高二地理选择性必修1《内力作用与外力作用-探秘地球表面的“雕刻师”》教学设计

高二地理选择性必修1《内力作用与外力作用——探秘地球表面的“雕刻师”》教学设计

一、指导思想与理论依据本教学设计以《普通高中地理课程标准（2017年版2025年日常修订版及2026年最新修订内容）》为根本依据，全面落实立德树人根本任务，深度聚焦地理学科核心素养。课程标准对选择性必修1自然地理基础的明确要求为：结合实例，解释内力和外力对地表形态变化的影响，并说明人类活动与地表形态的关系；运用示意图，说明岩石圈物质循环过程。本节课作为第二章“地表形态的塑造”的开篇之课，其核心任务在于引导学生认识驱动地表形态变化的两大根本力量——内力作用与外力作用，为后续深入学习构造地貌、河流地貌、风沙地貌等内容奠定坚实的理论与概念基础。课程改革强调以学生为中心，倡导大单元教学、探究式学习与情境化教学。本设计以“探秘地球表面的雕刻师”为主线情境，将课堂构建为一个持续性的地质探究场域。从课堂伊始的驱动性问题，到新知构建中的典型案例剖析，再到迁移应用中的真实情境分析，使学生在宛如地质科考般的体验中构建知识体系，达成深度学习。课堂结构严格遵循“教学评一致性”原则，学习目标、教学活动与过程性评价三者紧密咬合，确保每一环节的学习效果都清晰可测。同时，本设计充分体现跨学科链接意识，有机融入物理力学原理、生物学演化理论与材料科学原理，培养学生综合运用多学科知识解决复杂问题的视野与能力。在信息技术融合方面，借助GNSS实时监测数据、卫星遥感影像和地质三维建模技术，将抽象的地质过程转化为可观测、可量化的科学事实，切实提升课堂教学的实证性与前沿性。二、教学内容分析本节内容属于选择性必修1自然地理基础之中，是联结地球内部圈层结构与地表形态的核心环节。教材从地质作用的概念出发，按照能量来源的不同，分别阐述内力作用和外力作用对地表形态的塑造。内力作用侧重地壳运动、岩浆活动和变质作用三种表现形式；外力作用则系统介绍风化、侵蚀、搬运、堆积四大环节及其典型地貌组合。本节知识具有极强的承上启下作用，既是对必修1地貌知识的深化与系统化梳理，也是全章后续学习的认知起点。地理学科的核心素养，包括区域认知、综合思维、地理实践力和人地协调观，均应在本节课的各个教学环节中得到充分的渗透和体现。三、学情分析知识基础方面，学生在高中地理必修阶段已初步了解常见地貌景观和三大类岩石的基本特征，具备一定的感性认识，但尚缺乏对内力作用与外力作用概念内涵、分类体系及相互作用关系的系统构建与深层理解。认知能力方面，高二年级学生已具备一定的抽象逻辑思维能力和图像信息处理能力，能够通过示意图、地质剖面图和景观照片分析地质现象，同时对外部世界保持着持续的好奇心和探究欲。心理特点上，该阶段学生乐于接受具有挑战性的真问题和探究性任务，具备小组合作学习的组织经验和基本的资料检索与分析能力。存在的困难在于，地质过程的时空尺度远超日常生活经验，学生较难直观感知极其缓慢或极其剧烈的宏观变化过程。针对这一认知难点，本设计采用多模态教学策略，综合运用卫星遥感时间序列影像、数值模拟动画和高精度模型，将漫长时间尺度的地质演化压缩为可直观感受的教学片段，从而突破时空认知障碍。教案正文【教学目标】（核心素养导向）【基础】区域认知：能够说出内力作用和外力作用的基本概念，准确界定二者的能量来源和主要表现形式，在地图或景观图上识别由不同地质作用塑造的典型地貌单元。