第二章第一节 大气层-教案

大 气 层

科学（浙教版）八年级上册 第2章 第1节

教材内容

浙江教育出版社八年级科学上册 第二章第一节

教学准备

多媒体课件，对流管实验装置，红墨水，酒精灯，火柴，卫生香等

教材分析

本节课教学内容是浙教版八年级科学上册第二章第一节，本节主要阐述了大气温度的垂直分布，大气的分层，重点介绍对流层，探索对流的形成过程。地球的周围包围着一层的大气，大气对地球有着重要的作用，但大气是看不见，摸不着的，哪些自然现象说明大气的存在？从常见的天气现象入手，展开讨论，激发学生的学习兴趣；让学生感到科学就在身边，只要我们善于观察，勤于思考，就能发现事物的本质。

学生的生活经验是越高的地方大气的温度越低，教科书展示了大气温度的垂直分布图，揭示了大气温度在不同高度范围的变化规律。读懂大气温度的垂直分布图是学好本课的关键，教给学生读图的方法，对学生进行学法指导是本节的一个重要教学内容。通过读图了解大气温度的垂直分布，对大气进行分层，加深学生对气温垂直分布的认识。 本节的内容要点：

（1）大气的存在。地球的周围包围着一层大气，各种天气现象发生在大气层中。

（2）大气的重要性。大气对地球有保护作用，大气中有生物进行生命活动所需要的气体，大气对地面起保温作用，大气还是声音传播的媒介。

（3）大气温度的垂直分布规律。学会读图，能根据图说出大气温度在不同高度范围内的变化趋势。

（4）大气的分层。依据大气的温度、密度、物质组成、大气运动状况，可将大气分为5层。知道大气温度的垂直变化是大气分层的主要依据。

（5）对流层。对流层是大气的最底层，与人类的关系最密切，通过实验，观察液体、气体的对流运动，探究对流的形成机理，能画出对流运动的路径，了解对流在生活中的应用，知道对流运动与天气的关系。

教学目标

认知目标：1．了解大气层的重要性，了解大气温度的垂直分布特点。

2．掌握大气温度的垂直分层规律。

3．理解对流层的特点，探究对流的形成。

技能目标：1．通过同学之间的相互交流、讨论增强语言概括和表达能力

2．通过读“大气温度的垂直分布”图，感受用图表处理数据的科学方法，提高读图能力。

情感目标： 通过实验操作和科学实验教育，培养学生严谨的科学态度和实事求是的作风，养成良好的实验习惯。

教学重、难点

重点：大气温度的垂直分布规律及分层。

难点：对流层的特点；探究对流的形成。

【教学方法】讨论法 自主学习 合作学习 实验法

教学过程

（一）引入课题

感受大气的存在

师：在我国东南沿海，经常遭受台风的袭击。就在前些日子，今年第9号超强台风“梅花”在浙江玉环沿海激起巨浪高约20多米。（[幻灯片2]——“梅花”超强台风图片展示）

师：在月球上也有台风这样的天气现象吗？为什么？

生：没有，因为月球上没有大气。

师：你能感受到教室里的大气吗？

生：能。

师：怎么感受呢？

生：呼吸。

师：让我们一起来感受一下身边的大气好吗？（深呼吸）大家一起来：吸气„呼气„呼气

师：今天我们来学习第一节：大气层。[幻灯片3]

（二）新课教学

师：大气看不见，摸不着，哪些自然现象能说明大气的存在？[幻灯片4]

生：热气球升空„„

师：大气就在我们身边---- 如闪电、彩虹等(图片展示) [幻灯片5]

陈述：大气主要集中在地面以上1000千米左右的高度内。我们用一个非常形象的比喻来说明大气的厚度。（图片展示[幻灯片6]）

大气由氮气、氧气、二氧化碳、稀有气体、臭氧、水蒸气以及悬浮在其中的固体杂质等物质组成。虽然大气很薄，但是她对地球的意义重大。

（1）大气的作用

活动一：学生讨论：如果没有大气，下列哪些现象将会存在？（图片展示[幻灯片7]）

【板书】1、保护作用２、成云致雨３、调节温度 ４、传播声音等 [幻灯片8]

