高中地理人教版 (2019)必修 第一册第四节 地球的圈层结构教案

《地球的圈层结构》教案

一、课标分析

“运用示意图，说明地球的圈层结构“

本条课标基本要求是在宏观上了解地球的圈层结构基础上，了解自然环境的组成，即在空间范围上把自然环境放在地球圈层结构中来认识，对于各圈层应抓住其主要特点及与人类活动关系密切的内容。

“运用示意图”进行说明是对学生的要求，“示意图”并不定特指某张示意图，也可以是学生自主绘制示意图方式表达对地球圈层结构的认知。

二、教材分析

本节教材内容分为两个部分：第一是地球的内部圈层，包括地壳、地幔和地核。第二是地球的外部圈层包括大气圈、水圈、生物圈，以及介于内部和外部圈层之间的一个圈层—岩石圈。教材内容知识难度较小，主要是抓住内部圈层之间的划分依据和外部圈层的特点。

三、学情分析

学生们已经具备地震、地壳、外部圈层等感性认知，具备一定读图、绘图能力和资料分析能力。但由于本节内容涉及到的空间范围比较宏观，还涉及到其他学科知识，教师宜采用讲授为主的教学方法，提供相关的图文资料，设置具有思维启发的问题。

四、教学目标

知识与技能：了解地球的内部圈层和外部圈层

过程与方法：通过绘制内部圈层和外部圈层示意图，掌握地球圈层结构特征

情感、态度与价值观：结合我国深空、深海、深陆探测计划和地球圈层结构绘制体会到地球结构的美丽，激发学生探索地球奥秘的兴趣。

五、教学重难点

教学重点：地球内外圈层的空间分布、特点

教学难点：根据地震波曲线图划分地球内部圈层结构、区分岩石圈与地壳

六、教学方法

讲授法、小组合作探究法

七、教学安排：一课时

八、教学过程：

【课程导入】：提前播放《地心历险记》混剪音乐，简单向学生们介绍电影的故事情节。这部电影是我们人类向地球内部不断探索奋进的一个缩影。自古以来，上天、入地、下海就是我们人类不断开拓进取的领域。目前，随着科技的日新月异，人类可以乘坐着载人航天飞船在宇宙中遨游漫步，也可以利用遥控潜水器下潜到万米深海，可谓是上天有路，下海有方，但想要进入地球内部却是入地无门……那为什么进入地球内部对比之下，显得有些困难呢？地球内部到底是怎样的呢？带着这些问题进入我们今天的地理学习。

【黑板板书】：地球的圈层结构

地球的内外部圈层结构：通过预习，大家知道了我们的地球圈层结构，总体上分为那些呢？？内部和外部。首先我们来研究我们地球的内部圈层。

【地球的内部圈层】

教师活动：如果你是一个地质科学家，你会想到那些方式去研究地球内部结构呢？学生分享研究内部的方法：……

教师总结：大家提出了非常多的可行的研究方法。我们可以来进行一个梳理。钻探技术；根据火山喷发的物质，获取地球内部物质组成的相关信息；地表的温泉，热泉可知地球由丰富的地热资源；其他手段……

教师活动：方法其实很多，我们今天主要深入了解部分方法。研究地球内部，看似复杂，但其中的基本原理大家其实可以类比到我们生活经验。比如说夏天买西瓜，大家都想买到甜西瓜，在不知道西瓜内部的情况下，如何才能买到甜西瓜呢？？第一种，让老板开一个小三角，让你尝一下。类比到地球内部研究，也在地球上开一个小口，也就是对地球进行钻探。比如前苏联这个国家就曾进行过一个地球钻孔勘探项目。深挖到了地下万米处，（联想到我们地表最高处：珠穆朗玛峰：8848.86米，1.5个珠峰是该钻井钻出来的深度。）可以说这个钻孔已经很深了，但和我们的地球半径相比，它的任务进度条仅仅不到0.2%。所以，仅靠钻探，那我们还有很长一段路才能知道地球内部结构。

第二种买到甜西瓜的方法是啥呢？是不是拍一拍！就拍一下，然后听它的声音是比较闷的还是脆的。可以间接的推测西瓜内部到底甜不甜。类比到地球研究，是不是也可以拍一拍地球，让地球震动起来，地球什么时候会震动起来呢？？地震发生的时候，那我们听的地球的声音，更多的是我们接收到的地震波。那什么是地震波呢？

