大气的组成和垂直分层教学设计

大气的组成和垂直分层教学设计一、教学目标1.知识与技能目标了解大气的主要组成成分及其作用。掌握大气垂直分层的依据、各层的主要特点及对人类活动的影响。能够绘制简单的大气垂直分层示意图，并标注各层的主要特征。2.过程与方法目标通过阅读图表资料，培养学生获取和解读地理信息的能力。运用对比分析的方法，引导学生理解大气各层的差异，提高综合分析问题的能力。组织小组讨论，鼓励学生发表自己的见解，培养合作探究和语言表达能力。3.情感态度与价值观目标激发学生对大气环境的好奇心和求知欲，培养探索自然奥秘的兴趣。使学生认识到大气环境与人类活动的密切关系，树立正确的环境观和可持续发展观。

二、教学重难点1.教学重点大气的组成成分及其对地理环境和人类活动的影响。大气垂直分层的结构、特点及与人类活动的关系。2.教学难点逆温现象的形成及影响。如何引导学生运用所学知识分析解决实际问题，培养学生的地理思维能力。

三、教学方法1.讲授法：系统讲解大气的组成和垂直分层的基本概念、原理和特点，使学生形成初步的知识框架。2.图表分析法：引导学生阅读大气组成成分比例图、大气垂直分层温度变化图等，培养学生从图表中获取信息的能力。3.讨论法：组织学生就逆温现象、大气分层对人类活动的影响等问题进行小组讨论，激发学生的思维，促进学生之间的交流与合作。4.案例教学法：通过分析实际案例，如航空飞行与大气分层、雾霾与大气污染等，让学生将所学知识应用于实际，加深对知识的理解和掌握。

四、教学过程

（一）导入新课（3分钟）1.播放一段展示美丽大气现象的视频，如日出日落时的绚丽霞光、壮观的云海等，引起学生的兴趣。2.提问学生：我们生活在大气的包围之中，那么大气是由什么组成的呢？它又有怎样的结构呢？从而导入新课。

（二）大气的组成（7分钟）1.展示大气组成成分示意图，讲解大气是由干洁空气、水汽和杂质三部分组成。干洁空气氮气：含量最多，约占干洁空气体积的78%。它是地球上生物体的基本成分，对维持生命活动具有重要意义。氧气：占干洁空气体积的21%，是人类和其他生物呼吸所必需的气体，也是燃烧过程中不可缺少的物质。二氧化碳：含量虽少，但对地面具有保温作用。它能够吸收地面辐射，使大气增温，并通过大气逆辐射将热量返还给地面，对地球的热量平衡起着重要的调节作用。臭氧：主要分布在平流层，能够吸收太阳紫外线，保护地球上的生物免受过多紫外线的伤害。水汽：是成云致雨的必要条件，其含量随时间、地点和气象条件的变化而变化。水汽的相变会引起一系列天气现象，如降水、云雾等。杂质：包括尘埃、花粉、孢子等，它们是大气中水汽凝结的凝结核，对云、雾、雨、雪等天气现象的形成也有重要作用。同时，大气中的杂质还会影响大气的能见度。2.组织学生讨论：如果大气中缺少了某种组成成分，会对地球环境和人类活动产生什么影响？通过讨论，加深学生对大气组成成分作用的理解。

（三）大气的垂直分层（20分钟）1.讲解大气垂直分层的依据：大气在垂直方向上的温度、密度及运动状况的差异。2.展示大气垂直分层示意图，按照温度随高度的变化情况，将大气分为对流层、平流层和高层大气。对流层高度范围：低纬度地区平均为1718千米，中纬度地区平均为1012千米，高纬度地区平均为89千米。主要特点：气温随高度的增加而递减，平均每升高1000米，气温下降6℃。这是因为对流层的热量主要来自地面辐射，离地面越近，获得的地面辐射越多，气温越高；离地面越远，获得的地面辐射越少，气温越低。对流运动显著。由于地面受热不均，导致空气上升和下沉，形成对流。对流层的对流运动对天气变化有重要影响，云、雨、雪等天气现象都发生在这一层。集中了大气质量的3/4和几乎全部的水汽与杂质。与人类活动的关系：对流层与人类关系最为密切，人类的绝大部分活动都集中在这一层。例如，我们日常的生产生活、航空运输等都在对流层内进行。同时，对流层的天气变化对人类的生产生活也有着重要影响，如暴雨、大风、寒潮等天气会给人们带来灾害。平流层高度范围：从对流层顶到5055千米高度。主要特点：气温随高度的增加而升高。这是因为平流层中的臭氧吸收大量太阳紫外线，使大气增温。气流以平流运动为主。平流层上部热下部冷，大气稳定，不易形成对流，有利于高空飞行。飞机在平流层中飞行，可避免对流层中复杂天气的影响，飞行更加平稳和安全。与人类活动的关系：平流层中的臭氧层对地球生命具有重要保护作用，我们应该关注臭氧层的变化，保护臭氧层不受破坏。同时，平流层的气流稳定，有利于航空飞行，对国际航空运输等行业有着重要意义。高层大气高度范围：平流层顶以上的大气。主要特点：气温随高度的变化先降低后升高。在高层大气中，由于空气稀薄，受太阳辐射和宇宙射线的影响较大，使得气温随高度变化较为复杂。存在若干电离层。电离层能够反射无线电短波，对无线电通信有重要作用。我们收听广播、观看电视以及进行远距离无线电通信等，都离不开电离层的反射。与人类活动的关系：高层大气中的电离层对无线电通信至关重要，如果电离层受到干扰，可能会影响无线电通信的质量，甚至导致通信中断。例如，太阳活动强烈时，会释放出大量高能带电粒子，这些粒子会干扰电离层，影响短波通信。同时，高层大气也是一些航天器运行的空间，研究高层大气对于保障航天器的安全和正常运行具有重要意义。3.引导学生完成以下表格，对比总结大气垂直分层的特点：|分层|高度范围|气温变化|大气运动|与人类活动的关系||||||||对流层|低纬：1718千米<br>中纬：1012千米<br>高纬：89千米|随高度增加而递减，平均每升高1000米，气温下降6℃|对流运动显著|人类活动集中在此层，天气变化影响人类生产生活||平流层|对流层顶到5055千米|随高度增加而升高|以平流运动为主|有利于高空飞行，臭氧层保护地球生命||高层大气|平流层顶以上|先降低后升高|复杂|电离层反射无线电短波，影响无线电通信；是航天器运行空间|

