（大气环流）的教学设计

《大气环流》的教学设计

    [教学目标]
    1.理解三圈环流的形成过程。
    2.掌握各气压带风带的位置和特性。
    3.理解气压带风带的季节移动的成因与规律。
    4.理解大气环流的作用。
    [教学重点]气压带、风带的分布与移动规律。
    [教学难点]三圈环流与气压带风带的形成。
    [教学方法]多媒体交互式演示讲解。
    [教学设计]
    大气环流是产生风云变幻的天气现象的直接原因,也是气候形成的重要因子,对世界各地的天气和气候有着重大影响,因此在第二单元中起着关键作用,是承前启后的纽带。三圈环流与气压带、风带形成,是教学大纲中要求学生能够理解掌握并灵活应用的重点内容,同时也是教学中的难点内容。
    如何设计课堂教学才能让学生在有限的课时条件下充分理解三圈环流与气压带、风带的形成,并在头脑中形成正确的、立体的、动态的图像呢?这是一直以来的一个难题。曾有人尝试过多种教学方式:传统的灌输式教学、将学生分成不同纬度,形体活动演示教学、边讲解边和学生一起画图的方式教学等等。收效不同,但都不理想,突出的问题就是将近地面与高空混为一谈,没有非常清晰的思路,因此不会灵活自觉地应用大气环流的知识解决问题。只能靠死记硬背的方式来应付考试。也曾考虑利用学校的现代化多媒体教学设备制作动态演示课件,但是时间、精力、能力有限,未能成功。
    在网上教学资源库中有这部分内容,且设计精美贴近教学时,便立即进行了教学尝试,结果是喜人的。学生乐于通过观察电脑动态演示,经过仔细思考,认真讨论后自己总结得出答案。由于结论是学生积极动脑思考反复讨论得出的,并且头脑中有立体直观的动态图像,因此学生自我感觉思路清晰而严谨,应用起来就得心应手。
    [教学过程]
    课前复习:让我们用绘制简图的方式来回忆热力环流的形成过程。
    引入新课:通过前面的学习,我们认识了大气运动最简单的形式──热力环流,它是由于局部地区冷热不均而形成的空气环流。全球高低纬度之间是否存在热量差异呢?那么是否存在热力因素引起的空气环流呢?思考。
    假设:地表物质均一,地形平坦;地球不运动。思考假设的含义:无海陆高低之分;大气运动只受水平气压梯度力的影响。
    A组导学内容
    1.赤道近地面空气在垂直方向上是上升还是下沉?极地垂直方向上空气的运动状况又如何呢?
    2.赤道与极地之间的近地面,空气在水平方向是由赤道向极地运动,还是由极地向赤道运动?
    3.极地和赤道近地面气压差异形成的根本原因是什么?请同学们仔细观察投影演示,相互间合作学习完成A组导学内容。
    过渡:地球实际上是在不停地运动的,单圈环流是不存在的。那么大气该如何运动呢?
    假设:地表物质均一,地形平坦;地球不公转。思考假设的含义:无海陆高低之分;地球在不停地自转。思考地球自转会对大气运动产生什么影响?
    B组导学内容
    1.赤道高空向北分流的空气最终的运动方向是什么?为什么?学生仔细观察,合作学习。
    讲述:赤道高空北流的空气在地转偏向力的影响下,于北纬30°附近高空偏转为西风,之后,大气运动会发生什么样的变化呢?请同学们合作学习,完成B组导学内容中的2~3题。
    2.赤道高空的北流空气不断地流到北纬30°附近高空堆积起来,导致北纬30°附近高空的空气在垂直方向上会如何运动?使得近地面气压升高还是降低?
    3.北纬30°附近的近地面空气分流、偏转后的风向?学生仔细观察,合作学习。
    讲述:北纬30°附近被称为副热带高气压带。赤道附近~北纬30°附近的近地面
    东北风风向常年不变,就好像一个人很守信用,因此,这个纬度带被命名为东北信风带。至此形成了低纬环流。而北纬30°附近~北纬60°附近近地面被命名为中纬西风带。
    讲述:北纬60°(极地)附近近地面被命名为极地东风带。
    4.自北纬30°附近北流的空气与自极地南流的空气相比较,热力性质是否一致?有何差异?相遇后两种空气的运动状况有何不同?由此造成北纬60°附近近地面气压较周围低还是高?思考、讨论。
