高中地理必修一《地球上的大气》单元教学设计

《地球上的大气》单元教学设计

运用情境，基于大概念教学理念下单元教学设计

黄山市教科院朱玉林

一、教学设计说明

本章是承第一章最后一节地球的圈层结构之后的开篇，从第二章开始，从地

理要素角度来认识地球每个圈层的特点，位于地表之上的大气圈作为地球最外部

的一个圈层，大气与其他要素（圈层）的相互作用，与人类息息相关。所以本章

内容在编排上具有承上启下的作用。通过本章的对地球上的大气学习，同时也能

够为地球上的水等后面章节的内容学习，打下必备的知识基础和学习铺垫。

运用情境，基于大概念教学理念下单元教学设计，构建以问题为中心的教学

组织形式，运用联系观点，综合思维的学习方式，也是自然地理有效的教学方式

o地球上大气是自然环境系统一个重要的圈层，通过本章对大气的组成和垂直分

层、大气受热过程及大气运动的学习，能够解释自然地理现象；说明大气与我们

人类生产生活的联系；从综合的角度认识地理事物的整体性，分析地理要素（圈

层）相互作用和相互影响的关系。

构建以大概念为统领的概念体系，梳理教材内容内在知识联系。图示“地球

上大气”大概念体系：

I大概念］自热地再系统

［事一耍慨念］

大二M

大气的组成和垂直大气受热过大气运动与大气肮屈与

［具体慨念］分层与人类活动的程与人类活人类活动的人类活动的

相互关系动的相互关相互关系相可关系

大气的成分）［大气的温度］大气的受热大气热力环流

过程大气污染的

原凶

地理事实］大气的

时间变化卜大气大水平运动

地理现象）削弱作用大气污染的

大气的危害

大气的

空间分布垂直运动

保温作用

与人类活动与人类活动与人类活动治理大气

的相互关系的相互关系的相互关系污染的措施

学情分析：基于开展学情分析，把握学生认知结构，以素养为导向，从学科

知识内在联系开展教学活动。

1

在义务教育阶段对世界各地的天气、气温、降水和气候类型、热量带等在宏

观上、全球和地区尺度上有了一定的直观的感性的零碎的了解，但并不系统全面

深入，高一学生对高中自然地理尚未形成全面的、不同尺度的、整体的、要素和

时空的相互联系学习思维能力，在学习“地球上的大气”之前，学生已经学习“

太阳对地球的影响”，“地球的圈层结构”中地球外部圈层结构等相关知识，在

《大气的组成和垂直分层》一节教学时，在《大气受热过程和大气运动》一节教

学时，要将大气、海洋、陆地等这些相关的地理要素联系起来，让学生意识到地

理要素之间的相互影响，培养学生综合思维问题的意识，认识区域大气的物质能

量分布、运动、变化、转化过程，培养时空尺度下的区域认知能力。

因此，教师在教学中应突出大概念的大单元教学，帮助学生构建知识层级,

明确大概念、地理概念、地理事实以及各知识层级之间的相互联系，建立知识的

横向和纵向联系，内化逻辑关系，引发思考和探究，形成思维习惯的连续性，促

进思维的螺旋式的发展。本章在课程标准中内容要求：L5运用图表等资料，说

明大气的组成和垂直分层，及其与生产和生活的联系。1.6.运用示意图等，说明

大气受热过程与热力环流原理，并解释相关现象。

根据大概念体系，按照课程标准的要求，结合学生的学情，本单元教学设计

主题：大气与人类生产和活动联系。

教学组织线索：构建问题情境组织教学。通过与大气密切相关日常生活以及

生产实践情境设计，通过大气中的自然现象，构建以问题和任务为中心学习场景

,培养学生运用所学知识解释自然现象、解决生活和生产实践中的问题的能力。

二、教学内容分析

第一章：宇宙中的地球说明了地球安全稳定的环境、太阳对地球的影响，地

球经过漫长的演化历程，地球上的大气圈、水圈、生物圈、岩石圈的相互联系、

相互渗透，共同构成了人类生存和发展的自然环境。宇宙中的地球不同于其他行

星的特征之一，是具有适宜生物生存的大气。地球上的大气层位于地表上方，地

球上大气与水圈、生物圈、岩石圈相互联系、相互渗透共同构成了我们人类赖以

生存的地理环境。地球上大气是地球自然地理环境的重要组成部分，大气圈也是

维护人类生存和发展重要圈层，也是地球生物的保护层。第二章：地球上的大气

2

则重点说明地球上的大气对我们人类生存和发展带来怎样的影响，地球上的大气

与生产和生活有着怎样的联系，在内容结构上承上启下作用。

