大氣的熱力狀況

教學(xué)目標(biāo)
　　使學(xué)生通過學(xué)習(xí)了解大氣對太陽輻射的削弱作用；大氣對地面的保溫作用；在學(xué)習(xí)過程中培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，以及從各種資料中認(rèn)定、提取、加工處理各種有用信息的能力；通過學(xué)習(xí)使學(xué)生更加關(guān)注人類生存的環(huán)境及人類面臨的環(huán)境問題。

 

教學(xué)建議

關(guān)于大氣熱力作用的教學(xué)分析
　　本節(jié)教材的重點(diǎn)內(nèi)容是大氣的熱力作用，其中大氣的保溫效應(yīng)是本節(jié)的難點(diǎn)內(nèi)容。
　　大氣的熱力作用包括兩個(gè)方面：
　　第一，大氣對太陽輻射的削弱作用。大氣的削弱作用應(yīng)特別注意哪種作用有選擇性，哪種作用沒有選擇性，另外大氣中能夠起到吸收作用、反射作用和散射作用的關(guān)鍵物質(zhì)是什么？這種削弱作用使白天的氣溫不會太高，不過這種削弱作用因地而異，教材明確提出由于各地太陽高度角不同，太陽輻射經(jīng)過大氣的路程長短不同，被大氣削弱的程度不同，到達(dá)地面的太陽輻射就會有所不同。
　　第二，大氣的保溫效應(yīng)，需要明確太陽輻射、地面輻射和大氣輻射三者的差別和彼此的關(guān)系。日、地、氣三種輻射的差別在于：地面的溫度地域太陽，大氣的溫度地域地面，因此太陽輻射屬于短波輻射，而地面輻射和大氣輻射屬于長波輻射，因此能夠被大氣中的二氧化碳和水汽吸收。日、地、氣三種輻射的關(guān)系在于：太陽輻射經(jīng)過大氣被削弱一部分后，有將近一半的太陽輻射穿過了大氣到達(dá)地面，地面吸收太陽輻射后增溫，同時(shí)向外輻射，將熱量傳遞給大氣，大氣吸收地面輻射后增溫，并向外輻射，大氣輻射有兩部分，一小部分向宇宙空間散失；另外一大部分向地面，稱其為大氣逆輻射，這部分輻射在一定程度上補(bǔ)償了地面
輻射損失的熱量。
　　由以上分析可以看出，太陽輻射是地球的能量源泉，大氣暢快的放進(jìn)太陽輻射，使地面充分的吸收太陽輻射，并將所吸收的能量以長波的形式輻射給大氣，所以地面是大氣主要的直接熱源，大氣充分吸收地面長波輻射，將大部分能量以長波形式輻射給地面，從而對地面保溫。理解了大氣的削弱和保溫作用，就能夠解釋地球表面晝夜溫差較小的原因，大氣對太陽輻射的削弱作用使白天的氣溫不會太高，大氣對地面的保溫效應(yīng)使夜晚的氣溫不會太低，因此晝夜溫差不會太大。

關(guān)于大氣的熱力作用的教學(xué)建議
　　建議采用談話法，討論法和學(xué)習(xí)指導(dǎo)法進(jìn)行授課。首先引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材中的相關(guān)圖像說明太陽輻射波長分布的狀況；其次從地球與月球的晝夜溫差不同入手，引導(dǎo)學(xué)生分析產(chǎn)生二者差別的實(shí)質(zhì)是什么？由此說明大氣的熱力作用。大氣怎樣起到削弱作用，教師可以利用錄像資料或引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，并結(jié)合具體事例，如夏季有云的白天氣溫不會太高，晴朗的天空呈現(xiàn)蔚藍(lán)色，青藏高原紫外線輻射強(qiáng)烈等說明大氣削弱作用三種形式及特點(diǎn)。通過太陽輻射由低緯向兩極遞減的結(jié)論，引導(dǎo)學(xué)生分析影響大氣削弱作用強(qiáng)弱的主要因素是太陽高度角。

