高中必修第一册《第三节地球的圈层结构》优质课教案教学设计.pdf

1/5 地球的圈层结构 【教学目标】一、知识与技能 1初步掌握地球内部圈层的组成和划分依据。2掌握地壳、地幔和地核的基本特征。3明确软流层的位置和岩石圈的范围。4了解地球的外部圈层即大气圈、水圈和生物圈的基本特征。二、过程与方法 1通过阅读教材、听教师讲解、图片分析等方式，初步了解地震波在地球内部的传播速度及特点，了解地球内部的圈层划分及各圈层的特点。2通过观察动画演示和动手绘制圈层图，加深对地球圈层结构特点的认识。三、情感态度与价值观 通过本节课的学习，激发学生探究自然奥秘的兴趣和强烈欲望，培养学生热爱科学的精神，从而树立正确的环境观。【教学重点】地球内部和外部圈层结构及各圈层的主要特点。【教学难点】地震波在地球内部传播速度的变化和地球内部物质组成的关系；软流层的位置及岩石圈的范围。【教学过程】一、导入新课 师 通过之前章节的学习，我们知道，在浩瀚的宇宙中地球是一颗非常普通而又特殊的星球，特殊之处在于地球在漫长的形成演化中形成了独特的适合人类生存的地理环境，那么构成这种适合地球人类生存环境的地球内部和外部在结构上有何特点呢？通过本课的学习，我们将获得问题的答案。二、推进新课：地球的内部圈层 师 地球的内部结构，无法直接观察，关于地球内部的知识，主要来自对地震波的研究。请同学们阅读教材内容并思考如下问题：什么叫地震波？地震波一般有哪两种？各有什么特点？2/5 生 阅读教材后回答：地震发生时所产生的波动叫地震波。地震波有纵波和横波之分，遇到不同的介质，其传播速度就会发生变化。师补充 纵波传播速度较快，可以通过固体、液体和气体传播；横波的传播速度较慢，只能通过固体传播。纵波和横波的传播速度，都随着所通过物质的性质而变化。出示“地震波速度与地球内部构造图”，并提出以下问题：为什么能用地震波来探测地球内部的构造呢？投影：地震波速度与地球内部构造图 生 合作小组结合教材内容，讨论分析“地震波传播速度和距离地表深度的关系图”。师 结合各小组回答情况精讲总结：（1）由于地震波在不同的介质中传播的速度不同，地震波在经过不同介质的界面时就会发生反射和折射现象，科学家正是利用了地震波的上述性质，通过对地震波的精确测量，“透视”了地球内部的结构。（2）从地球内部地震波曲线图上可以看出，地震波在一定深度发生突然变化，这种速度发生突然变化的面，叫做不连续面。（3）地球内部有两个不连续面。一个在地面下平均 33 千米处（指大陆部分），在这个不连续面以下，纵波和横波传播速度都明显增加。这个不连续面是奥地利地震学家莫霍洛维奇首先发现的，所以叫莫霍面。另一个在地下 2900 千米深处，纵波传播速度突然下降，横波则完全消失。这个不连续面是德国地震学家古登堡最早研究的，所以叫古登堡面。（4）用莫霍面和古登堡面为界面，把地球内部划分为地壳、地幔和地核三个圈层。所以地球的内部圈层是依据地震波传播的突然变化的两个不连续面（莫霍面和古登堡面）来划分的。以上我们了解了地球内部圈层结构的划分，那么，各圈层有何特点呢？板 书：3/5 地球的内部圈层（一）地壳 师 提问：什么叫地壳？地壳的厚度怎样？主要由什么组成？生 对照“地球内部圈层示意图”，阅读教材，画出要点。师 利用地球仪和“地球内部圈层示意图”指出：地面以下，莫霍面以上的一层很薄的固体外壳，叫做地壳。师 出示“地壳结构示意图”，引导学生观察：大陆地壳和大洋地壳在空间分布和厚度上各有何特点？生 大陆地壳较厚；海洋地壳较薄。地壳平均厚度约 17 千米，大陆部分较厚，大洋部分较薄。师 你能用一句话总结地壳厚度的变化规律吗？生（总结回答）地球大范围固体表面的海拔越高，地壳越厚，海拔越低，地壳越薄。师 地壳主要是由 90 多种化学元素组成，这些化学元素组成了多样的矿物并最终形成了三大类岩石。那么，构成地壳的化学元素有哪些？在地壳中的分布有何特点？生 阅读教材“组成地壳的元素”，自主探究或合作探究后回答问题。地壳中的化学元素多以化合物的形态存在，其中氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁 8 种元素的质量总数占地壳总质量的约 98%，其中氧几乎占 1/2，硅占 1/4 强，硅酸盐类矿物在地壳中分布最广。