2.1大气的组成和垂直分层（情境教学设计）地理人教版2019

人教版版高一地理上册教学设计课题第二章《地球上的大气》第一节《大气的组成和垂直分层》课型新授课教学方法多媒体演示、绘图实践、合作探究、案例分析课时第1课时备课人教材人教版高中地理必修一课标要求运用图表等资料，说明大气的组成和垂直分层，及其与生产和生活的联系。素养目标综合思维：运用图表等资料，能够说明大气的组成成分及对地球的影响；人地协调观：分析人类活动对大气成分的影响；区域认知、地理实践力：大气的垂直分层、特点，并举例说明其对生产生活的影响。教材分析本节选自人教版高中地理必修一第二章第一节，是“地球上的大气”单元的开篇内容。教材以“大气与人类生产生活的联系”为核心线索，通过图表、案例和探究活动，系统阐述大气的组成成分及其作用、垂直分层特点，以及人类活动对大气的影响。从知识体系看，本节是学习大气运动、天气系统、气候形成等后续内容的基础，具有承上启下的作用；从核心素养培养看，教材注重结合真实情境（如极端天气、高原训练、臭氧层保护等），强调地理实践力和综合思维的培养，引导学生理解大气与人类生存的密切关系，树立人地协调观。学情分析高一学生已具备一定的生活经验和初中地理基础，对“天气现象”“氧气作用”等有感性认知，但对大气组成的具体作用、垂直分层的科学原理等抽象知识理解较浅。优势：思维活跃，好奇心强，乐于参与情境探究和小组合作，对与生活相关的地理案例（如暴雨、飞机飞行）兴趣浓厚。不足：抽象思维能力仍在发展，对“大气垂直分层的温度变化原因”“温室效应机制”等难点知识易混淆；对地理图表的分析能力有待提升。学习目标1.运用图表等资料，能够说明大气的组成成分及对地球的影响；2.人类活动对大气成分的影响；3.大气的垂直分层、特点，并举例说明其对生产生活的影响。重难点重点大气主要组成成分（氮气、氧气、二氧化碳、臭氧）的作用。大气垂直分层（对流层、平流层）的温度变化、运动特点及与人类活动的联系。难点对流层和平流层温度随高度变化的原因。人类活动对大气成分的影响及引发的环境问题（如全球变暖、臭氧层空洞）。教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图环节一情境导入：极端天气引发思考情境导入：极端天气引发思考【播放视频】播放“2025年7月华北强降雨新闻”视频2025年7月23日至29日，我国华北出现连续多日强降雨天气，强降雨中心位于北京和河北山区，极端性显著。【提问】北京这场暴雨来势汹汹，造成了严重的影响。这样的极端天气现象与大气的组成和运动有什么关系？我们首先来学习大气的组成。观看视频，结合生活经验思考问题，初步感知大气与天气的关联。以真实极端天气情境切入，激发学习兴趣，明确本节学习目标——探究大气与生活的联系。环节二新课讲授活动探究探究一：大气的组成及其作用1.【展示】“干洁空气成分体积分数图”，引导学生归纳干洁空气的主要成分。2.【发放】“大气组成成分及作用”表格（含氮气、氧气、二氧化碳、臭氧、水汽、杂质），指导学生结合教材P2829填写。3.【案例引导】展示非洲埃塞俄比亚、肯尼亚中长跑运动员成绩优异的资料，提问：“为何高原环境利于提升运动能力？”展示“不同海拔含氧量表”，引导分析氧气含量与海拔的关系。4.【展示】“17402011年二氧化碳浓度变化图”，提问：“二氧化碳浓度变化趋势、原因及危害是什么？”5.【展示】“南极臭氧层空洞图”及《相关资料，组织讨论：“臭氧空洞的危害及保护措施。”探究二：对流层【展示】北京密云暴雨雷达图【合作探究】结合图片，阅读教材P31—33页，回答以下问题：[1]对流层在哪里?[2]对流层的温度有什么变化特点?为什么?[3]对流层的空气是怎样运动的?[4]对流层的天气现象是怎样的?为什么?[5]飞机在对流层时可能会遇到哪些情况?【展示】大气垂直分层图分析对流层的高度、气温变化特点、空气运动特点、与人类的关系。【重点讲解】对流层天气现象形成的过程【知识延伸】降水形成的三个条件【情境探究】2025年7月2329日，北京经历了一场强降雨，很多地方的降雨量都打破了历史纪录。这次降雨主要是因为西太平洋副热带高压强而稳定，位置偏北，它边缘的西南暖湿气流被山脉影响，形成强降水。根据材料，回答以下问题:1.

北京这次强降雨发生在大气的哪一层？（2分）2.

从材料里找出两个这次北京强降雨形成的原因。（4分）3.

