“地球的圈層結(jié)構(gòu)”教材解析（人教版）

郭全其

一、課標(biāo)解讀

本節(jié)內(nèi)容選自人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書地理（必修一）第一章“行星地球”第四節(jié)“地球的圈層結(jié)構(gòu)”，主要落實“說出地球的圈層結(jié)構(gòu)，概括各圈層主要特點”的課程標(biāo)準(zhǔn)要求。

本條“標(biāo)準(zhǔn)”有顯性和隱性兩方面要求。顯性要求是從宏觀上了解地球的結(jié)構(gòu)及特點。地球呈現(xiàn)的圈層結(jié)構(gòu)，可以劃分出內(nèi)部圈層和外部圈層。內(nèi)部圈層包括地殼、地幔和地核，外部圈層包括大氣圈、水圈和生物圈。巖石圈是介于內(nèi)部圈層和外部圈層之間的一個圈層，包括地殼和上地幔頂部，即軟流層之上的固體巖石部分。隱性要求是了解自然環(huán)境的組成，這也是根本要求。“標(biāo)準(zhǔn)”以“宇宙環(huán)境—地球—自然環(huán)境”認(rèn)識思路，設(shè)計在宏觀了解地球圈層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上認(rèn)識自然環(huán)境的組成，即在空間范圍上把自然環(huán)境放在地球圈層結(jié)構(gòu)中認(rèn)識。自然環(huán)境從微觀層面講，落實到某一地域，是由巖石、地貌、土壤、氣候、水文、生物等要素組成。在自然環(huán)境的基礎(chǔ)上，人類通過長期活動創(chuàng)造了人文環(huán)境，自然環(huán)境和人文環(huán)境共同組成地理環(huán)境。可見，地理環(huán)境的空間范圍與自然環(huán)境是一致的。

從人地關(guān)系角度出發(fā)，本條“標(biāo)準(zhǔn)”要求抓住地球各圈層主要特點及與人類活動關(guān)系最密切的內(nèi)容。

二、教材分析

本節(jié)內(nèi)容是繼前面三節(jié)學(xué)習(xí)地球的宇宙環(huán)境、地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的地理意義后，繼續(xù)學(xué)習(xí)地球自身的特點，為后面地理環(huán)境發(fā)生、發(fā)展、變化的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。教材結(jié)構(gòu)明確，主要講述兩部分內(nèi)容：一是地球的內(nèi)部圈層，主要包括內(nèi)部圈層的劃分及邊界、地殼的厚薄和分布、地幔的組成和地核的組成及狀態(tài)；二是地球的外部圈層，主要包括各圈層的組成和空間分布及相互間的聯(lián)系。同時，本節(jié)內(nèi)容也是后面幾章的引言，起著承上啟下的作用。

教材第一部分“地球的內(nèi)部圈層”由四段正文和兩幅圖像組成，介紹了研究地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方法、地球內(nèi)部圈層的劃分及各圈層特點，是本節(jié)教學(xué)的重點和難點。

由于人類對地球內(nèi)部圈層的了解主要來自對地震波的研究，通過研究地震的縱波和橫波在地球內(nèi)部傳播速度的變化，來推測地球內(nèi)部的組成及其它特征。而縱波、橫波知識學(xué)生沒有接觸過，因此教材首先利用第一段正文給出縱波、橫渡的基本特點。在此基礎(chǔ)上，以“地震波的傳播速度與地球內(nèi)部圈層的劃分”示意圖（圖1.25）為依托，利用第二段正文介紹地球內(nèi)部地震波速度突然變化而形成的兩個不連續(xù)面：莫霍界面和古登堡界面。接著通過第三段正文，歸納總結(jié)地球內(nèi)部圈層的劃分。教材隨后安排“地球的內(nèi)部圈層構(gòu)造”圖（圖1.26）讓學(xué)生了解地球內(nèi)部圈層構(gòu)造，通過第五段正文明確地殼與巖石圈的區(qū)別。

