《8大气的组成和垂直分层》案例

《8大气的组成和垂直分层》教学案例【教学内容】二期课改高二第一学期专题8教学目标1.知识目标：(1)知道组成大气的主要成分及其作用(2)理解大气的垂直分层结构，各层的主要特征及其与人类的关系。2.能力目标:(1)用气温的垂直分布图，说明大气垂直分层结构，气温垂直变化(2)通过自学、讲图、析图以及分析讨论，培养学生的自学能力和分析问题、解决问题的能力(3)能分析对流层、平流层的主要特点。3.情感态度价值观：(1)初步了解大气对人类活动的影响，树立正确的人地观教学重点大气的垂直分层（以对流层为主）教学难点各层大气的主要特点教学方法启发式谈话法，讲授法准备过程1、参考教科书、辅导书等资料2、网上搜索相关图片资料3、制作ppt课件教学媒体ppt教学过程教师活动学生活动【引入】今天的天气怎么样啊?对了,今天天气……那么我们上海的气候又是如何的呢?对了,我们上海气候四季分明,是亚热带季风气候.那气候和天气又什么区别呢?二者在定义上有什么不同呢?大家看书上的概念,对了天气是指短时间内的变化,而气候是多年的平均变化,时间上是不同的.不论是天气还是气候他们都与什么有关呢?对了都是与大气有关的.今天我们就来学习第三篇----天气、气候与大气【讲解】由于地球的引力，在地球周围积聚着一层厚达数千千米的混合气体，称为“大气”。而这层大气对我们整个地球有生命体的存在起了至关重要的作用。观察【小结】

可以说，没有大气就没有水和生物。对于人类来说，大气具有独特重要的意义。为什么大气会有如此重要的作用，今天我们就来认识大气的组成和垂直分层结构。【标题】

专题8

大气的组成和垂直分层一、大气的组成及其作用【提问】

大家想一想，在我们周围的大气中，除了纯净的空气，还有些什么物质？对！低层大气是由干洁空气、水汽和悬浮在大气中的固体杂质三部分组成的，其中主要的是干洁空气。干洁空气是由多种气体混合组成的。【提问】

干洁空气的主要成分是什么？【多媒体展示】干结空气组成图【讲解】二氧化碳、臭氧、稀有气体含量很少，我们称之为“微量成分”。这些成分含量甚微，那它们在大气中是否可有可无呢？（不是，它们都有着自身不可替代的作用）【提问】低层大气各组成成分都有何作用呢？低层大气的组成成分主要作用干洁空气主要成分N2生物体的基本成分O2一切生物维持生命活动必须的物质微量成分CO2绿色植物光合作用的基本原料；对地面保温O3吸收紫外线，保护地球上的生物免受过多紫外线的伤害水汽天气变化的重要角色固体杂质作为凝结核，是成云致雨的必要条件【总结】

氮是地球上生物体的基本成分,任何有机体的生长都离不开氮；氧是生物呼吸不可缺少的部分,氧是一切生物维持生命活动所必需的物质，二者对于地球上的生物来说都是必不可少的。【提问】

除了氮和氧，干洁空气中还有哪些气体呢？【提问】

二氧化碳和臭氧在干洁空气中含量虽然不到％，但其作用不可低估，你知道它们有什么作用吗？【总结】

二氧化碳是植物进行光合作用的重要原料；微量气体中有我们熟知的臭氧,臭氧能吸收太阳光线中的紫外线，使地面上的生物免受紫外线的伤害。

［学生回答］氮、氧合占干洁空气体积分数的99%，二氧化碳、臭氧、稀有气体只占1%。答：（略）【提问】

水汽又有什么作用?【总结】

水汽可以使我们的大气不干燥,但水汽在空间和时间分布上都是不同的,比如,在热带雨林地区,水汽很丰富,在大气中的比例可以达到5%;而在沙漠和极地冰原上空,几乎没有水汽的存在.那时间上又有什么规律呢?对了,比如在我们上海,夏季水汽含量就比冬季多很多。固体杂质作为水汽的凝结核，也是大气组成的一小部分，虽然水汽和固体杂质的含量也很少，但二者却是成云致雨的必要条件。【小结】