【地震波】：当地震发生时，地下的岩石受到强烈冲击，产生弹性振动，并以波的形式向四周传播。我们把这种弹性波称之为地震波。所以我可以借助地震波来研究地球内部结构，就像是给地球做了个超声波检查。那如果我们今天想要研究大竹中学所在地的内部构造，怎么办呢？难道只有等大竹地震的时候，我们才能了解到其结构？肯定不是的，地震会给我们带来巨大的人员和财产损失，大家肯定都是不想自己的家乡经历地震的。其实我们是有一些现代的地震勘探仪器，可以可控的让部分地区震动起来，以收集其数据，进而进行研究。

那地震波有哪些形式呢？？横波和纵波，他们有什么区别呢？？大家观察看这幅图，波的前进方向和质点的振动方向关系。横波是质点的振动方向与波的传播方向垂直的波。纵波是质点的振动方向与波的传播方向水平的波。这里是两幅动图的模拟，左手边这幅图模拟的应该是横波还是纵波呢？？所以相比之下，横波和纵波那个传播速度更快。纵波，当横波、纵波由地下的地震发生地，传播到地表时，地表的房屋会经历怎样的一个过程呢？先达到的是纵波，观察纵波的波形，会导致房屋如何摇晃呢？？横波呢？？所以受到地震影响的房屋会先接收到纵波，产生上下摇晃，再接收到横波，左右摇晃。那对房屋危害更大的是横波还是纵波呢？横波，它使地面发生前后、左右抖动，起到一个剪切作用，破坏性较强。

我们来观看一段视频，观察当发生地震时家具是如何晃动的？？？，从而得到横波与纵波在速度上的差异，以及带来的晃动感受的不同。

刚才是观察发生地震时，家里的情况，那么当地震发生时，处于地面的人和船上的人感受是不是相同的呢？？不同，地震发生时，陆地上的人先感觉到上下颠簸，接着左右晃动。船上的人只能感受到上下颠簸。原因是因纵波传输快，横波传输慢，纵波横波都可以在陆地上传播，横波只能在固体中传播。

【地震波的横波纵波对比】：我们现在来总结一下，横波和纵波的差异。我们可以从那些方面将他们进行一个对比呢？？我们一起来完成此表格。

【地震预警系统原理】：说到地震，其实我们四川省最近也是经历了一场6.0级的地震，大家知道发生在哪里吗？地震发生几乎可以说是瞬间的，但是我们在努力地争分夺秒。对地震进行持续的监测和预报。比如此次的泸县地震，我们又一次的实现了地震预警。

我们是如何实现地震预警的呢？？大家注意看预警的界面，发现它强调的是什么，横波还有多少米秒到达，所以接到地震预警时，地震其实已经发生，但是呢？纵波速度快先到达，然后仪器检测到，计算当地与震中的距离，再通过各种通讯方式预报破坏性更大的横波的到达时间，使人们有时间紧急逃生。大家看到我们地震预警一般都是几十秒的，但大家不要小看这个提前预警的秒级时间单位，据数据统计，如果能提前20秒，人员伤亡会减少65%，其实，在没有预警系统时，人们对地震的反映过程大致如下，（介绍自己的亲身经历的地震2018年1月5日北碚发生3.1级地震，）但如果有了预警系统，加上平时的演习，地震的反应过程、判断、决策时间减少，用于避险的时间得以增加，也就很大程度上的减少了人员伤亡。

虽然地震波每次来临都会造成或大或小的破坏，给人们带来深重灾难，但它却是照亮地球内部的一盏明灯。

【地球内部地震波曲线图】：比如我们一起来读这样一幅图，我们之前说过读图表第一步是什么？读名称。名称是什么呢？（地球内部地震波曲线图），第二步看图说话。从图中你可以提取出那些信息呢？我们可以看到随着深度的加深，横波和纵波传播速度变化。第三步就是追问原因。地震波传播速度具体是怎样变化的呢？以及为什么会有这样的变化呢？说明了什么问题，以及你能否根据地震波的传播速度的变化规律，将地球内部进行分层，分层的界面该定在哪里呢？分界面又是什么呢？现在我们以小组为单位，对这些问题进行研究，时间为3-5分钟，一会请小组代表来分享你们的讨论结果。