教材第二部分“地球的外部圈層”由四段正文和一個“活動”組成，簡單介紹大氣圈、水圈和生物圈的范圍、組成和總體特點，從物質(zhì)形態(tài)、空間分布、相互關(guān)系等方面認(rèn)識地球的外部圈層，是本節(jié)教學(xué)的另一個重點。

教材第一段正文結(jié)合“地球外部圈層示意”圖（圖1.27）點明地球外部圈層的組成及與人類關(guān)系密切。第二段正文簡介大氣圈，第三段正文簡介水圈，第四段正文簡介了生物圈，強調(diào)它們是相互聯(lián)系、相互制約的整體，是人類賴以生存的環(huán)境基礎(chǔ)。由于各圈層在后面的教材中還有詳細(xì)介紹，所以在這里介紹得較簡略。最后“活動”部分再次強調(diào)地球巖石圈、大氣圈、水圈和生物圈間相互聯(lián)系、相互制約的關(guān)系，是對正文內(nèi)容的拓展，具有承上啟下的作用，為后面的學(xué)習(xí)埋下伏筆。本節(jié)知識網(wǎng)絡(luò)如圖1。

三、學(xué)習(xí)目標(biāo)

知識與技能：了解地震波的傳播特征及其在劃分地球內(nèi)部圈層方面的作用；掌握地球內(nèi)部圈層的劃分和內(nèi)部圈層的界限、厚度、物理性狀等；掌握地球外部圈層的組成和特征；通過歸納、總結(jié)、對比地球內(nèi)部各層的特點，使學(xué)生形成綜合歸納等思維能力。

過程與方法：通過讀圖訓(xùn)練，提高讀圖、析圖能力，明確地震波和地球內(nèi)部圈層的關(guān)系，地殼與巖石圈、軟流層的位置關(guān)系等；聯(lián)系實際，結(jié)合圖示，了解各圈層特征。

情感態(tài)度與價值觀：通過學(xué)習(xí)對學(xué)生進(jìn)行熱愛自然、熱愛科學(xué)的教育，鼓勵學(xué)生獻(xiàn)身于科學(xué)教育事業(yè)；使學(xué)生了解地球的圈層構(gòu)造，從宏觀上認(rèn)識全球的整體面貌，形成地球系統(tǒng)觀和責(zé)任感，增強環(huán)境及保護(hù)意識。

四、圖表利用

1.地震波的傳播速度與地球內(nèi)部圈層的劃分示意圖（圖1.25）

本圖意在指導(dǎo)學(xué)生分析地震波傳播速度的變化，推測原因，劃分出內(nèi)部圈層。縱波與橫波最突出的差異是在不同介質(zhì)中能否傳播以及傳播速度的差異。地震波傳播速度與其通過的介質(zhì)性質(zhì)密切相關(guān)：若介質(zhì)為均質(zhì)體，地震波則勻速直線傳播；介質(zhì)性質(zhì)發(fā)生變化，地震波波速隨之變化。尤其是地震波通過性質(zhì)完全不同的兩種物質(zhì)分解面時，波速會發(fā)生突然變化，出現(xiàn)地震波的不連續(xù)面。這樣，地震波就可以帶回地球內(nèi)部的信息，從而可以推測地球的內(nèi)部構(gòu)造和物質(zhì)狀態(tài)。

引導(dǎo)學(xué)生讀圖，提取歸納：①在地下（大陸部分）約33千米處，縱波和橫波的波速突然加大，出現(xiàn)波速的不連續(xù)面（莫霍界面），說明該深度處上下物質(zhì)在成分或狀態(tài)上有改變；②在地下2 900千米處，橫波突然消失，縱波的速度明顯下降，也出現(xiàn)波速的不連續(xù)面（古登堡界面），說明此深度處地球的內(nèi)部物質(zhì)組成、狀態(tài)差異明顯；③莫霍界面、古登堡界面將地球內(nèi)部劃分為三個圈層：地殼、地幔、地核；④縱波波速在地下5 100千米處也有變化，稱為次級不連續(xù)面，該面將地核分為外核和內(nèi)核。

