冷热不均引起大气运动.docx

《冷热不均引起大气运动》教学设计
（第１课时）

【考纲解读 】
1． 大气的受热过程及其逆温现象。
2． 热力环流原理及其应用。
3． 等压线和风。
【教学目标 】
知识与技能
1.明确大气的热量来源，即导致大气运动的能量来源，使学生能运用图示说明大气的受热过程。
2.使学生要会叙述热力环流的形成过程，理解地表冷热不均引起的大气运动，理解水平气压梯度力是风形成的原动力和直接原因。
3.理解水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力对风向的影响，能运用图示解释风的形成，培养学生理论联系实际并且能用理论知识指导实践的能力。
过程与方法
1．培养学生读图、析图、绘图能力，提高综合分析问题以及运用地理知识解决实际问题的能力。
2.通过探讨使学生理解“太阳暖地面、地面暖大气、大气还地面”的原理。
3.通过实验活动理解热力环流的原理。
4．学生要会运用简单的等压线分布图，分析、判断风向。
情感、态度与价值观
1．树立辩证唯物主义观念，增强大气环境保护意识。
2．使学生认识大气运动与人们生活和生产活动的关系，明确人类活动应如何趋利避害。
3．能将所学知识运用于实际，服务于社会。
【教学重点】
1．热力环流的形成过程[来源:学|科|网Z|X|X|K]
2．大气运动的基本形式及大气水平运动的几种作用力。
【教学难点】
1．热力环流的动态过程引起的等压面的弯曲方向。
2．影响大气水平运动的“三力”及其作用下的风向。
【教学方法】
情景设问法、启发式教学法、多媒体辅助教学法、探究学习法。
【学习方法】
1．让学生重视图文转化，培养学生阅读地图的能力。
2．学习地理知识的观察方法
3．掌握地理理性知识的逻辑方法
4．运用地理知识解决问题的方法
【课前准备】投影仪、投影片、多媒体、学案、海平面气压场分布挂图、板图、纸箭头
【教材分析】
《冷热不均引起大气运动》位于高中地理必修一第二章第一节，大气受热过程是本节课的基础知识和重点，主要知识结论“地面是近地面大气主要的直接热源”是学习热力环流的基础，只有理解了地面是近地面大气主要的直接热源而不是太阳辐射，才能正确理解热力环流的形成原因、不同表表现形式。
热力环流是本节课的关键部分，起到承上启下的作用，同时又是大气的水平运动的学习基础。所以可以通过这部分内容学习来衡量学生掌握大气运动的程度，予于足够的重视。
在理解大气的基础上进一步深入探讨大气环流的基本形式——热力环流的形成机理，它是理解季风环流和三圈环流的基础，是分析气候成因和天气变化的所要依据的基础性的重要知识。
【学情分析】
一般特征：学生是高一的学生，自以为有已成人的感觉，学习自觉性好，求知欲高，自主学习能力较高，具有好表现、思维活跃、善于思考而合作与探究水平有待提高等特点。但学生仍局限于感性认识，无法自主实现地理规律原理与个人经验的结合，对概念、理论的归纳能力较弱。因此，教师必须采用有效的方法给予辅助，启发引导学生完成新知的建构。
初始能力：高一学生在初中阶段学习了“天气和气候”的初步知识，在必修1第一章已掌握了太阳辐射有关知识，对本课题已有一定的生活体验，而且具备一定的读图和分析能力，为本节课的学习打下基础。初中物理《气压》的相关知识，已有一定的大气物理知识和技能基础；但大部部分学生基础较差，需要进一步巩固基础性的大气物理知识和培养实验观察能力。
【板书设计】
第二章 地球上的大气
第一节 冷热不均引起大气运动
一、大气的受热过程：太阳暖地面—→地面暖大气—→大气还地面
二、热力环流：

三、大气的水平运动

【课时安排】2课时
【讲授过程】第１课时大气的受热过程和热力环流
（新课引入）我们在第一章中学习了地球的圈层结构，探索了内部圈层，也了解了外部圈层，地球的外部圈层有哪几个呢？大气圈、水圈、生物圈。大气圈作为地理圈层之一对于人类生存的意义重大。从今天开始，我们来学习——第二章 地球上的大气。
【板书】第二章 地球上的大气
（过渡）地球周围的大气好像一部巨大的机器，日夜不停地运动着。它的运动形式多种多样，范围有大有小，正是这种不停的大气运动，形成了地球上不同地区的天气和气候。大气为什么会运动，以及怎样运动这是我们这一节课要学习的内容。
【板书】第一节：冷热不均引起大气运动
一、大气的受热过程
（导入）在“第一章第二节太阳对地球的影响”的学习中我们知道：地球上的能量主要是从哪儿获得的？（太阳）
（过渡）我们知道万物生长靠太阳，这说明了太阳光热的重要性，而且太阳辐射能也是地球大气最重要的能量来源（指导学生将此句话在P28中画起来）。那么太阳辐射穿过大气层的过程是怎样的呢？
【投影】教材28页图2.1“大气的受热过程”（引导学生观察、分析）

