《熱力環(huán)流形成的原理和大氣水平運動》教學設計

《熱力環(huán)流形成的原理和大氣水平運動》教學設計年級高三學科地理章節(jié)必修（一）第二章《自然環(huán)境中的物質和能量交換》第三節(jié)《大氣環(huán)境》課題《熱力環(huán)流形成的原理和大氣水平運動》三維教學目標知識與技能：理解熱力環(huán)流的形成原理，并且能夠運用所學的原理，解釋發(fā)生在身邊大氣環(huán)境中的一些實際問題。過程與方法：通過實驗觀察和動手作圖，理解地理原理；嘗試從學習和生活中發(fā)現地理問題，并提出探究的方案以及解決問題的對策。情感態(tài)度與價值觀：感悟地理知識無處不在；同時，通過對大氣環(huán)境中出現的一些實際問題的探究，激發(fā)求知欲，培養(yǎng)熱愛科學的思想感情。教學重點難點教學重點：熱力環(huán)流的形成原理；大氣水平運動——風形成的基本原理。教學難點：熱力環(huán)流原理在實際問題中的運用。背景分析熱力環(huán)流既是對流層大氣受熱過程的深化，又是分析全球性大氣環(huán)流的基礎，是前后知識聯系的紐帶與橋梁。本課主要是在研究熱力環(huán)流形成的基礎上，讓學生認識幾種典型的熱力環(huán)流形式，具有很強的現實意義，是學生普遍感興趣的地理知識。從學生看，他們對氣壓的概念以及氣壓在垂直方向上的變化特點已經有所了解，也知道空氣受熱膨脹而上升、冷卻收縮而下沉的事實，這都有利于本節(jié)課的學習。為了更好的實現教學目標、完成教學任務，我選擇了問題引導教學法、實驗演示法，同時設計了如下的教學流程：創(chuàng)設情景階段——領悟形成階段——啟迪升華階段——問題研究階段四個階段。教學流程圖故事導入故事導入學生思考設計實驗觀察現象提出問題交流討論設置情景嘗試畫圖原理分析理性提升回歸故事學以致用課堂總結結束師生互動教師主導+學生主體板書設計教學過程教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖及預測創(chuàng)設情景階段偵探故事導入：一個月黑風高的晚上，海邊小屋發(fā)生了一起謀殺案。神探根據線索抓了兩個嫌疑犯去警察局問話。神探問他們案發(fā)當晚兩個人在哪里，甲說：“當晚我在海邊漫步，海風迎面吹來，讓我覺得心曠神怡，整個晚上我都在吹海風?！币艺f：“我站在沙灘上望著大海想心事，感覺涼風從后背襲來，真是陰風陣陣，涼風嗖嗖，怪讓人害怕的?！鄙裉揭宦?，馬上指認出了真正的兇手。問學生：你想知道神探是怎樣辨別真假的嗎，你想學到神探的本領嗎？那就讓我們一起來學習熱力環(huán)流吧！什么是熱力環(huán)流？為了增強對熱力環(huán)流的感性認識，我們來做一個實驗：一開始，學生注意力就被老師的偵探故事所吸引，并百思不得其解。接下來，為了盡快解開心中的謎團，積極地活動起來，全身心地投入到下面的試驗中。教師指導地理課代表在講臺上放了一個比較大的玻璃缸（魚缸），并在缸內一側放置了一段點燃的蚊香（或香煙），而另一側放置了一碟冰塊（雪糕）等。然后，向學生說明：點燃的蚊香溫度較高，而冰塊的溫度較低，接下來，把一塊玻璃板蓋在玻璃缸上，請同學們觀察玻璃缸內蚊香煙霧是怎樣運動的。先給學生時間讓其仔細觀察，然后讓他們相互交流，并請代表大膽發(fā)言，說出他們討論的結果，并對發(fā)言同學給予表揚。最后，達成共識，順利進入領悟形成階段。良好的開端是成功的一半。這樣創(chuàng)設教學情景，不僅吸引了學生的注意力，而且順利導入了新課。而下面的實驗更激發(fā)了學生探究熱力環(huán)流的熱情。他們屏住呼吸，仔細觀察缸內煙霧的運動，然后竊竊私語、交換意見。這樣，不僅鍛煉了學生的觀察能力以及語言表達能力，而且培養(yǎng)了他們的合作探究的精神。領悟形成階段對學生所述進行小結：實驗表明，氣流在熱的地方向上運動，在冷的地方向下運動，水平方向上在近地面從冷的地方向熱的地方運動，高空則相反，而大氣的水平運動就是風。這種因地面冷熱不均而形成的空氣環(huán)流，就是熱力環(huán)流。它是大氣運動最簡單的形式。然后問學生：根據實驗觀察，你能在下圖中畫出發(fā)生在甲、乙兩地之間的熱力環(huán)流來嗎？