（四）逆温现象（7分钟）1.讲解逆温现象的概念：一般情况下，对流层气温随高度增加而降低，但有时也会出现气温随高度增加而升高的现象，这种现象称为逆温。2.通过图表展示逆温现象的形成过程和类型，如辐射逆温、平流逆温、锋面逆温等，并结合实例进行分析。辐射逆温形成过程：在晴朗无云的夜晚，地面辐射强烈，近地面大气迅速冷却，而上层大气降温较慢，从而形成逆温。举例：冬季的早晨，常常出现近地面气温很低，而上层气温相对较高的情况，这就是辐射逆温的表现。辐射逆温在中高纬度地区的冬季较为常见。平流逆温形成过程：当暖空气水平移动到冷的地面或水面上时，暖空气与冷地面或水面之间进行热量交换，暖空气下层受冷地面或水面影响而降温，上层气温较高，从而形成逆温。举例：在沿海地区，当暖湿空气流到较冷的海面上时，容易出现平流逆温。这种逆温会使大气的垂直对流受到抑制，导致污染物不易扩散，加重空气污染。锋面逆温形成过程：在锋面附近，由于冷暖空气的温度差异，暖空气位于冷空气之上，形成逆温。举例：冷锋过境时，锋面附近常出现锋面逆温。锋面逆温会影响锋面的移动速度和降水分布等天气现象。3.组织学生讨论逆温现象对大气环境和人类活动的影响：有利影响：逆温层的存在使得大气较为稳定，减少了空气的对流运动，有利于抑制沙尘暴的发生，也有利于飞机的平稳飞行。不利影响：逆温层阻碍了空气的垂直对流，使近地面的污染物难以扩散，容易造成大气污染加重，影响空气质量，危害人体健康。例如，在有逆温现象的日子里，城市中的雾霾天气可能会更加严重。

（五）课堂小结（3分钟）1.引导学生回顾本节课所学内容，包括大气的组成成分及其作用、大气垂直分层的依据、各层的特点及与人类活动的关系，以及逆温现象等。2.强调大气环境对人类生存和发展的重要性，鼓励学生关注大气环境问题，树立保护环境的意识。

（六）课堂练习（7分钟）1.布置几道选择题和简答题，让学生进行课堂练习，巩固所学知识。选择题大气中含量最多的气体是（）A.氧气B.氮气C.二氧化碳D.臭氧对流层气温随高度增加而递减的主要原因是（）A.大气对太阳辐射有削弱作用B.地面是对流层大气的主要直接热源C.高山地区海拔高，空气稀薄D.地面对太阳辐射有反射作用平流层有利于高空飞行的主要原因是（）A.气温随高度增加而升高，气流以平流运动为主B.水汽含量多，但杂质少，大气能见度好C.大气处于高度电离状态，能反射无线电波D.大气密度小，对飞机的阻力小简答题简述大气中二氧化碳含量增加对地球环境的影响。分析逆温现象对大气污染的影响及防治措施。2.巡视学生的练习情况，及时给予指导和纠正。

（七）课后作业（5分钟）1.让学生绘制一幅大气垂直分层示意图，并标注出各层的主要特点和与人类活动的关系。2.查阅资料，了解当前大气环境面临的主要问题及保护大气环境的措施，写一篇简短的心得体会。

五、教学反思通过本节课的教学，学生对大气的组成和垂直分层有了较为系统的了解，掌握了相关的基础知识和基本技能。在教学过程中，运用多种教学方法，如讲授法、图表分析法、讨论法和案例教学法等，激发了学生的学习兴趣，培养了学生的地理思维能力和合作探究能力。同时，通过课堂练习和课后作业，及时巩固了学生所学知识，提高了学生运用知识解决问题的能力。

然而，在教学过程中也发现了一些不足之处。例如，在讲解逆温现象时，虽然结合了图表和实例进行分析，但部分