大氣的熱力狀況

教學目標 
使學生通過學習了解大氣對太陽輻射的削弱作用；大氣對地面的保溫作用；在學習過程中培養(yǎng)學生自主學習的能力，以及從各種資料中認定、提取、加工處理各種有用信息的能力；通過學習使學生更加關注人類生存的環(huán)境及人類面臨的環(huán)境問題。

教學建議

關于大氣熱力作用的教學分析
本節(jié)教材的重點內(nèi)容是大氣的熱力作用，其中大氣的保溫效應是本節(jié)的難點內(nèi)容。
大氣的熱力作用包括兩個方面：
第一，大氣對太陽輻射的削弱作用。大氣的削弱作用應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鍵物質(zhì)是什么？這種削弱作用使白天的氣溫不會太高，不過這種削弱作用因地而異，教材明確提出由于各地太陽高度角不同，太陽輻射經(jīng)過大氣的路程長短不同，被大氣削弱的程度不同，到達地面的太陽輻射就會有所不同。
第二，大氣的保溫效應，需要明確太陽輻射、地面輻射和大氣輻射三者的差別和彼此的關系。日、地、氣三種輻射的差別在于：地面的溫度地域太陽，大氣的溫度地域地面，因此太陽輻射屬于短波輻射，而地面輻射和大氣輻射屬于長波輻射，因此能夠被大氣中的二氧化碳和水汽吸收。日、地、氣三種輻射的關系在于：太陽輻射經(jīng)過大氣被削弱一部分后，有將近一半的太陽輻射穿過了大氣到達地面，地面吸收太陽輻射后增溫，同時向外輻射，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償了地面
輻射損失的熱量。
由以上分析可以看出，太陽輻射是地球的能量源泉，大氣暢快的放進太陽輻射，使地面充分的吸收太陽輻射，并將所吸收的能量以長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波輻射，將大部分能量以長波形式輻射給地面，從而對地面保溫。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，大氣對太陽輻射的削弱作用使白天的氣溫不會太高，大氣對地面的保溫效應使夜晚的氣溫不會太低，因此晝夜溫差不會太大。

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

關于大氣的保溫效應的教學建議
關于大氣的保溫效應，教師可以結合生活中的實例，如冬天穿的羽絨服，蓋被子等說明保溫作用原理。引導學生閱讀教材中提供的相關圖像或教師自制的課件，分析日、地、氣三者之間的輻射關系，特別應該使學生明確的是太陽輻射屬于短波輻射，地面輻射和大氣輻射屬于長波輻射，對地面起保溫作用的是大氣逆輻射，這種輻射也屬于長波輻射。關于全球熱量平衡的知識，教師應將重點放在由于人類活動導致大氣某些成分發(fā)生變化，從而影響日、地、氣三種輻射，使全球氣候變暖，到達地面的紫外線增多，威脅到人類的生存。對于這部分內(nèi)容，教師可以事先給學生布置課外查找相關資料，課上大家進行討論，通過討論、分析，使學生能夠更關注人類生存的環(huán)境。 關于全球熱量平衡問題的教學分析
對于全球熱量平衡問題，應該明確以下三點：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人類活動的影響，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；三是人類活動對全球熱量平衡的影響，即人類活動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，從而對全球生態(tài)及經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生一系列影響。通過對大氣與人類活動關系的分析對學生進行人地協(xié)調(diào)發(fā)展的教育。

教學設計方案

【教學重點】大氣的熱力作用
【教學手段】錄像片《大氣對太陽輻射的削弱和保溫作用》，《溫室效應的產(chǎn)生》；Powerpoint課件
【教學過程 】
（引課）北京秋季的氣候特點是什么？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)引導學生得出：月球無大氣的保護，溫差很大；地球有大氣保護，溫差較小的結論。
（提問）為什么大氣的存在能使地球表面白天的溫度不會很高？夜晚的溫度不會很低？大氣是怎樣起作用？
引導學生通過錄像所給的信息得出結論：大氣對太陽輻射有削弱作用，對地面有保溫作用。
（提問）大氣通過什么方式削弱太陽輻射，從而使地表白天的溫度不會很高？→引導學生從教科書中找出問題的答案，并總結概括削弱作用的三種形式及特點：吸收作用有選擇性，反射作用無選擇性，散射作用有選擇性。
（提問）舉具體事例引導學生思考并回答：削弱作用的強弱受哪些因素的影響？→得出結論，影響因素是多方面的，其中最重要的是太陽高度角，它的大小會影響太陽穿過大氣路徑的長短，穿過大氣路徑越長，削弱越多。
（教師總結）太陽、地面、大氣三者之間的輻射關系，太陽輻射是短波輻射，穿過大氣時被削弱53%，47%的太陽輻射穿過大氣到達地面，被地面吸收增溫并輻射能量，由于地面的溫度比太陽低，輻射波長與溫度呈反比，因此地面輻射是長波輻射，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，它也是長波輻射，對地面起保溫作用。
（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，請相關小組給予回答。
（教師總結）從地球多年平均狀況看，其能量的收入和支出應該是平衡的，但是現(xiàn)實情況又如何呢？
（錄像展示）《溫室效應的產(chǎn)生》
（提問）為什么會出現(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有關？
（總結）由于人類的活動影響了大氣的某些成分，進而影響到地球熱量的收、支平衡，這可能導致全球氣候變暖、導致到達地面的紫外線增多等現(xiàn)象出現(xiàn)，從而威脅人類的生存，可見保護我們賴以生存的大氣環(huán)境是至關重要的，應該從我們每個人做起。

【設計思想】
本節(jié)課重點有三個方面：知識系統(tǒng)部分應明確太陽輻射、地面輻射和大氣輻射三者之間的區(qū)別和關系；能力系統(tǒng)部分重在培養(yǎng)學生對資料、信息進行認定、提取、加工、處理的能力；價值觀念部分側重對學生進行人地協(xié)調(diào)發(fā)展的教育。針對以上三部分，在教學中應重視教師主導作用和學生主體作用的結合，教師應注意從學生生活實際出發(fā)，通過知識的遷移，引導學生利用已有的資料分組討論，分析得出相關的知識結論，并在學習過程中，培養(yǎng)學生的能力，對于知識的學習和能力的培養(yǎng)，教師的引導作用是不容忽視，即便是分組討論，自主學習，教師也不能放任學生，完全不受任何限制的自由發(fā)揮，而應該及時糾正學生在學習過程中的問題，起到事半功倍的作用。價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之間的相互影響的關系，應該讓學生有充分的體驗，使學生在學習、討論的過程中達到自我教育的目的。

探究活動

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