【教案】地球的圈层结构教学设计人教版（2019）高中地理必修一

1.4地球的圈层结构一、课程标准运用示意图，说明地球的圈层结构。二、课标解读1.内容要求分析本条标准的行为条件是“运用示意图”，即要求教师提供给学生相应的图片材料作为条件支撑，而不是单纯的文字和口头讲解。行为动词是“说明”，属于理解水平，即要求学生能够解释清楚地球的圈层结构是什么样子的。行为结果是“地球的圈层结构”，包括地球的内部圈层和外部圈层两个方面。地球内部圈层包括地壳、地幔和地核，外部圈层包括大气圈、水圈和生物圈。岩石圈介于内部圈层和外部圈层之间，包括地壳和上地幔顶部，即软流层之上的固体岩石部分。需要注意的是，要清晰定位岩石圈在圈层结构中的独特地位，防止发生混淆；还要注意教学的最终目的是在宏观了解地球圈层结构的基础上认识自然环境的组成，并且对于各圈层应抓住其主要特点及与人类活动关系密切的内容，并且引导学生认识到各圈层之间是相互联系的。2.教学提示分析本节内容属于地理事实性知识，但是该节内容较为抽象，尤其是学生对地球内部圈层的划分缺乏背景知识，所以教师需提供给学生较为直观的示意图、补充材料等学习资料。或者利用信息技术，既可以模拟、直观地展现地球的圈层结构，也可以展示生活中的具体案例，帮助了解各圈层与人类活动的关系。还可以让学生亲自动手绘制示意图，培养学生的实践能力。3.学业要求分析本条标准作为必修课程的内容，对应学业质量水平2的要求，即学生学习完本节内容之后，能够说出地震波传播规律及地球内部圈层的划分；能够运用示意图说明各圈层的范围及特点；能够分析地球外部各圈层的范围及其与人类活动的关系。三、教材分析1.整体结构分析本节内容对应人教版教材中必修一第一章的第四节。在学习了“宇宙中的地球”中的“地球的宇宙环境、太阳对地球的影响、地球的历史”之后面临的一个基本问题就是“地球的结构”。所以教材按照“宇宙环境—地球—地球结构”的逻辑思路进行设计。从必修一整本书来看，本节内容是第二章“地球上的大气”、第三章“地球上的水”以及第四章“地表形态的塑造”的概论，为后面在空间范围内把自然环境放在地球具体的圈层中认识奠定基础，起到承上启下的作用。人教版第一章第四节“地球的圈层结构”这一节分为“地球的内部圈层结构”和“地球的外部圈层结构”两个框题，本节内容包括正文、四幅插图、一个活动、一个思考题。图片主要展示了地球内外部圈层结构、地震波传播速度以及包含地球外部圈层的自然景观。活动要求结合自然景观的图片认识大气圈、水圈、生物圈和岩石圈的相互联系。思考题是结合示意图分析不连续面附近地震波传播速度的突然变化说明了什么问题。教材总体设计思路符合课标要求，提供了示意图，并对地球的圈层结构有明确的说明，所以本节课的教学设计主要依托教材。在知识的生活性方面，教材涉及的素材较少，所以在教学设计中进行了适当的补充。2.知识结构分析“地球的圈层结构”这一节分为“地球的内部圈层结构”和“地球的外部圈层结构”两个框题，与课标对本节内容的要求具有一致性。整个知识内容结构的认识方向是从地球内部向外部的探究。本节的知识结构图如下：图1“地球的圈层结构”知识结构图3.素养结构分析通过对地球内部圈层结构划分以及各圈层的特点的学习，能够培养学生从不同尺度分析地理事物的区域认知思维；通过分析比较地球内外部各圈层的特点，能够培养学生的综合思维；通过学习地球外部各圈层的相互联系及与人类活动的关系可以培养学生的人地协调观意识；通过动手绘制圈层结构示意图，能够培养学生的地理实践力。四、学情分析1.知识基础学生在初中阶段对地球内部圈层有了初步的了解，但是对于内部圈层进一步的划分以及各圈层的特点等知识了解比较少，基础相对薄弱。