[VIP专享]高中地理新课程创新标准设计(五)在活动中体验,在活动中感悟——《冷热不均引起大气运动》教学设计

高中地理新课程创新标准设计（五）在活动中体验，在活动中感悟——《冷热不均引起大气运动》教学设计
【教学目标】：
知识与技能目标
1. 运用图表说明大气的受热过程。

2. 通过实验说明热力环流的形成原理，能够用原理解释自然界中的热力环流。

3. 运用图示解释风的形成，学会分析水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力对风向和风力的具体影响。

4. 能够在等压线图上确定水平气压梯度力的大小。

过程与方法目标
通过知识整合、梳理，学会分析地理事物因果关系，建构知识体系的方法，通过具体的活动观察分析生活中的地理现象，在活动中感悟知识。

情感态度与价值观目标
在活动中体验成功的喜悦，在解决学习的困难中培养坚强的恒心和学习毅力。

【教材内容及分析】：
课程标准对学习本节内容的要求是“运用图表说明大气受热过程。

”
本标准旨在认识导致大气运动的基本原理，为后面学习大气环流、天气系统以及全球气候变化打下理论基础。

因此，本节内容是本单元学习的基础。

选用了三个有着紧密逻辑联系的内容，大气的受热过程影响大气的热状况，大气的热状况（冷热不均）是热力环流形成的根本原因，热力环流是大气运动的最简单形式，包括垂直运动和水平运动。

第一部分“大气受热过程”主要包括以下几个要点：①太阳辐射能是地球大气最重要的能量来源；
②太阳辐射穿过大气层的过程；③地面吸收太阳辐射而使地面增温，又以长波辐的形式
把热量传递给大气；④地面是近地面大气主要的直接热源；⑤大气受热过程的重要性。

核心结论“地面是近地面大气主要的、直接的热源”，“活动”说明大气对地面的保温作用，利用大气保温和削弱原理解释自然现象。

第二部分“热力环流”主要包括以下几个要点：①引起大气运动的根本原因；②热力环流形成的过程；③热力环流是一种常见的自然现象。

“活动”通过实验，形成热力环流过程的感性认识。

“活动 2”是利用原理，分析自然现象。

第三部分 “大气的水平运动”主要包括以下几方面内容：①水平气压梯度力是形成风的直接原因；②高空大气中的风向特点与受力分析；③近地面大气中的风向特点与受力分析。

“活动”是风形成的具体知识应用。

【教学过程和教学策略】：
[ 引入 ] 我们打开窗户，有时会感受到一阵阵风吹来，风是大气的水平运动，那么，大气运动是怎样发生和进行的？大气水平运动有什么规律？今天我们就来探讨相关的问题。

[ 板书 ] 一、大气的受热过程
一、自主梳理知识建构知识体系
[ 学生活动 ]
1. 自主学习：根据提出的问题自学：地球大气最重要的能量来源是什么？太阳辐射穿过大气层要受到大气什么样的影响？地面增温后又以什么形式把热量传递给大气？从大气的受热过程分析你能够得出什么结论？大气受热过程有什么重要性？
2. 整合、梳理知识：学生自己完成大气受热过程先后顺序的梳理，要求能够对照图说明大气受热过程；用知识框图形式示意大气受热过程。

（对知识重新整合与梳理的过程，是培养学生创造能力的过程）
3. 成果交流与展示：学生上讲台指图说明大气受热过程。

实物投影展示知识框示意图
[ 教师指导 ]
1. 说明大气对太阳辐射的削弱作用主要有吸收和反射。

2. 说明太阳辐射被称为短波辐射，地面辐射被称为长波辐射。

3. 读太阳辐射各种波长范围图，分析：
（ 1 ）太阳辐射的主要电磁波可见光，紫外线，红外线等
（ 2 ）太阳能量主要集中在可见光区，占太阳辐射总能量的５０ % ，大气直接吸收太阳辐射的能量较少。

4. 强调 “ 地面是近地面大气主要的、直接的热源 ”
（扫除知识障碍，复习旧知，巩固新知，强调重点结论）
[ 学生活动 ]完成 P30 活动题（学生自主完成）
[ 参考答案 ]
（1 ）大气逆辐射把热量还给地面，对地面起了极为重要的保温作用。