由此可见，大气中各组成部分对地球、地球上的生物都有着重要作用。【提问】低层大气的组成成分含量是否有变化呢？【学生讨论】氮和氧成分是否变化？二氧化碳和臭氧含量是否变化？【讨论】为什么呢？成分含量的变化又各自产生怎样的后果？【讲解】N2,O2含量基本不变CO2含量增加——原因：（1）燃烧矿物燃料向大气中排放大量的CO2（2）毁林，特别是热带雨林的破坏，使森林吸收和固定的二氧化碳迅速减少——后果：（1）海平面上升（2）引起世界各地降水和干湿状况的变化O3含量减少——原因：人类使用消耗臭氧的物质，释放大量氟氯烃化合物——后果：使到达地面的紫外线辐射增加，直接危害人体健康，还对生态环境和农林牧渔业造成破坏。【总结】了解了大气的组成，那么大气形成的连续圈层我们称为大气圈或大气层，大气层的质量仅占地球质量的百万分之一。并且由于地球引力的影响，大气密度随着高度的增加而减小，大气总质量的90%集中在离地表15千米的高度以内，99。9%集中在50千米高度以内。在2000千米高度以上，大气极其稀薄，逐渐向星际空间过渡，无明显的上界。【过渡】

这层厚厚的大气，绵延数千千米，那么这么高的大气层在垂直方向上有什么变化特点呢？前面我们讲到了大气的密度随着高度的增加而减小，那温度又是怎怎样变化的呢？我们看这两幅图，发现什么了吗？对了，从山脚到山顶，温度是递减的，那温度是不是就这样一直递减下去呢？对了，其实每层的温度变化都是不同的，所以我们根据大气的物理性质，将大气进行了分层，共分为5层。【提问】

请你们读图说明各层气温是如何随高度变化的？对！对流层气温随高度升高递减；平流层气温随高度升高递增；中间层气温随高度升高递减；热层气温随高度升高递增。【过渡】为什么各层热状况各有不同呢？大气的热状况不同，那大气的运动和其它大气现象时不是也不同呢?我们就具体来分析一下。【讲解】

在对流层，热量主要来自地面的长波辐射，所以上冷下热，气温垂直递减率为°C/100M，也就是说每上升1000米，气温下降6度，所以在我国众多海拔1000米左右的山地成为避暑胜地，山上的气温比山脚低了6度左右，气温比较适宜。那么既然上冷下热，气体热胀冷缩，热的地方气温高，空气的密度就比较小，容易产生空气的上升运动，冷的地方空气就会下沉来补充，这样就形成了大气的对流运动。所以大气是做什么方向的运动阿，对了，就是垂直方向上的对流运动。也就是我们为什么将其称为对流层的原因。答：（略）[学生回答]氮和氧成分基本不变，二氧化碳和臭氧含量有变化，二氧化碳含量增加，臭氧含量减少。答：分为对流层、平流层、中间层、热层。【提问】

对流层是最贴近地面的一层。整个大气质量的3/4和几乎全部水汽、固体杂质都集中在这一层,这些物质受冷凝结，在大气对流过程中，可能产生什么天气现象？【总结】

云、雨、雪等天气现象都发生在这一层，因此，对流层天气现象复杂多变，与人类的关系也最为密切。【过渡】同学们肯定有疑问了，那对流层的高度究竟是多少呢？我们来看这张图，淡蓝色部分是对流层，发现在赤道地区对流层比两极地区厚，那具体是多厚呢？我们一起来看看，由于地面受热越多，对流就越旺盛，所以不同地区对流层的高度有可能不同。赤道地区对流层高度高，极地地区对流层高度低，因此我们说对流层高度随纬度发生变化，一般低纬度地区对流层高度高。低纬地区对流层可达17～18千米；高纬地区仅8～9千米；中纬地区10～12千米。【提问】对流层高度除随纬度发生变化外还随什么因素发生变化？由于夏季温度高,所以对流就旺盛,对流层的高度就比冬季时高,比如我们上海,夏季时对流层可达16千米,而冬季时只有11千米。【提问】

对流层之上离地面50-60千米高度范围我们成为平流层,根据平流层的大气热状况，推测其中大气该怎样运动？天气现象如何？【讲解】

我们看到温度是随着高度上升而增加的，这是为什么呢？对了，因为这里又臭氧层的存在，它能大量吸收紫外线，，使这层的温度急剧上升。由于平流层上热下冷，大气稳定，不易形成对流，因此这层大气以水平运动为主.除此之外，这一层水汽、固体杂质极少，天气晴朗，能见度很好，大气平稳，有利于高空飞行。现在人们乘坐的大型飞机多是在平流层中飞行。臭氧层可以保护地球上的生物免受过多紫外线的伤害，所以就成为人类生存环境的天然屏障平流层与人类的关系也很密切。答：垂直方向的运动。答:季节【提问】

