第一章第四節(jié)《地球的圈層結(jié)構(gòu)》教學(xué)案例

1、第一章第四節(jié)地球的圈層結(jié)構(gòu)教學(xué)案例一、教學(xué)內(nèi)容分析地球是由不同物質(zhì)和不同狀態(tài)的圈層所組成的球體，一般可分為外部圈層和內(nèi)部圈層，它們都以地心為共同球心，形成同心圈層.這是地球結(jié)構(gòu)的最大特征。本節(jié)教材主要介紹了地球的圈層結(jié)構(gòu)。目前，人類對地球內(nèi)部圈層的了解，主要來自對地震波的研究。通過研究地震波在地球內(nèi)部傳播速度的變化，來推測地球內(nèi)部的組成及其他特征。地球外部圈層之間相互聯(lián)系、相互制約，形成人類賴以生存和發(fā)展的自然環(huán)境。由于各圈層在后面的教材中還有詳細(xì)介紹，所以在本節(jié)中介紹得較簡略?！罢f出地球的圈層結(jié)構(gòu).概括各圈層的主要特點”是本節(jié)課的課標(biāo)要求。所以.根據(jù)課標(biāo)要求與教材、教學(xué)實際，教學(xué)目標(biāo)確定為：

2、（1）了解地球的內(nèi)部圈層和外部圈層結(jié)構(gòu).概括各圈層的主要特點。（2）利用“地震波的傳播速度與地球內(nèi)部圈層的劃分”示意圖，初步掌握讀圖分析技能。（3）繪制地球圈層示意圖.說明地球的圈層結(jié)構(gòu)。（4）運用圖表及相關(guān)資料，認(rèn)識并探究地球表層，用具體實例說明地球表層的特征。本課內(nèi)容由兩個目來完成。第一目：地球的內(nèi)部圈層。地震波和地球的內(nèi)部圈層是本節(jié)教學(xué)的難點。縱波，橫渡知識學(xué)生沒有接觸過，因此教材首先給出了縱波、橫渡的基本特點。圖1.26“地震波的傳播速度與地球內(nèi)部的圈層劃分”意在指導(dǎo)學(xué)生分析地震波傳播速度的變化，推測原因，戈吩出內(nèi)部圈層。圖1.26“地震波的傳播速度與地球內(nèi)部的圈層劃分”解析?？v波與橫

3、波最突出的差異是在不同介質(zhì)中能否傳播以及傳播速度的差異。地震波傳播的速度與其通過的介質(zhì)性質(zhì)密切相關(guān)：若介質(zhì)為均質(zhì)體，地震波則勻速直線傳播；介質(zhì)性質(zhì)發(fā)生變化，地震渡波速隨之變化。尤其是地震波通過性質(zhì)完全不同的兩種物質(zhì)的分解面時，波速會發(fā)生突然變化，出現(xiàn)地震波的不連續(xù)面。這樣，地震波就可以帶回地球內(nèi)部的信息，從而可以推測地球的內(nèi)部構(gòu)造和物質(zhì)狀態(tài)。圖中可知：1、在地下（大陸部分）約33千米處，縱波和橫波的波速突然加大，出現(xiàn)波速的不連續(xù)面（莫霍界面），說明該深度處上下物質(zhì)在成分或狀態(tài)上有改變。2、在地下2900千米處，橫波突然消失.縱波的速度明顯下降，也出現(xiàn)波速的不連續(xù)面（古登堡界面），說明此深度處地

4、球的內(nèi)部物質(zhì)組成、狀態(tài)差異明顯。3、莫霍界面、古登堡界面將地球內(nèi)部劃分為三個圈層：地殼、地幔、地核。4、縱波波速在地下5100千米處也有變化，稱為次級不連續(xù)面，該面將地核分為外核和內(nèi)核。教材隨后安排的圖1.27“地球的內(nèi)部圈層構(gòu)造”是對圖1.26右圖的細(xì)化，利用圖旁邊的文字，讓學(xué)生從厚度、溫度、物質(zhì)組成和狀態(tài)的變化了解地球內(nèi)部圈層構(gòu)造以及地殼與巖石圈的概念區(qū)別。第二目：地球的外部圈層。地球外部圈層與人類關(guān)系密切，是人類賴以生存的環(huán)境。這里只是簡單介紹了大氣圈、水圈和生物圈的范圍、組成和總體特點，從物質(zhì)形態(tài)、空間分布、相互關(guān)系等方面認(rèn)識地球的外部同心圈層。圖1.28“地球外部圈層示意”設(shè)計,一是