（2 ）月球上没有大气，白天太阳辐射全部到达月面，使月面温度迅速升高。

夜晚，月球表面辐射强烈，没有大气对月面的保温作用，热量散失很快，温度迅速下降；地球上有大气，白天一部分太阳辐射在穿过大气层时被大气反射和吸收，到达地面的太阳辐射减少，地面温度不致上升太高。

夜间大部分地面辐射被近地面大气吸收，使地面放出的热量绝大部分保留在大气中，散失到宇宙空间的热量很少。

更重要的是大气在增温的同时，又以大气逆辐射的方式，把热量还给地面，在一定程度上补偿了地面辐射热量的损失，使地表夜间的降温速度减慢。

正是由于大气对太阳辐射的削弱作用和对地面的保温作用，使得地表温度变化比较缓和。

所以月面温度昼夜变化比地球剧烈得多。

二、实验活动实现感性知识上升到理性知识
先进行“活动”，让学生采用小组合作方式做实验。

（教师做好实验用品的准备。

实验的材料尽可能考虑容易获取，如冰块可以用雪糕代替等，实验步骤尽可能具有操作性。

教师应该预先进行试验，以确保实验成功。

）
概括实验可以得出什么结论。

（通过实验，形成热力环流过程的感性认识，强调发现学习。

）
师：这种现象会不会发生在自然界中呢？在自然界中由于地面冷热不均而形成的空气环流，称为热力环流。

[ 板书 ]二、热力环流
1. 引起大气运动的根本原因
[ 板图 ] 引导分析热力环流的形成过程。

（1）A 、 B 、 C 三地受热均匀时，等压面与地面平行，高度越高，气压越低，空气没
有上升和下降的运动。

（2）A 受热， B 、 C 冷却，空气出现上升和下降运动，使得空气密度变化，引起同一水平面气压高低差异。

等压面发生弯曲变形。

（3）同一水平面气压高低差异，引起大气的水平运动（上空和近地面都是从高气压流向低气压），构成热力环流。

[ 板书 ] 2. 热力环流形成的过程
[ 学生梳理知识 ] 引导学生用知识框图形式示意热力环流形成的过程。

[ 成果展示 ]
太阳辐射地区不均 ——> 地区间冷热不均 ——> 空气上升或下沉 ——> 同一水平面气压差异 ——> 空气水平运动（风）（构成了热力环流）
（由感性认识上升到理性认识）
师：热力环流是大气运动最简单的形式，是一种常见的自然现象。

陆地与海洋之间，城市与郊区之间都可能形成热力环流。

下面我们来完成陆地与海洋之间热力环流。

[ 学生活动 ] 由学生根据教材 P33 内容，自主解决。

[ 参考答案 ]
（1 ）白天陆地气温比海洋高，因此陆地上为低气压，海洋上为高气压。

夜间情况相反。

图2.4A ：陆—— 低，海—— 高；图2.4B ：陆—— 高，海—— 低
（2 ）风从高气压吹向低气压。

一日之内，白天风从海洋吹向陆地（海风）；夜晚风从陆地吹向海洋（陆风）。

（3 ）（略）
（4 ）白天海风比较凉爽湿润，对滨海地区能够起到降温的作用；夜晚陆风比较温热干燥，对滨海地区能够起到增温的作用。

海陆风共同作用的结果是使滨海地区的气温日较差较小。

（用生活中可见的地理现象进一步理解、验证理性知识，培养知识迁移的能力。

）
三、画图析图,整合迁移和发现知识
[ 板书 ] 三、大气的水平运动
师：热力环流中包括空气水平运动和垂直运动。

空气的水平运动就是风。

从前面所了解的热力环流形成的过程来看，形成风的直接原因是什么呢？
[ 学生活动 ] 在板图上解释水平气压梯度、画出水平气压梯度力的方向。

师：水平气压梯度力是形成风的直接原因。

注意水平气压梯度力的“水平” 两字，气压的高低是在同一水平面上进行比较的。

风是水平运动，地球又在自转运动，你又联想到什么呢？（地转偏向力）
[ 学生活动 ] 引导学生在板图中分析大气运动受力与风向的关系。

1. 高空大气中的风向，是气压梯度力和地转偏向力共同作用的结果，风向与等压线平行。

2. 近地面大气中的风向，是气压梯度力、地转偏向力与摩擦力共同作用的结果，风向与等压线之间成一夹角（针对不同的主题，采用不同的教学方式，传统的板图能够分析风的动态形成过程，依然是有效的。

