《冷熱不均引起大氣運動》教學設計

夏菁

【教材分析】

本節課是必修一第二章第一節第二課時，主要內容是大氣受熱不均形成熱力環流及熱力環流的應用。本課內容比較抽象，看不見摸不著，課本用探究實踐來幫助學生理解。不過該探究實驗不易操作，實驗結果難以預測，需要視頻資料加以補充。課本對熱力環流用大段文字描述，描寫詳細，但熱力環流是一個動態的過程，需要借助多媒體演示，幫助學生建立動態的熱力環流概念。

【學情分析】

本節第一節課時學生已有必備的相關知識技能基礎，如物體的熱脹冷縮性質，太陽輻射的緯度分布不均等。但大氣看不見摸不著，學生很難理解大氣的運動及其運動原因。為此新版課本加入了探究實驗，該實驗能很好地幫助學生直觀的認識大氣的運動。熱力環流對于高一同學們來說是比較陌生的，專業性強，這對于高一學生來講是一個難點，不宜以平白直敘講解的方式來教授。可以將復雜的過程分解為幾個簡單的過程分別圖示講解，這樣同學們比較容易接受。

【三維目標】

1.知識與技能

①理解冷熱不均是引起大氣運動的根本原因；掌握熱力環流原理；②理解等壓面的凹凸與氣壓高低的對應規律。

2.過程與方法

①通過繪制熱力環流圖，培養學生的繪圖能力，②能運用熱力環流的基本原理解釋實際現象，如城市與郊區、海陸風、山谷風等。

3.情感、態度與價值觀

①通過對“城市熱島效應”的分析，增強學生的環保意識；②學會做熱力環流的小實驗。

【教學重點、難點】

1.教學重點：熱力環流的形成過程，運用熱力環流原理分析繪制山谷風、海陸風、城市風形成。

2.教學難點：冷熱不均引起氣壓高低變化和等壓面彎曲的凹凸變化規律。

【教學過程】

一、情景導入

提問兩個問題請同學們回答：

（1）全球各個緯度間獲得的太陽輻射能的分布規律是什么？

（2）既然低緯度獲得熱量多，高緯度獲得的熱量少，為什么低緯度地區沒有越來越熱，高緯度地區沒有越來越冷呢？

教師：地球周圍的大氣就好像一部巨大的機器，日夜不停地運動著。它的運動形式多種多樣，范圍有大有小，正是這種不停的大氣運動，形成了地球上不同地區的天氣和氣候。那么，大氣為什么會運動，它是怎樣運動的呢？

1.探究實驗

學生活動：采用小組合作方式活動，形成熱力環流的感性認識。

2.實驗步驟

①將一盆熱水和一盆冰塊分別放置在玻璃缸的兩端；②用塑料薄膜將玻璃缸上部開口處蓋嚴；③在塑料薄膜的（裝冰塊的盆上方）開一個小洞；④將一束香點燃，放進小洞內。

3.思考

①觀察：煙的運動方向；②思考問題：大氣（煙）運動的原因是什么？

4.學生觀察得出結論

通過實驗可以看出，煙霧在玻璃缸內先由小洞向下，然后又由裝冰塊的盆飄向盛熱水的盆，由熱水盆向上，后又飄向冰塊盆的上方，形成閉合的一圈，完成一個環流。這種由地面冷熱不均而形成的空氣環流，稱為熱力環流。

二、學習新課

1.熱力環流

（1）熱力環流的概念

由地面冷熱不均而形成的空氣環流，稱為熱力環流，是大氣運動最簡單的形式。

（2）大氣運動的根本原因

各緯度間獲得的太陽輻射能多少不均，造成高低維地區地面的冷熱不均。

（3）大氣運動的基本形式

垂直運動和水平運動，兩種形式的綜合是熱力環流。

2.熱力環流的形成過程

（講解前先補充幾個概念：氣壓、等壓面）

（觀看Flash動畫——熱力環流）

（1）原始狀態

假設地面受熱情況是均勻的時候，在同一高度空氣密度相同嗎？空氣會不會運動起來？（右圖）

A、B、C三地氣溫相等，氣壓相同，大氣處于靜止狀態。

（過渡）實際上各地受熱是不均的

（2）空氣垂直運動讀圖思考：①A、B、C三地的近地面空氣怎樣運動？

②A、B、C三地的近地面和高空空氣密度發生了怎樣的變化？

③A、B、C三地的近地面和高空的氣壓又發生了怎樣的變化？

④此時的等壓面將如何變化？

教師講解：

A地受熱多，B、C兩地受熱少，A地近地面空氣受熱膨脹上升，到上空聚積起來，使上空的空氣密度增大，形成高氣壓；B、C兩地的空氣冷卻收縮下沉，上空的空氣密度減小，形成低氣壓。在近地面，A地空氣上升后向外流出，使A地近地面的空氣密度減小，形成低氣壓；B、C兩地因有下沉氣流，近地面的空氣密度增大，形成高氣壓。此時的等壓面在高壓處會凸起，在低壓處會凹下。

強調：高壓與低壓是相對同一高度的周圍地區氣壓而言的。

過渡：此時同一水平面上的氣壓還相等嗎？空氣將會怎樣運動？

（3）空氣水平運動

近地面B、C兩處氣壓高，A處氣壓低，大氣由B、C處流向A處，高空，則由A處流向B、C兩處。

（過渡）熱力環流是大氣運動的一種最簡單的形式，也是一種常見的自然現象。在一定條件下，地表的冷熱差異會產生環流。

3.常見的熱力環流

（1）海陸風（投影）（見教材）；（2）山谷風（投影）（見教材）；（3）城市熱島環流（投影）。

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【課堂小結】

近地面空氣的受熱或冷卻（氣溫差異是原因）→引起氣流的上升或下沉運動（空氣垂直運動是氣溫差異的結果）→導致氣壓的差異（水平氣壓梯度是空氣垂直運動的結果）→大氣的水平運動（風）。

（作者單位 江西省南昌市灣里一中）

？誗編輯 陳鮮艷