5、點出外部圈層的位置和名稱，二是形象地說明外部圈層的相互關(guān)系.強調(diào)它們是相互聯(lián)系、相互制約的一個整體，是人類賴以生存的環(huán)境基礎(chǔ)。最后“活動”部分對課文內(nèi)容有一定的拓展。這個問題其實是起承上啟下的作用，不要求學(xué)生此時就能完全解答。二、教學(xué)思路設(shè)計1、教材突破策略(1)地球的內(nèi)部圈層?？煞謨刹竭M行。第一步，學(xué)生左手放在桌子上，用右手敲擊桌子，桌子受到?jīng)_擊產(chǎn)生彈性振動，耳朵聽到敲擊聲，左手感覺到振動。借此閱讀感悟教材，探究地震渡的有關(guān)特點，通過學(xué)生質(zhì)疑解疑，獲取地震波的有關(guān)知識：地震波為彈性波?？v波傳播速度快，能通過固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)三態(tài)物質(zhì)；橫波傳播速度慢，只能通過固態(tài)物質(zhì)。第二步，據(jù)圖1.26觀察地

6、震波在地球內(nèi)部的傳播速度變化，分析地震波的不連續(xù)面以及地球分層，結(jié)合圖1.27及有關(guān)小字內(nèi)容，理解地球內(nèi)部圈層結(jié)構(gòu)特點。利用活動第2題的開放性，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維。地球的外部圈層。閱讀圖1.28“地球外部圈層示意圖”，初步了解地球的外部圈層；借助學(xué)生對教材內(nèi)容的探究討論，從物質(zhì)形態(tài)、空間分布、相互聯(lián)系等方面了解地球外部的同心圈層，以及人類生存和發(fā)展的自然環(huán)境。最后.繪制地球圈層示意圖.說明地球的圈層結(jié)構(gòu)，阻加深學(xué)生對教材的把握與理解。2、知識與技能培養(yǎng)獲取地球圈層的構(gòu)造及其主要特點等有關(guān)知識。通過讀圖提高學(xué)生的讀圖、析圖的能力，通過對教材內(nèi)容的自學(xué)操究、質(zhì)疑釋疑提高學(xué)生的閱讀能力、探究能力、

7、地理思維及綜合能力。3、情感態(tài)度與價值觀事物是普遍聯(lián)系的。地球內(nèi)部物質(zhì)處在不斷運動和循環(huán)中；地球外部圈層間相互聯(lián)系、相互制約，形成人類賴以生存的自然環(huán)境。人類與自然環(huán)境的關(guān)系是相互影響、相互制約的.人類活動改造環(huán)境，環(huán)境變化對人類產(chǎn)生反作用。只有人類和環(huán)境相互協(xié)調(diào)，才能實現(xiàn)人類的可持續(xù)發(fā)展。三、課堂教學(xué)實錄【創(chuàng)設(shè)情境導(dǎo)入新課】資料I:中國大陸科學(xué)鉆探工程是國家級的高科技工程，它利用現(xiàn)代深部鉆探高新技術(shù)，在具有全球地學(xué)意義的大別-蘇普超高壓變質(zhì)帶上實施，被稱為是“深入地球內(nèi)部的望遠(yuǎn)鏡”，鉆探工程設(shè)計深度5000米，總投資1.5億元人民幣，整個工程歷時5年完成。利用從鉆孔中獲取的巖心及液、氣態(tài)樣品

