地球圈层的结构；
2.掌握地球内部圈层的划分方法及圈层特点；
3.了解地球外部圈层的组成及意义；
重点难点
【教学重点】
1.知道纵波和横波的特点。

2.知道地球内部圈层的划分及特点。

3.了解大气圈、水圈和生物圈的范围、特点和意义。

【教学难点】
1.理解地震波的传播特征及其在划分地球内部圈层结构中应用意义。

2.理解软流层、岩石圈和外核的物质存在形态以及对地球环境的影响。

教学过程
【课程引入】
激趣导入，学生观看视频资料《人类探测地球内部的手段》，以大致了解人类探测地球内部的一般方法和手段，知道目前最主要的科学探测手段是利用地震波。

并且认识到人类探索地球内部状况的艰巨性，从而激发起学生探索和认识地球内部结构等知识的欲望。

【讲授新课】
我们知道，地球是目前太阳系乃至整个可观测宇宙中唯一发现存在生命的星球。

这与地球拥有一些其他天体所不具备的条件有关。

地球不仅有岩石圈，还有大气圈和水圈，才形成了生机勃勃的生物圈。

这些圈层相互作用，共同形成了人类赖以生存的地球表层环境。

今天我们就来学习地球的圈层结构，现在开始吧！
（板书）第一单元从宇宙看地球第三节地球的圈层结构
一、地球的内部圈层
1.地震波
【知识拓展1】了解人类地下钻探的最大深度。

科拉超深钻孔，是苏联于1970年在科拉半岛邻近挪威国界的地区所进行的一项科学钻探，其中最深的一个钻孔达12,262米。

它曾是世界上最深的钻孔，这个记录在2008年和2011年被在卡塔尔的阿肖辛油井(12,289米)和俄罗斯在库页岛的Odoptu OP-11油井(12,345米)两次打破，现时排名世界第三。

人类试图用钻井的方法来了解地球内部，但是人类钻井最深处才12,345米，相比地球的平均半径6371km来说，差距太远，还远不能了解我们地球的内部。

思考：还有什么方法来研究地球内部呢？依据是什么？
方法：科学家可以根据地震波传播速度的变化来划分地球内部圈层。

依据：纵波和横波的传播速度都随所通过物质的性质的变化而变化。

【知识拓展2】认识地震和地震波。

查阅资料，回答：1.什么是地震？
2.什么是地震波？地震对地面造成破坏性的原因是什么？
生：（可能的答案）1.地震：是地壳快速释放能量过程中造成的地面震动。

2.地震波：当地震发生时，从岩层断裂处释放的地球内部能量以波的形式向外传播，称为地震波。

原因：地震波是一种弹性机械波，在向外传播的过程中会引起介质质点的振动。

【知识拓展3】认识纵波和横波。

阅读教材内容，完成下表：地震波的类型及其特点
地震波的类型及其特点 分类 定义 特点
地面感觉 传播速度 能通过的介质
共同点 纵波 （P 波） 质点振动方向与波的传播方向一致的波 较快 固体 液体
气体 传播速度都随所通
过物质的性质的变化而变化 上下颠簸，破坏性小 横波 （S 波） 质点振动方向与波的传播方向垂直的波 较慢 固体 水平晃动，威力大，是造成地面建筑物破坏的主要因素
小组讨论，合作探究，回答问题：科学家具体是怎么利用地震波来探测地球内部结构的呢？
生：（可能的答案）科学家主要是借助于地震波在地球内部传播速度的变化来“透视”地球的。

根据纵波和横波传播速度的突然变化来探测地球内部在物质组成、结构等方面的不连续性，并把出现不连续性的界面确定为不连续面，即分界面。

科学家先后找到了两个最基本的不连续面——莫霍面和古登堡面，从而划分出地球的内部圈层结构。

读图思考，小组讨论，回答：
1.纵波和横波的传播速度在莫霍面分别发生了怎样的变化。

2.纵波和横波的传播速度在古登堡面分别发生了怎样的变化。

生：（可能的答案）1.莫霍面的平均深度在17km处，横波和纵波传播到这一深度时，速度都突然明显加快。

2.古登堡面的平均深度在2900km处，横波和纵波传播到这一深度时，速度都突然下降，横波甚至完全消失。

自主阅读教材相关内容，回答：地球内部可以划分为哪些圈层？
生：（可能的答案）科学家通过对地震波在地球内部传播速度的变化，将地球内部大致分为地壳、地幔、地核三个基本圈层。

