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大氣的熱力狀況

大氣的熱力狀況

教學(xué)目標(biāo) 
使學(xué)生通過學(xué)習(xí)了解大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的削弱作用;大氣對(duì)地面的保溫作用;在學(xué)習(xí)過程中培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力,以及從各種資料中認(rèn)定、提取、加工處理各種有用信息的能力;通過學(xué)習(xí)使學(xué)生更加關(guān)注人類生存的環(huán)境及人類面臨的環(huán)境問題。

 

教學(xué)建議

關(guān)于大氣熱力作用的教學(xué)分析
本節(jié)教材的重點(diǎn)內(nèi)容是大氣的熱力作用,其中大氣的保溫效應(yīng)是本節(jié)的難點(diǎn)內(nèi)容。
大氣的熱力作用包括兩個(gè)方面:
第一,大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的削弱作用。大氣的削弱作用應(yīng)特別注意哪種作用有選擇性,哪種作用沒有選擇性,另外大氣中能夠起到吸收作用、反射作用和散射作用的關(guān)鍵物質(zhì)是什么?這種削弱作用使白天的氣溫不會(huì)太高,不過這種削弱作用因地而異,教材明確提出由于各地太陽(yáng)高度角不同,太陽(yáng)輻射經(jīng)過大氣的路程長(zhǎng)短不同,被大氣削弱的程度不同,到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射就會(huì)有所不同。
第二,大氣的保溫效應(yīng),需要明確太陽(yáng)輻射、地面輻射和大氣輻射三者的差別和彼此的關(guān)系。日、地、氣三種輻射的差別在于:地面的溫度地域太陽(yáng),大氣的溫度地域地面,因此太陽(yáng)輻射屬于短波輻射,而地面輻射和大氣輻射屬于長(zhǎng)波輻射,因此能夠被大氣中的二氧化碳和水汽吸收。日、地、氣三種輻射的關(guān)系在于:太陽(yáng)輻射經(jīng)過大氣被削弱一部分后,有將近一半的太陽(yáng)輻射穿過了大氣到達(dá)地面,地面吸收太陽(yáng)輻射后增溫,同時(shí)向外輻射,將熱量傳遞給大氣,大氣吸收地面輻射后增溫,并向外輻射,大氣輻射有兩部分,一小部分向宇宙空間散失;另外一大部分向地面,稱其為大氣逆輻射,這部分輻射在一定程度上補(bǔ)償了地面
輻射損失的熱量。
由以上分析可以看出,太陽(yáng)輻射是地球的能量源泉,大氣暢快的放進(jìn)太陽(yáng)輻射,使地面充分的吸收太陽(yáng)輻射,并將所吸收的能量以長(zhǎng)波的形式輻射給大氣,所以地面是大氣主要的直接熱源,大氣充分吸收地面長(zhǎng)波輻射,將大部分能量以長(zhǎng)波形式輻射給地面,從而對(duì)地面保溫。理解了大氣的削弱和保溫作用,就能夠解釋地球表面晝夜溫差較小的原因,大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的削弱作用使白天的氣溫不會(huì)太高,大氣對(duì)地面的保溫效應(yīng)使夜晚的氣溫不會(huì)太低,因此晝夜溫差不會(huì)太大。


關(guān)于大氣的熱力作用的教學(xué)建議
建議采用談話法,討論法和學(xué)習(xí)指導(dǎo)法進(jìn)行授課。首先引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材中的相關(guān)圖像說(shuō)明太陽(yáng)輻射波長(zhǎng)分布的狀況;其次從地球與月球的晝夜溫差不同入手,引導(dǎo)學(xué)生分析產(chǎn)生二者差別的實(shí)質(zhì)是什么?由此說(shuō)明大氣的熱力作用。大氣怎樣起到削弱作用,教師可以利用錄像資料或引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材,并結(jié)合具體事例,如夏季有云的白天氣溫不會(huì)太高,晴朗的天空呈現(xiàn)蔚藍(lán)色,青藏高原紫外線輻射強(qiáng)烈等說(shuō)明大氣削弱作用三種形式及特點(diǎn)。通過太陽(yáng)輻射由低緯向兩極遞減的結(jié)論,引導(dǎo)學(xué)生分析影響大氣削弱作用強(qiáng)弱的主要因素是太陽(yáng)高度角。

