太阳对地球的影响（教学设计）地理人教版2019必修第一册

1/9人教版高一年级地理上册教学设计课题第一章《宇宙中的地球》第二节《太阳对地球的影响》课型新授课教学方法讲授法、自主学习、合作探究课时1课时备课人教材人教版2019必修第一册课标要求运用资料，描述地球所处的宇宙环境，说明太阳对地球的影响。教材分析《太阳对地球的影响》是高中地理人教版必修一第一章第二节内容，重点介绍太阳辐射、太阳活动对地球的影响。太阳辐射是地球能量重要来源，关联大气运动、水循环等知识；太阳活动影响地球磁场、电离层等。本节起承上启下作用，为后续气候、地质学习奠基，利于学生构建系统地理知识体系。学情分析高中生对“太阳对地球的影响”已有一定生活感知，如昼夜温差、四季变化等，能理解太阳辐射与日常能量的关联，但对抽象原理（如太阳辐射能量转化、太阳活动机制）缺乏认知。他们逻辑思维逐渐成熟，可通过案例分析推导规律，但空间想象能力存在差异，对“太阳活动（如耀斑）如何干扰地球磁场”等空间关联易混淆。此外，学生易将“太阳辐射”与“太阳活动”概念混淆，需结合实例对比区分，同时需引导其联系生活，理解地理原理的实际意义。教学目标1.运用图像、视频等资料，说出太阳辐射对地球的重要意义。2.举例说明太阳辐射对人类生产、生活的影响。3.运用示意图和有关资料，描述太阳大气层的结构和主要的太阳活动现象。4.举例说出太阳活动对地球的影响。重难点重点：太阳辐射和太阳活动对地球的影响。难点：太阳辐射纬度分布和生物量关系。教学过程教学环节课堂活动设计意图环节一新课导入【播放视频】2024年5月特大地磁暴发生时极光现象【提问】极光的产生与什么有关？在我国多见吗？以极光这一视觉性强的自然现象激发学生兴趣，快速聚焦课堂。环节二新课讲授太阳辐射对地球的影响1.概念【自主学习】什么是太阳辐射能？能量来源于哪里？学生回答参考：太阳源源不断地以电磁波的形式向宇宙空间释放能量，这种现象称为太阳辐射。能量的来源于太阳内部的核聚变反应。教师讲解：太阳是一颗巨大、炽热的气体星球，主要成分是氢和氦，表面温度约为6000K。太阳辐射能只有二十二亿分之一，但是对地球和人类的影响却是不可估量的，并且是全天候、无间断的，以目前聚变的速率来看，太阳正处于稳定的壮年期。知识拓展——太阳辐射的波长及能量【自主思考】(1)太阳辐射的电磁波有哪几种类型？波长范围是什么？(2)太阳辐射的能量主要集中在哪种电磁波？学生回答参考：(1)紫外区（7﹪）：0.15～0.4μm;可见光（50﹪）：0.4～0.76μm;红外区（43﹪）：0.76～4μm(2)太阳辐射的能量集中在可见光区，为短波辐射。2.太阳辐射对地球的影响【自主思考】洗过的衣服为什么有太阳晒就干得快？绿色植物光合作用合成有机质，其能量来自哪里？举例说明我们目前使用的能量哪些与太阳辐射有关。学生回答参考：蒸发强烈。太阳能。太阳能热水器、煤炭。教师讲解：(1)太阳辐射直接提供光、热，维持地表温度。(2)太阳辐射是地球上水、大气运动、生命活动的主要动力。(3)为人类的生活、生产提供能量：被吸收、转化成热能、电能。太阳能光伏电站利用太阳能电池板方阵将太阳能直接转换为电能。或被捕获并存储，转换成热能、电能等，例如人们大量使用的煤、石油等矿物燃料是地质历史时期生物固定积累的太阳能。知识拓展——煤、石油形成过程（视频播放）课堂小结——太阳辐射对地球的影响3.