資源簡介

“大氣熱力環(huán)流”教學設計
【教學目標】
以伊朗風塔為例，用示意圖表示風塔通風納涼的原理。
歸納大氣熱力環(huán)流原理，說明其產生的原因、發(fā)展的過程，培養(yǎng)學生的綜合思維。
運用熱力環(huán)流原理解釋相關的現(xiàn)象，培養(yǎng)地理實踐力。
【教學方法】情境問題式教學
【教學脈絡】
【教學過程】
教學流程 教師活動 學生活動 設計意圖
情境體驗 【展示】自帶空調的沙漠民居——伊朗風塔。 始建于五世紀的亞茲德，是地處伊朗中部腹地的一座歷史古城，被聯(lián)合國教科文組織列為世界上最古老的城落之一。 亞茲德最有特色的建筑是“風塔”，漫步亞茲德，家家戶戶的屋頂上都冒出大大小小的風塔，猶如一個個“泥音箱”，構成了亞茲德最獨特的古城建筑奇觀。因此，亞茲德又被稱為“風塔之城”。 風塔，也就是建筑物頂部用來通風降溫的設計，波斯語稱作“寶基爾”。亞茲德全城的房屋大部由土坯泥磚筑成，外附泥漿，上有風塔。風塔分成兩部分，超過屋頂?shù)哪遣糠炙拿骁U空，無論風向來自何方，風力多么微弱，都會被引進風塔之中，并透過室內外溫差產生的壓力將氣流循環(huán)到室內。風塔的室內部分是懸空的，下面建有一個水池，熱風經過塔身降溫(塔身越長，降溫效果越好)，吹到屋內水池上再次降溫之后飄散到各個房間，讓主人享受著酷暑中的陣陣清爽。在清真寺、澡堂等公共場所，往往有多座風塔共同構成“中央空調系統(tǒng)”。風塔越高大，其收集的氣流越多，風量越大，自然冷卻效果就越好。不用空調，不用高科技，綠色環(huán)保的制冷換氣系統(tǒng)竟如此簡單，古人之奇思妙想令現(xiàn)代人不得不佩服。 圖1 伊朗風塔景觀圖 了解伊朗風塔，了解人類智慧的結晶。 以真實事件創(chuàng)設真實情境，讓學生快速進入情境，激發(fā)學生深入探究的興趣。
設計探究問題 【設計探究問題】 1. 請你解釋為什么風塔能夠“吸引”風？為什么風會從水池吹向四周？ 2.伊朗風塔是如何實現(xiàn)通風納涼的？請用示意圖表示伊朗風塔體現(xiàn)的大氣運動規(guī)律。 4.伊朗風塔在河源地區(qū)適用嗎？請說明理由。 結合情境素材，自主探究、同伴討論，思考相關問題。 依托情境設計主要問題，讓學生在解決問題中理解地理原理。
思維發(fā)展，說明原理 【自主探究+同伴討論】 學生結合情境素材，自主探究、同伴討論，思考相關問題。 【思維發(fā)展】 在夏季的白天，風塔和外面的空氣形成溫度差，外圍的沙漠地區(qū)溫度較高，氣流做垂直向上運動，風塔溫度相對較低，氣流做垂直向下運動。水平方向上，高空風從四周吹向風塔，好像風塔能夠“吸引”風，近地面風從水池吹向四周。 伊朗風塔的結構有豎直的塔身和下方的水池兩部分構成，由于風經過水池再吹向四周的房間，水的比熱容大，在夏季相對空氣要涼爽，經過水池的風溫度降低、濕度增加，這樣的風非常涼爽舒適，從而實現(xiàn)了通風納涼。 圖2 伊朗風塔大氣運動示意圖 3.河源地區(qū)屬于亞熱帶季風氣候，夏季室內外的溫差相對較小，風塔難以“吸引”風，所以風塔在河源地區(qū)并不是很適用。 【說明原理】 由于地面冷熱不均而形成的空氣環(huán)流，稱為大氣熱力環(huán)流。 伊朗風塔的大氣運動就屬于大氣熱力環(huán)流。 熱力環(huán)流形成的原因 地面受熱不均勻，即冷熱不均。 熱力環(huán)流形成過程 近地面受熱的地方，空氣膨脹上升，冷卻的地方空氣收縮下沉，這就是熱力環(huán)流的垂直方向運動。 由于垂直方向運動，導致同一水平面氣壓產生差異，受熱空氣膨脹上升的地方空氣到上空聚積，使上空空氣密度增大，形成高氣壓；冷卻空氣收縮下沉的地方上空空氣密度減小，形成低氣壓。