《大气的受热过程》教学设计

【课程标准】

运用图表说明大气的受热过程

【教材分析】

大气的受热过程是本课时的基础知识和重点，主要知识结论“地面是近地面大气主要、直接的热源”是学习热力环流的基础，只有理解了地面是近地面大气主要、直接的热源而不是太阳辐射，才能正确理解热力环流的形成原因；热力环流是本课时的关键部分，起到承上启下的作用，同时又是大气的水平运动的学习基础。

【学情分析】

高一学生在初中阶段学习了“天气和气候”的初步知识，在第一章中也已掌握了太阳辐射有关知识，对本节课的内容也有一定的生活体验，为本课时的学习打下了基础，但学生的读图和分析能力较差。

【教学目标】

知识与技能：1.理解大气对太阳辐射的选择性吸收；理解地面辐射是大气热量的主要来源

            2.能用图示说明大气的受热过程

            3.掌握热力环流的形成原理，并且能够解释自然界中的热力环流现象。

过程与方法：1.通过绘制大气的受热示意图，提高学生分析问题的能力

            2.通过热力环流的实验，培养学生的探究能力

情感态度与价值观：1.理解大气对地球的保温作用的重要性，培养学生热爱自然的情感和保护环境的意识。

                  2.通过实验，培养学生的探究精神

【重点与难点】

重点：大气的受热过程、热力环流的形成过程及应用

难点：大气逆辐射、大气保温作用、等压面的变化规律

【教学方法】

    读图分析法、案例分析法、实验法

【教学准备】

制作多媒体课件、热力环流的实验用具

【教学过程】

[导入新课]

[教师]：同学们，在讲授新课之前，老师想问大家一个问题，在刚刚结束的军训中，大家都非常辛苦。那在军训的过程中，同学们比较喜欢阴天还是晴天呢？

[学生]：阴天。

[教师]：为什么是阴天呢？

[学生]：因为阴天没有太阳，比较凉快。

[教师]：是的，那么大家有没有想过为什么阴天的时候会比较凉快，气温比较低呢？我们今天就带着这个问题来学习新的内容——大气的受热过程，请同学们打开课本28页，浏览课本28页至29页的内容

[板书]：2.1. 冷热不均引起大气运动

一、大气的受热过程

[讲授新课]

[教师]：在第一章中，我们已经学习了太阳辐射是地球最重要的能量来源，太阳以电磁波的形式源源不断地将能量传递给地球。但在到达地表之前，它还要经过一层厚厚的大气层。在这个过程中，大气层会产生何种作用呢？

[教师]：假设这是地面，这条线表示大气，这是大气上界。当太阳辐射100%到达大气上界时。大气会对太阳辐射发生吸收作用。大气层中所含物质成分，会吸收太阳辐射中的电磁波，转换成大气自身的能量。例如：大气中的臭氧会选择性的吸收太阳辐射中紫外线，水汽和二氧化碳等物质成分，会选择性的吸收太阳辐射中的红外线。除了吸收作用，大气还会对太阳辐射发生散射作用，一些空气分子和非常微小的尘埃会对太阳光进行散射。一个方向过来的太阳光，会分散成多个方向。其中波长较短的蓝紫光容易被散射。

[教师]：除了发生吸收和散射作用，大气还会对太阳辐射进行反射作用。大气层的云、水汽和浮尘等各种物质会对太阳辐射进行反射作用。

[教师]：被削弱后的太阳辐射到达地表，其中一部分被地面反射出去。100%的太阳辐射，最后地面只吸收了47%。这些能量就被地面吸收转换成地面的能量。地面吸收的太阳能量又会以电磁波的形式释放出去，我们称为地面辐射。其中一部分辐射到外太空，还有一部分被大气吸收了。大气吸收地面辐射转换成自身的能量后，又会以电磁波的形式把能量释放出去，辐射至外太空的称为大气辐射，向下辐射至地面的称为大气逆辐射。大气逆辐射把地面辐射出去的能量部分返还给地面，对地面起到了保温作用。

[教师]：在整个能量的传递过程中，我们可以分为三个阶段，被削弱后的太阳辐射被地面吸收，这个阶段可以理解为“太阳暖大地”，地面辐射又被大气吸收，这个阶段可以理解为“地面暖大气”，大气的能量再通过大气逆辐射返还给地面，这个阶段可以理解为“大气还大地”。

