地理必修 第一册第三节 大气热力环流教学设计

这是一份地理必修 第一册第三节 大气热力环流教学设计，共5页。

1. 运用示意图，理解热力环流的基本原理，动态和系统地分析热力环流的形成过程，形成综合思维。
2. 根据所学知识和原理，合理描述和解释特定区域内的热力环流状况（包括与大背景区域的风向叠加），感悟其与人类活动的相互影响。
3. 能够运用地理信息技术和其他地理工具，观察、识别、描述与热力环流相关的地理现象，具备运用模拟实验等方式探究热力环流的意识和能力。
教学重难点
教学重点：1.热力环流的形成原理及过程。
2.运用热力环流原理分析山谷风、海陆风、城市热岛环流的形成。
教学难点： 热力环流的形成引起的等压面的凹凸变化及高低压分布规律。
教学重难点剖析及突破：
从教材内容结构上看，大气热力环流原理是大气运动规律的基础，小到城市热岛环流，大到全球性的大环流都可以用热力环流原理来解释。热力环流原理同其他地理原理一样，是基本的地球科学知识，能够帮助学生理解和解释一些自然现象的发生过程，增强对生活中自然地理现象进行观察、识别、描述、解释、欣赏的意识与能力，树立尊重自然，顺应自然，保护自然的观念，因此本节内容的教学重点是热力环流的形成过程及作用。
热力环流的形成过程涉及物理学院、地理学、气象学等学科，是跨学科的综合知识体系，而本节内容概念性强，对刚进入高中的学生而言，在知识的建构上缺乏理论支撑点，如大气压的概念，空气垂直运动对同一水平面气压造成的影响，以及等压面弯曲的地理含义等，学生在学习热力环流的过程中往往对这些知识点存在留白现象，难以深刻理解。其次，热力环流中涉及的气温、气压等地理要素的变化呈现多时空交互耦合，如教材阅读部分中提到的北京北部山区与平原之间“白天风向北转南，夜间风向南转北”的山谷风效应等。高一学生还未建立地理时空观，综合思维能力薄弱，理解这些问题还存在较大难度。第三，以培养学生核心素养为目标的教学是走入“田野”的教学，是提升学生地理实践力的教学。在这之前，学生缺乏生活的经验，对真实复杂的现实情境缺少地理意义的思考，如对于教材中提到的“点蜡烛切洋葱，不流泪”，“海陆风的周期性变化”，海南白天多雨，夜间晴朗“”等现象，学生无切身体验，易出现置身其中不知其理的现象。最后，对热力环流原理的分析理解需要借助模拟实验、地理视频、虚拟现实技术，这对学校的教学资源及周边的自然条件提出了一定的要求，而恰当的教学辅助手段能帮助学生理解地理现象发生发展的过程，能加深巩固他们已经习得的地理原理。因此，本节内容的教学难点是理解热力环流的形成过程。
综上所述，大气热力环流的形成过程既是重点,也是难点。在教学过程中，教师要围绕两点展开，一是知识铺垫，二是知识突破。教师可通过模拟实验、多媒体演示等教学方法突破重难点，如可采用教材中的探究问题“点蜡烛切洋葱，不流泪”作为课堂实验引入，提出假设，再通过实验验证假设，从而得出结论。随后进入原理剖析，即热力环流的形成原理，针对这部分内容，教师可采用多媒体演示或图形分解法。第一步，提出探究问题：若下垫面受热均匀，同一高度的大气密度相同吗？气压相同吗？等面弯曲的还是水平的？教师需引导学生复习气压的概念及其在垂直方向上的分布特点等相关知识。气压即单位面积上受到的大气压力，海拔越高，空气密度越小，单位面积上空气柱的重量越小，气压越低。在同一高度上，空气密度越大，气压越高，称为高压，反之称为低压。等压面即大气中的气压值相等的点所构成的面。在同一等压面上，气压值相同；不同的等压面，气压值不同。第二步，设置探究问题：若下面受热不均匀，大气会如何运动？高空和近地面的大气密度和气压会如何变化？等压面此时如何变化？最后设置探究问题：同一水平面上气压不同，大气如何运动？运动的直接原因是什么？高空和近地面的大气运动有何不同？教师要特别强调，所谓的高低压是同一水平面上的气压差异，在垂直方向上，高空的气压要远低于近地面的气压。以上三个探究问题，教师可以通过下面的图形分解法展开，从而构建无运动-垂直运动-水平运动-热力环流的思维线索。