關(guān)于大氣的保溫效應(yīng)的教學(xué)建議
關(guān)于大氣的保溫效應(yīng),教師可以結(jié)合生活中的實(shí)例,如冬天穿的羽絨服,蓋被子等說(shuō)明保溫作用原理。引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材中提供的相關(guān)圖像或教師自制的課件,分析日、地、氣三者之間的輻射關(guān)系,特別應(yīng)該使學(xué)生明確的是太陽(yáng)輻射屬于短波輻射,地面輻射和大氣輻射屬于長(zhǎng)波輻射,對(duì)地面起保溫作用的是大氣逆輻射,這種輻射也屬于長(zhǎng)波輻射。關(guān)于全球熱量平衡的知識(shí),教師應(yīng)將重點(diǎn)放在由于人類活動(dòng)導(dǎo)致大氣某些成分發(fā)生變化,從而影響日、地、氣三種輻射,使全球氣候變暖,到達(dá)地面的紫外線增多,威脅到人類的生存。對(duì)于這部分內(nèi)容,教師可以事先給學(xué)生布置課外查找相關(guān)資料,課上大家進(jìn)行討論,通過討論、分析,使學(xué)生能夠更關(guān)注人類生存的環(huán)境。 關(guān)于全球熱量平衡問題的教學(xué)分析
對(duì)于全球熱量平衡問題,應(yīng)該明確以下三點(diǎn):一是從全球多年平均狀況看,地球收入和支出的熱量是相等的;二是全球熱量平衡對(duì)人類活動(dòng)的影響,即全球熱量平衡,使全球的多年平均氣溫較為穩(wěn)定,有利于人類的生存與活動(dòng);三是人類活動(dòng)對(duì)全球熱量平衡的影響,即人類活動(dòng)使大氣中二氧化碳含量增多,影響了地球上的熱量收支平衡,加劇了全球氣候變暖的趨勢(shì),從而對(duì)全球生態(tài)及經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生一系列影響。通過對(duì)大氣與人類活動(dòng)關(guān)系的分析對(duì)學(xué)生進(jìn)行人地協(xié)調(diào)發(fā)展的教育。

 


教學(xué)設(shè)計(jì)方案

【教學(xué)重點(diǎn)】大氣的熱力作用
【教學(xué)手段】錄像片《大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的削弱和保溫作用》,《溫室效應(yīng)的產(chǎn)生》;Powerpoint課件
【教學(xué)過程 】
(引課)北京秋季的氣候特點(diǎn)是什么?地球表面極端最高溫是多少?極端最低溫是多少?→(引導(dǎo)提問)雖然地球表面晝夜溫差較大,但與月球相比,有何不同?為什么?
(出示課件,下載)通過課件中所提供的月球與地球溫度的數(shù)據(jù)引導(dǎo)學(xué)生得出:月球無(wú)大氣的保護(hù),溫差很大;地球有大氣保護(hù),溫差較小的結(jié)論。
(提問)為什么大氣的存在能使地球表面白天的溫度不會(huì)很高?夜晚的溫度不會(huì)很低?大氣是怎樣起作用?
引導(dǎo)學(xué)生通過錄像所給的信息得出結(jié)論:大氣對(duì)太陽(yáng)輻射有削弱作用,對(duì)地面有保溫作用。
(提問)大氣通過什么方式削弱太陽(yáng)輻射,從而使地表白天的溫度不會(huì)很高?→引導(dǎo)學(xué)生從教科書中找出問題的答案,并總結(jié)概括削弱作用的三種形式及特點(diǎn):吸收作用有選擇性,反射作用無(wú)選擇性,散射作用有選擇性。
(提問)舉具體事例引導(dǎo)學(xué)生思考并回答:削弱作用的強(qiáng)弱受哪些因素的影響?→得出結(jié)論,影響因素是多方面的,其中最重要的是太陽(yáng)高度角,它的大小會(huì)影響太陽(yáng)穿過大氣路徑的長(zhǎng)短,穿過大氣路徑越長(zhǎng),削弱越多。
(教師總結(jié))太陽(yáng)、地面、大氣三者之間的輻射關(guān)系,太陽(yáng)輻射是短波輻射,穿過大氣時(shí)被削弱53%,47%的太陽(yáng)輻射穿過大氣到達(dá)地面,被地面吸收增溫并輻射能量,由于地面的溫度比太陽(yáng)低,輻射波長(zhǎng)與溫度呈反比,因此地面輻射是長(zhǎng)波輻射,被大氣中的水汽和吸收,使大氣增溫向外輻射能量,其中一部分能量散失到宇宙中,更多的能量則給向地面,我們稱之為大氣逆輻射,它也是長(zhǎng)波輻射,對(duì)地面起保溫作用。
(出示課件,下載)根據(jù)課件所提問題,分組討論。并根據(jù)課件提供的圖像,請(qǐng)相關(guān)小組給予回答。
(教師總結(jié))從地球多年平均狀況看,其能量的收入和支出應(yīng)該是平衡的,但是現(xiàn)實(shí)情況又如何呢?
(錄像展示)《溫室效應(yīng)的產(chǎn)生》
(提問)為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的大氣環(huán)境問題?還有哪些大氣環(huán)境問題與我們今天所了解的知識(shí)有關(guān)?
(總結(jié))由于人類的活動(dòng)影響了大氣的某些成分,進(jìn)而影響到地球熱量的收、支平衡,這可能導(dǎo)致全球氣候變暖、導(dǎo)致到達(dá)地面的紫外線增多等現(xiàn)象出現(xiàn),從而威脅人類的生存,可見保護(hù)我們賴以生存的大氣環(huán)境是至關(guān)重要的,應(yīng)該從我們每個(gè)人做起。