關(guān)于大氣的保溫效應(yīng)的教學(xué)建議
　　關(guān)于大氣的保溫效應(yīng)，教師可以結(jié)合生活中的實(shí)例，如冬天穿的羽絨服，蓋被子等說明保溫作用原理。引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材中提供的相關(guān)圖像或教師自制的課件，分析日、地、氣三者之間的輻射關(guān)系，特別應(yīng)該使學(xué)生明確的是太陽輻射屬于短波輻射，地面輻射和大氣輻射屬于長波輻射，對地面起保溫作用的是大氣逆輻射，這種輻射也屬于長波輻射。關(guān)于全球熱量平衡的知識，教師應(yīng)將重點(diǎn)放在由于人類活動導(dǎo)致大氣某些成分發(fā)生變化，從而影響日、地、氣三種輻射，使全球氣候變暖，到達(dá)地面的紫外線增多，威脅到人類的生存。對于這部分內(nèi)容，教師可以事先給學(xué)生布置課外查找相關(guān)資料，課上大家進(jìn)行討論，通過討論、分析，使學(xué)生能夠更關(guān)注人類生存的環(huán)境。 關(guān)于全球熱量平衡問題的教學(xué)分析
　　對于全球熱量平衡問題，應(yīng)該明確以下三點(diǎn)：一是從全球多年平均狀況看，地球收入和支出的熱量是相等的；二是全球熱量平衡對人類活動的影響，即全球熱量平衡，使全球的多年平均氣溫較為穩(wěn)定，有利于人類的生存與活動；三是人類活動對全球熱量平衡的影響，即人類活動使大氣中二氧化碳含量增多，影響了地球上的熱量收支平衡，加劇了全球氣候變暖的趨勢，從而對全球生態(tài)及經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生一系列影響。通過對大氣與人類活動關(guān)系的分析對學(xué)生進(jìn)行人地協(xié)調(diào)發(fā)展的教育。

 

教學(xué)設(shè)計(jì)方案

【教學(xué)重點(diǎn)】大氣的熱力作用
【教學(xué)手段】錄像片《大氣對太陽輻射的削弱和保溫作用》，《溫室效應(yīng)的產(chǎn)生》；Powerpoint課件
【教學(xué)過程】
　　（引課）北京秋季的氣候特點(diǎn)是什么？地球表面極端最高溫是多少？極端最低溫是多少？→（引導(dǎo)提問）雖然地球表面晝夜溫差較大，但與月球相比，有何不同？為什么？
　　（出示課件，下載）通過課件中所提供的月球與地球溫度的數(shù)據(jù)引導(dǎo)學(xué)生得出：月球無大氣的保護(hù)，溫差很大；地球有大氣保護(hù)，溫差較小的結(jié)論。
　�。ㄌ釂枺�為什么大氣的存在能使地球表面白天的溫度不會很高？夜晚的溫度不會很低？大氣是怎樣起作用？
　　引導(dǎo)學(xué)生通過錄像所給的信息得出結(jié)論：大氣對太陽輻射有削弱作用，對地面有保溫作用。
　�。ㄌ釂枺┐髿馔ㄟ^什么方式削弱太陽輻射，從而使地表白天的溫度不會很高？→引導(dǎo)學(xué)生從教科書中找出問題的答案，并總結(jié)概括削弱作用的三種形式及特點(diǎn)：吸收作用有選擇性，反射作用無選擇性，散射作用有選擇性。
　　（提問）舉具體事例引導(dǎo)學(xué)生思考并回答：削弱作用的強(qiáng)弱受哪些因素的影響？→得出結(jié)論，影響因素是多方面的，其中最重要的是太陽高度角，它的大小會影響太陽穿過大氣路徑的長短，穿過大氣路徑越長，削弱越多。
（教師總結(jié)）太陽、地面、大氣三者之間的輻射關(guān)系，太陽輻射是短波輻射，穿過大氣時(shí)被削弱53%，47%的太陽輻射穿過大氣到達(dá)地面，被地面吸收增溫并輻射能量，由于地面的溫度比太陽低，輻射波長與溫度呈反比，因此地面輻射是長波輻射，被大氣中的水汽和吸收，使大氣增溫向外輻射能量，其中一部分能量散失到宇宙中，更多的能量則給向地面，我們稱之為大氣逆輻射，它也是長波輻射，對地面起保溫作用。
�。ǔ鍪菊n件，下載）根據(jù)課件所提問題，分組討論。并根據(jù)課件提供的圖像，請相關(guān)小組給予回答。
　　（教師總結(jié)）從地球多年平均狀況看，其能量的收入和支出應(yīng)該是平衡的，但是現(xiàn)實(shí)情況又如何呢？
　�。ㄤ浵裾故荆�《溫室效應(yīng)的產(chǎn)生》
　�。ㄌ釂枺�為什么會出現(xiàn)這樣的大氣環(huán)境問題？還有哪些大氣環(huán)境問題與我們今天所了解的知識有關(guān)？
　　（總結(jié)）由于人類的活動影響了大氣的某些成分，進(jìn)而影響到地球熱量的收、支平衡，這可能導(dǎo)致全球氣候變暖、導(dǎo)致到達(dá)地面的紫外線增多等現(xiàn)象出現(xiàn)，從而威脅人類的生存，可見保護(hù)我們賴以生存的大氣環(huán)境是至關(guān)重要的，應(yīng)該從我們每個(gè)人做起。