太阳辐射的纬度分布规律及影响因素【合作探究】赤道地区年太阳辐射总量可达到多少？北极地区是多少？赤道地区年太阳辐射总量大约是北极地区的多少倍？从赤道到北极，年太阳辐射总量呈怎样的变化趋势？南半球趋势如何？全球大气上界年太阳辐射总量分布呈怎样的规律？图1.12为何要强调“大气上界”？热带雨林的生物量是亚寒带针叶林的多少倍？热带雨林区和亚寒带针叶林区分别对应图1.12中的哪个纬度带？热带雨林区和亚寒带针叶林区的气温有何差异？生物量与大气上界太阳辐射分布有什么样的关系？学生回答参考：赤道地区年太阳辐射总量可达到13，北极地区,6，赤道地区年太阳辐射总量大约是北极地区的两倍还多。从赤道到北极，年太阳辐射总量递减。南半球也是如此。全球大气上界年太阳辐射总量随纬度的增加而减少。图1.12强调“大气上界”是为了排除地球大气层对太阳辐射的干扰，从而更纯粹地反映太阳辐射的原始分布规律。热带雨林的生物量是亚寒带针叶林的3倍。热带雨林区和亚寒带针叶林区分别对应图1.12中的0度和60度纬度带。热带雨林区的气温比亚寒带针叶林区的气温高。生物量与大气上界太阳辐射呈正相关，热带雨林生物量大于亚寒带针叶林生物量。教师总结：低纬度地区太阳辐射量大，雨林植物生长旺盛，生物量大。中高纬度地区太阳辐射量相对较小，植物生长比较缓慢，生物量相对较小。知识拓展————影响太阳辐射的因素【读图分析】西藏拉萨被称为“日光城”，原因是什么？四川盆地年太阳辐射总量较低，分析其原因。归纳总结影响太阳辐射的因素。学生回答参考：拉萨太阳辐射总量较高。纬度较低,太阳高度大；海拔高,空气稀薄,透明度高，晴天多,日照时间长。四川盆地地形,水汽不易散发,空气中含水汽多,多阴雨天气、雾天较多,日照时间短。纬度、地形、天气。教师讲解：归纳影响太阳辐射的因素纬度：纬度低越低，正午太阳高度越大，获得的太阳辐射越多。一般太阳辐射强度从低纬向高纬递减。昼长：白昼越长，日照时间越长，获得的太阳辐射越多。一般昼长越长，太阳辐射越多。地形：地势越高，大气越薄，透明度越高，日照时数越长。一般地势越高，太阳辐射越强。天气：大气削弱作用弱，日照时数长，太阳辐射强。晴天，太阳辐射强。过渡：除了太阳辐射太阳也会通过另一种方式影响地球和人类。太阳活动对地球的影响1.太阳大气层结构及太阳活动类型【自主学习】阅读教材，完成表格。学生回答参考：如上图教师讲解：太阳大气层结构光球层是太阳大气的最底层。它发出的可见光最强，是用肉眼可以观测到的太阳表面。色球层位于光球层之外。由于色球层发出的可见光总量不及光球层的千分之一，因此人们平常看不到它，只有在日全食时或者用特殊的望远镜才能看到。日冤层是太阳大气的最外层，可以延伸到几个太阳半径，甚至更远。它的亮度仅为光球层的百万分之一，只有在日全食时或用特制的日冕仪才能用肉眼看见。太阳活动【展示图片】太阳活动的动态图太阳黑子是出现在光球层上的黑斑点。太阳黑子区域温度比周围低，因此颜色看上去深一些。太阳黑子的数量具有周期性变化，有的年份多，有的年份少。太阳活动强弱的标志。耀斑是色球表面忽然出现的大而亮的斑块。一个大的太阳耀斑在短期可以发出相当于10亿颗氢弹爆炸所产生的能量。长期的观测发现，大多数太阳耀斑和太阳黑子活动相关。在色球层上发生的一种剧烈太阳活动现象，喷射的气体呈弧状，像太阳的耳朵一样，由此得名。日全食时，可用肉眼观测火紅的日珥。日珥爆发时会喷射大量带电粒子。