【地理】地球的圈层结构教学设计 2023-2024学年高中地理人教版（2019）必修一

1.4地球的圈层结构学习目标：1.结合示意图，说明科学家利用地震波研究地球内部结构的过程。（地理实践力）2.结合图文资料，描述地球内、外圈层范围、物质组成。（区域认知）3.说明四大圈层之间相互联系、相互渗透的关系。（综合思维）4.说明各圈层与人类的关系。（人地协调观）教学重难点：重点：1.地球内部圈层划分的依据、分界面、特点。2.地球外部圈层的划分。3.各圈层与人类活动的关系难点：1.地震波传播速度变化与地球内部圈层结构联系。2.各圈层之间的关系。教学方法案例教学法、探究教学法、讲授法教学过程教学环节及内容教师活动学生活动新课导入科幻小说中，可以在地下旅行甚至穿过地心。就当前科技水平来说还无法实现。目前最深的钻井，深度为12千米，仅仅触及地球“表皮”。那人类通过什么方式认识地球内部结构呢？地球的内部结构究竟是什么样？教师引导学生了解地震波特点PPT展示图片，组织学生阅读教材P21后回答问题。地球的内部结构，无法直接观察。科学家主要通过对地震波的研究来了解地球的内部结构，地震波分为纵坡（P波）和横波（S波），下面我们一起来了解地震波的性质。1.横波和纵波的运动形式是怎样的？2.横波和纵波的传播速度是怎样的？横波和纵波分别可以在什么介质中传播？3.在陆地和海洋感受到的地震波一样吗？哪种地震波危害更大？解答：1.从图中可以看出，纵波是上下晃动，横波是左右摇摆。2.地震波类型传播速度特点能通过的介质共性纵波(P波)较快传播方向与振动方向一致固体、液体和气体传播速度都随所通过物质的性质而变化横波(S波)较慢传播方向与振动方向垂直只能通过固体3.当某处发生地震时，在附近有明显震感的城市中，街道上的行人与湖中船上的人的感觉并不一样。处于街道上的行人首先感到地面上下颠簸，然后左右晃动，因为纵波、横波都能通过固体传播，且纵波传播速度比横波快。处于船上的人只能感到上下颠簸，因为只有纵波能通过液体传播。横波更容易使建筑物解体，造成的危害更严重。板书1.4地球的圈层结构一、地球的内部圈层结构1.地震波2.地球内部圈层阅读教材并依据教材回答问题教师引导学生了解地壳通过地震波的变化可知地球内部有两个不连续面，以此为界，地球内部被划分为地壳、地帷和地核三个圈层。除此之外因为不同介质地震波传播速度不同，科学家还经常用它来进行勘探。PPT展示图片，组织学生阅读教材P21后回答问题。1.地震波在莫霍界面附近发生了什么变化？2.地壳厚度是多少？3.地壳的物质构成？解答：1.横波和纵波的速度都明显增加。2.地壳厚薄不一，海洋地壳薄，一般为5-10千米；大陆地壳厚，有高大山脉的地方地壳会更厚，最厚达70千米，大陆部分平均33千米处，全球平均17千米。3固体岩石组成的坚硬外壳，由硅镁层和硅铝层组成。阅读教材并依据教材回答问题教师补充说明地壳相关内容依据地震波波速变化情况差异，地球内部可以分为两个一级不连续面（包括莫霍界面和古登堡界面，莫霍界面横波、纵波速度都明显增加，古登堡界面横波完全消失，纵波速度突然下降）和5个次级连续面。一级不连续面地震波变化非常明显。根据地壳化学组成的差异和地震波传播速度的不同，将地壳分为上下两层，这两层的物质组成和结构有着明显的区别。结合下图，总结地壳的相关特征。PPT展示组织学生填写分层名称主要成分密度分布上层下层PPT展示答案分层名称主要成分密度分布上层硅铝层由硅、铝成分较多的花岗岩类组成小不连续分布；在大洋底部非常罕见，即使有也非常薄下层硅镁层由镁、铁、钙成分较多的玄武岩类组成大连续分布；大陆和大洋地壳中都有分布笔记教师引导学生了解地幔和岩石圈组织学生阅读教材P21后回答问题。在地下约2900千米处，纵波传播速度突然下降，横波完全消失，这个界面叫古登堡界面。从莫霍界面到古登堡界面之间的范围叫做地幔，占地球总体积的80%。根据地震波速变化，把地幔分为上地幔和下地幔，上地幔顶部与地壳都由坚硬的岩石组成，合称岩石圈，上地幔的上部存在一个软流层，温度很高，岩石部分熔融，是岩浆的主要发源地。那么请同学们回答下面问题。1.软流层是固态还是液态？2.在课本图1.34中标明岩石圈的范围。依据教材回答问题。教师讲解软流层形态和岩石圈范围PPT展示软流层给人“液体”印象，但为什么能通过横波？由于人类尚未直接接触此层，故对其性质都是推测的，根据地震波传播速度的性质。在岩石坚硬处传播快，反之慢。此处地震波传播速度明显减缓，因此被认定较软，并可能有一定流动性，故名软流层。