教学

环节

教师引导

学生活动

设计意图

课前

情境

创设

播放《闯关东》电视片片段，画面为男主人公朱开山带领家人燃点秸秆制造烟幕以防冻害的场面。画面显示在广阔的东北平原庄稼地里，浓烟四起，再加音响效果配合，给人震撼的视听冲击。

课前准备。

设疑，为人造烟幕分析铺垫。

导入

新课

师：课前视频的那么多人在干什么？（副板书：人造烟幕）

PPT画面停留在笔者与三位同学在学校操场（阳光下）做有关温度测量实验的场景（下文用画面A表示）。

这个画面的这几位又在干什么？（副板书：做实验）。

这两个画面有何关联？这是一个悬念，稍后解答。

获取图片信息，进入学习研究状态。

继续设疑，为教学围绕实验及数据展开分析铺垫。

显示

课题

与

课标

师：画面上的这群人在做一个关于“大气受热过程”的实验。

PPT投影画面显示学校气象园百叶箱画面（下文用画面B表示）、课题以及课程标准。

观看PPT画面，获取课题信息。

明确课堂教学目标。

实验

场景

分析

师：这个实验肯定需要什么仪器？

生：温度计。

帮助修正学生对于气温、测量气温模糊的甚至错误的观念。

PPT投影画面显示画面A。

师：能在图中找出几个温度计？

师：分别命名为①悬挂温度计，②空瓶温度计，③沙瓶温度计，④地面温度计。

指图，找出四个温度计。

师：温度计可以测量空气气温，反映空气中热量的多少。哪一个是测气温的温度计？

自由回答。

PPT投影回到画面B并投影气象意义的气温概念：“气温是在野外空气流通、不受太阳直射下测得的空气温度，一般在百叶箱内测定”。

师：其实大家的判断都是错的，看看为什么？

生：实验小组的观测是在阳光下直接进行的，不符合气温测定规范。

承转

师：日常生活中，一天什么时候阳光光照最强烈？

中午。

联系生活，捕获学生生活中对光照、气温的直观感受。绘图伏笔对比据实测气温绘制的示意图。

PPT投影阳光直射和斜射图，提示在忽略空气对阳光的影响基础上加以比较。

生：阳光直射时光热集中；而同一束光倾斜照射在地表的面积大，光热被分散。

师：据此分析及你平常的感觉，一天气温最高、最低大致是什么时候？请绘制你感觉中的一天气温变化示意图。

完成绘图。

观测实验绘图

PPT投影：9月8日-9日，徐老师在南菁高中气象园观测记录气温（单位℃）如表1，请据表1思考：

表1 南菁高中气象园观测气温

（1）请据表绘制江阴气温一日变化示意图。

（2）据图文材料，结合你平时的感觉，有何结论？有什么疑问？

完成绘图，形成认知冲突：光照最强烈的中午时刻，并不是气温最高的时刻。

据观测数据绘制的图对比感觉中的气温变化示意图，可说明空气不是被太阳晒热的，引出空气热源分析。

自主

研读

与

思考

读大气的受热过程（见图1)，完成相关思考题：

图1 大气的受热过程

研读教材内容，分析图1。

在学生自主研读的基础上通过问题链让学生深入理解大气受热过程的原理并能够对与之相关的地理现象加以解释说明。

（1）大气的热量根本来自于哪里？

太阳（短波）辐射。

（2）近地面空气的直接热源是什么？

地面（长波）辐射。

（3）为什么近地面大气直接热源是地面辐射而非太阳辐射？

太阳辐射与地面辐射的性质不同。太阳辐射是短波辐射，地面辐射是长波辐射。大气中主要是二氧化碳、水汽在吸收长波辐射。

（4）地面长波辐射是怎样向上传递的？

对流、传导。

（5）总体而言，近地面大气在垂直方向上气温有何变化规律？为什么古诗云“高处不胜寒”？

近地面大气在垂直方向上越向上，气温越低，原因是离地面越远，获得的地面辐射越少。故有古诗云“高处不胜寒”。

（6）地面辐射在向上传递时，大气是不是将地面辐射全部吸收了，没有地面辐射能够从大气的吸收作用中逃离？

不是，少量地面辐射可以直接透过大气射向宇宙空间，使地球热量散失。

（7）大气对于太阳辐射是完全透明吗？（此处学生若回答不出，教师副板书“臭氧”加以提醒。）

不是，如较高层空气中的臭氧可以吸收紫外线。

（8）大气对太阳辐射还有什么作用？有何地理意义？

削弱作用。可以削减到达地面的太阳辐射，使地面温度、大气温度不至于升得过高。

互动

探究

师：大气在吸收了地面辐射和太阳辐射后，有了热量，也要释放辐射，叫做大气辐射。请在地球表面大气受热过程示意图（图2.2中地球白天的受热过程）中将其圈出，并说明各有什么地理意义。

读图，圈大气辐射。

大气辐射的方向有指向宇宙空间的一支，使地球热量损耗而降温；指向地面的一支，叫大气逆辐射，将地面损耗的热量返还，起到保温作用。

通过探究，深入理解大气受热过程中能量的传递的过程及传输量的差异，对大气根本热源及近地面大气的直接热源形成正确的认知，为运用大气受热过程原理解释地理现象夯实知识基础。

师：图中的众多箭头有前后的逻辑关系吗？请用数码标注其顺序。

在学生填图并解说绘图缘由的基础上，教师依序讲解各辐射的发生过程，指出地面辐射有指向宇宙空间损耗的部分，在图上用⑤’箭头将其标出。

填图。在老师指导下填补图中的⑤’箭头（见图2）。

图2 地球表面受热过程

图中各箭头表示了大气受热过程热量的传递过程，但没有表示出能量的大小。合作探讨，用箭头粗细表示能量大小，重绘大气的受热过程图。

在投影学生绘图并进行理由阐述后投影参考答案（见图3，后文用画面C表示）。

图3 大气的受热过程                         

学生绘图并解说绘图依据。对照教师投影的参考答案，用“太阳暖大地”“大地暖大气”“大气返大地”三部曲对大气的受热过程进行总结。验证大气的根本热源、近地面大气的直接热源。