元素在地壳中分布不均衡，除氧之外，地壳上层硅和铝的比重较大些，密度相对较小些，被称为硅铝层；其下地壳中铝的成分减少，镁和铁的比重相对增加，密度也较硅铝层增大，被称为硅镁层。通过读图观察我们可以看出，地壳的厚度不均和硅铝层的不连续分布是地壳结构的突出特点。（承转）以上我们了解了地壳的有关知识，请同学们阅读教材，思考回答有关地幔和地核的相关问题。板 书：（二）地幔 师（提问）（1）什么叫地幔？厚度怎样？地幔主要由哪些物质组成？其含量从上到下怎样变化？（2）地幔可分为哪两部分？下地幔的物质性状有何特点？（3）上地幔顶部还存在一个什么层？是如何形成的？4/5 （4）岩石圈的范围包括哪些？生 对照教材“地球的内部圈层示意”图，带着这一系列问题自学课文，划出要点。投影：“圈层剖面图”（结合图示总结精讲）（1）在莫霍面和古登堡面之间，处在地壳与地核之间。深度从 570 千米以下到 2900 千米。它仍是固体，主要物质成分是铁镁的硅酸盐类，由上而下，铁镁含量逐渐增加。（2）以地下 1000 千米深处为界，地幔又分为上地幔和下地幔两部分。在地下 60250 千米范围内的上地幔顶部，存在一个软流层，这里是地震波不连续的低速带，根据推理，它可能是放射性元素大量集中蜕变生热而形成的高温异常、局部是熔融状态的圈层，称为软流层，一般认为这里是岩浆的发源地。下地幔的温度、压力和密度都增大，温度约为 35004000，压力约为 150 万大气压，平均密度约为5.6，物质在这样的高温高压下呈现可塑性固体状态。（4）地壳和上地幔顶部（软流层以上）是由岩石组成的，合称岩石圈。板 书：（三）地核 师 提问：什么叫地核？地核可分为哪两部分？各自的厚度和物质性状怎样？生 对照教材插图“地球的内部圈层”图，自学课文。通过以上学习，我们知道了地球具有同心圈层的特征，这种同心圈层不仅表现在地球的内部，同样也出现在地球的外部，构成地球的外部圈层。请同学们阅读教材，了解地壳表层以外，可划分为哪些圈层？生（阅读总结）可划分为大气圈、水圈和生物圈三层。板 书：三、推进新课：地球的外部圈层（一）大气圈 师 地球上大气的形成和演化是地球生命形成的重要条件之一，大气的厚度有多大呢？生 阅读教材，明确范围：在 20003000 千米的高空，每立方厘米的空间，平均只有 1 个气体分子，与星际空间的情况很接近，一般把这个高度作为大气圈的上界，即大气的厚度约为20003000 千米。板 书：（二）水圈 师 水圈由哪些水体组成？可按哪些方式进行分类？生（讨论回答）按形态可分为液态水、固态水和气态水三类；按空间分布可分为海 5/5 洋水、陆地水、大气水和生物水，其中陆地水又可分为地表水和地下水；按水的性质可分为咸水和淡水。师 总结评价，并转入生物圈。板 书：（三）生物圈 师 提问：什么是生物圈？其范围包括哪些部分？生物圈的核心部分是什么？生（合作讨论回答）生物圈不仅指地球上的所有生物，还包括生物生存的环境。即它是地球上所有生物及其生存环境的总称。生物圈的界线不像大气圈、水圈、地壳那么分明，它同大气圈、水圈、地壳是相互渗透、相互影响的。总之，生命的产生是在地球漫长演化过程中产生的，然而，它的出现却对地理环境的形成和发展起着非常重要的作用。课堂小结 地球在结构上的一个明显特征是圈层构造。依据地震波在地球内部传播突然变化的两个不连续面莫霍面和古登堡面，将地球内部分为地壳、地幔和地核三个圈层。地壳在地面以下，莫霍面以上。地幔分为上地幔和下地幔两部分，上地幔的顶部存在一个软流层，这里是岩浆活动的物质来源，下地幔为可塑性固体。地核分为外核和内核，一般认为外核近于液体，内核是固体，地核的物质成分主要是铁镍，称为“铁镍核心”。地球的外部也呈圈层结构，可划分为大气圈、水圈和生物圈，我们生活在地球上，正是因为地球上有了生命，才能够说四大圈层共同组成了地球的生态系统，在这个生态系统中，生物是系统的主体和最活跃的因素。【板书设计】地球的结构 一、地球的内部圈层 1地震波 2地球内部圈层的划分（一）地壳（二）地幔：软流层 岩石圈（三）地核 二、地球的外部圈层（一）大气圈（二）水圈（三）生物圈