資源簡介

第二章問題研究：何時“藍天”常在？問題式教學（同課異構）
一、課標解讀
大氣的組成是本章的主要內容之一。隨著人類活動強度的不斷加強,人類活動對大氣組成的影響越來越大。隨之而來的大氣污染現象不斷加劇，對人類產生的危害不可忽視。此外，大氣的受熱過程和熱力環流原理對大氣污染的影響也不容小覷。總之，大氣污染是各因素綜合作用的結果，所以，研究大氣污染及其治理問題，引導學生從綜合的角度看問題，有利于培養學生的大氣環境保護意識,也有利于培養學生的人地協調觀。
二、教材分析
本節課使用人教版必修一教材，本節標題是“何時‘藍天’常在？”，這部分內容是對第二章內容的升華，能夠體現知識綜合運用的內容。此問題研究主要是讓學生關注大氣環境，關注大氣污染現象，了解大氣重污染程度及污染原因，通過發達國家大氣污染治理的案例，讓學生知道治理大氣污染需要經歷較長的時間。主要是通過“運用資料”和“結合實例”進行教學，創設問題情境，增強學生的體驗感，使教學生活化。
教材將問題研究設計為四個步驟:認識大氣污染現象；了解我國大氣污染的形成原因；了解發達國家治理大氣污染的措施和所用時間；討論我國“藍天”常在所需要采取的措施和時間。本問題研究在教學總體上可以遵循“問題的提出—研究思路探討—根據資料與所學知識開展研究形成對策—表達探究成果”。具體教學過程中要注意以下三點。
（1）大氣污染問題是突出的環境問題。教學中教師要引導學生深刻理解和體會本問題研究的現實意義，通過提供不同區域大氣污染狀況的視頻和圖片等資料，結合本地區大氣質量現狀，加強學生感性認識,提高學生探究的積極性和主動性。
（2）研究中教師一方面要用好教材提供的典型資料；另一方面也要積極開發新穎的其它資料，有條件的學校可以鼓勵學生查找相關資料。
（3）本研究重在過程，教師要注重將過程性評價于終結性評價相結合，更要關注學生在研究過程中表現出的科學精神、研究方法、研究態度，以及對大氣污染現狀表達出的強烈關注等。
三、學情分析
學生的起點水平與生活經驗：在生活中處處都有大氣污染現象，所以學生對于大氣污染具有感性的認識，但是學生對大氣污染的定義、大氣污染的程度指標、我國大氣重污染的成因等專業的知識缺乏認知，不能系統地、有邏輯地、有條理地整合這些知識，對它們建立理性地認知，所以教材補充了必要的擴展知識，教師也可以自己開發相關地課程資源，為學生能夠順利進行問題研究做好鋪墊，有條件地學校，可以讓學生自己準備相關大氣污染地資料。
四、教學目標
1.從情境創設中及問題材料中感知（認識）大氣污染現象，了解大氣污染的危害。
2.通過問題鏈的設計，能夠歸納出京津冀霧霾的時空變化特征、2014年各城市的PM2.5的變化特征、影響霧霾的因素等，培養讀圖、析圖能力；通過劣構問題的設計，擴寬思維，培養開放性思維。
3.通過問題遷移的試題，鞏固對該部分知識的理解運用。
五、教學方法
1.多媒體教學法
2.分組討論法
3.講授法
六、教學課時
1課時
七、教學過程
教學環節 教學內容 教師活動 學生 活動 設計意圖
導入 情境創設 指出學習主題 何時“藍天”常在 何時“藍天”常在 何時“藍天”常在 2013 年，嚴重的霧霾天氣橫掃京津冀、長三角、中東部地區，尤其是京津冀作為受污染最為嚴重的區域，引發了人們的廣泛關注。 常年暴露在 PM2.5 濃度較高的大氣污染環境中，會增加患呼吸道疾病等影響身體健康的風險，同時也會影響人們的心理健康。 隨著多方的努力，近年京津冀空氣質量持續改善，無論是城市顆粒物濃度，還是城市重污染天數都呈持續下降態勢。 本節課就“京津冀”城市群的霧霾開展學習。 聽講 選取真實的、距離學生比較近的大氣污染現象，讓學生感知“霧霾”危害，激發學生探知“霧霾”的意識。
新課講授 呈現材料 材料一：京津冀城市群自然和人文解釋變量的空間分布示意圖。 圖1自然和人文解釋變量的空間分布示意圖 材料二：京津冀城市群的大氣污染問題由來已久，進入21世紀后呈現爆發式增長。圖2展示了2000-2014年PM2.5濃度整體發展態勢。 圖2 京津冀城市群PM2.5濃度的時空演變 材料三：依據空氣質量檢測站點實測數據整理的京津冀地區13個城市PM2.5濃度的月度變化曲線。 圖3京津冀城市群2014年13個城市PM2.5濃度的月度變化 材料四：基于歐氏距離倒數 （Inverse distance） 的空間權重矩陣，計算區縣尺度2014年PM2.5年均濃度的Moran's I值為0.477，且Z值為17.22 （＞2.58），即PM2.5濃度存在顯著的正向空間自相關性，說明京津冀城市群地區大氣污染的空間分布并非隨機狀態，而是呈現顯著的空間集聚性。圖4展示了基于歐氏距離的 PM2.5各向同性空間自相關分析，X 軸代表城市群內部兩兩城市間的平均距離，Y 軸代表每個城市對的平均 Moran's I 值。 圖4 基于距離的PM2.5各向同性Moran's I 值 無 本課時的材料設計屬于“學術情境”的創設，從論文中提取教學所用材料，符合新課標的要求，主要是以圖片的形式呈現材料信息，一方面體現地理的學科特色——空間性、區域性、綜合性、差異性。另一方面體現了尺度的思想。利于學生空間思維的培養、綜合思維、區域認知的培養。