【重要】综合思维：能够结合具体地貌案例，从要素综合、时空综合两个维度综合分析地貌形成过程中的内外力作用，深刻理解地表形态是内力和外力长期共同作用、相互博弈的产物。【重要】地理实践力：能够运用地质作用理论解释野外常见地貌景观的成因，绘制内力作用和外力作用的关系图示，在模拟情境中完成地貌演化链的推理与构建。【高频考点】【热点】人地协调观：认识地质作用的客观性和长期性，理解人类活动与地表形态的相互影响关系，树立因地制宜、尊重自然规律的可持续发展观念。【教学重难点】【基础】教学重点：内力作用和外力作用的能量来源、主要表现形式及其对地表形态的影响；地壳运动的两种基本形式及其典型地貌。【难点】教学难点：内力作用与外力作用之间的辩证统一关系；从时空综合的角度综合分析某一具体地貌景观的形成过程。【教学方法与手段】教法选用：情境创设法、问题导学法、案例分析法、讲授法与直观演示法相结合。学法指导：自主阅读、小组合作探究、图像判读与绘制、迁移应用与表达展示。教学手段：多媒体课件（含地质作用过程动画、高清地貌景观图片、GNSS监测数据可视化图表）、三类岩石标本模型、板块构造模型、智慧课堂互动平台。【教学准备】教师准备：搜集筛选典型地貌景观高清图片与短视频，制作内力作用与外力作用过程动态演示动画，编制导学案和课堂探究任务单，提前调试多媒体设备，在智慧课堂平台上发布预习资源包。学生准备：课前阅读教材第二章第一节第1课时内容，完成导学案中的预习任务，观察校园周边的岩石和地貌现象，分组收集感兴趣的地貌景观形成原因资料并做简要记录。【教学过程】（一）导入新课——一座“飞峙”庐山的悬念建构（3分钟）【跨学科链接】教师展示江西省庐山与鄱阳湖的航拍照片以及古诗《七律·登庐山》相关诗句，呈现庐山拔地而起、四周陡立的雄姿。庐山位于长江南岸、鄱阳湖之滨，山体四周陡立，而在海拔1100米左右却有一片相对平坦的开阔地，并建有牯岭镇。教师提出两个贯穿全课的驱动性问题：究竟是什么力量让庐山“飞峙”于江环湖绕的平原之上？险峻的庐山上为何会出现一片较为平坦的开阔地？这两个问题既简短有力地切入了本节课的核心主题，又在学生认知结构中制造了悬念，在课堂之初就激活了学生的探究期待。学生思考后自由发言，教师引导学生意识到山体的形成不能仅用单一原因解释，指出庐山是内力和外力长期共同作用的产物，从而自然引出本节课的主题。（二）新知构建——内力作用（18分钟）1.地质作用、内力和外力作用的概念体系【基础】教师首先引导学生阅读教材，从文字材料中提取关键信息。学生默读课文后，尝试用自己的语言说出地质作用、内力作用、外力作用的基本概念。所谓地质作用，是指由于受到某种能量的作用，从而引起地壳物质组成、内部结构和地表形态发生变化的各种作用的统称。按照能量来源的不同，地质作用可分为内力作用和外力作用两大类别。教师进一步引导学生划分核心概念的上位与下位关系，通过概念图的形式梳理知识结构，初步建立逻辑认知框架。2.内力作用的能量来源与速度分类【基础】内力作用的能量主要来自地球内部的热能，具体包括地球形成时残留的原始热量以及放射性元素铀238、铀235、钍232和钾40等衰变过程中释放的巨大热量。教师简要介绍放射性元素在地球深处的持续衰变为地球内部地幔对流、板块运动等大规模构造活动提供了源源不断的动力，帮助学生从能量源头理解内力作用的根本驱动力。