【設(shè)計(jì)思想】
　　本節(jié)課重點(diǎn)有三個(gè)方面：知識系統(tǒng)部分應(yīng)明確太陽輻射、地面輻射和大氣輻射三者之間的區(qū)別和關(guān)系；能力系統(tǒng)部分重在培養(yǎng)學(xué)生對資料、信息進(jìn)行認(rèn)定、提取、加工、處理的能力；價(jià)值觀念部分側(cè)重對學(xué)生進(jìn)行人地協(xié)調(diào)發(fā)展的教育。針對以上三部分，在教學(xué)中應(yīng)重視教師主導(dǎo)作用和學(xué)生主體作用的結(jié)合，教師應(yīng)注意從學(xué)生生活實(shí)際出發(fā)，通過知識的遷移，引導(dǎo)學(xué)生利用已有的資料分組討論，分析得出相關(guān)的知識結(jié)論，并在學(xué)習(xí)過程中，培養(yǎng)學(xué)生的能力，對于知識的學(xué)習(xí)和能力的培養(yǎng)，教師的引導(dǎo)作用是不容忽視，即便是分組討論，自主學(xué)習(xí)，教師也不能放任學(xué)生，完全不受任何限制的自由發(fā)揮，而應(yīng)該及時(shí)糾正學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的問題，起到事半功倍的作用。價(jià)值觀念的教育在本節(jié)課中，體現(xiàn)的較好，特別是大氣和人類活動之間的相互影響的關(guān)系，應(yīng)該讓學(xué)生有充分的體驗(yàn)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)、討論的過程中達(dá)到自我教育的目的。

 

探究活動

　　題目：大氣中二氧化碳含量的變化，可能帶來什么后果？
　　分析：本活動既可用于課內(nèi)提問，也可用于課外的探究。全球變暖已經(jīng)是不爭的事實(shí)了，當(dāng)然二氧化碳的含量增多是否是其主要原因在學(xué)術(shù)界并沒有絕對的定論。關(guān)于這方面的文章和資料很多，可以讓學(xué)生收集整理，然后把自己的觀點(diǎn)陳述展現(xiàn)出來。通過尋找這個(gè)問題的答案，讓逐步了解大氣的熱力狀況。教師在教學(xué)中應(yīng)該注意讓學(xué)生區(qū)分清溫室效應(yīng)和大氣的保溫作用的區(qū)別。

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