地球的圈层结构教学设计 高一地理同步课堂（人教版2019必修一）

第一章宇宙中的地球第四节地球的圈层结构（教学设计）年级高一年级科目地理课题第4节地球的圈层结构教材分析本节内容为人教版必修第一册第一章宇宙中的地球第四节地球的圈层结构，根据课程标准要求，本节教材重点落实“说明地球的圈层结构”这一内容，方法是“运用示意图”。教材把地球的圈层结构分成内部圈层和外部圈层，将此节内容分为“地球的内部圈层结构”和“地球的外部圈层结构”两个标题。考虑地理科学的研究范围涉及水圈、大气圈、岩石圈和生物圈，即包括了外部圈层和内部圈层的表层，因此在内、外部圈层的介绍中分别根据具体需要从不同角度提及岩石圈。第一个标题“地球的内部圈层结构”概括介绍认识地球内部结构的方法以及各圈层的位置特点。第二个标题“地球的外部圈层结构”介绍的三个外部圈层再加上岩石圈是地理学的主要研究对象。学情分析作为必修一的第一章，学生对具体圈层以及圈层之间的关系没有太多背景知识，更多局限于初中阶段的认知。本学期接下来的章节都围绕这些圈层展开，所以此处对各圈层自身的特点不宜涉及太多，只对这些圈层作概括介绍。本节教学的主要目的是让学生认识到，圈层之间相互联系相互渗透，共同构成人类赖以生存和发展的自然环境。因此，分层介绍时，要更多的注重各圈层对自然环境形成的作用及其对人类活动的影响。例如，强调“大气圈笼罩着地球，使得地球上的温度变化和缓，同时提供了生物生存所必需的氧气。大气圈中的风、云、雨、雪等天气现象，与人类息息相关”。教学目标课程标准：运用示意图，说明地球的圈层结构。教学目标：1、结合视频和材料，说出地震波的类型及特征，并分析地震波的主要应用。（地理实践力、综合思维）2、根据地震波传播速度的变化，推测地球内部物质状态，并划分地球内部圈层，描述各圈层特点。（区域认知、综合思维）3、运用图文资料，说明地球外部圈层及其特点，理解地球外部各圈层之间的关系。（区域认知、人地协调观、综合思维）教学重难点推测地球内部物质状态，并划分地球内部圈层，描述各圈层特点。教学过程教学内容教师活动设计思路情境导入【人类能实现地心旅游吗？】在凡尔纳的科幻小说《地心游记》中，主人公可以在地下旅行，甚至穿过地心。但就当前实际的科技水平来说，人类还无法实现“地心漫游”。目前最深的钻井，深度为12千米，仅仅触及地球的“表皮”。那么人类通过什么方式认识地球的内部结构呢？地球的内部结构究竟是怎样的呢？前苏联打下的科拉超深钻井达到惊人的12262米，也就是地下12公里的深度。通过科幻小说《地心游记》导入新课，吸引学生兴趣，并引出话题（2分钟）任务一：如何探究地球内部构造？买西瓜时，如何知道一个西瓜熟了没？切开看看？用手敲一敲了解地球内部构造可以利用地球内部地震波的传播。【小组合作】：观看视频，了解地震波的特点。材料：地震波主要分为横波和纵波，横波速度慢，纵波速度快，发生地震时，纵波先到达地面，横波后达到，这中间的12秒时间为逃生的黄金时间。【自主学习】：1、发生地震时，在海上航行的船感受到的震动是怎样的？2、利用地震波的特征，我们还可以应用到哪些方面？问题1：横波不能通过液体，因此海上的船只能感受上下震动。问题2：探测石油、天然气等矿产；了解地球内部结构。本环节主要学生观看视频和材料，通过小组合作和自主学习的形式，概括地震波的基本特点。（时长10分钟）任务二：地球内部圈层结构【自主学习】：1.观察左图，地震波波速在地球内部传播速度是否均匀？这说明了什么？不均匀，说明地球内部物质的性质随深度发生了变化。【小组合作】：2.根据地震波传播特点，推测地球内部物质状态并说明理由。变化一：地下约33km处，横波和纵波波速都增加。物质的性质或状态发生了变化。这一界面称为莫霍面。变化二：地下约2900km处，横波消失，纵波速度变慢。说明物质由固态变成了液态。这一界面称为古登堡面。材料：莫霍面是由‌南斯拉夫地震学家‌莫霍洛维奇在1909年研究‌一次地震时发现的。他发现在地下33千米处地震波的波速发生了明显的变化，这一界面具有全球性，后经证实是地壳和地幔的分界线，因此该不连续面被称为莫霍面。