学生分享观点：

首先第一问：随着深度的增加，横波的传播速度先是加快，后急剧的减速到0，也就是说横波在此深度消失了。纵波呢？先加快后减慢，过了横波消失的那个界面后，又开始加快。

那为什么会有这样的传播速度的变化呢？比如说在这条红线表示的深度之下，横波、纵波波速迅速上升，说明了它的物质组成和物质密度发生了改变。而在这条红线表示的深度之下，纵波突然下降，横波完全消失，说明了物质状态发生了变化。物质状态发生了怎样的变化呢？大家可以大胆的推测一下吗？在这一部分，横波纵波都可以传播说明了物质状态应该是固态，而到了这个界面以下，横波消失，说明了至少在这个交接地区，物质不再是固态，可能是液态或是气态，但考虑到地球内部的高温高压环境，最有可能的是液态。科学家的观点认为：该地区更多的可能是呈熔融状态的金属物质

【不连续面】：在这幅图中我们就找到地震波波速突然变化的两个界面，我们把地球内部地震波发生突然变化的面称之为不连续面。那么这两个不连续面大概都在那个位置呢？分别在深度33km和2900km处，深度33km处的不连续面命名为莫霍界面，为什么叫莫霍界面呢？因为是莫霍.洛维奇发现的，所以大家也要多去发现，以后说不定就有以你命名的事物了！深度2900km处的不连续界面称之为古登堡界面。

【莫霍界面与古登堡界面对比】：我们来对比一下这两个不连续面，大家觉得他们两者的区别主要是什么呢？可以从那些方面将两者进行一个区分呢？？地下深度、波速的变化（强调波速变化的方向）

我们根据地震波的传播速度将地球内部圈层进行了划分，依据莫霍界面、古登堡界面这两个界面，划分出了三层依次是地壳、地幔、地核。除了这两个比较明显的不连续面之外，，还有很多次一级的不连续界面，比如纵波在深度5150km处，速度突然的变化，又把地核分为了外核和内核。

总结：综上，我们知道了地球的内部圈层，主要是有三层，从表及里，依次是地壳 地幔，地核，地核又分为外核和内核。

接下来我们将具体地依次学习一下每一层的结构特征：

【地壳】首先是地壳，它的范围是指那些地区呢？位于莫霍界面之外，主要的物质组成为岩石，是地球表面一层薄薄的由岩石构成的坚硬外壳。那这一层薄薄的岩石外壳在地球各处厚度是均一的吗？不一。那些地区地壳会比较厚呢？学生说出很多地方。那如果把大陆地壳和大洋地壳进行对比，那个地区地壳会比较厚呢？？大陆地壳厚，平均厚度为39—41千米，有高大山脉地区的地壳会更厚，比如亚洲的青藏高原某些地方地壳厚度可以超过70km.而大洋地壳很薄，例如大西洋南部地区地壳厚度为12km。有的地方大洋地壳的厚度仅为5千米左右，虽然有的地区地壳薄，有的地壳厚，但平均下来地壳的平均厚度也有17千米。

【地幔】：接下来是地幔，地幔的范围是？厚度呢？同时，我们回到地震波传播速度图，观察一下在地幔这一层地震波波速的变化，也有一个波速突然变化的界面，大概深度在哪？900km因此这也是一个不连续面，这个不连续面就把地幔划分为了上下地幔。在上地幔的上部还有一个软流层，被认为可能是岩浆的发源地，，大家关注一下在课本22页图1.26中，软流层的深度大概是在多少千米？80-400km。

【地核】：最后一层是地核，地核的范围是？厚度呢？同时也是根据地震波波速的变化，分为了外核和内核。科学家认为外核更多的可能是呈熔融状态的金属物质，而内核由于地处地球深处，超强的压力将铁原子和镍原子紧紧挤压在一起。这是一个密度极大的固体金属球。

【岩石圈】：在课本这幅图中还提到一个岩石圈，大家观察一下岩石圈的位置，你们认为岩石圈具体来说是包含了那些内容呢？？地壳+上地幔上部的上部（上地幔顶部），在它下方还有一个软流层，所以我们对岩石圈有两种表述方式：地壳+上地幔顶部；软流层以上。