对于地球的外部圈层，学生在实际生活和生物等相关学科中已有了解，有一定的知识基础，学习起来难度较小。在实际教学中，地球的内部圈层相关知识是本节的难点，要进行重点讲解。2.生活经验学生的日常生活与岩石圈、大气圈、水圈和生物圈息息相关，许多生活现象就是由圈层中的要素导致的，所以学生对该部分的生活经验较为充足。但是内部圈层学生在平时生活中难以直接接触和了解，生活经验缺乏，所以该部分知识对学生来说比较抽象，学生理解起来有一定的难度。3.认知能力高中阶段学生的抽象思维占主导地位，但因为该部分知识有些较为抽象，所以应该结合一些比较直观的材料帮助学生学习，补足抽象的部分。此外，高中地理学习尚处于起步阶段，学生对于地理信息的感知、提取、地理过程学习的方法等接触较少，整体的知识习得、元认知等能力比较薄弱。所以需要在教学过程中适时指导学生，帮助学生从学习材料中提取有效的信息，掌握地理思维方法，从而更好的消化知识。五、教学目标：1.运用地震波传播规律，说出地球内部圈层结构划分及各圈层的特点。2.通过绘制地球圈层结构示意图，掌握地球圈层结构的划分。3.运用比较法，分析地球内外部圈层的特点。4.列举实际生活中的案例，说明地球各圈层与人类活动的关系，知道各圈层之间是相互联系的，树立爱护地球和环境的意识。六、教学重难点难点：利用地震波传播特点分析地球的内部圈层结构；地壳和岩石圈范围的区别；软流层的位置；自然环境与外部圈层的关系。重点：地球内部圈层结构及划分；各圈层的范围及特点；地球外部圈层与人类活动的关系。七、教学媒体黑板、教材、多媒体八、教学方法讲授法、比较法、读图法、小组讨论法、问题式教学法九、课时安排2课时十、教学过程教学设计教学环节教师活动学生活动设计意图新课导入【播放视频】《地心游记》片段德国科学家登布洛克教授在萨克努塞姆一封密码信的启发下，偕同侄子阿克塞尔和向导汉斯，进行了一次穿越地心的探险旅行。他们的穿越路线是：从冰岛的斯奈弗火山口下降，在地中海里面西西里北部的斯多伦波利岛上的一个火山口回到了地面，旅行时长约三个月。【提出问题】在观看视频过程中思考以下几个问题：①视频中的地心旅行在现实生活中真的存在吗？②如果你是中国探“地”项目的首席负责人，你会选择什么方法探究地球内部的奥秘？【过渡承转】这节课我们就来走进地球，一起探寻地球内部的奥秘。1.观看视频2.思考并回答问题：①在现实生活中不存在。②深入挖掘地球内部，进行观察研究。1.创设情境，激发学生学习的兴趣。2.提出问题，引发学生对于地球内部结构的疑问，从而引出本节课的课题。新课讲授地球内部圈层结构如何观测地球内部信息，认识世界【讲解引导】针对学生的回答，出示钻探技术的相关资料，讲解目前利用钻探技术探究地球内部圈层的局限性。人类目前未能掌握足够的直接探究地球内部结构的技术，但是我们可以通过一些间接的观测手段来认识地球内部结构。【布置任务】请同学们分小组讨论日常生活中有哪些间接获取信息的例子？选派代表发言。【过渡承转】受上述经验与现象的启发，人类发现可以借助从地球内部传递出来的信息来认识地球内部。比如：火山、地震、温泉等。地震发生时会产生地震波的一种自然现象，我们可以通过地震波的运动轨迹和速度来认识地震、认识地球内部。1.听教师讲解钻探技术的局限性。2.小组讨论，并选举代表发言：用手敲西瓜判断西瓜是否成熟；啄木鸟通过敲击树木发出的声音判断哪棵树有虫子。通过联系实际生活创设情境，激发学生学习的兴趣，培养学生留心观察生活事物的习惯，帮助学生对“地震波”形成感性认知。地震波的含义及特点【学生自学、教师讲解】学生观察地震后的景观图，然后自主阅读课本中地震波的概念和纵波、横波的定义，随后教师讲解。