本节教材的重难点突破思路可提炼为以下步骤：
教学过程
【教师】同学们，今天我们学习的是热力环流的形成与应用。在学习新课之前，老师想先给大家看一个生活中常见的情境，这是什么？
【学生】切洋葱
【教师】那切洋葱时最讨厌的是什么吗？
【学生】刺激眼睛流眼泪。
【教师】没错，在切洋葱时，洋葱会释放出一种刺激性气体，该气体随空气上升，就会使眼睛产生不适。因此，网上出现了很多解决这个问题的小妙招。老师今天给大家介绍一种比较新奇的小妙招，就是在切洋葱时，在砧板的两侧放上两根点燃的蜡烛，这样切洋葱的时候就不会流眼泪了，那这背后的原理是什么呢？这正是我们今天要学的内容！
【过渡】当然在学习之前，我们有必要复习一下初中物理所学的一个知识：气压。大家还记得什么是气压么？
【学生】回答
【教师】那么气压的大小与哪些因素有关系呢？
【学生】回答
【教师】那我们通过实验来看一看：气压计随高度上升读数的变化情况。
【学生】垂直面上，气压随高度的变化不断降低。
【教师】那气压与空气密度又有什么关系呢？请大家完成学案的探究一。
【学生】完成。
【教师】假设地表性质均一，温度一致，那么同一海拔的气压？
【学生】相等
【教师】对，同一海拔的气压相等。这些气压相等的点连成的面，我们叫做等压面。由于地面受热均匀时同一海拔的气压相等，所以这时候的等压面是与地面平行的。那么随着海拔的升高，气压会怎么变化？
【学生】降低
【教师】但是我们都知道，现实中各地受热不均、冷热不同。那空气遇冷、遇热会怎样运动呢？
【板书】地面冷热不均
【学生】上升/下降。
【教师】我们先思考一个生活中的问题，大家看一看房间里的空调和暖气安装位置有何科学道理？
【学生】举手回答。
【板书】空气垂直运动
【教师】那么此时同一水平面上的气压是否还是相等呢？我们先看近地面遇冷处。
【学生】遇冷处空气收缩下沉在近地面聚集，空气密度增大，相比同一水平面气压较高，形成高压；受热处空气膨胀上升，近地面空气密度变小，气压较低形成低压。
【教师】对，那么高空呢？
【学生】高空相反。
【教师】空气的垂直运动使气压发生了变化，同一水平面上出现了高压低压，也就是说同一水平面上出现了气压差。
【板书】同一水平面气压差
【教师】那么此时水平方向上空气会怎么运动呢？
【学生】由高压流向低压。
【板书】空气的水平运动
【教师】那么此时，空气的垂直运动和水平运动一起就组成了环流，它形成的原因是地面冷热不均，所以叫热力环流，它是大气运动最简单的形式。
【板书】热力环流
【教师】我们来看这个热力环流图，水平方向上的气压发生了变化，那么相应的等压面是不是也会发生变化。在地表受热均匀时，等压面与等高面的关系是？
【学生】平行的
【教师】对，大家回答得很好。那么此时同一水平面上的气压是否还相等？
【学生】不相等。活动：描绘弯曲后的等压面。
【教师】针对学生出现的困难，进行指导。利用赋值法画出近地面等压面。
【学生】根据近地面的等压面，绘制高空等压面。
【教师】总结。那么热力环流的原理我们就学习清楚了。现在请同学们再描述下热力环流的形成过程。
【学生】描述过程。
【教师】学好了原理，现在就请同学们尝试用热力环流的原理，来解释下自然界常见的热力环流。
【学生】小组活动。第一组重点突破点蜡烛切洋葱时的环流；第二组突破海陆风；第三组突破山谷风；第四组突破城市风。并每组请一位代表在黑板上展示成果，讲解思路。
【教师】针对展示进行补充。并用手机拍摄小组探究过程中出现的典型问题，投屏展示，强调注意细节。
【教师】总结。利用改编版的歌曲《奔跑》对大气热力环流过程进行趣味总结。
板书设计