学以

致用

PPT投影地理现象及相关问题。

对地理现象进行分析，运用所学原理建议阐释。

运用大气受热过程的相关原理解释地理现象和实验现象，使理论的学习与生活实际相联系。

1.教师在旅行中拍到的藏民照片。

（1）为什么藏民的肤色那么黑？为什么好多藏民脸上有“高原红”？

海拔高，空气稀薄，大气对于太阳辐射的削弱作用小，光照强。

（2）为什么藏民平常穿这么厚实？

师：此处需指明一个错误表述，“因为大气的保温作用弱，所以气温低，要多穿衣服。”

海拔高，空气稀薄，大气对于地面辐射的吸收作用小，气温低。

2.下表（见表2）徐老师观测实验中记录的几个温度计不同时刻温度值。

表2 不同时刻温度值

（1）温度计①与④哪个显示温度高，为什么？

④高，直接测量了地面温度，塑胶运动场地面在阳光作用下升温非常快，温度高。

（2）温度计①与百叶箱温度计哪个显示温度高，为什么？

①高，在阳光作用下，温度计①本身的温度高。

（3）多云的天气相对晴天，气温较低，为什么？

云层增强了大气的反射、吸收作用，削弱了到达地面的太阳辐射。

（4）结合大气受热过程图（画面C），分析有云时，图中各辐射量的变化情况。

到达地球的太阳辐射①不变。大气的反射、吸收作用都加强，到达地面的太阳辐射被削弱，地面辐射、大气辐射等都会减弱。

阶段

小结

结合画面C。师：总体而言大气的热量收入大于支出，气温总体升高。太阳辐射最强的正午时刻，地面获得太阳辐射最多，但地面辐射要把热量传输给大气还需要一定的时间，所以一天的最高温一般出现在午后14:00左右。由此解释了观测实验中记录的最高温28.5℃出现在14:00左右，与大家直观感觉中的气温高值相异。科学研究需要严谨的态度，需要用实验来论证原理。大家要有科学精神。

承转

夜晚大气的受热过程图又会是怎样的？

PPT投影，与白天大气总体升温的情况进行对比，有何结论？请用以解释实验中观测的最低温出现时刻及原因。

图4 夜晚地球表面受热过程

晚上是一个整体降温的过程。实验观测最低温17℃在6点前后，原因是地球热量不断损耗，在日出前，大气热量最少，气温最低，此刻大气的保温作用也最弱。

在对比白天、夜晚大气受热过程差异基础上解释最低温出现时刻，形成正确、全面的认知。

学以

致用

（1）9月8日是白露节气。晴朗的夜晚和多云的夜晚比，哪一种天气更利于产生露水，为什么？冬季的霜冻呢？

晴朗的夜晚，大气逆辐射若，降温幅度大，更容易有露水、霜冻。

利用夜晚大气受热过程相关原理解释地理现象，呼应课前人造烟幕的伏笔。在评价中形成辩证的思维方式和正确的价值观。

（2）为防冻害，北方农民在深秋会采用人造烟幕来提高地温，请简析原因？

烟雾可以增强吸收地面辐射，从而增强大气逆辐射，起到更好的保温作用。

（3）评价人造烟幕的做法是否值得推广？

从农民的保障农产，获得经济效益看，值得推广；从生态环境保护，建设美丽中国角度看，不适合推广。

（4）利用昼夜、海陆、阴晴组合出昼夜温差最大的一种情况并解释理由。

陆地白天晴朗，大气对于太阳辐射削弱作用小，气温高；陆地夜晚晴朗，大气对于地面辐射的吸收若，气温低。这样的情况温差最大。

进一步拓展大气受热过程的研究范围。

（5）据表1计算江阴8-9日江阴的温差。拓展介绍地球气温昼夜温差极值约50℃。请同学举例说明这样的温差有何特殊地理意义。

算得江阴8-9日温差约11.5℃。地球的昼夜温差不大，温度适宜，利于地球生命生存繁衍。

对比地球大气的昼夜温差与月面温差，理解地球大气受热过程的重要意义。

（6）月表昼夜温差约300℃，为什么月球表面的昼夜温差比地球表面剧烈？

白天没有大气对太阳辐射的削弱作用，晚上没有大气对太阳辐射的保温作用。

拓展

探讨

1.PPT投影画面显示画面A。实验组还在学校的玻璃天桥内测得温度值，明显比室外高，原理与哪一个温度计示意图相同？

此三个问题是对课堂原理的拓展提升应用，课堂上不给出标准答案。问题1作为实验的延伸，问题2是大气受热过程平衡被打破引发环境问题，问题3是伏笔冷热不均引起大气运动。

2.投影“地球‘发烧’了”漫画。2018年8月，北半球出现罕见的持续高温天气，尤其是北极圈内的挪威班纳克测到32摄氏度的高温，让不少国人惊呼“北极都32度了，日子怎么过！”冰川消融，北极熊将无立足之地！我们能为它们做点什么？

3.PPT投影，地球赤道与极地地区获得热量有何差异？这样的热量差异下，空气会怎样运动？

结束语

PPT投影画面显示画面A。本课通过小实验研究了地球大气的受热过程这样一个大问题。利用相关原理，解释了众多地理现象，也接触到一些地球大气热量平衡被打破所引发的问题，告诫我们要认识自然规律，尊重自然环境，保护地球家园。