过渡：师：可以说大气对于我们来说非常重要，它像一件“外衣”一样保护着地球。正是因为有大气的保护，我们的地球才生机勃勃、多姿多彩（出示：富士山图片[幻灯片9]）

（2）大气温度的垂直变化：

问：老师在欣赏图片时发现一个问题：山脚下开满了鲜花，而山顶上却布了积雪，为什么山脚和山顶的气温相差如此之大？

生：高度越高，气温越低。

师：是否高度越高，大气的温度就一直越低呢？

生：不是

师：有些学生回答不是，这是你们的猜想呢？还是你已经有什么依据了？那光有猜想还不行，我们来看气象学家帮我们测到的大气在不同高度时的气温变化图，看看大家的猜想是否正确。媒体展示，大气温度垂直分布图。[幻灯片10]

师：这种坐标图你们以前有学过吗？

生：没有

师：我们一起来边学习边研究。先看水平方向这些数据代表什么？从左到右温度„？同样竖直方向代表什么？从下到上高度„？

现在教室里的温度大概是多少？观察对照图中在地面附近温度也是这个温度对吗？ 那你知道12千米高处温度大概是多少吗？

生：-60℃左右

师：这个温度给你感觉怎么样？

生：非常冷

师：看来上面的温度是比地面温度要低多了。根据图大气的温度一直随高度增加而降低吗？

生：不是

师：那整个大气的温度随高度增加呈现怎样的规律呢？

师生一起：先降低后升高再降低最后又升高[幻灯片11]

师：根据大气温度随高度变化的规律，对大气进行分层的话你打算分几层？怎么分？每一层温度随高度是怎么变的？（小组合作讨论，把它填入表格）[幻灯片12]。

（3）大气的分层：

活动二：根据大气温度的垂直分布特点，对大气进行分层，把讨论结果填入下表。

小组讨论：（同学合作学习，教师巡视，结束后小组代表学生发表意见）

生汇报：略

师：分类的方法很多，只要你的理由是充分的，大家都能信服，你的分类就是正确的。其实科学上对大气的分层也有多种不同的分法，其中最常用的分法是在我们前面分四层的基础上结合大气密度和物质组成不同进行适当的调整把它分成五层，我们一起来看一下。

媒体展示：大气分层图[幻灯片13]

和学生一起寻找各层的高度范围和温度分布特点。[幻灯片14]

大气各层温度垂直分布的原因：

①对流层：0-17千米，这层上方有着积雪和云，为什么山脚下没有雪而山顶上有雪呢？ 生：这层温度随着高度增加而降低。

②平流层：17-55千米，这一层大气中没有云，视野开阔，很适合于飞机飞行。因为臭氧都集中在这一层，所以又被称为臭氧层。

③中间层：55-85千米,温度随高度增加而降低。

④暖层：85-500千米，说这层中温度变化特点？

生：温度随高度增加而迅速增加。

师：这层大气的温度可达1000-2000℃，这也是它叫暖层的原因。

⑤外层：500千米以上，温度继续随高度增加而增加。

师：地球表面的大气主要集中在1000千米的范围内，而且随着高度的上升大气逐渐变得越来越稀薄（看图中各层颜色的变化），到距地表5000千米处，已接近真空，外层是地球大气与宇宙空间的过渡层。

师：在大气的五个层中，大家最熟悉的是哪一层啊？

生：对流层

（4）对流特点:

师：对流层大气最靠近地面，几乎所有的生物和人类活动都在对流层中进行，这层大气也与人类的关系最密切。下面我们一起重点了解一下对流层的情况，请阅读课本51页对流层这一段文字，说说对流层有哪些特点？最大的特点是什么？

齐答：对流层最显著的是有强烈的对流运动。

对流层的特点[幻灯片17投影]

①是大气的最底层。②对流层的厚度随纬度的增加而变小。③对流层集中了地球四分之三的大气质量和几乎全部的水汽、固体杂质。④对流层最显著的特点有强烈的对流运动。

（5）对流现象及成因探究：

对流层最显著的特点是对流运动，那对流是怎样的一种运动？空气又怎么会对流的呢？我们先通过两个小实验来探究一下液体和气体的对流运动。

探究实验：观察对流运动

①设问：加热后的水为什么会上升？你能用第一章中学过的知识来解释它吗？

结论：加热后的水体积膨胀，密度变小向上运动，上面的冷水密度较大向下运动，形成对流。

教师演示：对流管实验。为了能更好的观察对流运动，用酒精灯加热对流管中的水（滴加红墨水），观察水的流动情况。 [幻灯片18] （如果没有对流管实验装置的可演示视频：“水的对流”点击蓝色椭圆图形）