大气的受热过程具体图解如下：

【讲解】太阳辐射部分被大气吸收或反射，大部分到达地面，并被地面反射和吸收，使地面增温。这一过程我们称之为“太阳暖地面”。
【板书】1、太阳暖地面
（提问）太阳辐射有没有全部到达地面？（没有，有一部分被大气吸收、反射掉，即太阳辐射被大气削弱了一部分后才到达地面。而大气对太阳辐射的吸收、反射和散射，我们称为大气对太阳辐射的削弱作用）
【板书】（补充）大气对太阳辐射的削弱作用：吸收、反射和散射。[来源:Z&xx&k.Com]
【讲解】通过生活常识我们知道：阴天比晴天的气温低。因为晴天：大气对太阳辐射的削弱作用较弱；阴天：大气对太阳辐射的削弱作用较强。空气密度越大（越稠密），大气对太阳辐射的削弱作用越强。
【讲解】地面吸收太阳辐射能而增温，并以长波辐射的形式向外辐射热量，除少数透过大气返回宇宙空间外，绝大部分被近地面大气吸收。近地面大气吸收了地面辐射以后，又以对流、传导等方式，层层向上传递热量；这种辐射热交换是大气增温的最重要方式。
（比较）从“大气的受热过程”图中可以看出，地球大气对太阳短波辐射和地面长波辐射哪个吸收得较多？
【讲解】从大气的受热过程来看，地球大气对太阳短波辐射吸收得较少，大部分太阳短波辐射能够透过大气射到在面；而大气对地面长波辐射吸收得却比较多，地面辐射放出的绝大部分热量能够被大气截留下来，所以，地面是近地面大气主要、直接的热源。所以这个过程我们称之为“地面暖大气”。
【板书】2、地面暖大气：地面是近地面大气主要、直接的热源

（过渡）下面我们再来看看大气增温后会出现什么样的情况？
（活动）请同学们自主探究P29“活动1” （引导学生自主学习，学习大气对地面保温作用的知识，实现由地面辐射到大气辐射和大气逆辐射的知识迁移）
【投影图片】P29“活动1”
【点拔】（1）大气逆辐射指向地面，是对地面辐射损失热量的补偿，对地面有保温作用。用“大气保温作用”概括，应该合适。
（2）因为月球没有大气，白天，在太阳辐射下，月面温度升得很高；夜间，月球表面辐射剧烈，月面温度骤降，所以温度变化剧烈。地球上因为有大气存在，由于大气热力作用，在白天，大气的反射、散射和吸收削弱了到达地面的太阳辐射，使白天地面的气温不致过高；夜间，地面辐射绝大部分热量又被大气逆辐射还给了地面，使夜间地面气温不致降得过低，从而减小了气温日较差。所以月球表面的昼夜温度变化（日较差）比地球表面剧烈。
【归纳讲解】通过活动题，我们知道：地面暖大气，大气在增温的同时，也向外辐射热量，叫做大气辐射。大气辐射的一小部分向上射向宇宙空间外；大部分向下射向地面，其方向与地面辐射正好相反，故称为大气逆辐射。所以，大气以大气逆辐射的形式将热量还给了地面，从而完成了大气的保温作用。这个过程我们称之为“大气还地面”。
【板书】３、大气还地面：大气保温作用
（提问）1.冬天，晴朗的夜晚为什么比阴天（多云）的夜晚冷？［因为阴天（多云）的夜晚大气保温作用强，较温暖。］
2.青藏高原号称世界屋脊，太阳辐射强，而为什么气温低？[青藏高原大气稀薄，虽然地面获得太阳辐射多，但是大气对地面辐射的吸收能力弱，大气保温性差。]
【归纳】【补充】晴天：大气保温作用弱；阴天（多云）：大气保温作用强。空气越稠密，大气保温作用越强。
（小结）通过刚才的学习，我们知道了大气的受热过程：即首先是太阳辐射使地面增温，“太阳暖地面”；接下来是地面辐射使大气增温，“地面暖大气”；最后是大气逆辐射使地面保温，“大气还地面”。
【练习】重点突破
1．两个来源
（1）大气最根本的能量来源：A 。
（2）近地面大气热量的主要、直接来源：B 。
2.两大过程
（1）地面的增温：大部分太阳辐射透过大气射到地面，使 增温。
（2）大气的增温：地面以 的形式向大气传递热量。
3.两大作用
（1）削弱作用：大气层中的水汽、云层、尘埃等对太阳辐射的 作用。
（2）保温作用： 对近地面大气热量的补偿作用。
【转承】通过上节课的学习，我们知道了地球的能量源泉是太阳辐射，地面是近地面大气主要、直接的热源，而且还知道了地面是如何增温的。那现在请大家汇报课前布置的两个实验：
（1）烧一锅开水，注意观察锅里沸腾的开水运动的方向；
（2）在室外安全的地方点燃一小堆纸，注意观察纸片和灰烬，显示出的空气流动路线（要求天气晴朗无风）；[来源:学|科|网]
学生交流讨论：为什么会产生这样的现象？水或纸片灰烬在垂直方向上的运动方向与地面冷热有何联系？
学生讨论汇报成果：略
老师总结：第一个实验：中间水向上冒，锅边水往下沉；
第二个实验：纸片和灰烬从火堆上升，在空中流向四周，又从火堆四周下沉，然后又进入火堆。

