大气的热力状况教学设计

大气的热力状况教学设计

    课    题 大气的热力状况 课型 新授
    教学目标 1.使学生了解大气对太阳辐射的削弱作用:吸收、散射、反射
    2.理解大气的保温效应(短波辐射、长波辐射、大气逆辐射)
    3.分析理解全球热量平衡原理
    教学重点 大气的保温效应(削弱作用、保温作用)
    教学难点 理解大气对地面的保温效应 教学方法、学法
    教学程序
    讲
    授
    过
    程 导入新课:通过上节课的学习,我们知道地球被一层厚厚的大气包围,垂直高度可达2000—3000千米,这层大气被称为“地球的外衣”。作为“外衣”它究竟起什么作用呢?这就是我们今天要学习的内容。
    大气的热力状况
    一、引言:地球上许许多多与人类生活和生产密切相关的大气现象,都与大气的热力作用相关,那么大气的热量──能源来源于哪里?──太阳辐射。 以“地球的外衣”引入
    (出示课件1)太阳辐射的波长范围。回答:
    1.A、B、C分别表示什么?A紫外区  B可见光区  C红外区
    2.太阳辐射能主要集中在哪个部分?B、C。
    (出示课件2)
    3.图中红色代表到达地面的太阳辐射,它仅占到达大气上界太阳辐射的47%,为什么?原因:大气对太阳辐射的削弱作用。
    (一)大气对太阳辐射的削弱作用:
    1.吸收作用(出示课件3讲解)
    平流层中臭氧吸收波长较短的紫外线 了解太阳辐射的波长范围
    为以下的学习打基础
    教学程序 教学方法、学法
    讲
    授
    过
    程 对流层中水汽、二氧化碳吸收波长较长的红外线
    可见光吸收很少,大部分可透过大气射到地面上来。
    由此可见,大气直接吸收的太阳辐射很少,因此,太阳辐射并非对流层大气的直接热源。
    2.反射作用(出示课件4讲解)
    参与大气成分:云层和颗粒较大的尘埃
    特点:无选择性
    实例:夏季多云的白天,气温不会太高
    3.散射作用(出示课件5)
    参与的大气成分:空气分子和微小尘埃
    特点:有选择性(波长越短,越容易被散射)例:①晴朗的天空呈现蔚蓝色
    方向:四面八方
    特点:有选择性(波长越短,越容易被散射)。例:①晴朗的天空呈现蔚蓝色。②当空气质点为颗粒较大的尘埃、雾粒、小水滴时,散射无选择性,各波段同时被散射,天空呈现灰白色(阴雨天)。③“日落黄昏十里路”。④树阴下,教室里仍能看清东西,凡是阳光不能直接照射的地方,仍是明亮的,皆因大气的散射作用。
    小结(见课件5,以表格形式出现)
    4.削弱作用的差异性:不同纬度不同
    削弱作用与纬度的关系:(课件6)
    纬度高—太阳高度角小—太阳辐射经过大气的路程长—被削弱的辐射多
    纬度低—太阳高度角大—太阳辐射经过大气的路程短—被削弱的辐射少
    这就是太阳辐射由低纬度向两极递减的原因之一。
    (二)大气的保温效应:(7)
    阅读“大气的保温效应”,回答下列问题:
    1.地面辐射为什么是长波辐射?
    举与散射现象有关的实例说明
    举实例说明
    看课件了解
    学生自读回答
    教学程序 教学方法、学法
    讲
    授
    过
    程 2.为什么地面是对流层大气的直接热源?
    3.大气逆辐射有什么作用?
    4.为什么大气具有保温效应?