材料：1914年，德国学者古登堡发现地下2885千米处存在地震波速的间断面，后证实这是地核与地幔的分界层。该不连续面称为古登堡面。【小组合作】：3.划分地球内部圈层，说出各圈层的主要特征。地球内部划分为地壳、地幔和地核。地壳和地幔的分界面为莫霍面，地幔和地核的分界面为古登堡面。地球内部的划分类似于煮熟的鸡蛋。地壳：地表至莫霍面之间的部分。由岩石组成。平均厚度33km，大陆地壳厚，海洋地壳薄。地幔：莫霍面至古登堡面之间的部分。深度为地下33km-2900km，占地球总体积的80%。分为上地幔和下地幔。软流层：位于上地幔的上部，但没有在顶部。软流层温度高，部分岩石呈熔融状态，能流动，是岩浆的发源地。岩石圈：位于软流层之上，包括上地幔顶部和地壳两部分。由岩石组成。地核：位于古登堡面以下，厚度约3400km。主要由铁和镍组成，可分为内核和外核。外核是熔融状态的金属，形成了地球的磁场。内核是一个固态金属球。小结提升1：地震波与地球内部圈层本环节主要通过小组合作的方式，充分发挥学生的主动性，调动学生的积极性，学生通过观看图片，根据地震波传播特点，将地球内部划分为三层，并描述每一层的特征。（设计时长16分钟）任务三：地球外部圈层如何划分？材料：地球的外部圈层包括大气圈、水圈、生物圈等。岩石圈的表面高低不平，被大气圈、水圈和生物圈覆盖。【小组合作】：结合材料，说出地球的外部各圈层有什么特征？材料：大气圈是由气体和悬浮物质组成的复杂系统，它的主要成分是氮气和氧气。大气圈笼置着地球，使得地球上的温度变化和缓，同时提供了生物生存所需的氧气。大气圈中的风、云、雨、雪等天气现象，与人类息息相关。大气圈的厚度大约2000-3000km，随海拔升高，大气密度减小，气压降低。大气由干洁空气、水汽和固体杂质组成，产生了各种天气现象。材料：水圈是地表和近地表的各种形态水体的总称，其主体是海洋，还包括陆地上的河流、湖泊、沼泽、冰川、地下水等。水是最活跃的自然环境要素之一，在地球表面物质迁移和能量转换中起着十分重要的作用，是人类和其他生物生存和发展所不可或缺的。水圈主要由海洋（主体）、河湖、沼泽、冰川、地下水等组成。水圈是一个连续而不规则的圈层。材料：生物圈是地球表层生物及其生存环境的总称。地球生物的活动和影响范围虽然涉及大气圈、水圈和岩石圈，但多数生物集中分布在大气圈、水圈与岩石圈很薄的接触带中。生物从环境中获取物质和能量，同时也在促进太阳能转化、改变大气圈和水圈组成、改造地表形态等方面起着重要作用。生物圈包括所有生物及其生存环境，包含大气圈下部，水圈和岩石圈上部。生物圈渗透在其他圈层之中，是最活跃的圈层。【小组合作】：1.找出下图中主要事物，如山、云、山顶积雪、河流、草、树木等。2.将找出的事物按照大气圈、水圈、生物圈和岩石圈进行分类。3.思考各事物之间的联系。大气圈、水圈、生物圈与岩石圈相互联系、相互渗透共同构成人类赖以生存和发展的自然环境。小结提升2：地球的外部圈层本环节主要探究地球存在生命的条件，给出足够的材料，引导学生根据材料讨论，得出答案并在全班展示交流，最后教师总结。（10分钟）拓展阅读：人类对地球内部结构的探索与凡尔纳在19世纪科幻名著《地心游记》中对地心熔岩、火焰等新奇想象相比，人类对地球内部的真实了解还远不够丰富。要了解地球内部情况，最直接的办法就是钻孔，然而目前人类的钻探最深只有12千米，连地壳都没有穿透，与6000多km的地球半径相比，这仅仅只是地球的表皮。地球内部的物质组成需要来自岩石样本的直接证据。地壳可以直接获取。有些地幔物质由于地球内部的压力，会直接涌出地表；有些地幔物质可穿过较薄的海洋地壳获取。人类无法直接观测地核，现在对地核的认识来自对宇宙其他天体(如陨石)的认识，以及地球物理化学性质的推算。本环节根据人类目前对地球内部探索的现状，引发学生思考，培养科学探究的精神。（1分钟）课堂演练五大连池风景区总面积1060km2，14座新老时期火山的喷发年代跨越200多万年，被誉为“天然火山博物馆”和“打开的火山教科书”。一条蜿蜒曲折的河流将五个火山堰塞湖连在一起，形成了五大连池。结合五大连池（局部）景观图和地球的内部圈层结构图，完成下面小题。1．五大连池景观体现出的地球圈层的个数有（