【播放动画、教师讲解】播放横波和纵波的Flash动画，让学生观察两种波的振动方向和传播速度有什么异同？教师在黑板上再次画出简单的轨迹图，引导学生归纳两者的特点。【情境思考】当地震发生时，陆地上的人们和在海洋中航行的人感觉一样吗？从而强调横波只能在固体这一状态的介质中传播。【布置任务】指导学生小组合作，完成表格。地震波速度方向介质共性横波较慢前后左右固体速度都随所通过物质的性质而改变纵波较快上下固体、液体、气体1.自主阅读课本中相关概念，获得初步了解，然后听教师讲解。2.观看动画演示并听教师讲解，思考横波和纵波异同。3.思考横波和纵波在传播时通过的介质状态。4.合作讨论，填写表格。1.在直观感受后增加理性思维，抽象比较认识两种波，为以两种波速来划分内部圈层奠定基础。2.列表对比分析纵波和横波的异同点，培养学生的对比、归纳总结的能力与综合思维。地球内部圈层结构的划分【过渡承转】了解了地震波的特点，请同学们思考一下，如何用地震波探测地球内部结构？地震波探测地球内部的原理是什么？地球内部不同深度的物质性质不均一，从而引起地震波在地球内部的传播速度差异，以此来推测地球内部的结构与物质。【指导读图】PPT展示“地震波的传播速度示意图”，学生读图分析“地震波在地球内部传播速度的规律”。指导学生读图，引导学生注意横轴、纵轴所指，使学生顺利观察到两个不同深度上出现特殊运动轨迹。【教师讲解】教师讲解两个不连续面的概念，即波速突然发生变化的面。第一个不连续面：克罗地亚地理学家莫霍洛维奇根据地震资料推断并发现这一不连续面存在，此界面称为“莫霍界面”或“莫氏界面”。第二个不连续面：德国地球物理学家本诺·古登堡发现，故将此界面命名为“古登堡界面”。【布置任务】指导学生以莫霍界面和古登堡界面为界，在理解地震波传播速度图的基础上，画出地球内部圈层结构图。【学生展示】请学生展示所画示意图，教师在学生画图的基础上更正或补充，使结构图正确完整。【讲解指导】在PPT上呈现地球内部圈层结构图，引导学生分析各圈层的深度范围，并根据地震波波速变化，结合纵波和横波的特点，推测地幔和地核的物质状态。【教师讲解】将地壳到上地幔上部这一区域重点展示讲解，指导学生明晰“地壳与岩石圈的范围、软流层的位置”，让学生绘制岩石圈和软流层的位置示意图，并展示学生绘制的作品。1.学生思考并回答问题。2.读图并回答问题：地球内部有两处地方地震波波速有明显突变：①33km处纵波、横波传播速度明显增加②2900km处纵波速度明显下降，横波消失。3.绘制地球内部圈层结构图，并分析地球内部圈层构成及特点。4.分析各圈层范围以及物质状态。5.阅读示意图，找出并绘制岩石圈和软流层的位置。1.引导学生自主画图，培养学生的地理技能、空间思维和区域认知素养，锻炼学生自主构建知识的能力。2.强调易混淆的知识点，通过动手绘制示意图，深化学生的认识，加深印象。地球外部圈层结构的划分【过渡承转】我们借助地震波探究了地球内部的结构与物质组成。与此同时，在地球外部的地表之上，人类可以直接观察到一定范围，我们也试图划分外部的圈层结构。【学生自学】展示地球外部圈层示意图，请同学们结合自己的认识总结大气圈、水圈、生物圈的物质组成、范围。【小组讨论】结合生活实际，小组讨论并举例说明地球的各外部圈层与人类活动的相互影响，并引导学生认识到地球的外部圈层之间是相互渗透、相互影响的。【布置任务】完成地球外部圈层对比表格。圈层概念范围与组成特点与意义大气圈水圈生物圈岩石圈1.举例说出各圈层的物质组成和空间范围。2.小组讨论，举例说明地球的各外部圈层与人类活动相互影响，初步认识到地球外部圈层