【設(shè)計(jì)思想】
本節(jié)課重點(diǎn)有三個(gè)方面:知識(shí)系統(tǒng)部分應(yīng)明確太陽(yáng)輻射、地面輻射和大氣輻射三者之間的區(qū)別和關(guān)系;能力系統(tǒng)部分重在培養(yǎng)學(xué)生對(duì)資料、信息進(jìn)行認(rèn)定、提取、加工、處理的能力;價(jià)值觀念部分側(cè)重對(duì)學(xué)生進(jìn)行人地協(xié)調(diào)發(fā)展的教育。針對(duì)以上三部分,在教學(xué)中應(yīng)重視教師主導(dǎo)作用和學(xué)生主體作用的結(jié)合,教師應(yīng)注意從學(xué)生生活實(shí)際出發(fā),通過知識(shí)的遷移,引導(dǎo)學(xué)生利用已有的資料分組討論,分析得出相關(guān)的知識(shí)結(jié)論,并在學(xué)習(xí)過程中,培養(yǎng)學(xué)生的能力,對(duì)于知識(shí)的學(xué)習(xí)和能力的培養(yǎng),教師的引導(dǎo)作用是不容忽視,即便是分組討論,自主學(xué)習(xí),教師也不能放任學(xué)生,完全不受任何限制的自由發(fā)揮,而應(yīng)該及時(shí)糾正學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的問題,起到事半功倍的作用。價(jià)值觀念的教育在本節(jié)課中,體現(xiàn)的較好,特別是大氣和人類活動(dòng)之間的相互影響的關(guān)系,應(yīng)該讓學(xué)生有充分的體驗(yàn),使學(xué)生在學(xué)習(xí)、討論的過程中達(dá)到自我教育的目的。

 

探究活動(dòng)

題目:大氣中二氧化碳含量的變化,可能帶來(lái)什么后果?
分析:本活動(dòng)既可用于課內(nèi)提問,也可用于課外的探究。全球變暖已經(jīng)是不爭(zhēng)的事實(shí)了,當(dāng)然二氧化碳的含量增多是否是其主要原因在學(xué)術(shù)界并沒有絕對(duì)的定論。關(guān)于這方面的文章和資料很多,可以讓學(xué)生收集整理,然后把自己的觀點(diǎn)陳述展現(xiàn)出來(lái)。通過尋找這個(gè)問題的答案,讓逐步了解。教師在教學(xué)中應(yīng)該注意讓學(xué)生區(qū)分清溫室效應(yīng)和大氣的保溫作用的區(qū)別。


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