第一节：大气的组成和垂直分层。地球上的大气是由哪些物质（成分）组成

的，地球上的大气成分的变化，地球上的大气组成成分是如何影响地理环境的,

大气成分对人类及生物的作用，影响地球大气组成成分的变化的因素有哪些？特

别工业革命以来，随着人类生活、生产活动规模扩大，对地球大气成分产生了深

刻的影响。大气的垂直分层的依据是一个地方或地区从地面向上大气的温度、运

动和密度等在垂直方向上的差异，不同的层次的大气温度的高低和垂直方向上的

变化，大气运动状态的差异、大气的成分差异、大气的密度差异、大气的气压差

异、大气成分的状态差异（电离）、大气受热过程的差异、人类生活和生产活动

的差异（对人类生活生产的影响）。奥地利“坠落人”从39KM跳落地面的事件,

旨在说明高层的大气环境与近地面的大气差异；案例：大气中二氧化碳含量的变

化与人类活动，说明不同时间尺度大气中成分二氧化碳含量的变化，特别是工业

革命以来，化石性燃料的燃烧，森林的砍伐，导致大气二氧化碳含量的升高，全

球气候趋于变暖。活动：了解大气含量减少对人体产生的影响，不同海拔高度,

大气中氧气含量和气压的差异，高海拔的适度缺氧环境下训练激发身体的运动潜

能。自学窗：全球合作，保护臭氧层，旨在说明大气高层中臭氧成分的减少对地

理环境和人类的影响。

教材引言、正文、案例、活动等都是围绕大气的组成成分、分布及变化与我

们人类生活和生产联系来编排的，同时也特别强调人类开发利用自然资源过程中

,在生产生活中，要特别注意保护和改善我们赖以生存和发展的大气环境。

第二节：大气受热过程和大气运动。大气的冷暖（气温的高低）直接反映了

大气的热量的多少，也是大气热量多少的直接表现，大气的冷暖（气温的高低）

则直接影响到人们的生产和生活。初中地理从地球运动造成地球上热量分布的差

异，形成了地球的5个热量带，这是全球大气热量（大气冷暖和气温高低）分布

最基本的格局。本节内容则着重探究一个地方近地面大气是如何吸收热量的，太

阳辐射的能量通过怎样的途径和方式到达近地面大气被大气吸收的，太阳辐射的

能量在到达地面过程中（旅程中）大气的成分对太阳辐射是如何作用的，地面吸

收了太阳辐射获得热量，而后地面通过地面辐射把热量传递给大气被近地面大气

3

吸收获得热量，地面与大气之间的水分、热量交换。地球不同纬度地带接受的太

阳辐射能的不同，不同地球表面状况即不同大气下垫面接受的太阳辐射能的不同

,由于地面冷热不均，大气因受热膨胀上升，冷却收缩下沉，上升和下沉造成了

空气在近地面和上空的聚集，空气聚集的地方，空气密度大，形成高压区。热的

地方空气上升到高空聚集（高压），上空的空气流向冷的地方，冷的地方空气下

沉到近地面聚集（高压），近地面的空气流向热的地方，相邻地区之间由于冷热

的差异形成了大气的热力环流。大气中常见的风就是大气从高压区向低压区所作

的水平运动气流，风向、风速、风的干湿、冷暖等气压场的状况和气流的属性相

关。大气的热力环流和风是不同地区之间水热交换的主要方式，也是导致天气变

化的主要因素，影响着人类的生产和生活。

引文《台海使槎录》记载海峡两岸地区早晚风向的变换，海峡两岸地区早晚

风向的差异，旨在说明由于海陆热力性质不同，造成海陆之间白天和夜间冷热不

均，而导致海峡两岸地区早晚风向的变换。案例：城市的热岛环流，说明城市和

郊区两种不同属性的地表及人口和产业活动差异，而导致市区气温高于郊区气温

,从而形成城郊之间的热力环流。活动：绘制热力环流模式图，依据白天和夜晚

海陆热力性质差异，产生的大气的运动和形成的热力环流，要求学生标注绘制完

成热力环流模式图。活动：依据等压线确定风向和风速，依据等压线的疏密反映

气压梯度大小，要求学生依据高低气压的分布，画出风向并能比较风速的大小。

教材引文、正文、案例、活动等都是围绕地表（海洋与陆地、市区与郊区等

）的热力差异，导致受热的不均，从而形成地区之间的热力环流。通过大气的运

动（上升气流和下沉气流和大气的水平运动），实现了不同地区之间物质和能量

的交换和转化，实现了圈层之间物质和能量转换和迁移，影响和改变这我们的自

然地理环境，同时也对我们的生产和生活产生重要的影响。

三、单元教学目标

1.通过本单元教学，旨在认识大气在自然地理环境中的重要地位及其与人类