教师指出，内力作用在时间尺度上表现出巨大差异。有些内力作用进行得极快，如火山喷发和地震，可以在瞬间改变局地地表形态。以夏威夷群岛的基拉韦厄火山为例，1960年喷发形成约2平方千米的新增陆地面积，1986年再次喷发又给大岛增加了6.8平方千米的新土地。有些内力作用则进行得极其缓慢，如喜马拉雅山脉的持续隆升过程，大约从4000万年前开始隆起，年平均上升速率虽然仅为0.05厘米左右，最大时也不超过每年5厘米，但经过漫长地质年代，如今已达海拔8848.86米，成为世界最高的山脉。3.地壳运动——水平运动与垂直运动【重要】【高频考点】地壳运动是指岩石圈因受内力作用而发生的变位或变形，也称构造运动，是塑造地表形态的主要方式。按照运动方向和性质的不同，地壳运动可分为水平运动和垂直运动两种基本形式。【基础】水平运动表现为地壳物质在水平方向上的挤压或拉张。教师运用动画演示岩层受到挤压和拉伸时的变形过程。当板块发生强烈挤压时，岩层发生弯曲变形，形成巨大的褶皱山脉。喜马拉雅山脉正是印度板块与亚欧板块数百万年来持续碰撞挤压的直接产物。板块内部岩层在水平方向上受到张裂力的作用时，地壳会发生断裂下陷，形成裂谷或海洋。东非大裂谷就是地壳拉张断裂的典型代表，非洲大裂谷全长约6500千米，最宽处达200千米，是世界上最大的大陆裂谷带。垂直运动表现为地壳物质垂直于地表方向的上升或下降。教师展示喜马拉雅山脉在古生代时期的地层中发现的螺蚌壳等海相化石与青藏高原上新世三趾马动物群化石，有力证明该区域在数亿年前曾经位于海平面以下，是在长期的地壳垂直上升运动中被抬升到如今的海拔高度。垂直运动同样可以造成下降，台湾海峡之所以现今成为海峡，是因为在远古时期该区域随着地壳运动发生沉降，海水进入之后形成。教师总结指出，水平运动奠定了大陆的基本布局和主要山脉、裂谷的宏观走向，垂直运动则造成局部地区的地势起伏和海陆更替。两者往往是相伴发生、相互叠加的，不能人为割裂。4.岩浆活动与火山地貌【基础】岩浆活动是指当岩石圈破裂时，地球深处的岩浆沿着破裂带上升，侵入岩石圈上部或者喷出地表的过程。只有岩浆喷出地表才能直接影响地表形态。教师通过乞力马扎罗山、富士山、长白山天池等著名火山的景观图片，引导学生观察典型火山锥体的形态特征，理解火山喷发形成的地貌单元——火山锥、火山口和熔岩台地等。海底火山喷发则可在海洋环境中形成火山岛，夏威夷群岛正是由一系列海底火山喷发形成的。5.变质作用及其特点变质作用是指岩石在受到温度、压力等因素的影响后，其矿物成分与结构构造发生重大改变的过程。以云南省著名的云南大理石为例，该地区在地质历史上先通过沉积作用形成了巨厚的石灰岩，后来由于地壳构造运动的挤压作用使该区处在高温高压的环境中，石灰岩在高温高压下发生变质作用后重新结晶，最终转为质地细腻、花色美观的大理岩。变质作用一般发生在较深的地下，主要以改造岩石的内部性质为其基本特征，并不直接参与塑造地表形态。6.内力作用对地表形态的影响总结【基础】教师引导学生总结内力作用对地表形态的总体影响趋势。内力作用奠定了地表形态的基本格局，三大表现形式——地壳运动、岩浆活动和变质作用——以及它们之间的相互作用和叠加，总体上使地球表面变得高低起伏，塑造了诸如高大山脉、深邃裂谷、火山锥体等宏观地貌骨架。（三）新知构建——外力作用（18分钟）教师以问题驱动的方式实现课堂环节的顺利过渡：内力作用使地表变得高低不平，可是自然界的实际地貌中为何还会出现平坦的平原、浑圆的丘陵和优美的曲线？