湘教版高中地理必修12.3.1对流层大气的受热过程教案

对流层大气的受热过程教学设计（湘教版） 教材分析 1.在教材中的地位 《对流层大气的受热过程》是湘教版高中地理教材地理Ⅰ第二章第三节《大 气环境》的第一个问题。该问题回答了大气圈层中的能量的来源和传递过程，是 我们认识气温高低变化和分布的理论依据，而气温的差异是学习后一节大气运动 的知识基础，同时还是气象要素的重要组成部分和影响因子。关系图如下： 由此可见，该部分知识是学生认识大气现象的理论基础，直接影响后续知识的 学习、接受，影响学生创新意识火花的迸现，是大气部分教学的重点之一。 2.教材知识内容安排 从学科知识联系来看本部分知识应该是这样的关系（见下图） 太 阳 辐 射 到 达 地 面 地 面 吸 收 传 给 大 气 大气 削弱 地面 反射 地面 辐射 大 气 增 温 大气 吸收 大气逆辐射 大 气 运 动 教材在知识处理上采用了图文结合，讲解与活动习题相结合的方法，与生活 密切相关的知识用活动的方式体现，需要理解的则在正文中结合图示准确的表 述。这样为我们就灵活机动的把握课堂节奏，合理安排教学活动创造了有利的环 境。 学情分析 考虑学生的知识基础，太阳辐射及大气吸收的选择性、散射等相关知识成为 学生认识增温过程知识阻碍，尤其关于物体辐射与能量的关系学生的认识几近为 零，这些若处理不好就会成为学生学习的心理阻碍而影响学习；其次因为缺乏相 关的生活常识，致使形成解释相关现象时的困难。所以在学案中为学生准备了相 热状 况 气象 现象 运动 状况 能量 来源 关的知识链接 教学目标 湘教版教材中该章题目是《自然环境中的物质运动和能量交换》，意在让学 生了解自然环境中的物质运动和能量交换从根本上认识对地理环境的影响的作 用。所以本节学习中让学生掌握大气增温中的能量来源和传递的过程以及传递中 所产生的大气削弱和保温作用是教学的目的之一；而地面辐射的影响因素和气温 的影响因素因为是下节学习的关键因此成为学习重点。其次从新课标的要求来说 是培养现代公民必备的地理素养，教材活动中安排的内容深刻地体现了这一要 求，因而学会利用该知识正确解释大气中的一些现象并服务于生活，让知识变成 学生生活的能力，成为更高层次的要求。 知识目标 1.了解大气的垂直分层结构、各层的主要特征及与人类的关系 2．了解大气对太阳辐射的削弱作用和大气的保温效应 3.理解大气的保温作用，并能运用这一原理解释相关现象 过程与方法 通过学习大气能量的来源和对传递过程的分析，认识影响气温的因素；结合活 动中的问题解释相关的现象，提高对知识的运用能力 情感价值观 在对大气增温过程的学习中培养学生的科学素养，在对现象的解释中培养学生 的探求知识的精神和学用结合的学习习惯 教学重点 从增温过程的角度认识气温高低的影响因素并用来解决生活中的问题的能 力是衡量本节教学成败的主要标尺，而影响学生对该问题理解的关键在于对大气 的增温过程的认识程度，而此过程的认识从学生角度来说，也是容易被忽略的所 以要作为重点来讲。其次，对于现象的解释，要求学生在理解的同时还要能用准 确的语言进行描述，这也是新课标中强调的能力之一。所以教学重点定为： 1.掌握大气的垂直分层以及各层气温垂直变化特点 2. 正确述说能量的来源和传递过程，掌握大气的两个作用 教学难点 1.太阳辐射的特点，大气吸收的特点 2.运用大气相关知识解释身边的大气现象 教学方法 新课程强调课堂教学的本质是教师组织学生学习，所以基础知识的学习采用 课前分发学案，提前预习，掌握相关基础知识。