社会的相互关系。

2.关注和了解国家及全球的环境保护战略措施，辩证的看待生活中的地理现

象和社会问题，树立环境保护意识和可持续发展观念，保护和改善大气环境，增

强家国情怀和社会奉献意识。

4

3.基于时空的尺度了解大气的组成及变化。认识不同区域大气组成成分的差

异；认识不同时间尺度（地质历史、不同人类发展阶段、工业化以来、四季、昼

夜）大气组成成分及变化；认识大气的不同高度组成成分的差异及变化

4.综合分析各类大气现象及天气变化的原因，从物质能量传输“流”本质视

角分析大气的受热过程，太阳辐射的能量一地面Q大气一大气上层。综合分析

大气层与其他圈层之间相互联系、相互渗透、相互作用，大气对环境和人类生产

活动带来的影响。

5.结合不同尺度的区域图，认识海洋与陆地、山与谷、市区与郊区等不同区

域的热力差异，理解不同尺度的区域形成的热力环流及其异同。

6.树立地理实践意识，能够进行户外的一般气象观测和观察，收集、整理、

运用地理图表资料，说明大气及其与社会生活和生产的联系。

四、课时教学安排

本单元教学共分4个课时

第一课时：第一节大气的组成和垂直分层，重点主要让学生掌握大气各层对

人类活动的影响，尤其是对流层大气更是与人们生活生产息息相关。

第二课时：第二节大气的受热过程，重点主要是让学生理解太阳辐射是地球

能量的来源，地面是大气的直接热源，下垫面状况直接影响到大气的水热状况。

第三课时：第二节大气热力环流，在前一节内容基础上，下垫面性质不同（

如海陆之间）等地面的冷热不均，形成空气的环流，实现了大气中热量和水汽的

输送，以及天气变化。

第四课时：问题探究：何时“蓝天”常在

五、课时教学目标

第一课时教学目标：

L结合图文资料和生活实际，归纳大气的组成成分和作用，简单区分不同海

拔高度大气组成的差异。

2.借助大气臭氧垂直探空实验，归纳各层大气特征，分析大气垂直分层特征

对人类活动的影响。

3.运用图表等资料，描述各层大气的气温特点并解释相关现象，分析某一大

气成分的含量变化与人类生产生活的联系，提高读图析图能力。

5

4.能够举例说明人类活动与大气组成和垂直分层之间的相互影响，明白不合

理的人类活动会破坏大气环境，最终对人类生产生活产生不利影响，从而树立保

护大气环境的可持续发展观。

第二课时教学目标：

1.明确大气的热量来源，使学生能运用示意图说明大气的受热过程，为后续

学习大气运动做好铺垫。

2.通过大气受热过程的学习，能够理解温室效应的形成过程（综合思维、人

地协调观）；能运用大气的削弱作用和保温作用，解释有关地理现象（地理实践

力）。

第三课时教学目标：

L通过热力环流形成的示意图和模拟实验，说明热力环流的形成过程，促进

学生地理实践力和综合思维能力的形成；

2.运用热力环流的相关原理解释相关地理现象，促进学生人地协调观和综合

思维能力的形成。

3.通过示意图等资料，分析风的形成过程及受力情况，培养学生的综合思维

能力。

第四课时教学目标：

1.以案例为载体，对不同地区产生大气污染的主要污染物及来源作具体分析

,探讨解决大气污染问题的有效途径，培养学生综合思维和区域认知的核心素养

O

2.采取小组合作学习的形式，结合成都市的区域性特征，多角度、有针对性

地提出标本兼治的治理措施和所需时间，培养学生的综合思维和人地协调观的核

心素养。

3.通过查找资料和整理资料，培养学生地理实践力的核心素养。

六、单元教学活动

《大气的Z昆成和垂直分层》教学活动设计

教学环节教师活动学生活动设计意图

［视频］''巅峰使命"珠峰科考全面启结合初中所学创设情境

动。内容，了解青藏设置问题，

创设情境

介绍珠峰科考：珠峰科考涉及多项重高原的自然地引导激发

大科学研究项目。今天我们以珠峰科理环境特点。学生对问

6

考队员的角色来认识与人类密切相题的思考。

关的大气，进入本课的学习。

从高原科考中科考队员需携带氧

文

过

通

气瓶的原因切入，探究大气组成图

炼

锻

源

成分与作用。对比图片分析札

读

的

学

科

通过图片，探究青藏高原近地表问题，完成探究生

能

图

图

考大气氧含量分布及氧气作用。任务。结合课本

析

分

析

力