新課講授 設計問題鏈 問題1：根據材料2 ，指出2000——2014年京津冀城市群的PM2.5濃度的時空變化特征。 問題2：根據材料3指出2014年京津冀城市群的PM2.5濃度的變化特征。 問題3：描述城市間的距離與大氣污染的關系。是什么原因導致大氣污染受鄰近地區的影響較大？ 問題4：根據以上所有材料，說明影響京津冀城市群霧霾的因素（自然、人文）。 問題5：請提出減輕“霧霾”的建議或措施。 無 結合京津冀城市群的案例，設置由淺入深的問題鏈，引導學生合作討論學習，培養學生的進階思維和問題解決能力。通過問題探究引導學習，體現了學生的主體地位。
問題探究 教師為在有必要的情況下為學生提供問題解決的支架，在學生問題探究過程中注意調動學生討論的積極性，全員的參與性。 學生就教師提供的材料與提出的問題小組展開探究 該問題鏈的設計由良構問題和劣構問題組成，利于培養學生地理創新思維；采取合作討論的形式進行利于團隊合作精神的培養。
成果展示 各小組將自己的成果進行展示，在這個過程中其余小組可做補充，教師不參與該過程，旨在觀察同學們是否能夠全面展示問題的答案。
教師點評與總結 何時“藍天”常在 教師首先對全班總結出來的答案進行評價，然后在補充缺失的答案，在這個過程中要教會學生作答的方法，不是簡單的羅列答案。具體答案如下： 問題1： （1）2000-2014年PM2.5濃度整體呈現越來越高的態勢。 （2）2000年只有城市建成區范圍的零星區域年均濃度較高，然而到2014年，大約1/3區域的PM2.5濃度超過75 μg/m3。 （3）從空間維度來看，京津冀PM2.5濃度的空間格局整體上呈現東南高、西北低的態勢，且近15年沒有太大變化。 （4）分區域來看，河北的承德市、張家口市以及秦皇島北部、北京西北部山區等地區PM2.5的濃度相對較低，空間區域差異較為明顯。另外，城市的PM2.5濃度比郊區和農村高，說明人類活動對大氣污染具有更顯著影響。 問題2： （1）整個曲線簇呈明顯的“U”型，即大氣污染在一年的前三個和后三個月份要比中間的月份嚴重。即京津冀城市群的大氣污染秋冬季要比春夏季更為嚴重。 （2）邢臺、保定、石家莊整體處于曲線簇上方，污染相對更嚴重，張家口、承德、秦皇島基本一直處于曲線簇的下方，污染相對較輕。 問題3： （1）兩城市間的平均距離在 200 km 以內時，大氣污染有顯著的正向交互影響，并且這種影響隨著距離的縮短而增強。 （2）區域間大氣污染的擴散與傳輸導致本地的PM2.5受鄰近區域影響顯著，鄰近地區的 問題4：（不具體闡述，各位教師自己細化語言） 影響霧霾的因素可以從兩個方面作答，一是加重霧霾的方面；二是緩解霧霾的方面。 （一）加重霧霾的因素 （1）社會經濟方面：人口密度大、工業發展水平高、能源消耗量大。 （2）自然因素：植被覆蓋率低、平均風速小、地形阻擋作用、相對濕度大、降水量小、氣溫。 （二）緩解霧霾的因素 除氣溫因素外，其余因素與加重霧霾的自然因素完全相反。 問題5： 此問題為開放性問題，言之有理即可，可以從以下幾個方面分析 產業與居住區位優化；城市風道設計；綠帶合理布局；能源和產業結構調整；道路網優化和新車標準升級；超載人口與污染產業疏解；排污監管力度加強；生態補償機制等。 學生聽講，做好筆記，學會方法與解題技巧。 對京津冀城市群“霧霾”的學習不是本節課的主要目標，因為大氣污染不止“霧霾”這一個現象。本節課的主要目標在于交給學生作答的技巧，活躍學生的思維活動，在這個過程中感知大氣污染現象；描述大氣污染特點；說明大氣污染的成因；尋找解決大氣污染的辦法。因此教師在總結與點評過程中必須把握本節課的核心。
問題遷移 問題遷移一： “窗含西嶺千秋雪，門泊東吳萬里船”是唐代詩人杜甫在成都留下的千古絕句。成都是中國唯一能看到海拔6000米以上雪山的大都市，附近有十幾座雪山。2020年5月25日在成都遙望雪山，再次在微信朋友圈刷屏“峨峨雪色涉蒼龍，直上汶江錦萬里”，雪山映在城市周邊，十分壯觀(如圖)。近年來，成都落實國家、省要求，高度重視大氣污染防治工作，空氣質量明顯改善(表1)，美麗雪山從“稀客”變為“常客”，市民的藍天幸福感越來越強。 表12019年1～12月成都市PM2.5濃度 時間1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月PM2.5濃度（μg/m3）785644403324212930314778
（1）試分析在成都可遙望到雪山的自然原因。 （2）補繪下圖，并簡述冬季PM2.5濃度偏高的自然原因。 （3）為讓美麗雪山成為“常客”，從能源利用角度分析成都可采取哪些措施改善空氣質量。 問題遷移二： 石家莊市是華北地區的大型城市和工業聚集區,冬季大氣污染比較嚴重。下圖示意石家莊市城區SO2濃度隨高度變化。 （1）結合材料,描述石家莊市上空SO2濃度空間分布特征。 （2）石家莊市冬季SO2濃度高的原因是什么 該日上空1.5千米左右SO2濃度出現極大值可能與什么因素相關

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