②空气受热是不是和水一样呢？请同学们自己动动手探究看：【注意事项】

点燃蚊香，横插在橡皮泥上，把一只冷烧杯倒扣在桌面上，蚊香置于中间，观察烟的运动情况，试着把它在图上画下来。教师巡视指导学生的实验情况，5分钟后实验完毕。

师：空气又是为什么能形成对流的呢？你能自己解释吗？

结论：受热的烟（空气）体积膨胀，密度变小而上升，遇到冷的烧杯，温度下降空气收缩，密度变大而下沉，从而形成对流运动。

师：气体或液体的上下运动就是对流运动。

师：说说水和空气的对流运动，在上下温度方面有什么共同的特点？

生：都是下面温度高，上面温度低。

师：对流层温度符合这一特点吗？

生：符合

师生一起：对流层大气温度随高度增加而降低，近地面处的大气温度较高，密度小向上运动，升到高空时温度下降，密度变大而下沉，形成对流。对流现象是对流层最显著的特点。

应用：师：知道对流的特点以后，请你解释：[幻灯片19]

①在南方，以制冷为主的空调为什么要安装在房子的上部？

②北方的暖气片为什么要安装在房子的下边？

生：„„

（6）小知识：对流层与人类的密切关系

师：大气与我们人类的关系是如此之密切，而我们人类的活动也在影响着大气。为了我们美好的明天，让我们一起来保护大气，保护我们的家园吧！[幻灯片20]

③收获：通过今天的课你学到了哪些知识？[幻灯片21]

生：„ 投影[幻灯片22]

④课堂或课后巩固练习——机动[幻灯片23—26]

板书设计

本节小结

气的作用

大气层保护地球 成云致雨 提供氧气 调节温度 大气的温度 垂直分布图

大气温度垂直分布规律

第一层 对流层 大气的温度教后反思

本课在教学活动设计上主要体现了以探究活动为核心，主要体现在以下几个方面：

一、兴趣是一切活动学习的最好开端

精心设计课堂开头,引发学生学习兴趣. 课堂开头是整节课的基础,一个好的课堂开头, 气的分层第二层 平流层 第三层 中间层 第四层 暖 层 第五层 外 层

不但可以收到先声夺人之效,紧紧抓住学生的注意力,而且可使学生有余味三日之感。地球的周围包围着一层的大气，大气对地球有着重要的作用，但大气是看不见，摸不着的，哪些自然现象说明大气的存在？从今年第9号台风“梅花” 激起的巨浪图片展开，从常见的天气现象入手，展开讨论，激发学生的学习兴趣；让学生感到科学就在身边，只要我们善于观察，勤于思考，就能发现事物的本质。

二、大胆猜测是探究学习的指示目标

在大气的作用教学活动设计中，我注重了引导学生进行预测：“如果没有大气，下列哪些现象将会存在？”“是否高度越高，大气的温度就一直越低呢？”在学生进行猜测的时候，教师先让学生在小组内全员讨论，然后又以小组抢答的形式在班内汇报总结。组内的活动让每个学生都能参与，小组之间的竞争有又培养了学生的集体主义精神。

三、教师的知识传授是探究学习的重要手段之一

科学就是发现问题、解决问题的一个过程。课堂教学中我提前准备了一些有关的文字资料和视频资料，提供给学生如“大气的厚度”、“大气的组成”、“大气温度垂直分布图”等，在必要的时间段用最少的时间让孩子接触不可能在自己探究中解决的问题。站在巨人的肩膀上，我们能看得更远，何乐不为呢？

四、交流是探究学习的积累出新

生活是一个五彩缤纷的科学大课堂，学生经过生活中大量的积累，信息时代的大量信息又为我们提供了另一个丰富学习课堂，如此大量的信息将如何进行交流，达到资源共享，成果共享，是探究学习的又一个重要组成部分。如果学生只是心里明而不去交流，学生就没有机会去进行分析、整理、归纳、概括这些思维活动，此方面的能力也就得不到训练，这样，科学学习的意义就会逊色很多。

美国华盛顿大学有句名言：“我听见了，就忘记了；我看见了，就记住了；我做过了，就理解了。”本课通过“对流管实验”探究对流的形成，理解对流层的特点，运用对流运动的特点解释生活中的现象。我们要的不止是印刷在纸张上的黑字，更重要的是让这些文字变成鲜活的影像保存在学生的脑海中。通过自主学习、小组互助、教师讲解等。这样学生就经历了一个科学的、细致的思维分析过程，学会从大量的事实中抽取共性的结论，从而理解科学之谜是经过大量的事实分析研究而解开的。这样，学生的探究学习就会持续发展下去，而学生科学素养也就是在这样一个个问题引入的探究性学习活动中不断提高和完善的。

