2.1大气层（教学设计）八年级科学上册高效课堂（浙教版）

2.1大气层（教学设计）年级八年级授课时间课题2.1大气层教学目标科学观念：了解大气层的重要性；了解大气温度的垂直分布特点；掌握大气的垂直分布规律；理解对流层的特点，探究对流的形成。科学思维：通过知识类比，得到研究空气流动的方法通过作图分析，归纳空气流动的特点通过自学读图，独立分析大气温度垂直分布的特点通过模型建构，认识气球大气层的特点。探究实践：用实验推理的方法学习对流形成的原因和对流层的特点通过活动总结对流运动的方向及特点，探究对流运动的形成原因。态度责任：树立实验求真的思想，培养实验解决问题的意识；认识大气层的重要性，树立保护大气的意识。教学重难点重点：大气温度垂直分布的特点，对流层的对流运动及形成的原因难点：空气对流运动形成的原因及生活现象的解释学情分析本节内容选自浙教版八上第二章第1节，本节主要内容：大气的温度变化、大气的分层、对流层的显著特点、对流层对流运动形成的原因等。课标要求了解大气各层分布，了解对流层的显著特点。先从大气的作用为切入口，简要分析了大气对地球的意义，再借助于图像，得到大气温度在垂直方向上的变化关系。在对垂直温度掌握之后，在自然的根据垂直变化关系对大气进行分层，深入展开大气各个分层的名称及特点，最后，鉴于人类的生产生活与“对流层”息息相关，对对流层的特点做一个简单的概要，通过对流管加热和对流实验两个活动，让学生充分的理解和掌握对流运动的相关知识。为接下来大气压强、天气和气候等内容的学习做好知识储备与铺垫。本节内容拟用1课时完成。教学准备课件、课本、活动器材等教学过程教师活动学生活动新课导入人呼吸着空气，和风吹动着柳枝，鸟儿在天空中飞翔……这些都使我们感受到大气的存在。地球上的大气像一件外衣一样保护着地球。它抵挡着来自太空的侵袭，形成了复杂多变的天气现象，让生命感受着阳光雨露。它每时每刻都影响着人们的生活和生产。新知讲授一、大气的温度1.大气的概况大气虽然看不见，摸不着，但人们呼吸着空气，云、雨现象的发生等，这些都能使我们感受到大气的存在。大气主要集中在地表以上1000千米左右的高度内。与地球的半径相比，大气显得很薄。然而，它对地球而言非常重要。2.大气的重要性大气层是地球上存在生命的条件之一。大气层的存在使各种复杂的天气变化得以发生，也使得地球表面的昼夜温度差比较小。大气层还像一件外衣，阻挡了很大一部分可能对地球生物造成危害的紫外线辐射和小天体的撞击。思考与讨论对照月球表面的环境特点，分析大气层对地球的意义。如果没有大气层，地球将变得和月球一样，易受陨石的袭击，并且会出现没有天气变化，没有声音，温差增大等现象。我们在爬山时，常会感到越爬到高处，气温越低。你知道这是为什么吗？是不是高度升高，气温一直降低呢？活动：观察图片，归纳温度的变化情况。大气温度在垂直方向上的变化规律高度温度变化0～12km随高度上升而下降12km～55km随高度上升而升高55km～85km随高度上升而下降85km～500km随高度上升而升高500km以上随高度上升而升高大气温度的变化范围约在84～2500℃之间二、大气的分层活动：我们知道大气温度在垂直方向上的变化规律，根据大气温度垂直分布的特点，可以把大气分成几层？把讨论结果填入下表。大气温度在垂直方向上的变化是我们对大气进行分层的主要依据。根据大气的温度、密度和物质组成等特点，可以把地球大气层分为五层，即对流层、平流层、中间层、暖层和外层。随着高度上升，大气逐渐变得稀薄，因此，大气没有明显的上界。