[板书]：2.1.1  冷热不均引起大气运动

一、大气的受热过程

1、大气对太阳辐射的削弱作用

   （1）吸收：臭氧吸收紫外线，水汽和二氧化碳吸收红外线   有选择性

   （2）散射：大气分子和尘埃   蓝紫光易散射   有选择性

   （3）反射：云层    无选择性

2、大气对太阳辐射的保温作用

   （1）地面辐射是对流层大气增温的直接热源

   （2）大气逆辐射对地面起保温作用

3、三个阶段：太阳暖大地、地面暖大气、大气还大地

[教师]：这就是大气的受热过程。我们首先来看“太阳暖大地”，也就是大气对太阳的削弱作用。阅读教材，思考。你是怎么理解削弱作用。

[学生]：100%的太阳辐射，地面只吸收了47%。太阳辐射变少了，这就是削弱。

[教师]：大气对太阳辐射的削弱作用，表现在哪几个方面？

[学生]：吸收、散射和反射

[教师]：如何理解“选择性吸收”的“选择性”三字？

[学生]：大气的吸收作用是臭氧吸收紫外线，水汽和二氧化碳吸收红外线。臭氧和水汽、二氧化碳等不是吸收所有可见光的波长，而是只吸收紫外线和红外线，是有选择性的。

[教师]：那散射和反射有选择性吗？

[学生]：散射具有选择性，波长较短的蓝紫光容易被大气分析散射。而反射是没有选择性的，对所有波长都进行反射。

[教师]：什么光容易被散射？结合可见光的组成，推测什么光不易被散射？刚某某同学已经提到了。

[学生]：波长较短的蓝紫光容易被散射。红橙光不易被散射。因为波长越长穿透能力越强，波长越短散射能力越强。

[教师]：云层的多少与厚度对削弱作用的影响是什么？

[学生]：云层越厚，对大气的削弱作用越强。因为吸收、反射和散射都相对加强了作用。

[教师]：学习了大气对太阳辐射的削弱作用，我们来解释下一些自然现象？

白天，晴朗的天空呈现蔚蓝色，为什么？

[学生]： 在太阳辐射的可见光中，波长较短的蓝色光最容易被大气分子散射，因而天空呈蓝色。

[教师]：为什么阴天的天空仍是明亮的？

[学生]： 因为大气对太阳辐射的散射作用

[教师]：接下来我们学习大气对地面的保温作用。大家阅读课本28页 的小字部分，了解温度和波长的关系？

[学生]：温度高的为短波辐射，温度低的为长波辐射

[教师]：对流层大气增温的直接热源是什么？

[教师]：与太阳辐射相比，地面辐射属于长波辐射，而对流层中的水汽，二氧化碳选择性吸收红外线，臭氧选择性吸收紫外线，而太阳辐射是短波辐射，地面是长波辐射。而整个大气层的物质成分分布在近地面，也就是对流层，这么一来，整个大气层对太阳的短波辐射吸收很少，而对地面的长波辐射吸收很多。所以，地面辐射是对流层大气的直接热量来源。

[教师]：哪一个辐射对地面起保温作用？

[学生]：大气逆辐射

[教师]：大气吸收地面辐射转换成自身的能量后，又会以电磁波的形式把能量释放出去，辐射至外太空的称为大气辐射，向下辐射至地面的称为大气逆辐射。大气逆辐射把地面辐射出去的能量部分返还给地面，对地面起到了保温作用。

[教师]：同学们来解释下夏季多云的白天，气温不会太高，为什么？

[学生]：因为大气对太阳辐射的作用加强，到达地面的太阳辐射少，地面放出去的辐射也少，大气吸收得少，返还给地面的辐射同样也少，所以夏季多云的白天，气温不会太高。

[教师]：深秋至第二年早春季节，霜冻为什么多出现在晴朗的夜晚？

[学生]：晴朗的夜晚大气的保温作用弱，地面热量迅速散失，气温随之降低，形成霜冻。

[教师]：每年秋冬季节，我国北方地区的农民常用人造烟幕的办法，使地里的蔬菜免遭冻害，其原理是什么？

[学生]：人造烟幕能增强大气逆辐射，减少夜晚地面辐射损失的热量，对地面起到保温作用，所以可防御霜冻。

[板书]：2.1.1  冷热不均引起大气运动

一、大气的受热过程

1、大气对太阳辐射的削弱作用

   （1）吸收：臭氧吸收紫外线，水汽和二氧化碳吸收红外线   有选择性

   （2）散射：大气分子和尘埃   蓝紫光易散射   有选择性

   （3）反射：云层    无选择性

2、大气对太阳辐射的保温作用

   （1）地面辐射是对流层大气增温的直接热源

   （2）大气逆辐射对地面起保温作用

3、三个阶段：太阳暖大地、地面暖大气、大气还大地

4、应用

[教师]：大家看课本的29页的图，并结合老师给的材料，回答为什么月球表面的昼夜温度变化比地球表面剧烈

[学生]：因为月球表面没有大气层，白天无大气的削弱作用，气温高；晚上无大气的保温作用，气温低，所以温差大。

[教师]：一起来做，下面三道练习题

[教师]：这节课就上到这里，同学们回去记得预习热力环流的知识。

 

【板书设计】

2.1.1  冷热不均引起大气运动

一、大气的受热过程

1、大气对太阳辐射的削弱作用

   （1）吸收：臭氧吸收紫外线，水汽和二氧化碳吸收红外线   有选择性

   （2）散射：大气分子和尘埃   蓝紫光易散射   有选择性

   （3）反射：云层    无选择性

2、大气对太阳辐射的保温作用

   （1）地面辐射是对流层大气增温的直接热源

   （2）大气逆辐射对地面起保温作用

3、三个阶段：太阳暖大地、地面暖大气、大气还大地

    4、应用