日冕物质抛射表现为日冕结构在几分钟至几小时内发生明显变化，向外抛射大量带电粒子。它使大范围日冕受到扰动，破坏了太阳风的流动，是规模最大、程度最剧烈的太阳活动现象。2.太阳活动对地球的影响【展示图片】当太阳活动增强时，来自太阳的高能带电粒子流，会干扰地球的磁场，产生“磁暴”现象，使磁针剧烈震动而不能正确指示方向的。产生极光。太阳抛出的带电高能粒子到达地球时，受地球磁场的作用，偏向极地上空，在那里与高层大气中的原子碰撞而出现的发光现象，因此极光现象常常出现于高纬度地区夜空。当太阳活动增强时，太阳风会变得强劲，足够强烈时，还会对卫星导航，空间通信、电网、航空航天等人类活动产生灾害性的影响。引发自然灾害，比如地震、水旱灾害等。通过自主学习，夯实基础认知，帮助学习者建立对地球能量源头的基础认知，为后续理解气候、生态等相关知识铺垫。引导学生联系生活实际，发现太阳辐射能与日常生活的关联（如阳光、能源），增强对抽象概念的感知，激发自主探究兴趣。通过合作探究，让学生共同分析太阳辐射纬度分布规律（由赤道向两极递减）及影响因素（太阳高度角、日照时间等）。在讨论中深化对“纬度差异决定太阳高度角，进而影响辐射量”的理解，培养协作分析能力，同时通过同伴补充完善认知，避免单一视角的局限。通过阅读教材自主完成表格，引导学生梳理太阳大气层（光球、色球、日冕）及对应太阳活动（黑子、耀斑、太阳风）的核心信息。在提取、归纳中强化对结构与活动关联的认知，培养信息筛选和条理化整理能力，为后续深入探究奠定基础。环节三课堂探究知识拓展——分析太阳黑子的变化周期太阳黑子的变化周期一般被认为是太阳活动的周期。图中a、b两图表示不同尺度的时间段内太阳黑子数的变化情况。在a图中找出相邻两个波谷之间的时间间隔。在b图中找出最左侧和最右侧波谷的年份，数出这两个年份间波峰的个数，计算相邻两个波谷间的平均时间间隔。对比1、2图的计算结果，总结太阳黑子数的变化规律。学生回答参考：10年左右。27个波峰。平均时间间隔（T）为300年/27次=11年/次。太阳黑子数的变化周期大约为11年。引导学生通过分析太阳黑子数据，自主发现其约11年的变化周期。在探究中学会从数据中提取规律，理解周期性是太阳活动的重要特征。培养数据解读和逻辑推理能力。环节三课堂小结帮助学生梳理知识体系，强化记忆，同时培养学生的总结表达能力。课堂练习2023年12月1日20时到23时发生大地磁暴(通常是由太阳风携带的高能带电粒子与地球磁场相互作用引起的)，我国多地出现极光现象，甚至北京怀柔(约40°N)也有摄影爱好者拍到了极光。1．本次在北京地区出现极光，主要原因是()A.本次大地磁暴强烈B.北京离极地近，位于高纬地区C.北京正好位于黑夜D.北京上空大气层薄，带电粒子易闯入2．本次大地磁暴()A.会引发强烈耀斑爆发B.反映太阳大气剧烈变化C.造成太阳大气层结构改变D.显著提升年太阳辐射量【答案】AB【解析】1.通常情况下，极光出现在高纬度地区，本次在中纬度的北京地区出现极光，主要是因为本次大地磁暴强烈，捕获的带电粒子多，A正确；北京地区位于中纬度，B错误；极光出现在北京并非是北京恰好处于黑夜，C错误；极光的出现与大气层厚薄没有关系，D错误。故选A。2.大地磁暴是太阳大气活动剧烈产生的，因此，可以反映太阳大气的剧烈变化，B正确。磁暴是耀斑爆发的产物，并不是其爆发原因，A错误；太阳大气层由内到外分别是光球层、色球层和日冕层，磁暴不会使得太阳大气结构