）A．2个 B．3个 C．4个 D．5个2．下列关于地球圈层特点的叙述，正确的是（

）A．①圈层的平均厚度大约33KM B．③圈层最可能为液态或熔融态C．②圈层横波地震波不能通过 D．④圈层可以通过钻孔技术研【答案】1．C2．B【解析】1．读左图可知，五大连池景观是岩石圈、水圈、生物圈和大气圈共同形成的，体现了四个圈层，C正确，ABD错误。故选C。2．读右图并结合所学可知，①圈层是地壳，平均厚度约为17千米，A错误；横波只能穿过固态物质，③圈层是外地核，在这个圈层横波通过不了，最可能为液态或熔融态，B正确；②圈层是地幔，地震波能通过，C错误；④圈层是内地核，它的温度、压力和密度都比较大，位于地球内部最核心，远离地表且在上地幔有岩浆的发源地软流层，无法通过钻孔技术研究，D错误。故选B。2022年9月5日12时52分，四川甘孜州泸定县发生6.8级地震，震源深度16千米。下图为地震波与地球内部构造示意图。据此完成下面小题。3．此次地震的震源位于（

）A．①圈层 B．②圈层 C．③圈层 D．④圈层4．对地球内部各圈层描述正确的是（

）A．①圈层横波传播速度最大 B．②圈层底部有由塑性物质组成的软流层C．③圈呈液态或熔融状态 D．④圈层压力和温度都较低【答案】3．A4．C【解析】3．读图可知，①圈层为地壳，②圈层是地幔，③圈层是外地核，④圈层为内地核。此次地震的震源深度为16千米，大陆地壳的平均厚度约为39-41千米，所以震源应位于地壳，即图中的①圈层。A正确，BCD错误。故选A。4．①圈层为地壳，纵波传播速度大于横波，A错误。②圈层为地幔，软流层位于上地幔顶部，并非地幔底部，B错误。③圈为外地核，呈液态或熔融状态，C正确。④圈层为内地核，压力和温度都极高，D错误。故选C。地球各个圈层相互联系，相互影响，共同构成了一个整体，读下图完成下面小题。5．①圈层的主要特点是（

）A．由气体和悬浮物质组成 B．连续但不规则C．能够进行光合作用 D．由坚硬岩石组成6．“落红不是无情物，化作春泥更护花”反映的圈层关系是（

）A．①② B．①③ C．②③ D．③④7．关于图中各圈层的关系，叙述正确的是（

）A．③圈层单独占有空间 B．各圈层上下平行分布C．各圈层相互渗透 D．都属于地球的外部圈层【答案】5．B6．D7．C【解析】5．根据图上信息及所学知识可知，①提供水蒸气，是水圈；②是水蒸气进入的圈层，并提供降水和二氧化碳等气体，是大气圈；③圈层提供有机物和氧气，是生物圈；④圈层提供矿物质、无机盐和尘埃，是岩石圈。①圈层为水圈，其主要特点是连续但不规则，B正确。由气体和悬浮物质组成的是大气圈，A错误。能够进行光合作用的主要是生物圈中的植物，C错误。由坚硬岩石组成的是岩石圈，D错误。故选B。6．“落红不是无情物，化作春泥更护花”反映的是植物的枯枝落叶经过分解进入土壤，进而提供养分，涉及的是生物圈和岩石圈的关系，即③④，D正确，ABC错误。故选D。7．图中各圈层关系是相互渗透的，C正确。③生物圈渗透于其他圈层中，并非单独占有空间，A错误。各圈层不是上下平行分布，而是相互交叉、相互渗透，B错误。岩石圈属于地球的内部圈层和外部圈层的过渡圈层，并非都属于外部圈层，D错误。故选C。8．读图文材料，完成下面小题。材料一北京时间2022年9月5日12时52分，四川甘孜州泸定县（北纬29.59度，东经102.08度）发生了6.8级地震，震源深度16千米，多地市民接收到了预警信息（左图）。右图为地震波速度与地球内部构造示意图。(1)D不连续面的名称是面，F不连续面的名称是面。(2)此次地震的震源深度为16千米，推测地震最可能发生在哪一圈层结构中（

）（单选）A．内核 B．外核 C．地幔 D．地壳(3)地球内部的软流层位于（

）（单选）A．上地幔上部 B．上地幔顶部 C．岩石圈上部 D．岩石圈顶部(4)地壳厚薄不一，下列各地的地壳厚最厚的是（

）（单选）A．华北平原 B．青藏高原 C．青海湖 D．云贵高原(5)下列关于地球外部圈层的叙述，正确的是（

）（单选）A．大气圈的主要成分是氧气和二氧化碳B．生物圈独立存在，与其他外部圈层没有联系C．水圈是连续但不规则的圈层D．大气圈、水圈、生物圈之间均有明确的界线【答案】(1)莫霍古登堡(2)D(3)A(4)B(5)C【解析】（1）地震波在经过D界面时，横波和纵波速度明显加快，为莫霍界面；当地震波传到F界面时，横波突然消失，纵波波速突然下降，为古登堡界面。（2）结合材料信息分析，本次地震的震源深度为16千米，地壳的平均厚度约为17千米，其中大陆地壳的平均厚度约为33千米，因此本次地震发生在地球的地壳部分，D正确，ABC错误。故选D。（3）软流层位于上地幔上部，软流层之上的地幔部分是上地幔顶部，A正确，BCD错误。故选A。（4）一般而言，陆地上高原、山地地区海拔高，地壳厚度大，平原地区海拔低，地壳厚度小。地壳厚度于海拔高度成正比。四个选项中，青藏高原是世界最