8、及原位測量數(shù)據(jù)，進行多學(xué)科綜合研究。該工程于2001年8月4日正式開鉆。資料2:目前世界上最深的科學(xué)鉆探井為前蘇聯(lián)的科拉SG3超深鉆井，深12262米。教師：（1）地球是由不同物質(zhì)和不同狀態(tài)的圈層所組成的球體，它們都以地心為共同球心，形成同心圈層，這是地球結(jié)構(gòu)的最大特征。目前，人類對地球外部圈層的研究進展很大，但地球內(nèi)部是一個什么樣子呢？看來利用鉆探技術(shù)是難以完成的。（2）（拿一被切開的熟雞蛋）同學(xué)們，有人拿這個雞蛋形象的比喻為地球內(nèi)部圈層構(gòu)造，你認(rèn)為這個說法有根據(jù)嗎？【多維互動主題探究】（一）地球的內(nèi)部圈層（詳錄）實例感悟：同學(xué)們，將左手放在桌子上，用右手敲擊桌子，你會有哪些感受？自學(xué)探究：

9、（出示表格）大家以學(xué)習(xí)小組為單位，結(jié)合剛才的感悟，自主學(xué)習(xí)教材第一自然段,完成表格中的內(nèi)容。請?zhí)岢霰拘〗M在自學(xué)中的見解或者遇到的疑難問題，希望其他小組幫助解決。地震波的類型傳播速度通過的物質(zhì)縱波（P波）快固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)二態(tài)物質(zhì)橫波（S波）慢只能通過固態(tài)物質(zhì)互動探究：生I:用手敲擊桌子，桌子會產(chǎn)生彈性振動。地震波就是一種彈性波，它有縱波與橫波之分。生2:縱波的傳播速度較快，能通過固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)；橫波的傳播速度慢，只能通過固態(tài)；縱波與橫波的傳播速度都隨著所通過物質(zhì)的性質(zhì)而變化。教師介入：剛才的同學(xué)較好的說出了縱波、橫波的特點，哪位同學(xué)還有新的見解或者異議？生3:什么是縱波？什么是橫波？（教室寂

10、靜）教師介入：同學(xué)提出的問題有新意?？v波與橫波的概念、特點是今后物理課程要解決的問題。簡單說來，橫波是質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向垂直的波；縱波是質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在一條直線上的波。還有什么問題需要解決的嗎？生4:地震發(fā)生時人們應(yīng)該先感覺到的是縱波，因為它的傳播速度快。若坐在船上，人們只會感覺到顛簸，因為橫波不可以在液體中傳播。生5:縱波與橫波的傳播速度都隨著所通過物質(zhì)的性質(zhì)變化而變化。應(yīng)該說地震波在傳播過程中，若通過的物質(zhì)密度加大，波速必然會加大。生6:你所說的結(jié)論，根據(jù)在哪里？生5:總結(jié)承轉(zhuǎn)：縱波與橫波最突出的差異是在不同介質(zhì)中能否傳播以及傳播速度的差異。剛才的討論是不是正確，還

11、有待于大家下面進一步討論、學(xué)習(xí)。我認(rèn)為波的傳播速度還與物質(zhì)的形態(tài)有關(guān)，這里有這樣一組數(shù)據(jù)提供給大家，希望對大家能有所幫助。深度范圍（Km）密度變化（克/立方厘米）0152.831528783.315.62287851619.8912.705161637112.7013.00媒體演示：地震波在地球內(nèi)部的傳播速度變化。教師介入：地震波在地球內(nèi)部的傳播速度與其通過的介質(zhì)性質(zhì)密切相關(guān)：若介質(zhì)為均質(zhì)體，地震波則勻速直線傳播；介質(zhì)性質(zhì)發(fā)生變化，地震波波速隨之變化。尤其是地震波在通過性質(zhì)完全不同的兩種物質(zhì)的分解面時，波速會發(fā)生突然變化，出現(xiàn)了地震波的不連續(xù)面。同學(xué)們，看完地震波在地球內(nèi)部的傳播速度變化圖，會