    小结:
    1.实验得知,温度越高,辐射中最强部分的波长越短。反之越长。所以,相对太阳短辐射来说,地面辐射为长波辐射。
    2.对流层大气中的H2O、CO2吸收红外长波辐射能力很强,因此,地面放出的长波辐射除极少一部分透过大气返回宇宙空间外,绝大部分(75%~95%)都被对流层大气中的H2O、CO2等吸收,使大气增温。所以,这就解释了为什么海拨越高,气温越低,热带高山会有积雪等现象。地面是对流层大气主要的直接热源。
    3.大气在增温的同时,也向外放出红外线长波辐射,大气辐射除一小部分向上射向宇宙空间外,大部分向下射向地面,其方向与地面辐射正好相反,故称为大气逆辐射,大气逆辐射又把热量还给地面,这就在一定程度上补偿了地面辐射损失的热量,对地面起到了保温作用。
    结论:天空有云,特别是有浓密的低云时,大气逆辐射更强。
    实例:有云的夜晚比晴朗的夜晚温度高。
    问题:晚秋,寒冬的霜冻多出现在晴朗的夜晚,人造烟幕能防冻。
    综述:地球大气对太阳短辐射几乎是透明体,大部分太阳辐射能够透过大气射到地面上,使地面增温,大气对地面长波辐射却是隔热层,把地面辐射放出的热量绝大部分截留在大气中,并通过大气逆辐射又将热量还给地面。人们把大气的这种作用称为大气保温效应。那么大气的热力作用究竟有什么意义呢?如果地球表面没有大气又会怎样呢?
    出示课件,以无大气的月球同有大气的地球相比较
    学生自读回答
    教师总结
    学生解释
    举实例说明
    此段也可放在练习中完成
    方法、学法
    讲
    授
    过
    程 (三)大气热力作用的意义
    1.大气的热力作用,既降低了白天的最高气温,又提高了夜间的最低气温,减少了气温日较差。
    2.大气的保温效应,平均气温为15°C,形成了适宜生命生存的温度条件。
    地面与大气就是这样不断地进行着热量交换,就整个地球多年平均状况来看,地球收入的热量与发出的热量是相等的。
    二、全球的热量的平衡
    学生读图,计算地面与大气热量收支状况。
    计算可知,地面和大气的能量收入与支出是相等的,也就是说,全球的热量平衡。
    问题:
    全球热量平衡有什么意义?(使全球多年平均气温比较稳定,有利于人类的生存与活动)
    2.假如全球热量不平衡会产生什么后果?(全球气候变暖)
    3.人类的哪些行为会导致热量不平衡?我们应该怎么做?
    大量使用煤、石油、天然气等矿物燃料、排放破坏臭氧的物质、砍伐森林,使大气CO2增加→气候变暖
    我们应该怎么做,讨论完成。
    学生读图计算。
    学生自读回答
    小结 1.“图”示
    (结合实例,了解大气的热力状况)
    2.“表”示 见课件
    练习 见课件 
    板书设计 大气的热力状况
    1.大气的削弱作用
    2.大气的保温效应
    3.全球热量平衡 
    课件的设计思路
    本节课从课文来讲,文字叙述性强,图多,而图示多为静态,文字内容则主要表现一个动态的过程,因此以Flash动画形式出现,能够准确地反映大气的热量传递及变化过程,因此选用了动感较强的Flash5.0进行应用。
    导言以教师谈话的方式导入,然后出示课件进入引言部分,通过对太阳辐射量的变化引入新授课的内容:第一部分,大气对太阳辐射的削弱作用。三种削弱作用分别以动画形式(课件3、4、5)进行讲解,之后老师联系生活中的一些大气现象(即实例),对几种作用进行分析,训练学生用学过的知识解释实际问题的能力。
    讲授的第二部分大气的保温效应先阅读课文,然后以系统联系图(见课件7)进行讲解,最后仍用实例加深理解(实例均以老师口授,未设计到课件中)。
    讲授第二部分全球热量平衡的课件以表格的形式出现(课件8),需要学生结合课本中的图及数据来计算完成,然后填入表格完成;再设计几个问题(见课件)加深对全球热量平衡相关知识的理解,小结部分(课件9—10)分别以两种不同图示对大气的热力状况进行总结。使全节知识融于一体。
    练习的设计主要是用学过的知识来回答解释大气中存在的一些现象,达到学以致用的目的。