课堂上主要采用教师讲授以及学 生自主探究相结合的方式激发学生求知欲，让学生在教师讲授、自主探究活动中、 从教师的讲授中，自身的直接经验中学习。 学习方法 自主学习法 小组合作探究法 基础知识的掌握主要放在课前准备区自主学习， 重难点的突破主要安排在课堂小组合作探究环节 教学工具 多媒体教学法 相关教学课件 教学过程 整个课堂分以下三个部分，按顺序进行 一 创设情景 明确目的 激发兴趣 伴随着王菲的一首《明月几时有》 我们开始了新的一课，歌词为宋代大文 豪苏轼所写，其中有这么一句，我欲乘风归去，又恐琼楼玉宇，高处不胜寒，起 舞弄清影，何似在人间。那么同学们是否思考过，高处距离太阳越近，为什么温 度反而越低呢？学完这节课，我们就能很好的解释这种现象。 课前我们已经分发了学案，现在我们请同学们展示预习成果。 二、检测基础、注重反馈、强调重点 检测学案中课前准备区的基础知识 教师提问学案中课前准备区部分的相关知识，每个小组抽取代表积极展示， 教师及时点评。强调重点，指出学生的不当之处。教师课件展示课前准备区的参 考答案，便于学生改正。详见如下： 一、大气的垂直分层 大气分层 大约高度 气温的垂直变化 与人类的关系 对流层 ①____千米以 下 随 高 度 增 加 而 ②____________ 天气现象复杂多变，与人类 的关系③__________ 平流层 ④______千米 随 高 度 增 加 而 ⑤______ 利于飞机⑥______ 高层大气 ⑦____千米以 上 气温变化复杂 对无线电短波通信有重要作 用 二、对流层大气的受热过程 1．大气对太阳辐射的削弱作用：主要表现为⑧__________________、 ⑨________和⑩________。 (1)选择性吸收：臭氧层中的臭氧和高层大气吸收波长较短的⑪__________ 光，水汽和二氧化碳吸收波长较长的⑫____________光。 (2)散射和反射：散射主要改变太阳光线的方向；云层或尘埃能反射太阳光 线，云层越厚，对太阳辐射反射⑬________。 2．地面辐射和大气辐射 (1)地面辐射：从波长看，地面辐射属于⑭________辐射，地面辐射是⑮ ____________大气增温的直接能量来源。 (2)大气辐射：大气吸收⑯____________增温的同时，也向外辐射能量，即 为大气辐射，它属于⑰________辐射。 (3)大气逆辐射：射向⑱________的大气辐射称为大气逆辐射，对地面起到 ⑲________作用；云量越大，大气逆辐射越⑳____。 参考答案：①12 ②递减 ③最密切 ④12～50 ⑤递增 ⑥高空飞行 ⑦ 50 ⑧选择性吸收 ⑨散射 ⑩反射 ⑪紫外 ⑫红外 ⑬越强 ⑭长波 ⑮ 对流层 ⑯地面辐射 ⑰长波 ⑱地面 ⑲保温 ⑳强 相关知识链接 ①物体辐射特点 每个物体都拥有一定的能量，其释放能量的方式都包含辐 射的形式，不过其辐射的电磁波的波长不同，实验证明，一物体温度越高辐射的 电磁波的波长最短部分波长就越短。因而目前的太阳自身温度就决定了其辐射的 波长在主要在可见光波段，若其温度升高则波长趋短。夜间用的红外线摄像机就 是吸收了低温物体的红外线辐射的原理。 ②大气吸收的选择性 大气由多种成分组成，不同的物质便吸收不同波长的 电磁波，这是由物质自身的特点决定的。如 CO2 和水汽强烈吸收红外线部分，O3 吸收紫外线。