通过前面的学习我们已经深入地了解了地球的内部圈层了。有人说半熟的鸡蛋像地球内部结构，不知道大家赞不赞同，如果赞同的话，请说明为什么像，哪里像？？？蛋壳为地壳、蛋白为地幔、蛋黄为地核。由于是半熟，所以有些蛋白浆就可以代表软流层中的岩浆，蛋壳和蛋白之间的膜+地壳（蛋壳）就是我们的岩石圈了

前面的学习，我们是往地球内部研究，而为了更全面地认识地球的整体面貌，我们需要了解地球的外部圈层

【地球的外部圈层】：从这种图片中，可以看到地球的那些外部圈层呢？包括 大气圈 水圈 生物圈等，岩石圈属于一个内外圈层的过渡圈层。我们接下来依次了解一下每一个外部圈层的特点。

【大气圈】：首先是大气圈，主要是由什么组成的呢？各种气体和悬浮物组成的一个复杂系统，气体中主要是？氮和氧，大气圈包围着地球，大气圈发挥了怎样的作用呢？之前我们学习过地球有生命诞生的内部条件那些是和大气圈息息相关的呢？适合生物生存的大气，大气圈为生物生存提供了所必须的氧气。以及大气的削弱作用和保温作用可以对对温度进行调节，使得地球上的温度变化和缓，以及我们的刮风、下雨，阴晴变化这些发生在大气圈中的天气现象，也是我们人类紧密相关的！

【水圈】：其次是水圈，水圈是由什么构成的呢？地球表层的各种水体。大家可以想到那些水体呢？包括但不限于地表水、地下水、大气水、生物水，海洋水，水圈又发挥了怎样的作用呢？水是静止的还是不断运动的？水通过蒸发、降水、径流的形式在不断的运动和转化中，通过水体的运动实现了地表物质的迁移和能量的转换。因此，它可以说是最活跃的自然环境要素之一，对人类和其他生物的生存和发展起了不可或缺的作用。

【生物圈】：再次是生物圈，生物圈是地球表层生物和他们的生存环境的总称。生命活动的足迹可以涉及到那些圈层呢？大气圈、水圈、岩石圈。但多数的生命还是集中分布在大气圈的底部、岩石圈的上部、水圈的大部，也就是分布在这些圈层相接触的地带，为什么会集中生活在这些地带？因为在这些接触地带才能供给生命生存所必须的阳光、空气、水、土壤条件。因此我们所处的生物圈其实就是这些圈层相互渗透、相互影响的结果。

比如在这样一幅美景中，图片中涉及到了那些圈层呢？？

大气圈、水圈、岩石圈、生物圈这些圈层之间有没有明显的界线呢？没有。

他们之间是相互联系、相互渗透的.（圈层之间是如何相互联系、相互渗透的？请举例说明，以我们所处的生物圈为例。）

大气圈与生物圈：生物通过光合作用向大气圈释放氧气，，大气圈提供生物光合作用所需的二氧化碳。

生物圈与岩石圈：岩石圈可以提供植物生长的土壤条件，生物圈则可以通过枯枝落叶，生物遗体的分解为岩石圈提供有机物。

生物圈与水圈呢：水圈可以为生物圈提供水、无机盐而植被生长较好的地区，植物的根系可以起到涵养水源的作用，通过蒸腾调节小气候，进而影响降水量。

【课堂小结】：其他圈层之间也存在着类似的物质、能量交换，四个圈层之间联系紧密，共同构成了人类赖以生存和发展的自然环境，因此一旦大气圈、水圈、岩石圈、生物圈遭到我们的破坏，都会对人类赖以存活的自然环境造成不可忽视的影响！因此还希望大家能够按照自然规律办事，合理地改造自然，实现人地协调的发展目标。

本节课的知识学习就到此为止了。为了检测大家的学习情况，在这里准备了几道习题，大家来试一试吧！

【习题练习】：见学案

九、板书设计

十、教学反思

优点：

1.情景导入音乐暖场，调动了学生们的积极性和兴趣。

2.对于教学内容比较熟悉，内容推进相对流畅，与学生们的互动也较好，课堂氛围轻松。

3．课程设计结构上比较合理，时间把握较好。

不足：

1.缺乏及时的黑板板书。

2.语速较快，语言不够简单凝练，把简单的事情说复杂了。

3.问题的设置不够合理和科学，缺乏对学生的循序渐进的引导过程。