引导学生联系实际生活经验思考“削高填低”的道理，从而引出外力作用的概念。1.外力作用的能量来源与基本过程【基础】外力作用的能量主要来自地球外部，太阳辐射能是最根本的驱动力量。在太阳辐射能的支持下，大气循环、水循环和生物活动持续进行，同时对地表岩石和地形产生塑造作用。教师系统地介绍风化、侵蚀、搬运、堆积四大环节，它们构成不可分割的连续链条：风化作用提供物质基础，侵蚀作用切削搬运，搬运作用输送碎屑物质，堆积作用在适当位置沉积成新地貌。2.风化作用及其类型【重要】风化作用是指地表或接近地表的岩石在温度、水、大气和生物等因素的影响下，发生崩解破碎、化学分解和生物分解的过程。风化作用的产物松散地残留在地表，为后续的侵蚀、搬运、堆积准备了条件，因而被称为其他外力作用的前提和基础。教师按照成因机制将风化作用分为物理风化、化学风化和生物风化三种类型。物理风化主要由温度剧烈变化和水体反复冻融引起，岩石在热胀冷缩导致的内应力作用下逐步破裂分解；化学风化是岩石在水、氧气和二氧化碳等物质的作用下发生化学分解，改变了原有的矿物组成和化学成分；生物风化则是由于生物的生命活动对岩石产生机械破碎和化学腐蚀。教师通过展示典型的风化地貌图片和微观示意图，帮助学生识别和区分不同的风化方式。3.侵蚀作用及其典型地貌【高频考点】侵蚀作用是指流水、波浪、风、冰川等外力对地表进行破坏，使被侵蚀的物质离开原地，从而在原地留下特定侵蚀地貌的过程。不同的侵蚀地质营力塑造了风格迥异的侵蚀地貌景观。【跨学科链接】教师通过多媒体展示多种侵蚀地貌并结合水流力学原理加以解释。流水侵蚀广泛分布于湿润地区，在山区形成V形谷和深切河谷，在石灰岩分布区发育出溶蚀漏斗和峰林，在黄土高原地区形成支离破碎的千沟万壑。在干旱和半干旱地区，风力侵蚀扮演了最重要的角色，塑造出了风蚀蘑菇、风蚀柱和雅丹地貌等典型风蚀形态。风力在吹扬地表细粒物质的同时，对于突起的坚硬岩石还起到长期磨蚀作用，形成了奇特的风蚀造型。湖泊和海洋沿岸区域则受波浪侵蚀影响最为显著，海浪长期拍打海岸线形成海蚀崖、海蚀洞、海蚀拱桥和海蚀柱等独特景观。在高纬度和高海拔地区，冰川侵蚀留下了特征鲜明的痕迹，U形谷、冰斗、角峰、刃脊和漂砾等都是冰川作用的直接产物。4.搬运作用及其意义搬运作用是风化或侵蚀作用的产物被流水、风力、波浪、冰川等介质搬运离开原产地的过程。搬运作用本身不形成固定地貌，但它是物质迁移的关键环节，为下游或下风向堆积地貌的发育输送了大量碎屑物质。教师通过动画演示流水携沙能力和流速、颗粒物粒径之间的关系，帮助学生理解“流速加快时可搬运更大颗粒物质，流速减慢时则发生沉积”的原理。风力搬运随着风速变化同样表现出极明显的颗粒分选效应，流速降低时较轻、较小的颗粒先沉积，而颗粒较重、较大的则最后沉积。冰川搬运属于典型的一体化整体搬运方式，搬运能力极强且不显示颗粒分选。5.堆积作用及其典型地貌【高频考点】堆积作用是指当搬运介质的能力减弱或遇到阻碍物质运动的障碍物时，被搬运的物质发生沉积形成堆积地貌的过程。堆积地貌一般分布在搬运介质流速急剧下降的区域，平面形态和堆积物特征在很大程度上受控于沉积环境的水动力条件或风力条件。教师分别展示流水堆积形成的河流冲积平原、河流三角洲和洪积扇等堆积地貌图片，风力堆积形成的沙丘、沙垄和黄土堆积地貌，海水堆积形成的沙坝和沙洲海洋堆积地貌，冰川堆积形成的终碛堤、侧碛堤和冰碛丘陵等典型冰碛地貌形态。