当太阳辐射的电磁波穿过大气层时，不易被吸收的可见光波段便可 以穿过其中到达地表。 ③吸收与反射 散射 大气吸收辐射能量后，能量转化为内能而增温；反射、 散射只是辐射方向的变化，没有能量的转化，不能增温。 三．讲授对流层大气的受热过程 通过刚才同学们的回答我们知道在对流层中气温随高度的增加而递减，因为对流 层的直接热源来源于：同学们一起来回答。师：对流层的直接热源是地面。那么 为什么不是太阳辐射呢？我们一起来刨根问底。探讨大气的受热过程。 假如到达大气上界的太阳辐射定为百分之百，而实际上最后到达地球表面的太阳 辐射却只有百分之四十七，这是什么原因造成的？对，同学们说的很好，就是大 气削弱了部分太阳辐射。来看学习主体一。 ★★学习主题学习主题ⅠⅠ 大气对太阳辐射的削弱作用大气对太阳辐射的削弱作用 提示：阅读课本 P44 及表格“大气对太阳辐射的削弱作用”,参考学案相关知识 链接，完成下表:（小组归纳 3 分钟,展示 2 分钟） 阅读课本 P44 及表格”大气对太阳辐射的削弱作用”,完成下列表格: 联系实际生活 身边的地理一：为什么在日出之前或日落之后天空是明亮的？为什么晴朗的天空 多呈现蔚蓝色？ 波长越短越容易被散射 身边的地理二：为什么白天多云，温度不会太高 云层的反射作用最为显著。云层越厚，云量越多，反射越多。 通过学习我们知道了，太阳光在通过对流层时，受到了大气的反射和散射等削 弱作用作用，而大气层只吸收了部分红外光，对占主要能量的短波辐射吸收的很 少，不会改变对流层大气的受热状况。 所以说对流层基本上不能直接吸收太阳辐射的能量。 ★★学习主题学习主题ⅡⅡ 大气对地面的保温作大气对地面的保温作用用 （合作探究 5 分钟，展示 5 分钟） 快速精读教材 P44-45，参考图 2-24 和 2-25.思考下列问题： 1. 地面辐射是如何形成的，它是长波辐射还是短波辐射？ 2. 大气辐射是如何产生的，它是长波辐射还是短波辐射？ 3. 什么是大气逆辐射？它有什么作用？ 4.综上所述，说明大气的保温效应是如何产生的？描述对流层大气的受热过程 太阳辐射在经过对流层时，受到了大气等削弱作用，大气层只选择性吸收了部分 红外光，对占主要能量的可见光吸收的很少，不会改变对流层大气的受热状况。 地面吸收太阳辐射而升温，于是也对外辐射能量，地面辐射大部分被大气吸收， 对流层大气因此而增温。所以对流层气温随高度增加而递减，每升高 1000m 下降 6 度。大气吸收地面辐射增温的同时，也向外辐射能量，一部分朝向高层大气和 宇宙空间，一部分射向地面，在一定程度上弥补了地面损失的热量，对地面起到 了保温作用。综上可以把对流层大气的受热过程个简短的概括为：太阳暖大地， 大地暖大气，大气还大地。需要注意的是这三个过程是连续作用的。 作用 参与的大气成分 波长范围 特点 吸收 臭氧 紫外线 有选择性；红、紫外线被吸 收；可见光大部分到达地面 二氧化碳和水汽 红外线 反射 云层和尘埃 所有 波段 无选择性；所有波段都被反 射，云层越厚反射越强。 散射 空气分子和尘埃 与尘埃颗粒 大小有关 波长越短越容易被散射,蓝 色光最易散射 身边的地理三： 在晚秋和寒冬，为什么霜冻多出现在晴朗的夜晚？ 因为晴朗的夜晚云层薄，云量少加之大气中的水汽含量少，因而对地面长波辐射 的吸收能力就弱，进而导致大气逆辐射弱，对地面的保温作用就弱，所以，容易 出现霜冻。 ★★学习主题学习主题ⅢⅢ 例理对对碰例理对对碰 【探究材料】 1.想一想，为什么地球表面的昼夜温差远不如月球表面大？ 