对流层的天气为什么复杂多变？结合这次降雨简单说一说。（4分）探究三：平流层【播放视频】播放“2025年7月华北强降雨救援画面”视频【展示】直升机运送救援物资时，遭遇强对流天气，机身剧烈颠簸，被迫降低高度。部分区域对流层天气恶劣，直升机无法进入，改用高空无人机在平流层勘察灾情，飞行平稳且视野清晰。【合作探究】结合材料，阅读教材P31—33，回答以下问题：[1]平流层在哪里?[2]平流层的温度是怎样变化的?为什么?[3]臭氧层在哪里?它的作用是什么?[4]平流层的空气是怎样运动的?[5]平流层的天气现象是怎样的?为什么?[6]为什么说平流层是飞机飞行的最佳高度层?【重点讲解】平流层的高度、气温变化特点、空气运动特点、与人类的关系。【播放视频】真实情境：飞机实录下的云层【思考】一架飞机沿10km高空从南极飞到北极，依次穿过了哪几层？探究四：高层大气【播放视频】播放“中国航天驰援应急救灾”视频【展示】暴雨导致地面通信中断，气象卫星（运行在80km以上）持续传回云图数据，指导救援路线规划。【合作探究】阅读教材P31—33页，回答以下问题：[1]气象卫星在哪个大气层工作?[2]高层大气在哪里?[3]高层大气的温度是怎么样变化的?为什么?[4]高层大气中有哪些景观?4.简要介绍高层大气：结合气象卫星工作情境，说明电离层与无线电通信的关系。【重点讲解】高层大气的高度、气温变化特点、空气运动特点、与人类的关系。1.观察图表，归纳干洁空气成分（氮气78%、氧气21%等）。2.自主阅读教材，完成表格填写，明确各成分作用（如臭氧吸收紫外线、水汽成云致雨）。3.小组讨论：结合高原地形特点（海拔高、氧气含量低），分析高原训练对运动员的影响。4.分析图表，总结二氧化碳浓度上升趋势，归因于化石燃料燃烧、毁林，讨论全球变暖的影响。5.阅读资料，归纳臭氧空洞危害（紫外线增强、皮肤癌增多等），认同国际合作的必要性。1.观察图表，明确分层依据（温度、密度、运动状况），识别对流层、平流层、高层大气。2.小组合作：分析对流层“上冷下热→对流运动→水汽杂质上升→成云致雨”的逻辑链，解释暴雨形成的圈层条件。3.对比分析平流层“上热下冷→水平运动→能见度高”的特点，理解其航空优势。1.观看“2025年7月华北强降雨救援画面”视频，聚焦“直升机颠簸”与“无人机平稳飞行”的差异。2.结合生活经验，自主提问：“为什么直升机在低空颠簸，而无人机在高空更平稳？”3.重点讨论：对比对流层特点，分析平流层“温度变化”“运动状态”与“天气现象”的逻辑关系（如“臭氧吸收紫外线→温度随高度升高→空气水平运动→天气晴朗”）。4.观看“飞机实录下的云层”视频，观察平流层底部与对流层顶部的云层差异，验证“平流层能见度高、无剧烈对流”的结论。5.结合“大气垂直分层示意图”（教材或课件配图），分析“10km高空从南极到北极”的纬度差异：明确南极、北极属于高纬度，对流层顶高度约89km；赤道附近为低纬度，对流层顶高度约1718km。6.绘制简易路线图，标注10km高度在不同纬度对应的大气层，推理飞行路径穿过的圈层顺序，并在组内解释理由。观看“中国航天驰援应急救灾”视频梳理高层大气的“空间位置”“温度变化”“景观现象”等核心信息，用表格形式对比对流层、平流层与高层大气的差异。重点突破：针对“高层大气温度变化原因”，结合教材中“太阳紫外线和宇宙射线加热”的描述，解释“随高度升高先降后升”的规律。结合教师展示的“电离层与无线电通信示意图”，小组讨论：“电离层反射无线电波”的原理，并举例说明其对人类活动的影响（如卫星通信、导航）。通过图表分析和案例探究，突破“大气成分作用”重点；以运动员案例联系生活，提升知识应用能力。结合数据和政策案例，理解人类活动对大气的影响，培养人地协调观和全球视野。以暴雨救援情境贯穿分层探究，通过问题链突破“温度变化原因”“圈层特点与人类活动联系”等重难点，培养综合思维。通过真实救援案例中“直升机与无人机飞行差异”的矛盾点，打破学生对“高空一定更危险”的固有认知，激发探究平流层特性的好奇心，让抽象的大气分层知识与生活现象建立关联。问题链设计从“位置→温度→成分→运动→天气→人类活动”层层递进，引导学生构建“结构→功能→应用”的逻辑链，突破“平流层温度变化原因”“与人类活动联系”等难点。观看“飞机实录下的云层”视频，让学生通过直观影像验证理论结论（如平流层的“晴朗无云”“气流平稳”），将文字描述转化为具象感知，加深对“平流层适合飞行”的理解。“飞机跨纬度飞行穿层”问题，要求学生结合纬度对对流层顶高度的影响，进行空间路径推演，既巩固“对流层高度纬度差异”的知识，又培养“图文转换”“空间想象”的地理实践力，强化“大气分层不是均匀分布，而是随纬度变化”的动态认知。通过“气象卫星救灾”的真实案例，将高层大气这一抽象概念与“应急通信”“灾害救援”等现实需求挂钩，让学生感知高层大气对人类生产生活的间接但关键的作用。引导学生从“位置→温度→现象→应用”的逻辑链梳理高层大气特征，既巩固“大气分层依据”（温度、运动、密度）的核心知识，又培养“要素关联”的综合思维能力。针对“温度变化原因”的重点讨论，帮助突破“太阳辐射对高层大气的加热机制”这一难点。环节三课堂总结出示思维导图。完善笔记，提出疑惑问题。构建知识体系，强化重点内容，培养归纳能力。板书设计作业设计A类作业练习：《分层练》B类作业理解绘图：绘制“大气的垂直分层图”与对应大气层“位置→温度→现象→应用”逻辑链教学反思本节课以“华北强降雨及救援”为主情境贯穿始终，情境与知识点结合紧密。强降雨案例自然衔接大气组成、对流层特点等内容，直升机与无人机飞行对比直观呈现平流层特性，气象卫星救灾情境引出高层大