在1000千米以上的高度，大气密度已变得非常小。到距地表5000千米处，已接近真空。外层就是地球大气与宇宙空间的过渡层，其层底距地表约500千米。三、对流层1.对流层概况对流层是大气的底层。对流层在两极地区的厚度约为8千米，到赤道则增大到17～18千米。对流层集中了地球约四分之三的大气质量和几乎全部的水汽、固体杂质。2.对流层特点对流层最显著的特点是有强烈的对流运动。那么，空气的对流运动是怎样形成的呢？活动：（1）用酒精灯加热对流管的一端，如图所示。你观察到的现象是对流管中的水会流动。空气受热时，是否也会和对流管中的水一样呢？空气受热时，会和对流管中的水一样流动起来。（2）点燃一段线香，横插在橡皮泥上，把一只大号烧杯或其他玻璃器皿倒扣在桌面上，线香置于中间，如图24所示。线香的烟在点燃处上升，于两侧温度较低的地方下沉。（3）根据上面两个活动，你能得出水和空气的对流运动规律吗？如果能，请在图25中用箭头表示出空气对流运动的规律。在近地面，气温高的地方空气呈上升运动，而气温低的地方空气呈下沉运动，从而形成了空气的对流。对流层气温下面高、上面低，容易发生空气对流。对流层的另一特点是天气现象复杂多变。云、雨、雪、雷电等主要的天气现象都发生在这一层。对流层的各种天气变化影响着生物的生存和行为，对流层是大气层中与人们生活和生产关系最密切的一层。阅读：大气层中的臭氧层大气层中约90%的臭氧集中于距地面10~50千米的平流层内，其中离地面22~25千米处，臭氧浓度值达到最高，这一层大气称为臭氧层。太阳光中有红外线、可见光、紫外线等。长期暴露在过量的紫外线辐射下，会影响人和其他生物的健康，甚至会导致动物患上皮肤癌。臭氧层吸收了太阳光中大部分紫外线，因此地球上的生物才能健康茁壮地生长。臭氧层的破坏近二十年来，臭氧层遭到了严重的破坏。据世界各地的地面观测数据显示，除了热带地区以外的所有地区，大气上空的臭氧层都有所消耗。2006年，在南极上空的臭氧空洞面积曾一度达到2900万平方千米，约是4个澳大利亚的面积。经一些科学家研究，大气中的臭氧每减少1%，照射到地面的紫外线就增加2%，皮肤癌的患病率就增加3%，还会导致全球变暖和环境恶化的进一步加剧。一般认为，化学物质氟氯烷烃（常用作制冷剂、发泡剂、清洗剂等）是破坏臭氧层的罪魁祸首。为了保护臭氧层，1987年联合国签署了《蒙特利尔议定书》，限制了氟氯烷烃物质的生产和使用。课堂练习典例1下列有关大气层的描述，正确的是（）A.大气层的温度随高度的上升而降低B.大气层的温度随高度的升高而升高C.大气层没有明显的上界，主体在1000千米高度以下D.大气层的厚度为5000千米，此高度以上为绝对真空【答案】C【解析】A、B.大气层的对流层与中间层温度随高度上升而下降，平流层与暖层温度则随高度的上升而上升，故A、B项均错误；C、D.地球的大气层厚度适宜为地球的生命提供了良好的生存环境，大气层没有明显的上界，在1000千米以上的高度，大气密度已经变得非常小。到距地表5000千米处，已接近真空，但不是绝对真空。故C项正确，D项错误；故选C。典例22021年9月17日，神舟十二号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，三位航天员安全顺利出舱，以下关于地球大气层的特点或作用说法正确的是（）A.保护作用——阻挡紫外线辐射和小天体撞击B.垂直分层——从对流层到外层，大气密度逐渐变得浓厚C.物质组成——随大气层高度的升高，大气物质组成基本不变D.气温变化——从地表到12km高度处，气温随高度的上升先增加后减小【答案】A【解析】A.