【实验设计】
热力环流实验
[来源:学科网]
注：（实验的关键是要避免室内风的干扰，故要关上门和窗。注意防火安全。
由于是课堂演示，只有座位靠前排的同学观察比较清楚，因而请一学生观察实验现象并向其他学生描述。）
一、材料：
略大一点的废弃纸盒，点燃的香烟，冰块，打火机等。
二、步骤：
1、将略大的废弃包装纸盒，正面去掉，留下其它5个面，横放在桌上，让盒子开口的那面，正对观察者；
2、关上门和窗，在纸盒内一端放入点燃的香烟，观察烟雾的上升、沿纸盒内顶面的运动、下沉、在纸盒底面的运动。
3、将纸盒内烟雾清空，再在箱子另一端放上冰块，观察蚊香烟雾的上升、沿纸盒内顶面的运动、在冰块上方的下沉、在纸盒底面的运动；
三、实验现象：
1、第一次烟雾腾起，上升，在纸盒顶部聚集。
2、第二次烟雾腾起，上升，在纸盒顶部聚集后，在冰块所在的位置下沉，然后往香烟所在位置运动。
四、实验结论：由于两处的受热不均，形成了空气环流。我们称之为热力环流。
【板书】二、热力环流
1、大气运动的根本原因：太阳辐射能的纬度分布不均，造成高低纬度间的温度差异。
【复习补充】在分析前，首先复习几个概念：
A、气压。
气压是指单位面积上，向上延伸到大气上界的垂直空气柱的重量。根据 P=F/S=G/S=mg/S=ρvg/S，得出气压与空气分子的密度有关系。同一水平面上密度越大，气压值越大。同时，同一垂直方向上，气压随海拔的增加而减小。例如：

比较A、B、C、D的气压值大小。水平方向上A>D,C>B,垂直方向上B>A,C>D。所以，C>B>A>D。
B、等压面等压面是指压力相同的所有点连起来构成的面。

当地面受热均匀时，等压面与水平面平行。但是我们研究热力环流时，是看空气运动的剖面图。所以这时候我们看到的图2.3那些平行于地面的线是等压面。
【板书】2、热力环流：——大气运动最简单的形式
（1）概念：由地面冷热不均而形成的空气环流。
（过渡）请大家看“课件”（引导学生分析，完成热力环流形成的简图）
[读图]P30图2.3“热力环流的形成”

[来源:Zxxk.Com]

【归纳】【板书】（2）形成过程：冷热不均→大气垂直（上升或下降）运动→同一水平面上产生气压差异→大气水平运动→形成热力环流。【补充】【板书】（3）气压高低的判读（《导学》P31“二、2.气压…判读”）

（过渡）在我们日常生活中，热力环流是自然界常见的一个自然现象，在我们身边热力环流的实际例子有很多。如城市风、山谷风、海陆风等都是热力环流在自然界的具体体现。
（活动）下面请你利用热力环流的原理，完成教材P31活动3（做适当指导，让学生完成此活动后点拔）
【点拔】（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。夜间的情况正好相反。据此，图2.4A：陆地--低压，海洋--高压；图2.4B：陆地--高压，海洋--低压。（展示课件）
（2）风从高气压吹向低气压。据此，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<
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（4）白天来自海洋的风比较凉爽湿润，对滨海地区能够起到降温的作用；夜晚来自陆地的风比较温热干燥，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。
【补充】【板书】（4）常见的热力环流(《导学》P31-32“常见的热力环流”)
① 海陆风
② 山谷风

③城市风

（小结过渡）由于地面冷热不均而形成的空气环流，称为热力环流，它是大气运动最简单、最基本的形式。其形成原理如下图所示。

近地面空气的受热或冷却（气温差异是原因）→引起气流的上升或下沉运动（空气垂直运动是气温差异的结果）→导致气压的差异（水平气压梯度是空气垂直运动的结果）→大气的水平运动（风）。
课堂练习