其中，地核还可分为内核和外核；地幔可分为上地幔和下地幔，上地幔上部有一层软流层；地壳和上地幔顶部合称岩石圈。

教师继续展示地球内部圈层结构划分的示意图，使学生获得地球内部圈层划分的直观形象的认识。

（板书）2.地壳
自主阅读教材相关内容，回答：
1.什么是地壳？
2.地壳厚度分布有何特点？
生：（可能的答案）1.地壳是地球表面一层薄薄的、由岩石组成的坚硬外壳。

2.地壳是一个连续圈层，全球地壳平均厚度约17千米。

其中，大陆地壳较厚，大洋地壳较薄；海拔越高，地壳越厚；海拔越低，地壳越薄。

（板书）3.地幔
自主阅读教材相关内容，读图回答：
1.什么是地幔？
2.什么是软流层？
3.岩石圈指的是什么？
生：（可能的答案）1.地幔是地球内部介于莫霍面与古登堡面之间的圈层，厚度约2800千米。

2.软流层：上地幔的上部存在着一个由塑性物质组成的圈层，叫作软流层。

一般认为是岩浆的主要发源地。

3.岩石圈：是指软流层以上的上地幔顶部与地壳的合称。

岩石圈主要由坚硬的岩石组成。

学生进行活动探究1：认识软流层。

思考：为什么软流层的物质呈熔融状态？
生：（可能的答案）地球内部的温度随深度的增加而增高。

一般至100千米的深度时，温度便接近岩石开始熔融的温度，这时在水分和挥发性组成的参与下，岩石发生选择性的熔融，逐渐形成熔融态的软流层。

一般认为这里是岩浆的主要发源地。

（板书）4.地核
自主阅读教材相关内容，回答：
1.什么是地核？
2.地核有哪些特点？
生：（可能的答案）1.地核是地球核心部分，位于古登堡面以下，厚度约3400千米。

2.特点：根据地震波波速的变化，地核又可分为外核和内核。

内核为固态，外核为液态，可能是地球磁场的产生地。

地核的温度很高，压力和密度很大。

【总结归纳】地球内部圈层。

师生共同对地球的内部圈层进行总结，完成表2：地球内部圈层的范围与特点。

内部圈层范围主要特点
地壳莫霍面以上呈固态，由各类岩石组成，厚度不均地幔上地幔莫霍面与古呈固态，上地幔上部有一个软流层，可能为岩浆
下地幔登堡面之间的主要发源地
地核外核古登堡面至
地心
温度很高，压力和密度都很大。

外核为液态，内
核为固态
内核
（板书）二、地球的外部圈层
自主阅读教材相关内容，回答：地球外部圈层指的是什么？其包括哪几个圈层？
生：（可能的答案）地球外部圈层：指的是地球固体表面以上的各个圈层。

外部圈层可以分为大气圈、水圈和生物圈。

（板书）1.大气圈
自主阅读教材相关内容，回答：
1.什么是大气圈？
2.大气圈对地表环境有哪些重要意义？
生：（可能的答案）1.大气圈指的是环绕在地球外部的气体圈层，由气体（主要成分为氮和氧）、水汽和悬浮颗粒物等组成。

2.意义：大气圈是地球生命的保护伞。

具体表现在大气圈的存在不仅避免了大多数流星体对地球的撞击，而且削弱了紫外线对地球生物的影响，从而保护了地球上的生命。

（板书）2.水圈
观看s《水圈》，自主阅读教材相关内容，结合视频，回答：
1.什么是水圈？
2.水圈有何特点？
生：（可能的答案）1.水圈是由地球表层各种水体组成的连续但不规则的圈层。