重点比较流水和风力堆积物的分选性远高于冰川堆积物，堆积颗粒呈明显的粒径分异，而冰川堆积物大小混杂、无分选性。6.外力作用对地表形态的影响趋势【基础】教师引导学生对比内外力作用对地表形态塑造效果上的根本差异。相较于内力作用使地表变得崎岖不平、高差增大而言，外力作用表现出削平高山、填充凹地的总体趋向，其总的趋势是使地表起伏状况逐渐趋向平缓。各种外力地质营力在不同区域表现出的综合效果虽然复杂多样，但宏观趋势始终指向地表起伏度的减小，即使山地在持续遭受侵蚀风化作用下逐渐降低高度，河流通过长期的侧向侵蚀和河谷拓宽逐步减缓纵比降，原先的峡谷地貌在夷平面基础上演化为和缓丘陵或低山的演化方向。（四）内外力的辩证关系与典型案例剖析（6分钟）【重要】【高频考点】教师引导学生在分类学习的基础上构建立体认识：内力作用和外力作用绝非彼此孤立、互不相干，而是同时存在于地球表面、相互关联、相互影响又相互作用的两大地质营力。内力作用主要为地表形态提供起伏的势能和宏观格局，外力作用则在此基础上时刻不断地进行削高补低的量变过程。新构造运动的抬升区域与流水侵蚀作用活跃区域的重合部位，往往会形成壮观的深切峡谷地貌；而挤压造山带在经过长期外力剥蚀以后，原本埋藏于地下的深层岩石将逐渐出露地表，甚至可以反推出地壳抬升的历史过程。教师通过案例引导学生的综合性分析——印度板块与亚欧板块持续强烈挤压，在内力作用下快速抬升形成青藏高原和喜马拉雅山脉；强盛季风将印度洋大量水汽输送到高原南坡，坡面上发育出全球最为密集的高山冰川和规模宏大的河流水系；冰川和河流在高原大幅抬升的背景下持续进行强烈下切侵蚀，形成了雅鲁藏布大峡谷、金沙江虎跳峡等举世罕见的高山峡谷地貌。内外力的交互作用在此得到了淋漓尽致的体现。【高频考点】【拓展延伸】教师引导师生共同探讨地表形态演化研究的科学前沿问题。2025年中科院团队基于喜马拉雅山脉东部的宽频带地震台站数据发现，印度板块正以低角度俯冲至青藏高原之下，这一过程对地壳产生极度强烈的水平挤压，正是控制喜马拉雅东部地震和山脉持续隆升的关键机制。2026年中科院地质与地球物理研究所团队进一步在研究中揭示，地球深处存在强大的横向地幔流动即“地幔风”，其流速超过印度板块的移动速率，为印度板块继续向北漂移并克服巨大阻力提供了持续动力。板块俯冲结合着地幔动力学决定了宏观尺度的构造格局，而流域流水和冰川侵蚀则精细雕刻着山脉的局部形态，二者密不可分。（五）巩固练习与典型例题解析（8分钟）【经典例题一】（2023全国乙卷节选）新西兰南岛上的南阿尔卑斯山脉位于板块边界附近，呈东北西南走向，其形态受板块运动和以流水为主的外力作用共同影响。科研团队观测到目前该山脉仍在升高并向西扩展。问题一：推测该山脉目前仍在升高并向西扩展的主要地质作用。【解题策略】学生运用地壳运动原理进行推演。山脉升高表明该区域处于地壳抬升的构造背景之下，周围地表相对降低。山脉向西扩展则指示地壳在水平方向上承受着强烈的挤压作用，整体构造变形和物质迁移同时向西传递。基于新西兰南岛正好位于太平洋板块与印度洋板块边界的位置，巨大板块碰撞挤压导致南阿尔卑斯山脉仍处于持续强烈的造山作用中。正确答案为板块挤压。问题二：假设不再受到内力作用的持续影响，仅在最普遍的流水侵蚀主导的外力作用下，该山脉的山脊线将发生何种变化趋势。