學生自己動手畫圖，畫完后同學之間相互對照，是否相同，若有分歧，讓其交流討論，并讓學生代表上講臺來畫。甲（熱）甲（熱）乙（冷）老師下臺巡視，發(fā)現問題及時糾正，并指導同學規(guī)范作圖。最后，在上臺同學的作圖基礎上，畫出如下的熱力環(huán)流圖。甲（熱）甲（熱）乙（冷）由于學生生活空間狹小、知識基礎有限，所以難于理解過于宏觀的地理規(guī)律。因此，我精心設計了本實驗，讓學生通過觀察蚊香煙霧的運動明白大范圍空氣運動狀況，在感性上實現突破。并通過作圖加深印象，經久不忘。啟迪升華階段問題研究階段課后作業(yè)布置但是，為什么地表冷熱不均會產生這種現象呢？讓我們來分析其中的原理。先看圖1，讓學生回答：氣壓隨高度的增加是怎樣變化的？進而思考：A、B、C三地受熱不均后，三地的大氣會發(fā)生什么變化？老師根據學生回答畫圖2讓學生進一步思考：三地的近地面、高空的空氣密度分別有什么變化？繼續(xù)問題：此時，同一水平面上（近地面、高空）的空氣密度是否還相同？繼續(xù)問：這種差異會導致氣壓如何變化？老師根據學生回答，開始總結：近地面，氣溫高，氣壓低，氣溫低，氣壓高；近地面與高空高低壓性質相反。再讓學生思考：A地近地面是低壓，高空A′是高壓，哪一個地方氣壓更高？老師提示：同一水平面風從高壓吹向低壓。由此可畫出圖3。再次讓學生思考：等壓面是否還能保持在同一水平面上？根據學生回答最后畫出圖4熱力環(huán)流的形成過程我們清楚了，就是利用此原理神探輕而易舉的破了案，現在你明白了嗎？引導學生積極思考，合作討論海陸風的形成，并請代表上臺畫出。老師下臺巡視，并給予適當的提示。根據熱力環(huán)流原理，指導學生在圖中畫出白天和夜間陸地和海洋之間的大氣運動方向，并說出一天之內海邊何時吹海風，何時吹陸風？海陸風的原理弄明白了，問學生：甲和乙兩個嫌疑犯，你認為誰說了謊話呢？當然是甲了！你看，學好熱力環(huán)流、掌握地理知識是多么重要哇！其實熱力環(huán)流原理的應用，還不止于此，我們再來看一種熱力環(huán)流！指導學生完成活動題，并提供一些閱讀資料，讓學生分析城市熱島效應。本節(jié)課我們就談這些，最后留一個更有趣的話題請同學們下去討論。李商隱的《夜雨寄北》可謂童叟皆知：君問歸期未有期，巴山夜雨漲秋池。何當共剪西窗燭，卻話巴山夜雨時。詩中寫道盆地、山谷中多夜雨，你能用熱力環(huán)流的原理加以解釋嗎？AABC學生回答：氣壓隨高度的增加而遞減。學生分析討論，回答：A地氣體膨脹上升，B、C兩地氣體收縮下沉（熱脹冷縮）。學生回答：A地近地面空氣密度變小，高空空氣密度變大。B、C兩地近地面空氣密度變大，高空空氣密度變小。學生回答：近地面A地空氣密度降低，B、C兩地空氣密度升高。高空A地上空空氣密度升高，B、C兩地上空空氣密度降低。學生回答：A地近地面氣壓降低，高空A′氣壓升高。B、C兩地近地面氣壓升高，高空B′、C′氣壓降低。學生回答：A更高，因為氣壓隨高度的增加而遞減。學生回答：高壓等壓面向上凸，低壓等壓面向下凹。(注：高壓和低壓是相對于同一水平面而言。)學生根據老師提示，填寫題中空白：1.白天陸地、海洋都會_____(升溫)，但是由于陸地比熱較_____（?。?，所以升溫較_____（快），從而導致白天陸地溫度_____（高），海洋溫度_____（低）。晚上情況則剛好相反！2.根據熱力環(huán)流原理，一天之內海邊白天吹_____風（海），夜晚吹_____風（陸）？3.將海陸風準確地畫在下圖中。夜晚夜晚白天活動中，指導學生觀察等溫線的分布特征并歸納出氣溫的分布規(guī)律，然后討論分析城市中心區(qū)氣溫高的主要原因。根據城市中心區(qū)與郊區(qū)間的氣溫差異，要求學生繪制出熱力環(huán)流示意圖，在判斷出P點近地面的風向?？紤]到，詩中描寫地理現象和本節(jié)所學關系密切，所以我給學生留了這樣的思考題。本階段內容是這節(jié)課的難點，重在理解。為了讓學生從理性上認識熱力環(huán)流，我采納了作圖分析法，邊作圖、邊分析，層層推進、環(huán)環(huán)相扣，循序漸進地讓學生聽清楚、弄明白。這個問題把課堂教學帶入了問題研究階段，心中謎團即將解開，學生情緒高漲，紛紛發(fā)言，躍躍欲試，唯恐落后。通過填空、畫圖等活動，學生對熱力環(huán)流的形成過程已