依次类推，中间层大气的温度是如何变化的呢？对！中间层温度随高度增加而降低,为什么会降低呢？对了，这层几乎没有臭氧，不能吸收热量，所以温度降低。那就和前面讲到的对流层一样,温度上冷下热，所以所以空气垂直对流运动相当强烈，又称高空对流层。【提问】既然这也是对流作用，与对流层有什么区别呢？那这里也有雨雪等天气的变化吗？没有，因为这里没有水汽、尘埃等物质的存在，就没有了成云致雨的必要条件，所以这里就不像对流层那样有复杂的天气变化。中间层之上到离地面约800千米的高度是热层.这里的气体都以离子态存在,所以这层又称为电离层.由于离子态的气体吸收太阳紫外线辐射,所以该层温度随高度增加急剧升高，在300千米的高度，温度达到了1000度。电离层大气在太阳紫外线和宇宙射线的作用下，处于高度电离状态，故而能反射短波无线电波，对无线电通信有重要作用。所以我们能听到很远的地方电台的广播。【提问】同学们还记不记得我们在哪里讲到过电离层?对了,在专题1宇宙时,我们讲到过电离层,当太阳活动的耀斑爆发时发射的电磁波进入电离层，会引起电离层的扰动。此时在电离层的短波无线电信号会被部分或全部吸收，从而导致通讯衰减或中断。这两张是发生在南极上空的美丽的极光，主要是由于带电粒子与大气发生摩擦，就形成了极光，这个也是分布在这一层里的。除此之外，人造卫星、火箭等也大都分布在这里。最后离我们地面最远的就是散逸层,或者称为外层,这层受到的地球引力减弱,空气也最为稀薄,经常有一些大气粒子散逸到星际空间去,故得名散逸层.

【总结】中间层、热层和外层由于距离地面较远，因此与人类的关系不如对流层和平流层密切。【列表小结】答：对流运动。

【课堂小结】以上就是我们这节课所学的内容，大家主要理解和掌握两个内容：第一，了解大气的组成及各部分的作用。正确认识大气的主要组成成分对人类生命活动及其生存环境的重大作用，反过来人类活动也会对大气组成成分带来影响，甚至是负面影响。第二，大气的垂直分布。气温的垂直分布是划分大气各层的主要依据，也是大气各层最基本的特征。教案设计说明导课：这节课的导课我用的是天气与气候问题，一来用最普通的话题进入教学，二来也可以紧扣第三篇的主题，同时也能将天气与气候之间的区别向同学讲解清楚。大气的组成：在大气的组成这个内容中，我是通过展示《干结空气组成图》，让同学跟着我的思路一起学习。此后又讲解了各个组成成分的作用，再来让学生讨论各个组成成分的含量会不会发生改变？成分含量的变化又各自产生怎样的后果？这里设置讨论一方面是通过讨论学生很快提起了学习的兴趣，并且积极参与到教学中来，另一方面，学生通过讨论，可以让他们加强合作精神。大气的垂直分层：在这个内容中，主要是让学生看图，分析每一层的温度变化，以及每一层所有的特点。这样做的目的是让学生学会读图，并且进一步进行析图。除此之外，还讲解了每一层与我们人类的关系，如无线电通讯、云雨雪等等。最后用一张表格将所讲内容罗列出来，帮助同学们更好的理解知识、掌握知识。最后：在本节课的最后，我对所学内容做了一个小结，帮助同学们梳理知识点，然后又出了几道课堂小练习，巩固所学的知识，及时反馈。教学反思专题8《大气的组成与垂直分层》是第三篇《大气与天气、气候》的第一课内容，通过本单元的学习，要让学生了解大气由哪些物质组成及大气的五个圈层如何划分，每一层有怎样的特点等等。一、自我评价1、教学思路较为清晰，有流畅的教学内容流程与教学组织流程。2、课堂教学过程中师生关系始终是和谐的，在教师的引导下，学生非常配合教学工作，使得本节课上得很流畅，圆满地结束了教学内容。3、整节课的课堂时间控制的很好，在有限的时间里完成了所有的教学内容。二、自我反思教学后的收获：这节课因为是第三篇的第一个单元，对学生来讲这是一个全新的内容，所以我运用了提问讨论等方式让学生参与到教学过程中来，很多学生在讨论的过程中表现十分积极活跃，开阔了他们的思维，在他们的回答中也体现出了他们丰富的课外知识，让我感觉学生是很喜欢上地理课的。除此之外，还有一个很大的收获是，学生的积极表现也