准归纳大气中除氧气外的组成成分内容，联系生活

和

的

能

备

,引导学生思考各组成成分的作实际，了解大气归

纳

用并完成连线题。强调大气组成组成成分的作力

。

成分虽然占比不同，但都对地球用，完成连线。

上的生命活动和自然环境有着重

要作用。

围绕臭氧垂直探空实验，探究不观看视频后，结

同层大气的特征。合气温变化图

将知识融

［视频］''巅峰使命"珠峰科考一进行小组合作

科入情境，培

一大气臭氧垂直探空实验完成。探究，阅读教材

考养学生的

设置各实验阶段问题，引导学生内容，在完成各

合作探究过团队协作

通过小组合作，探究各层大气特实验阶段问题

程意识和综

征，补充归纳学生回答。的基础上，归纳

合思维能

阶段一：放飞气球----对流层该层的大气特

力。

阶段二：气球爆炸一一平流层征，完成表格填

阶段三：数据传输一一高层大气写。

通过实验测得的数据，探究臭氧

含量变化与人类活动的联系。

养

在培

学

读青藏高原某日臭氧含量随高度读图分析垂直

地

生

理

实

科变化示意图，结合学生回答，归方向上臭氧含

力

践

的

同

考纳垂直方向上臭氧含量的变化特量的变化特点；

一

吮^

学

反点。阅读材料，概括

神

生

孔

思

利用导学案中臭氧相关阅读材料臭氧含量变化树

人

立

地

,引导学生探究不同高度臭氧含与人类活动的协

明

调

峰

量变化与人类活动的相互影响。相互影响。y

在总结学生回答的基础上，树立

学生保护大气环境的意识。

查找资料，围绕

锻炼学生

简单介绍大气中的另一种组成成分“黑碳的成因，

搜集、整合

----黑碳，对冰川的影响

资料的能

启发学生思考，人类活动如何影响大和如何缓解冰

拓展延伸力，培养学

气组成，进而影响青藏高原地区冰川川融化”等内容

生综合思

融化？冰川融化又给人类活动带来,完成一篇

维，学会知

了怎样的影响？300-500字的学

识迁移。

习报告。

建立知识

总结归纳通过PPT和板书，梳理本节知识结构。回顾本节内容。

框架，强化

7

学生理解。

《大气受热过程和大气运动》第一课时教学活动设计

教学环节教师活动学生活动设计意图

当地近日的天气状况和结合示意图比较说出结合身边生活中

气温变化图引入问题，天晴天和阴天昼夜温差常见的天气变化，

创设情境

气与气温高低变化，导入的大小，并初步思考激发学生学习地

本课的学习。其成因。理的兴趣。

观察示意图说出：（1

阅读太阳辐射能力与波

）太阳辐射能主要集

长示意图，问题（1）太明确太阳辐射、地

中在可见光区和红外

阳辐射能主要集中在什面辐射、大气辐射

区；（2）相比较而言

么波段；（2）比较短波、短波辐射、长波

太阳（温度高）辐射

辐射和长波辐射与温度辐射等基本概念。

为短波辐射，地面辐

的关系。

射、大气辐射为长波

辐射。

观察、讨论、发言：

阅读大气受热过程示意

（1）吸收（太阳辐射充分调动学生的

图，问题（2）太阳辐射

被大气吸收了）（2）综合思维，让学生

穿过大气层到达地面过

反射（云层和尘埃会积极参与到讨论、

程中，受到了哪些影响？

反射太阳光）（3）散多角度分析问题。

合作探究射。

比较分析出大气对太

阳短波辐射吸收削弱

阅读大气受热过程示意

较少，大气对地面长培养学生综合比

图，分析大气对太阳短波

波辐射吸收较多。总较判断，学会归纳

辐射吸收与对地面长波

结大气升温的能量直总结。

辐射吸收的差异。

接来自地面，间接来

自太阳。

读图比较回答：一小

部分射向宇宙空间，

比较思考大气辐

起到散热作用。绝大

射的方向差异，引

阅读大气受热过程示意部分返还给地面，方

导学生善于发现

图，分析大气辐射方向的向与地面辐射相反，

问题。理解不同方

差异和作用。故称大气逆辐射，补

向大气辐射的作

偿了地面辐射损失的

用。

热量，对地面起到了

保温作用。

8

教师结合板书小结：1.两

个辐射：太阳辐射、地面

回顾本节课内容，归

辐射；2.两个环节：地面提升综合思维的

总结归纳纳总结课程纲领，补

受热增温、大气增温；3.逻辑性和准确性。

充整理学习笔记。

两个作用：削弱作用、保