同时分析中要注意与物理学科力学知识的整合和迁移）
[ 学生活动 ] 完成 P35 活动题。

[ 教师指导 ]
第（ 1 ）题引导学生归纳出同一图中等压线密集 — 气压梯度大，风力大；等压线稀疏 — 气压梯度小，风力小。

（ 2 ）（实物）投影学生画出的风向。

针对学生出现的错误，进行指导和纠正，并说明风向的定义。

（指导学生将学习的方法和策略，迁移到新的情境中运用，同时使学生在使用中有新的发现）
【评析】：
新课程倡导的教学要求，改变原有的单一、被动的学习方式，建立和形成旨在充分调动、发挥学生主体性的多样化的学习方式，发挥学生在教师指导下主动地、富有个性地学习。

本教学设计中注意了这一要求，开发设计了一系列的活动，通过学生的自主梳理知识，学生的实验活动、学生的画图析图，让学生动手、动脑、动口，让学生探究和发现，使学生在活动中得到感性认识和体验，并上升到理性认识，最终学会知识迁移和延伸。

教学设计使学生成为活动的主角，充分调动学生自主参与、乐于探究，勤于动手的积极性，教师引导学生自主学习、在实践中学习，在探究中学习，建立起民主平等、共同发展的师生关系，是符合新课标的要求的。

本设计还强调了体验性学习，强调了身体性参与，重视直接经验，是学生在学习中情感体验。

资料宝库
城市热岛环流
由于城市中工厂、家庭和机动车辆的热量排放，以及城市建筑物高而密集的原因，使城市和附近的地区相比，气温偏高，城市好象一个温暖的岛屿，在气象上称之为“ 城市热岛” 。

据观测，城市“热岛效应”一般可使市区的年平均温度比郊区高0.5 -1.0 ℃。

如北京为9 ℃( 1966 年2 月22 日) ，上海为6.8 ℃ ( 1979 年11 月13 日) 。

当大气环流微弱时，
城市热岛的存在，引起空气在城市上升，在郊区下沉，在城市与郊区之间形成了小型的热力环流，成为城市热岛环流。

城市热岛效应会产生许多危害：①城市热岛效应会加重空气污染。

由于城市“ 热岛” 与周围郊区存在高低温差，市区的热空气往上升，郊区的冷空气吹向市区，以填补热空气上升后形成的空缺，而上升后的热空气受到高层建筑的阻挡，很难吹向郊区，这样，在城市和
郊区之间的风向总是由郊区吹向城市的，因此，城市上空的污染物难以通过正常的空气流动扩散出去，使城市终日笼罩在一个大“ 尘罩” 下，空气污染就更加严重了。

②城市上空的冷热气团相遇后，可能往上直冲2000 多米，使来往的飞机上下颠簸，摇摇欲坠。

这种气团还是产生龙卷风的温床。

③郊区的水汽在夜间通过冷却后，降落在地面上，便形成了露珠。

而市区的水汽则和烟尘结合，凝结成雾，笼罩在城市上空，若遇阳光明媚的日子，极易产生化学烟雾。

城市绿化、水面和城市风是削减城市热岛效应的有效因素。

通过增加城市绿地，改善城市下垫面的热特性，是消减城市热岛效应有效和切实可行的途径。

加强城市绿化，提高城市绿化的总体水平，是削减城市热岛效应的关键措施。

绿洲气候——冷岛效应
观测结果表明，绿洲农田上不同高度层的气温，昼夜均比附近的戈壁显著要低，最高气温甚至可低30 ℃左右，蒸发量约小一半。

这说明绿洲在夏季相对于周围环境( 戈壁或沙漠) 是一个冷源和湿源，即相对独立的“冷岛”。

产生这种情况的原因，是由于戈壁沙漠较绿洲的比热小，在阳光照射下地面增温比绿洲快得多，戈壁沙漠上空被加热的暖空气，通过局地环流作用输送到绿洲上空，形成一个上热下冷的逆温层，使下层冷空气以保持稳定，于是形成了一个比较凉爽、湿润的小气候。

这种特
殊的气象效应，称为绿洲的“冷岛效应”。

绿洲上空的这种效应，使湍流发展较弱，抑制了植物的蒸腾和地面的蒸发，非常有利于植物的生长。

这对于我国西北干旱地区的绿洲节约水源、种草种树和发展农业，是很有利的。