2.地球表面覆盖着大量的液态水，使地球成为一个“蓝色星球”。

液态水的存在，也是地球是太阳系中唯一存在生命的一个重要条件。

（板书）3.生物圈
观看视频《生物圈》，自主阅读教材相关内容，回答：
1.什么是生物圈？其范围是什么？
2.生物圈有何特殊性？
生：（可能的答案）1.生物圈：广义的生物圈是指地球表层生物及其生存环境的总称。

狭义的生物圈是地球表层生物的总和。

范围：占有大气圈的底部、水圈的全部和岩石圈的上部。

2.特殊性：生物圈是地球特有的一个圈层，也是非常活跃的圈层。

学生进行活动探究2：生物圈在地球表层环境中的特殊作用。

思考：为什么说生物圈是自然地理环境系统中最活跃的圈层？
生：（可能的答案）生物圈中的生物，不仅使自然界中的化学元素进行了迁移，而且改造了大气圈、水圈和岩石圈，从而使地球面貌发生了根本的变化。

因此，自然地理环境系统
中最活跃的圈层是生物圈。

学生进行活动探究3：四大圈层的相互关系。

自主阅读教材相关内容，回答：四大圈层的相互关系是怎样的？
学生进行活动探究4：地表自然环境的构成要素。

认真观察自然景观图，说出图中有哪些圈层？各个圈层的代表性地理事物是什么？并依据图片信息举例说明圈层间的相互关系。

生：（可能的答案）图中表现的有大气圈、水圈、生物圈和岩石圈。

代表性的地理事物分别是：大气圈——云雾；水圈——河流；生物圈——植被；岩石圈——山体。

云雾形成降水补给河流，滋养森林；河流水蒸发可以变成云雾，也可以满足两岸森林的水分供给；森林促进水的下渗，调节河流的径流量，森林蒸腾作用使大气水汽增加。

说明各圈层间相互作用，相互影响，相互制约的关系。

学生进行活动探究5：地球圈层的特点与意义。

2019年2月10日，雪后的山西黄河壶口瀑布景区银装素裹，美景如画，游客们踏着瑞雪，观赏下在逐渐消融的壶口瀑布。

1.图中地理事物或现象涉及地球的哪些圈层？
2.地球外部圈层的分布有什么特点？
3.地球内外圈层中，与人类生存与发展关系最密切的圈层有哪些？
生：（可能的答案）1.涉及到水圈、大气圈、岩石圈和生物圈。

2.各圈层基本上是上下平行分布的；在地球表面附近，各个圈层是相互渗透，甚至是相互重叠的。

3.大气圈、水圈、生物圈和岩石圈四大圈层相互联系，相互渗透，共同构成了人类赖以生存和发展的自然环境，这四大圈层与人类的关系最为密切。

【课堂小结】
【当堂练习】
1.有关地震波的叙述正确的是（）
A.地震波是一种无线电波
B.纵波传到古登堡面时完全消失
C.纵波和横波传播速度在莫霍面都明显减少
D.从震源发生的地震波，纵波比横波先到达地面
2.地球内部厚度最大的圈层是（）
A.地壳
B.地幔
C.岩石圈
D.地核
3.有关地壳和岩石圈的说法正确的是（）
A.岩石圈是由地壳和地幔组成的
B.地壳的厚度比岩石圈大
C.地壳就是岩石圈
D.岩石圈包括地壳和地幔的顶部
4.读“地震波速度与地球内部圈层的划分图”，回答下列问题。

（1）图中A、B表示地震波，其中A表示____波，B表示_____波。

(填文字)
（2）图中C—H分别表示地球的内部圈层，D表示______界面，该面以上C代表________，该面以下E代表________。

（3）图中F处，地震波A完全______，地震波B速度____________并继续往深处传播。

这说明F面以上的E物质状态为_____态，以下的G物质状态为液态，F面是________界面。

（4）____(填字母)层的上部存在一个软流层，一般认为是________的发源地。

【参考答案】1.D 2.D 3.D
4.（1）横纵
（2）莫霍地壳地幔
（3）消失突然下降固古登堡
（4）E岩浆
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