    时间推移到18世纪,英国天文学家赫歇尔观测证实,银河系是范围有限的恒星体系,并建立了银河系的天文体系,从而将人类认知的宇宙范围拓展到星系级别。
    之后,随着科学继续发展,技术不断进步,人类的宇宙范围观念也日渐扩大。特别是20世纪60年代以来,由于大型天文望远镜的使用,分光仪、射电技术的成熟,人造卫星、探测器等空间探测技术的发展,使天文观测的尺度大大扩展,达到上百亿年和上百亿光年的时空区域。
    这里的光年是一个长度距离单位,它是指光在一年中所传播的距离,我们知道光的传播速度约为30万km/秒,照此计算,1光年约为94605亿km。那么,能否说宇宙的范围大小就是这百亿光年呢。显然不行,这里所指的是目前我们所能观测到的,随着科技的进步,我们认识的宇宙范围一定会继续扩大。
    我们在前面讲过,宇宙是物质的世界,那么宇宙到底是什么样子呢?
    物质的东西,总有个外化的存在形式。例如,人的外化存在形式就是一个个有血有肉的“人体”。仿此,宇宙(天)的物质存在形式就是一个个的“天体”。
    就像我们人体有高矮胖瘦的体态差异,黑白黄褐的肤色差异,男女老少的性别、年龄差异等等方面的差异一样,天体在大小、质量、光度、温度等方面也存在着差别,这就是天体的多样性。
    天体的多样性体现在什么地方呢?在晴朗的夜晚,我们可以用肉眼看到:星光闪烁的恒星(这是一种能够自行发光、发热的天体)、轮廓模糊的星云(主要成分为H,呈云雾状),这两种天体是宇宙空间中最基本的天体。还有较明显位移的行星(绕太阳[恒星]运转、反射太阳光线)、以及有圆缺变化的月亮、一闪即逝的流星、拖着长尾巴的彗星。
    此外,在宇宙空间中,还有一些我们单凭肉眼看不见的天体,比如一些星际气体和尘埃,以及人类制造发射到宇宙空间的人造天体:如人造卫星、空间探测器、空间站等。
    (边引导学生看图讲解边板书)
    <板书> 
    3、宇宙的物质性
    (1)天体:宇宙间物质的存在形式。
    (2)天体的多样性
    自然天体:   恒星------星光闪烁(自行发光、发热)
    星云------轮廓模糊,主要成分为H,呈云雾状)
    行星------移动(绕恒星运转、反射恒星光线)
    卫星------月亮(地球的卫星,有圆缺变化)
    流星------一闪即逝
    彗星------拖着长尾巴
    星际气体和尘埃
    人造天体:   人造卫星、空间探测器、空间站等
    这里有一点需要提醒同学们注意:天体是指存在于宇宙空间(星际空间)的物质。因此,掉落到地面的陨石、陨铁等就不能被称为天体。
    地球作为一个整体是个天体,但地球的一部分或附属部分就不能称为天体,如地球大气、发射架上的人造卫星等。
    我们前面讲过,宇宙处于不断的运动和发展中,这就是宇宙的运动性。
    根据牛顿发现的万有引力定律,天体只要有了质量,就会相互吸引。而如果天体既相互吸引又相互绕转,就形成天体系统。那么是否所有的天体都属于天体系统呢?不,只有那些既相互吸引又相互绕转的天体才能称为天体系统。
    目前,人们将认识到的天体系统,从小到大排列,分为以下几个层次:
    月球绕地球运行构成地月系,九大行星及其卫星以及流星、彗星、小行星和星际气体和尘埃等构成太阳系,太阳系又和跟太阳系相似的其他一些恒星系构成银河系,而银河系又和河外星系(简称星系)共同构成总星系──这是目前我们所观测到的宇宙的范围。
    讲了上述的内容,同学们不免要问:宇宙为什么是这个样子呢?这就涉及到宇宙的起源及演化。
    关于宇宙的起源,我国有盘古开天劈地的传说,西方则有“上帝创造宇宙”的信仰。我国盘古开天辟地的传说是这样的:“盘古生其中……万八千岁,盘古出,而天地分,阳清者为天,阴浊者为地……盘古日长万八千丈,天日高万八千丈,地日厚万八千丈。”这与我们现代天文学家所提出的宇宙大爆炸理论在思想上十分接近。

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