本节课气氛较好，学生都能很主动的参与到课堂当中，从内容来看，是非常贴近生活的，在上课的时候直接来让学生来呼吸一下身边的空气，就不会感觉那么遥远了，因为单单讲大气层的话，学生就会感觉像是很遥远的事情，然后呼吸了身边的空气，很亲切地感受到原来大气就在我们身边，原来我们讲的东西就是我们身边的东西，一下子把学生的兴趣提高了。这是本节课中最成功的地方。

在教学中我发现，我们城市学生知识面较宽，但如果对于农村孩子还说，平时课外科学知识积累很少，一个班可能没有一位同学有很多坐飞机的经验，同时对自己身边的一些现象也留意观察的不够多，所以他们讲出的一些事列没有很大的新意，引导过程中很难让学生步入你所设计的意图中。我想如果在课前能让学生去找些资料，那课堂效果会更好。 参考资料

大气分层按照大气在铅直方向的各种特性，将大气分成若干层次。

按大气温度随高度分布的特征，可把大气分成对流层、平流层、中间层、热层和散逸层。

按大气各组成成分的混和状况，可把大气分为均匀层和非均匀层。

按大气电离状况，可分为电离层和非电离层。按大气的光化反应，可分为臭氧层等。 对流层是大气的最下层。它的高度因纬度和季节而异。就纬度而言，低纬度平均为17～18公里；中纬度平均为10～12公里；高纬度仅8～9公里。就季节而言，对流层上界的高度，夏季大于冬季。对流层的主要特征；

①气温随高度的增加而递减，平均每升高100米，气温降低0.65℃。其原因是太阳辐射首先主要加热地面，再由地面把热量传给大气，因而愈近地面的空气受热愈多，气温愈高，远离地面则气温逐渐降低。

②空气有强烈的对流运动。地面性质不同，因而受热不均。暖的地方空气受热膨胀而上升，冷的地方空气冷缩而下降，从而产生空气对流运动。对流运动使高层和低层空气得以交换，促进热量和水分传输，对成云致雨有重要作用。

③天气的复杂多变。对流层集中了75％大气质量和90％的水汽，因此伴随强烈的对流运动，产生水相变化，形成云、雨、雪等复杂的天气现象。

自对流层顶向上55公里高度，为平流层。其主要特征：

①温度随高度增加由等温分布变逆温分布。平流层的下层随高度增加气温变化很小。大约在20公里以上，气温又随高度增加而显著升高，出现逆温层。这是因为20～25公里高度处，臭氧含量最多。臭氧能吸收大量太阳紫外线，从而使气温升高。

②垂直气流显著减弱。平流层中空气以水平运动为主。空气垂直混合明显减弱，整个平流层比较平稳。

③水汽、尘埃含量极少。由于水汽、尘埃含量少，对流层中的天气现象在这一层很少见。平流层天气晴朗，大气透明度好。

从平流层顶到85公里高度为中间层。其主要特征：

①气温随高度增高而迅速降低，中间层的顶界气温降至－83℃～－113℃。因为该层臭氧含量极少，不能大量吸收太阳紫外线，而氮、氧能吸收的短波辐射又大部分被上层大气所吸收，故气温随高度增加而递减。

②出现强烈地对流运动。这是由于该层大气上部冷、下部暖，致使空气产生对流运动。但由于该层空气稀薄，空气的对流运动不能与对流层相比。

从中间层顶到800公里高度为暖层。暖层的特征：

①随高度的增高，气温迅速升高。据探测，在300公里高度上，气温可达1000℃以上。这是由于所有波长小于0.175微米的太阳紫外辐射都被该层的大气物质所吸收，从而使其增温的缘故。

②空气处于高度电离状态。这一层空气密度很小，在270公里高度处，空气密度约为地面空气密度的百亿分之一。由于空气密度小，在太阳紫外线和宇宙射线的作用下，氧分子和部分氮分子被分解，并处于高度电离状态，故暖层又称电离层。电离层具有反射无线电波的能力，对无线电通讯有重要意义。

暖层顶以上，称散逸层。它是大气的最外一层，也是大气层和星际空间的过渡层，但无明显的边界线。这一层，空气极其稀薄，大气质点碰撞机会很小。气温也随高度增加而升高。由于气温很高，空气粒子运动速度很快，又因距地球表面远，受地球引力作用小，故一些高速运动的空气质点不断散逸到星际空间，散逸层由此而得名。据宇宙火箭资料证明，在地球大气层外的空间，还围绕由电离气体组成极稀薄的大气层，称为“地冕”。它一直伸展到22 000公里高度。由此可见，大气层与星际空间是逐渐过渡的，并没有截然的界限。