大气层的臭氧层可以吸收紫外线，并且大气可以阻挡小天体对地球的撞击，故A正确；B.从对流层到外层，大气密度逐渐变小，故B错误；C.大气在不同高度，大气物质组成不一样，故C错误；D.从地表到12km高度处，气温随高度的上升而减小，故D错误。故选A。典例3读气温的垂直分布图，下列说法正确的是（）A.臭氧层位于①B.②中最显著的特点是空气有强烈的对流运动C.天气现象主要发生在③D.②中有电离层，有利于无线电通讯【答案】C【解析】A.臭氧层位于②平流层，A错误；BC.③对流层的显著特点，气温随高度升高而递减，在垂直方向上形成强烈的对流，空气对流运动显著，天气现象复杂多变，B错误，C正确；D.根据大气的温度、密度、运动等特征，大气自下而上分为③对流层、②平流层和①高层大气。高层大气中有电离层，有利于无线电通讯。D错误。故选C。典例4热在水中是如何传播的呢？某同学认为可能是通过水的流动来传递的。他的探究过程如下：（1）寻找方法：如图所示，在水中加入一些紫红色高锰酸钾颗粒，通过被染红的水的运动来反映水的流动，以下三种方法中和他所用方法相同的是（）A.研究液体蒸发快慢与哪些因素有关B.用带箭头的线段来表示光传播的路径和方向C.用烛焰的摆动来反映声波的存在（2）进行实验：将水装入环形玻璃容器，将高锰酸钾颗粒放在A点（如上图），给该处加热，发现被染红的水沿（选填“顺时针”或者“逆时针”）的方向运动起来，并很快使水的温度升高。（3）根据以上的探究可知：如果冬天家中准备安装暖气片，使家中的空气很快变暖，应该将暖气片安装在房间的（选填“上方”或“下方”）。【答案】（1）C（2）顺时针（3）下方【解析】（1）通过被染红的水的运动来反映水的流动，采用的是转换法。A.研究液体蒸发快慢与哪些因素有关，应用的是控制变量法；B.研究光现象时用一根带箭头的直线来表示光传播的路径和方向，采用的是模型法；C.声波看不见、摸不着，用烛焰的摆动来反映声波的存在采用的是转换法。故选C。（2）液体或气体中，较热的部分上升，较冷的部分下降，循环流动，互相掺和，使温度趋于均匀的过程叫对流。所以将水装入环形玻璃容器，将高锰酸钾颗粒放在A点，给该处加热，发现被染红的水沿A→B→C→D→A的方向运动起来，即顺时针运动；（3）从底部加热，水会循环流动起来，很快使水的温度升高，这种现象叫做对流，它能发生在各种气体和液体中。根据以上的探究可知：如果冬天家中准备安装暖气片，应该安装在房间的下方，取暖效果最好。课堂小结1.大气的重要性大气主要集中在地表以上1000千米左右的高度内。与地球的半径相比，大气显得很薄。然而，它对地球而言非常重要。大气层是地球上存在生命的条件之一。①大气层的存在使各种复杂的天气变化得以发生；②使得地球表面的昼夜温度差比较小；③大气层还像一件外衣，阻挡了很大一部分可能对地球生物造成危害的紫外线辐射和小天体的撞击。2.大气的温度及分层（1）分层依据：大气温度在垂直方向上的变化是我们对大气进行分层的主要依据。（2）大气分层及各层特点和温度变化分层高度温度变化大气运动特点对流层0～12km随高度上升而下降有强烈的对流运动平流层12km～55km随高度上升而升高水平方向运动,气流平稳，飞机在此层飞行，臭氧集中在此层中间层55km～85km随高度上升而下降垂直对流运动强盛，流星体大多在此层燃尽暖层85km～500km随高度上升而升高又叫电离层，高度电离状态外层500km以上随高度上升而升高空气极其稀薄，是地球大气与宇宙空间的过渡层，卫星传送电视信号（3）