《大气的组成和垂直分层》教案
一、课程基本信息
课程名称：大气的组成和垂直分层（人教版高中地理必修一第二章第一节）
课时时长：45 分钟
授课对象：高中一年级学生
核心素材：人教版高中地理必修一教材、bilibili 视频《不可能的飞天计划：两个老头驾驶热气球，冲向万米高空！》
二、教学目标
知识与技能
能依据视频场景与教材内容，准确说出大气的主要组成成分及各成分的作用；
能结合视频中热气球升空过程，描述大气垂直分层的依据及各层气温、大气运动、天气状况等核心特征；
能利用视频中的高空探索案例，分析不同大气分层对人类活动的具体影响。
过程与方法
通过逐段拆解视频场景、小组讨论分析，提升观察提取信息、合作探究地理问题的能力；
借助围绕视频设计的递进式问题链，掌握 “场景分析 — 知识关联 — 实际应用” 的地理思维方法。
情感态度与价值观
感受视频中两位主人公对高空探索的执着精神，激发对地理学科及大气科学的学习兴趣；
结合视频中气象数据获取的意义，认识大气圈层与人类生产生活的紧密联系，树立人地协调观念。
三、教学重难点
教学重点：大气垂直分层各层的特征；大气组成成分的作用。
教学难点：不同大气分层气温变化的原因；视频场景与大气知识点的精准关联。
四、教学过程（一镜到底）
（一）课程导入：视频开篇，悬念引题（5 分钟）
播放片段：播放 bilibili 视频开头 “两位老人筹备热气球升空，气象学家强调‘要获取高空气象数据’，飞行家提及‘挑战人类最高升空记录’” 的片段（约 1 分 30 秒），保留视频中 “万米高空”“不可捉摸的天气” 等关键台词。
提出问题
问题 1：视频中气象学家要获取高空气象数据，飞行家要挑战万米高空记录，在热气球升空过程中，他们可能会遇到哪些与大气相关的 “阻碍”？（引导学生结合生活经验猜想，如温度骤变、风力变大、能见度降低等，为后续知识点铺垫）
问题 2：要顺利获取高空气象数据，首先得清楚 “我们研究的大气，到底由什么物质构成？”，这些物质可能会如何影响气象数据的监测结果？（引出本节课第一个核心知识点 —— 大气的组成）
（二）探究一：大气的组成 —— 解读 “高空探测的物质基础”（10 分钟）
自主学习：引导学生阅读人教版必修一教材中 “大气的组成” 部分内容，结合视频中 “气象学家关注大气数据” 的场景，思考大气成分与探测的关联，时间 3 分钟。
问题引导
问题 3：根据教材和视频中 “人类在高空需维持生命活动” 的隐含信息，大气主要由哪三部分组成？其中能直接保障两位老人在热气球上呼吸的成分是什么？占比约多少？（学生回答后，教师补充：大气由干洁空气、水汽和固体杂质组成，氧气能保障呼吸，占干洁空气的 21%）
问题 4：视频中气象学家要获取 “气温、湿度” 等气象数据，干洁空气中的二氧化碳、臭氧，以及水汽、固体杂质，分别会对这些数据产生什么影响？（结合教材分析：二氧化碳是温室气体，影响气温数据；臭氧吸收紫外线，避免高空强辐射干扰仪器；水汽影响湿度数据，固体杂质是水汽凝结的凝结核，会影响云、雾等天气现象的观测）
问题 5：若视频中热气球上升过程中遇到 “云雾遮挡视线” 的情况，结合大气组成知识，这种现象的形成与哪些成分密切相关？（学生回答：水汽和固体杂质，二者共同作用形成云雾，解释视频中可能出现的 “观测受阻” 场景）
过渡衔接：我们已经明确大气的组成及各成分对高空探测的影响，那随着热气球不断升高，不同高度的大气 “脾气” 会不会不一样？比如温度、风力会不会变化？这就需要了解大气的垂直分层。
（三）探究二：大气的垂直分层 —— 解析 “热气球的万米旅程”（20 分钟）
视频观察：播放 bilibili 视频中 “热气球从地面逐渐升空，画面展现高空环境变化（如地面景物变小、天空颜色变化、人物裹紧衣物）” 的片段（约 2 分 30 秒），要求学生记录视频中体现的大气变化细节（如温度、能见度、运动状态）。
问题探究
问题 6：视频中热气球刚升空时，人物能清晰看到地面景物，且可能感受到风吹动热气球晃动，随着高度升高，地面景物逐渐模糊，人物裹紧衣物说 “有点冷”。结合教材，大气垂直分层的主要依据是什么？共分为哪几个层次？（学生回答：依据气温垂直变化、大气运动状况和密度，分为对流层、平流层、高层大气，教师展示大气垂直分层示意图）