于是空氣從氣壓高的向氣壓低的上空擴散。 在近地面，受熱地空氣上升后，空氣密度減小，形成低氣壓；冷卻地因為有下沉氣流，空氣密度增大，形成高氣壓。這樣近地面的空氣就從冷卻的地方流向了受熱的地方，從而形成了熱力環(huán)流。 圖3 熱力環(huán)流的形成示意圖 【思考】 在熱力環(huán)流的形成過程中，氣溫、氣壓、氣流三者之間有什么關系？ 水平方向上，氣溫高，氣壓低，氣流做上升運動；氣溫低，氣壓高，氣流做下沉運動。 【自主探究】 結合情境素材，自主思考相關問題，填寫到記錄表中。 【同伴互助】 學生互相交流，記錄同伴學習成果。 【學生描述】 學生回答問題，展示學習成果。 【理解原理+繪制示意圖】 在教師的點撥下，理解熱力環(huán)流產生的原因、形成的過程（冷熱不均——垂直運動——水平氣壓差——水平運動），并結合自己的理解繪制熱力環(huán)流形成示意圖。 通過“伊朗風塔”真實情境的呈現(xiàn)，并通過設計問題鏈“為什么風塔能夠“吸引”風？為什么風會從水池吹向四周？”、“伊朗風塔是如何實現(xiàn)通風納涼的？”、“伊朗風塔在河源地區(qū)適用嗎？”，學生能夠在有趣的傳統(tǒng)民居設計中探尋熱力環(huán)流原理。在說明原理部分，對于原理的形成過程科學性和邏輯性較強，主要通過教師講解、學生繪制示意圖的方式進行。
遷移運用 【常見的熱力環(huán)流——城市熱島環(huán)流】 學生閱讀教材P37“城市熱島環(huán)流”案例，補充完善城市熱島環(huán)流示意圖，把氣溫、氣壓狀況補齊。 【常見的熱力環(huán)流——海陸間大氣熱力環(huán)流】 學生根據所學熱力環(huán)流原理，繪制白天和夜晚的海陸間的大氣熱力環(huán)流圖， 學生討論夏季大氣熱力環(huán)流對濱海地區(qū)氣溫的調節(jié)作用。 【常見的熱力環(huán)流——山谷間大氣熱力環(huán)流】 教師引導學生運用熱力環(huán)流原理解釋山谷風的形成，及其產生的影響。 【應用體驗】 2020年7月8日18時衛(wèi)星監(jiān)測顯示，鄱陽湖主體及附近水域面積達4206平方公里，為近10年最大。2020年8月，江西省某中學的地理興趣小組到鄱陽市地區(qū)鄱陽湖湖畔進行觀察“湖陸風”的研學游，其地點如下圖所示。 繪制夜晚和白天的湖陸風示意圖。 簡述鄱陽市湖畔地區(qū)的湖陸風形成過程。 鄱陽湖區(qū)每年7～8月湖陸風最為顯著，試分析其原因。 【總結】 總結歸納熱力環(huán)流原理。 【遷移運用】 結合所學熱力環(huán)流原理，完成教材的活動部分和應用體驗。 【總結】 總結歸納熱力環(huán)流原理，解釋城市熱島效應、海陸間大氣熱力環(huán)流、山谷間大氣熱力環(huán)流。 結合教材的案例和活動，加強對熱力環(huán)流原理的應用。選取湖陸風的題目，檢測學生的學習效果。
【教學反思】
本節(jié)課以伊朗風塔為情境，采用“一境到底”的方式，設計問題鏈，學生在情境中完成活動探究，合作解決問題，對必備知識熱力環(huán)流原理掌握得較好，同時提高了學生運用知識解釋相關現(xiàn)象的能力，提高了地理實踐力。本節(jié)課特別注重原理的形成和示意圖的繪制，落實課標的要求。這節(jié)課還存在許多不足之處，比如對熱力環(huán)流原理的來龍去脈、氣溫氣壓在不同方向的對比可能講得還不夠透徹，另外，對等壓線和等壓面相關知識沒有做詳細補充，可能對后續(xù)做題有一定的影響。

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