上海教材“大气的组成和垂直分层”一课教案_大气垂直分层教学设计

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“大气的组成和垂直分层”一课教案

教学目标：

1）知识与技能：

1.1知道大气的组成；

1.2知道大气理解大气的分层依据；

1.3能够说出大气的受热过程，理解大气在调节地球表层温度发挥的作用 2）过程与方法：

2.1学会对有相互关联的事物进行系统性分析 2.2懂得从对比的方法去认识同一事物 3）情感态度与价值观：

3.1认识到天气现象的科学性

3.2意识到事物之间客观存在着的相互关系

课时安排：一课时

教学方法：讲述法、板书图示分析法 教学过程:

一、教学引入：前面同学们学过月球的环境，由于月球上没有大气，没有“防弹衣”，由于各种流星体的撞击，月球表面坑坑洼洼；月球上没有大气，没有“遮阳伞”，白天太阳辐射强烈，温度高达100多度；月球上没有大气，没有“保温被”，夜间月球大量散热，温度大减，降到零下一两百度。地球表层有厚厚的大气层，对地球生命起到保护作用，它是怎样发挥“防弹衣”、“遮阳伞”和“保温被”的效果的呢？我们先看地球表层大气的组成成分。

二、大气的组成—简单叙述：

常常这样描述，今天天气晴朗，万里无云；蓝蓝的天空白云飘；乌云密布„„云是由水汽凝结而成的，水汽是大气的组成部分；

每年春季西北沙尘暴来临，漫天黄沙„„微小尘埃是大气的组成部分； 大气最主要的成分是无色无味的空气，其中氧气、氮气占了百分之九十九，氧气是生物呼吸不可缺少的气体，氮是生物蛋白质的主要组成部分，此外空气中还含有二氧化碳和其他的微量气体，植物光合作用需要消耗二氧化碳。

三、先分后总 分析大气圈的“防弹衣”、“遮阳伞”、“保温被”作用 防弹衣作用：大气呈气体状态，密度非常小，它凭什么挡得住成千上万的流星体的袭击，没有钢铁那么坚硬，没有大理石那么致密，但是大气层非常的厚，厚度超过1000km，流星体以每秒数十公里的速度冲进大气层中，绝大多数因剧烈摩擦而燃烧殆尽。

（若不理解，对比微风、台风的速度和强度来解释陨星与大气摩擦之剧烈）遮阳伞作用：

教师：请女同学解释晴天遮太阳伞为什么能有效保护皮肤？ 学生讨论„„

教师：遮阳伞能反射太阳光，吸收紫外线，减少太阳光对皮肤的辐射。地球在大气层下就好比人们在遮阳伞下一样收到保护，大气中的空气分子、水汽和尘埃能够反射散射和吸收太阳辐射，特别是臭氧层吸收了大量太阳紫外线，避免了地球生命遭到强辐射，这样大气就“过滤”了近一半的太阳辐射，使得地表温度不至太高。由于太阳温度很高，太阳辐射的电磁波以短波辐射为主。（画图说明太阳短波辐射传播到地面的路线图）

保温被作用：

教师：我们晚上睡觉的时候一般都会盖被子，被窝里面就会很温暖，原因很简单，被子将身体散发的大部分热量挡住，使其不能释放出去，热量就聚集在被窝里。同样的道理，地面在接受热量的同时也不断地释放热量，太阳短波辐射被地面吸收后，地面向外释放长波辐射（地面温度相对较低），大气中的水汽、二氧化碳等温室气体对长波辐射有很强的吸收能力，这些长波辐射的能量大部分被大气所吸收，其余部分射向大气外界。

（画图说明地面长波辐射向上的传播示意图）

大气接受太阳的短波辐射和地面的长波辐射后，一方面向宇宙空间释放电磁波，另一方面向地面方向释放电磁波。大气温度较低，释放的电磁波为长波辐射，其中向下的长波辐射与地面辐射的方向相反，所有叫大气逆辐射，大气逆辐射将地面释放的大部分能量又返还给地面，地面以长波形式辐射所损耗的热量得到一定的补偿，这种作用类似房间里玻璃窗的保暖作用，故常称为大气的温室效应。这就能解释为什么冬天晴朗的夜晚会格外的冷，而夏天多云的夜晚很闷热。（画图说明大气长波辐射的方向示意图）

综合以上图形，以太阳辐射的能量走向为线索，将整个示意图串联起来，分析大气圈在维护地球生物圈所起的重要作用。

四、板书图示引导——大气的分层（画竖直分层图，以“Z”字形曲线描绘温度变化规律）

大气的上界距地面达到两千多千米，在竖直方向上，大气的组成成分、温度等物理性质有很多不同，根据它们的特点，将大气从竖直方向上分为数了层次。（先画好坐标图，横坐标表示温度，纵坐标表示高度，分析从地面到高空的温度变化趋势。）

分析近地面大气温度状况——对流层：由于地球引力的影响，大气密度由低至高逐渐减小，90%大气质量集中在离地面不到15km的近地面空间中，这近地面的大气主要通过吸收地面辐射而升温的，所以随着高度的增加，温度逐渐降低（画出高度——气温坐标曲线），每上升1000米，温度下降大约6摄氏度，上下的温度差使得空间在竖直方向上对流运动显著，所以称为对流层，对流层的厚度与地面的温度有直接关系，夏季厚，低纬度厚。由于大部分空气和几乎全部水汽、尘埃在对流层，因此复杂的天气现象也一般发生在这一层，人类的大部分活动也在这一层。

教师：臭氧层引入平流层：

前面提到的臭氧层，大致位于距地面20km——25km的空间，处于对流层之上，从对流层向上到地面50km——60km的高空中，受到地面辐射的影响较小，由于臭氧层大量吸收紫外线的缘故，随着高度的增加，温度反而越来越高，（画出高度——气温坐标曲线）这一层空气稀薄，以水平运动为主，称为平流层。由于平流层空气比较平稳，水汽、尘埃含量极少，天气晴朗，大气透明度好，客机一般在这一层飞行。

教师：暖层的学习

对流层之上距地面几百千米的大气中，空气更加稀薄，几乎没有水汽、尘埃，空气处于高度电离状态，这一层大气叫做电离层，高度约为80km到800km，由于该层空气吸收紫外线辐射，随着高度的增加，温度急剧升高，甚至可以达到1000多摄氏度，（画出高度——气温坐标曲线）因此也称热层，电离层具有反射无线电波的能力，能够使远距离的地方进行无线电通讯。

教师：从暖层上下空间介绍中间层和外层

处于平流层和电离层之间大气，臭氧含量极少，不能大量吸收太阳紫外线，而能吸收的短波辐射又大部分被上层大气所吸收，所以气温随高度增高而迅速降低。（画出高度——气温坐标曲线）

暖层顶以上，称散逸层。它是大气层和星际空间的过渡层，并没有截然的界限。但无明显的边界线。这一层，空气极其稀薄，空气粒子运动速度很快，又因距地球表面远，受地球引力作用小，一些高速运动的空气质点可能散逸到星际空间。