问题 7：视频中热气球初始上升阶段（低空），能感受到风的晃动、看到地面景物，且温度随高度升高而降低，这对应大气垂直分层中的哪一层？该层气温降低的原因是什么？为什么会出现 “风晃动感”？（引导学生结合教材分析：对应对流层；气温降低是因为地面是对流层大气的主要直接热源，高度越高，获得的地面热量越少；“风晃动感” 是因为对流层大气运动以对流运动为主，气流不稳定）
问题 8：视频中提到两位老人要 “冲向万米高空”，当热气球上升到一定高度（如 8-10 千米）后，人物可能会感觉 “不晃了”，天空颜色变深，温度下降速度变慢甚至停止下降。这对应哪一层大气？该层气温变化的原因是什么？为什么会 “不晃了”？（学生回答：对应平流层；气温变化是因为该层有臭氧，能大量吸收太阳紫外线，使气温随高度升高而升高；“不晃了” 是因为平流层大气运动以平流运动为主，气流稳定）
问题 9：若视频中热气球突破万米高空，继续向更高处上升，画面可能会出现 “天空接近黑色，仪器显示信号偶尔不稳定” 的情况，这属于哪一层大气？该层有什么特殊结构？对视频中 “仪器信号” 有什么影响？（结合教材讲解：对应高层大气；存在电离层，能反射无线电波，若电离层受太阳活动影响，可能导致仪器接收的信号不稳定，解释视频中 “信号偶尔不稳定” 的可能原因）
问题 10：结合视频中热气球的整个升空过程，两位老人要顺利完成 “获取高空气象数据” 和 “挑战万米记录”，需要针对不同大气分层的特征，提前做好哪些准备？（小组讨论 3 分钟后发言，教师总结：对流层需准备防风设备，应对气流晃动；全程需准备保暖衣物，应对对流层降温和平流层低温；高层大气需准备信号增强设备，应对电离层对信号的影响）
（四）课堂总结与拓展（7 分钟）
知识梳理：教师结合大气垂直分层示意图，对照视频中热气球升空的关键节点（低空、中高空、万米高空），带领学生回顾本节课核心知识点：大气的组成成分及作用、大气垂直分层的依据和各层特征，强化 “视频场景 — 知识点” 的关联记忆。
拓展问题
问题 11：视频中气象学家通过热气球获取高空气象数据，若未来要获取更高空（如 20 千米以上）的大气数据，结合本节课所学的高层大气特征，探测设备需要具备哪些 “特殊能力”？（引导学生从高层大气 “空气稀薄、强辐射、信号易受干扰” 等特征思考，如设备需耐低温、抗辐射、自带信号增强功能）
问题 12：视频中两位老人明知万米高空有风险，仍坚持探索，他们的行为体现了人类对大气的探索精神。结合本节课知识，你认为人类对大气的探索还能在哪些方面帮助解决现实问题？（鼓励学生发散思维，如通过探测大气成分变化监测全球变暖、利用平流层稳定气流开展高空科学实验等）
课堂小结：大气圈层是人类探索高空的 “舞台”，其组成成分和垂直分层特征，决定了探索过程中的 “挑战” 与 “机遇”。通过本节课对视频的分析，我们不仅掌握了地理知识，更要学习两位老人的探索精神，未来用地理知识更好地利用和保护大气资源。
（五）作业布置（3 分钟）
结合 bilibili 视频中热气球升空的关键场景（低空、中高空、万米高空），绘制 “大气垂直分层与热气球旅程对应图”，标注各层的高度、气温变化、大气运动及视频中的对应场景。
从视频中选择一个你印象最深的 “高空探索场景”（如人物感受寒冷、热气球停止晃动），写一段 200 字左右的文字，用本节课所学的大气知识解释该场景出现的原因。
五、教学反思
本节课全程围绕 B 站视频展开，通过场景拆解与问题引导，让学生直观感受 “知识源于生活场景”，有效调动了学习积极性，但需关注部分学生对 “视频细节提取不全面” 的问题，后续可在播放视频时增加 “重点场景提示”。
视频中 “万米高空具体分层” 的表述较模糊，需在教学中结合教材明确 “不同纬度分层高度差异”，避免学生产生认知误区。
可进一步利用视频中的 “弹幕互动”（如观众对 “高空寒冷” 的讨论），将弹幕内容引入课堂，增强学生的参与感和共鸣感。
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