12、有什么樣的感想呢？希望大家做出討論、辯解。生1:從圈中發(fā)現(xiàn)地震波在地面以下很近的距離之處、900km、2900km和5000km附近出現(xiàn)了不連續(xù)面。生2:在地面以下2900km之處橫波突然消失，說明其內(nèi)部物質(zhì)形態(tài)是液體。生3:從橫波突然消失的角度講，其內(nèi)部物質(zhì)是液體，但覺得很難理解?？偨Y(jié)承轉(zhuǎn)：根據(jù)橫波不能通過這一事實，有人認(rèn)為2900km以下的物質(zhì)近似“液體”，是在高溫高壓條件下形成的一種特殊的“物質(zhì)狀態(tài)”，成分以重金屬鐵、鎳為主。但也有人有不同看法，以下的成分和物質(zhì)狀態(tài)是一個尚待進一步研究的問題。媒體演示：地震波的傳播速度與地球內(nèi)部圈層的劃分（在原媒體播放的基礎(chǔ)上對應(yīng)出現(xiàn)地球內(nèi)部的圈層劃分）

13、。激勵探究：根據(jù)我們的學(xué)習(xí)，大家快速閱讀教材第二自然段內(nèi)容和圈1.27“地球的內(nèi)部圈層結(jié)構(gòu)”有關(guān)信息，小組內(nèi)合作完成表格要求。有什么新的發(fā)現(xiàn)與疑點還請?zhí)岢觯员阄覀児餐芯刻接?。媒體展示：地球各圈層的劃分及特點表（楷體內(nèi)容在表中為空白）（學(xué)生完成后，第一學(xué)習(xí)小姐和第四學(xué)習(xí)小組填表，補充完成）地殼圈層結(jié)構(gòu)不連續(xù)面深度地震波速變化各圈層的主要特點地殼由巖石組成，厚度莫霍界面17縱波和橫波速度加快不均地上地幔上部由巖石組成，幔下地幔900密度較大，有軟流290層地外核古登堡0縱波速度突然減外核可能為液態(tài)，核內(nèi)核界面515慢，內(nèi)核可能是固態(tài)0橫波消失【互動探究】生1:在地面以下900km和5150km

14、附近，地震波的傳播速度有明顯變化,它不屬于地震波的不連續(xù)面嗎？生2:是。地面以下900km處的不連續(xù)面，把地幔劃分成上地幔和下地幔;地面以下5150km處的不連續(xù)面，把地核劃分為內(nèi)核和外核。教師介入：這兩個不連續(xù)面，我們認(rèn)定為次級不連續(xù)面。生3，軟流層一般認(rèn)為可能是巖漿的主要發(fā)源地。但橫波能通過，物質(zhì)狀態(tài)應(yīng)該是固體呀。教師介入：軟流層的物質(zhì)從總體上看仍是固態(tài)的。但波速在此有所降低，說明該層的物質(zhì)較巖石要軟要熱些，這里硬軟的差異是冷熱的必然結(jié)果。所謂“熱些”是說物質(zhì)溫度比較接近其熔點，雖未熔化，但其可塑性和活動性卻大大增強了，所以也有人把軟流層的物質(zhì)狀態(tài)說成是具有可塑性的固體。生4:從圖1.27看出巖石圈與地殼的范圍和界限是不同的，巖石圈不但包括地殼，還包括軟流層之上的上地幔部分。承轉(zhuǎn)引導(dǎo)：同學(xué)們討論的氣氛很熱烈，能比較完整的綜合了我們所要掌握的知識。但是現(xiàn)在我還有兩個問題亟待大家解決：1、能用雞蛋的結(jié)構(gòu)說啊地球內(nèi)部的圈層結(jié)構(gòu)嗎？2、獲取地球內(nèi)部的信息，除了我們對地震波的研究外，你認(rèn)為還有沒有別的進徑？（二）地球的外部圈層（略）四、教學(xué)案例評析執(zhí)教者知識功底深厚，材料掌握到位（如地球內(nèi)部物質(zhì)密度變化表），雖然學(xué)