白天，大气削弱了到达地面的太阳辐射，气温不会太高。夜间，地面辐射绝大部 分热量又被大气逆辐射还给地面，使气温不致降得过低。而月球白天，由于没有 大气对太阳辐射的削弱作用，月面温度升得 很高，气温很高。夜间由于没有大气的保温 效应，月球表面辐射强烈，月面温度骤降， 气温很低 2． 请用大气受热过程原理解释新疆谚语 “早穿棉袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”所呈 现的现象。 新疆地处内陆，气候干旱，晴天多，云量少。白天 大气的削弱作用弱，到达地面的太阳辐射多，气温 高，出现“午穿纱”的现象；晚上，大气的保温作 用弱，地面损失热量多，近地面气温低，故有“早 穿棉袄”的现象。 3.秋阴不散霜飞晚，留得枯荷听雨声。—李商隐 连续的阴雨天气，云层厚，云量多，夜晚大气的逆辐射作用强，霜冻下的就晚。 四 归纳总结 板书设计 地面太阳 大气 地面辐射 大气逆辐射 宇宙 空间太阳辐射 地理环境 保温作用 削弱作用（反射、散射、吸收） 自主检测： 1.有关下列现象及其成因的叙述，正确的是（ ） A．晚秋晴天的晚上常会有霜冻——大气逆辐射强的原因 B．晴朗的天空呈蔚蓝色——大气的反射作用 C．中午的阳光比日出时的阳光强烈——阳光经过大气层的距离和太阳高度不同 D．西北地区的光照资源丰富，但热量不丰富——主要是海拔较高 2.关于大气垂直分层的说法，正确的是( ) A．闪电一般发生在平流层底 B．对飞机飞行有利的是对流层上部 C．南极的“臭氧层”空洞一般出现在平流层 D．能反射无线电短波的电离层位 于平流层 3．下列概念：①太阳辐射 ②地面吸收 ③大气削弱 ④大气逆辐射 ⑤地面 辐射，按发生的先后顺序排列正确的是( ) A．①②③④⑤ B．①③⑤④② C．①③②⑤④ D．①④③②⑤ 4．大气的“温室效应”是指( ) A．大气吸收了太阳辐射，保存在大气中，使大气温度增高 B．大气毫无阻挡地使太阳辐射透射至地面，使地面温度增高 C．大气中水汽和二氧化碳几乎吸收了全部的地面辐射，使热量散失很少 D．平流层大气中的臭氧强烈地吸收紫外线 5．下列哪个地方对流层厚度最厚（ ） A.刚果盆地 B.地中海 C.密西西比河 D.麦哲伦海峡 6.撒哈拉大沙漠地区气温日较差较大的原因是（ ） A．沙漠地区太阳辐射量少 B．沙漠地区水汽少，大气对太阳辐射的削弱和保温作用差 C．沙漠地区人类活动少 D．沙漠地区的风沙大《齐民要术》中有这样一段描述：“凡五果，花盛时遭霜， 则无子。天雨新晴，北风寒彻，是夜必霜。此时放火作煴(无焰的火)，少得烟气， 则免于霜矣。” 7．造成“是夜必霜”的原因是( ) A．雨后的夜晚，气温必定很低 B．受冷气团影响，加之晴朗夜晚，大气逆辐射弱 C．晴朗夜晚，地面辐射减弱 D．晴朗夜晚，地面辐射增强 8．“放火作煴，少得烟气，则免于霜矣”的原因是( ) ①“烟气”使大气逆辐射增强，使地面温度不至于过低 ②“烟气”的成分 主要是 CO2，对地面有保温作用 ③“放火作煴”直接把地面烤热 ④“放火作 煴”直接把大气熏热 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 目标评价： 评价目标 达标情况 熟练掌握 基本掌握 没有掌握 大气的垂直分层 结构、各层的主 要特征及与人类 的关系。 大气对太阳辐射 的削弱作用和大 气的保温效应。 能运用大气的保 温作用这一原理 解释相关现象。