【解题策略】学生依据“外力作用倾向于削低高山、降低地表起伏度”的规律进行逻辑推理。流水从山脊线向两侧的山坡流动并且不断深切和拓宽河道，山峰与谷底的高差逐步减小，随着分水岭两侧的侧向侵蚀进程同时向山脊线两侧推进，山脊线的位置必定发生系统性的单向迁移。斜坡陡峭程度、降水强度、植被覆盖度等影响因素，均会造成东西两侧面对称也可能存在不对称的情况。在全面权衡各种因素对山脉两侧侵蚀强度的影响后，学术界普遍接受西坡侵蚀强度大于东坡的观点，因此向侵蚀强的一侧后退应该与山脉西扩的现象保持一致，据此推得山脊线持续东移。【经典例题二】（2024山东等级考选编）锡拉岛位于地中海，整个岛屿被厚厚的火山岩和火山灰覆盖，夏季北风频吹。约3600年前的古锡拉岛是一个完整的圆形大岛，后来演化为环形的群岛，其中最大的岛屿为锡拉岛。问题一：导致古锡拉岛演变为环形群岛的主要地质作用。【解题策略】学生根据材料信息进行多因素排除法分析。整个岛屿被厚层的火山岩和火山灰覆盖，表明该区域长期活跃着强大的火山喷发活动；岛屿形态从较规则的圆形大岛演变为环形群岛，符合火山口塌陷后海水从缺口灌入的标准画面——火山口塌陷的区域被海水淹没，未塌陷的边缘部分则残存露出水面，呈现为环绕中心泻湖的一系列小岛。四个备选项中，应选火山喷发。问题二：锡拉岛在需水量较大的葡萄生长期无需人工灌溉的主要原因。【解题策略】学生根据材料信息进行推理。材料提到全岛被厚层火山岩和火山灰覆盖，火山喷发形成的火山灰组成极为细密，结构呈松散多孔的玻璃质碎屑，具备极强的吸收和保持水分的能力。火山灰长期风化成土后就形成性质特殊的土壤剖面，在自然状态下就显示较高的田间持水量。虽然题干提到夏季北风强劲且蒸发强烈，仍需通过排除土壤缺水的基础来解释。结合地表水资源匮乏且降水资源明显不满足旺盛需水量的地中海气候夏季特征，依然能够在缺少人工灌溉的条件下顺利进入结果期的事实说明土壤自身蓄水能力一定很强。因此最适合的选项为土壤的天然保水性特别优越。（六）课堂小结（2分钟）教师以思维导图的形式对本课内容进行系统性回顾。内力作用的能量来源于地球内部放射性元素不断衰变释放出的巨大热能，通过地壳运动陆地碰撞抬升与海洋裂谷张开、岩浆活动岩浆喷出和侵入及变质作用集体奠定了地表宏观格局，使整体地势变得崎岖不平。外力作用的能量来源于外部太阳辐射驱动的大气、水循环，通过风化侵蚀搬运堆积四大过程持续进行修整和重塑，总体趋向于降低高差并使地势趋于和缓。二者互相耦合又相互对抗，共同塑造了现今地球表面变化万千的地貌景观。教师再次回到导入环节中的庐山情境，学生可以顺畅地按照本节课建构的知识框架对庐山的成因给出合理解答——内力断层作用抬升了山体，外力流水侵蚀在漫长的地质时期中切割出陡峻的峡谷和相对平坦的剥蚀面，二者相结合共同塑造了今天庐山独特的地貌组合。（七）作业布置【基础】完成课后同步训练第一部分的单选题和基础填空题，整理内力作用和外力作用对比表格。【拓展延伸】选择一种你熟悉的或旅行中见过的具体地貌景观，课下查阅资料了解其形成过程中内力和外力分别扮演了怎样的角色，撰写约400字的成因分析短文，可在下节课的交流环节中进行分享。【创新实践】利用橡皮泥或黏土模拟演示某一典型地貌的形成演化过程，拍摄微视频记录关键步骤，就视频配套简短解说并在班级交流平台上提交。【板书设计】内力作用与外力作用：探秘地球表面的“雕刻师”一、地质作用概念：引起地壳物质、结构和