2.地球的內(nèi)部圈層構(gòu)造示意圖（圖1.26）

本圖是對圖1.25右圖的細(xì)化，利用圖像旁邊的文字，引導(dǎo)學(xué)生從厚度、溫度、物質(zhì)組成和狀態(tài)的變化等不同角度了解地球內(nèi)部圈層構(gòu)造，也為學(xué)生理解地殼與巖石圈的區(qū)別奠定基礎(chǔ)。

引導(dǎo)學(xué)生讀圖，歸納總結(jié)：①地殼位于莫霍面以上，由地表一層薄薄的、由巖石組成的堅硬外殼，大陸部分較厚，大洋部分較薄，平均厚度為17千米；②地幔介于莫霍界面和古登堡界面之間，厚度為2 800多千米，又分為上地幔和下地幔兩層。從莫霍界面到地下900千米處為上地幔，上地幔的上層存在一個軟流層，可能是巖漿的主要發(fā)源地；從900千米處到古登堡界面屬于下地幔；③從古登堡界面到地心是地核，又分為外核和內(nèi)核兩層。從古登堡界面到5 150千米處屬于外核，從5 150千米處到地心屬于內(nèi)核。地核溫度很高，壓力和密度很大；④巖石圈由地殼和上地幔的頂部（軟流層以上）的堅硬巖石組成。

3.地球外部圈層示意圖（圖1.27）

本圖直觀顯示外部圈層的位置和名稱，同時形象地說明外部圈層的相互關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生理解地球巖石圈、大氣圈、水圈和生物圈間相互聯(lián)系、相互制約的關(guān)系，這些圈層構(gòu)成了人類生存的自然環(huán)境。

引導(dǎo)學(xué)生讀圖并結(jié)合正文，歸納總結(jié)：①巖石圈、大氣圈、水圈和生物圈的相互位置；②簡述巖石圈、大氣圈、水圈與生物圈的關(guān)系。

五、活動建議

1.教材活動

活動目的是引導(dǎo)學(xué)生討論思考地球巖石圈、大氣圈、水圈和生物圈間的關(guān)系，是正文內(nèi)容的拓展，具有承上啟下的作用，為后面的學(xué)習(xí)埋下伏筆。

進(jìn)行活動時，可以學(xué)習(xí)小組為單位讓學(xué)生列出自己需要了解的知識，進(jìn)行展示交流。鑒于學(xué)生的知識儲備，能列出多少算多少，不要求全，主要是為后面的學(xué)習(xí)做準(zhǔn)備。

2.補充活動

（1）認(rèn)清地震波。第一步，學(xué)生左手放在桌子上，用右手敲擊桌子，桌子受到?jīng)_擊產(chǎn)生彈性振動，耳朵聽到敲擊聲，左手感覺到振動。第二步，閱讀感悟教材，探究地震波相關(guān)特點，獲取地震波知識：地震波為彈性波。縱波傳播速度快，能通過固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)三態(tài)物質(zhì)；橫波傳播速度慢，只能通過固態(tài)物質(zhì)。

（2）探究地球內(nèi)部圈層。第一步，切熟雞蛋，師生共同觀察熟雞蛋剖面，學(xué)生描述：由外向里共分三層，即蛋殼、蛋白和蛋黃；厚度有差異，蛋殼最薄，蛋白次之，蛋黃最厚等；第二步，觀察“地震波的傳播速度與地球內(nèi)部圈層的劃分”示意圖（圖1.25），與熟雞蛋剖面比較，說出自己的結(jié)論。

（3）繪制地球圈層結(jié)構(gòu)。第一步，分別繪制地球內(nèi)部圈層圖和外部圈層圖，組內(nèi)展示交流；第二步，以組為單位，進(jìn)行繪制整個地球圈層圖競賽，對優(yōu)勝者給予表彰。