温作用。

引导学生绘制示意图，利各小组围绕一种现象

培养综合思维、合

用大气受热过程原理合完成任务，绘制简易

活动练习作探究和交流能

作讨论、分析解释相关地示意图，派代表上讲

力。

理现象。台展示和说明。

《大气受热过二程和大气运动》第2课时教学活动设计

教师活动

教学环学生活动设计意图

节

暑假里，小明同学来到到农村外婆家避暑，

创设情境设

发现了一个奇怪的现象一一白天外面并没

思考“为什置问题，引

有刮风，但室内却有阵阵凉爽的清风。小明

情境导么外面风，发学生兴趣

通过调查得知，在中国的传统建筑中，人们

入室内却有风,带动学生

合理搭建院落结构，白天即使不刮风，也会

进入学习状

产生“穿堂风”，从而感觉凉爽。穿堂风形

态

成的原理是什么？

通过实验，

让学生探索

播放热力环流实验视频：热力环流的

在空置的玻璃缸内一侧放置一杯冰块，另一观察实验，形成过程，

实验观侧放置一杯热水，燃起几根香，目的是通过记录实验现帮助学生获

察烟雾的流动来看出气流的运动方向，为了更象得感性认识

好的看清实验，在玻璃缸上盖上盖子，使得,激发兴趣

空气运动的环境相对封闭。不断提升认

知水平和地

理实践力。

自主学习与

阅读教材36

提出问题：什么是大气热力环流？它是如何教师讲解相

页内容，结

原理探形成的？结合，加深

合实验，填

究指导学生自主阅读教材36页内容；讲解热力学生对热力

写学案相应

环流的形成过程。环流原理的

内容。

理解。

小组合作，学生自己动

揭秘“下发相关模型材料，指导学生小组合作，搭

结合热力环手搭建院落

穿堂风建能够形成穿堂风的院落结构，指出学生搭

流原理，设结构，加深

，，建院落和画图过程当中出现的问题。

计院落结构学生对热力

9

使之能够形环流原理的

成穿堂风；理解和对传

并在学案上统建筑设计

画出穿堂风的智慧的感

的形成示意悟，培养学

图，再解释生的地理实

穿堂风的形践力。

成过程

自主阅读学

除了穿堂风，我们生活中还能感受到各种各阅读课文38

习，培养学

大气的样的风。页和39页，

生的自学能

水平运那么，到底什么是风呢？风形成的直接原因找出教材中

力，带着问

动是什么？风形成过程中会受到哪些力的影的相关知识

题听课，加

----风响？这些力有什么特点？请大家阅读课文点，回答问

深对知识的

38页和39页，回答这些问题。题。

印象。

观察教材的图2.14、2.15、2.16,完成下列

仔细观察教

问题：培养学生读

风的形材的3幅图,

(1)三种类型风(理想状态的风、高空风图能力，综

成和种与小组成员

和近地面的风)分别对应书中哪副图？并说合分析能力

类进行讨论，

出受力情况。

回答问题。O

(2)三种风的最终风向各有什么特点？

空，受热

地面冷_大气垂_膨胀上升量同一水平面形成大气的水

热不均一直运动一空气冷却~*气压差异―*平运动梳理知识结

总结归

收缩下沉构，强化学

纳1-------------热力环流-------------1

生理解。

风------------------

《何时“蓝天”常在》教学活动设计

教学环节教师活动学生活动设计意图

以成都雾霾天气

[PPT展示]2013年1月14为背景创设问题

日中国东部卫星图。情境，让学生在整

创设情境解释“雾霾”的概念。认识雾霾现象。合情境中体验地

提出成都雾霾重污染天理问题解决的全

气。过程并发展地理

思维。

充分调动学生的

综合思维，为下一

教师提供相关图文资料，结合所给资料探究成步分析如何治理

引导学生探究成都雾霾都雾霾重污染天气成做知识储备。既能

合作探究

形成的原因，然后加以归因，并用结构图的形保证知识的完整

纳式归纳。性和连贯性，又能

让学生积极参与

到讨论中。

10

回望伦敦“烟雾”事件：

引导学生思考大气污染梳理和整合伦敦治理

的治理需“因地制宜、对大气污染的措施和所通过搜集资料、整

症下药”，即防治大气污用时间。结合伦敦大合资料培养学生

染的途径和措施必须充气主要污染物及其来地理实践力的核

分考虑当地主要污染物源，思考上述措施能心素养。

及其主要来源。够奏效的可能原因。

培养学生珍爱生