科学家们推测，该层变软的原因是地球内部放射性元素聚集衰变产热。软流层经最新的测量，被认为仍是固体。但在热量集中的地方，可能有局部熔融，被认为是岩浆的源地。有人曾根据岩石的导热性推测软流层的温度，结果发现在100km深度上温度可达1300℃左右，这个温度与从火山口流出的熔岩的温度十分接近，这似乎证明：火山熔岩就来自于软流层，换句话说软流层似乎就是岩浆的发源地。绘图，笔记。教师引导学生了解地核地核是指古登堡界面直到地心部分，古登堡界面附近横波突然消失，说明可能为液态，纵波在地下5000千米深处，传播速度明显增加，说明可能由液态转为固态。因此可将地核分为外核和内核。推测地核主要由铁和镍组成。组织学生阅读P22并按照下表整理相关内容。圈层名称不连续面深度/km物质形态特征地壳17(平均)地幔上地幔17~900下地幔900~2900地核外核2900~5150内核5150~6370展示答案圈层名称不连续面深度/km物质形态特征地壳莫霍界面古登堡界面17(平均)固态由固体岩石组成的坚硬外壳，厚薄不一，海洋地壳薄，一般为大陆地壳厚，有高大山脉的地方地壳会更厚地幔上地幔17~900固态上部存在一个软流层,深度在80~400千米；由铁镁为主的硅酸盐岩组成下地幔900~2900温度、压力、密度均很大地核外核2900~5150液态或熔融状态横波不能通过内核5150~6370固态温度很高，密度、压力都很大依据教材整理相关内容。教师引导学生自主学习了解外部圈层组织学生阅读P23并按照下表整理相关内容。圈层组成地理意义大气圈水圈生物圈展示答案圈层组成地理意义大气圈由气体和悬浮物质组成的复杂系统，主要成分是氮气和氧气①使得地球上的温度变化和缓；②提供了生物生存所必需的氧气；③大气圈中的风、云、雨、雪等天气现象，与人类息息相关水圈地表和近地表的各种形态水体，主体是海洋，还包括陆地上的河流、湖泊、沼泽、冰川、地下水等水是最活跃的自然环境要素之一，在地球表面物质迁移和能量转换中起着十分重要的作用生物圈地球表层生物的总称，占有大气圈的底部、水圈的全部和岩石圈的上部①促进太阳能转化；②改变大气圈和水圈的组成；③改造地表形态板书二、地球的外部圈层结构依据教材整理相关内容。活动组织学生阅读教材P24并回答相关问题。解答：1.自行在图中找出答案2.山属于岩石圈，云属于大气圈，山顶积雪、河流属于水圈，草、树木属于生物圈。2.图中的主要事物分属四个圈层，但相互联系，并不是单独存在的。图中的几种主要事物，分属四个圈层，体现了四个圈层之间的相互联系、相互渗透，各圈层之间不断进行着物质交换和能量传递，共同构成人类赖以生存和发展的自然环境。大气圈、水圈、生物圈和岩石圈之间的关系大气圈、水圈、生物圈和岩石圈，四个圈层之间的相互联系、相互渗透，各圈层之间不断进行着物质交换和能量传递，共同构成人类赖以生存和发展的自然环境。依据所学和生活常识回答相关问题。课堂小结当堂练习一、选择题读下图“地球内部结构图”，完成下面小题。1．下列岩层组合表示岩石圈的是（）A．a+b+c B．a+c+dC．b+c+d D．c+d+e2．下列四幅地震波示意图中，表示地底储有石油的是（）A．① B．② C．③ D．④3．为了探测f的情况，A、B、C、D在下图中四点地壳上同时进行地震波的测定，其中最早得到从f传来的地震波的地点是（）A．A点 B．B点 C．C点 D．D点下图为云南省元阳梯田景观图。读图，完成下面小题。4．图中包含的地球外部圈层有（）A．水圈、大气圈、生物圈B．水圈、岩石圈、生物圈C．水圈、岩石圈、大气圈D．水圈、岩石圈、生物圈、大气圈5．图中各圈层（）A．都是连续而不规则的B．都是独立发展变化的C．之间存在着物质迁移和能量转化D．物质运动的能量都来自于太阳辐射6．关于图中各圈层特点的正确叙述是（）A．地壳是厚度最大的地球圈层 B．生物圈属于地球的内部圈层C．水圈是连续但不规则的圈层 D．岩石圈由厚度相同的岩石组成7．联系各圈层，促进各圈层间物质迁移和能量交换的能源来源主要是（）A．太阳辐射B．岩浆活动C．热力环流D．水循环二、综合题8．下图为地球圈层结构示意图。读图，完成下列问题。(1)填写图中字母代表的圈层或界面名称：F，M。地球外部圈层包括（填字母）。(2)地球内部圈层是依据划分的，地震发生时，横波只能通过传播，所以，在水中游泳的人会感到。（填正确项的字母代号）A．左右摇晃B．先摇晃后颠簸C．先颠簸后摇晃D．上下颠簸(3)说出地震波通过N界