三圈环流课堂设计

探究气压带与风带

一、教学内容分析

《气压带与风带》人教版必修一第二章第二节，共包括下列三部分: 1.气压带和风带的形成; 2.北半球冬、夏气压中心; 3.气压带和风带对气候的影响。本课教学内容在“地球上的大气”章节中起承上启下的作用，既是对上一节热力环流和空气水平运动知识的应用和迁移，也是由小空间尺度地理问题扩大到大的空间尺度地理问题的迁移，也是学习和探讨下一部分“季风环流”的基础，还对理解后面洋流的形成和分布以及自然带的分布都有十分重要的意义。

二、教学目标

（一）知识与技能

1、理解三圈环流形成原理，且可以绘图说明出来。

2、能够构思出三圈环流的三维模型。

（二）过程与方法

1、通过与热力环流图对比导出单圈环流的模式图，并强调理想状态下的条件;

2、师生在合作探究中引导出三圈环流的形成规律，并分析气压带形成过程;

3、通过小组合作探究、绘图等方法与手段，表达、交流和反思自己对三圈环流形成和气压带风带的形成和分布的理解思维。

（三）情感态度与价值观

1.学会运用联系、运动的观点来看待地球上的地理事物及其变化;

2.认识大气环流的整体性，进而学会用整体的思想看待地理问题。

三、教学重难点

教学重点：1.三圈环流的形成过程

2.七个气压带六个风带的名称分布及成因

教学难点：1.低纬环流的形成

2.60°N附近的气流情况

四、教学过程

(一)创设情境，提出问题

教师:在上新课之前呢，我给大家介绍一个历史人物一一哥伦布。他呢，通过远洋航行发现了美洲这块新大陆，扬名世界。我们通过一段视频，来了解哥伦布是如何发现新大陆的。同时大家带着问题去思考，哥伦布能发现新大陆，实际上是发现了什么?利用了什么?

从刚才的视频中呢，我们了解到哥伦布实际上是发现了信风带和西风带，说明我们全球的大气运动是有规律的，而我们把这种全球性有规律的大气运动，通称为大气环流。大气环流对全球范围内热量和水分的输送及平衡，起着至关重要的作用。由于大气环流形成的过程较为复杂，我们将采用不断设定条件的形式，把影响大气环流的因素由单个向多个逐步推导，由浅入深地来学习本节内容。

下面给大家3分钟，看课本33页的活动题，注意题目所假设的条件，试着用热力环流的原理来完成图中赤道和两极地区之间的单圈环流。

板书: 单圈环流

1.条件

2.示意图

(强调单圈环流的条件，抽查学生上来绘制单圈环流示意图，并引导。引导思路:由于地球表面冷热不均，在两极附近空气下沉，形成了高压，而在赤道附近空气上升，形成了低压，水平气压梯度力由高压指向低压。形成在极地和赤道地区之间的热力环流。)

思考：

（1）但是赤道与极地间的单圈环流是否能够维持?

(学生:不能，因为地球是不停自转的而且地球的表面不是均匀的，所以单圈环流是不存在的。)

（2）那么我们进一步假设:仍然假设地表均匀，不考虑地球公转，但是考虑地球自转。那么影响大气环流的因素有哪些？

(学生:高低纬之间受热情况和地转偏向力。)

（3）下面我们在单圈环流的基础上，分小组活动探究这个地转偏向力对大气环流的影响。

（二）布置任务

（1）小组合作，在单圈环流的基础上，探究中、低、高纬环流圈的形成；

（2）各小组利用PPT立体图或视频演示、汇报探究过程。

（3）①准备橡胶地球仪，其大小适中，并自带经纬网，②硬纸条。以打印纸为材料，上面绘制4个垂直气流、3个近地面风向和3个高空风向，高空风和近地面风是不一样的,高空风成弧形，最后偏转了90°，近地面风成直线形。③透明胶布、剪刀等。

（三）小组合作探究

1.组建小组，制定探究方案

（1）按照就近分组的原则，将全班分成6组，每组4—6人，然后选出每组的小组长；

（2）组内分工，明确每名组员的职责，其中组内分工主要包括：记录探究

方案、监控探究过程、演示汇报等；

（3）小组内部交流讨论，制定出本组的探究方案；

（4）在开始探究前，阅读评价量表，明确探究需要达到的目标。

2.小组开展探究

每个小组按照“提出猜想——制定探究方案——验证猜想——得出结论”的流程完成探究任务。

3.展示及交流成果

各小组派一名组员利用立体图或模型向全班汇报演示探究过程，师生结合探究学习评价表（附录1）对探究学习活动进行评价，教师进行总结。

附录1

探究学习评价表

学生的活动

第一组的探究成果

1.提出猜想

A.从赤道高空北上的气流在地转偏向力的影响下会怎么偏转，最后会在30°N偏转成为什么风?

B.来自赤道上空的气流在该纬度不断堆积后会如何运动?

C.北纬30°附近近地面的气压会有什么变化?

D.北纬30°附近近地面的气流在气压梯度力的作用下会怎样运动?

2.制定探究方案

（1）小组讨论

组长：在我们开始探究之前，需要制定出探究方案，我么先来讨论一下任务解决的思路。

组员讨论：来自赤道地区的气流源源不断在南北纬30°上空集聚迫使气流

下沉，导致近地面形成副热带高气压带。北纬30°地区气流流向赤道低气压带，受地转偏向力的影响，偏转成东北风。形成0°-30°N低纬环流圈。利用立体图演示、视频演示。

（2）探究方案

赤道地区受热最多，近地面空气膨胀上升,所以在赤道附近有上升的垂直气流:而极地终年寒冷，空气堆积下沉，所以极地附近有下沉的垂直气流。

（1） 2个同学负责剪纸

（2）2个同学负责折叠，准备出4个垂直气流、3个高空风、3个近地面风，（3）另2个同学负责阅读课本,了解三圈环流的形成过程

（4）合作互助。材料准备齐后，小组同学群策群力，共同完成模型。

4.得出结论

描述结论：来自赤道地区的气流源源不断在南北纬30°上空集聚迫使气流下沉，导致近地面形成副热带高气压带。北纬30°地区气流流向赤道低气压带，受地转偏向力的影响，偏转成东北风。形成0°-30°N低纬环流圈。

教师总结：在任意直角三角形中，两条直角边的平方和等于斜边的平方，我们称这个定理为勾股定理。

第二组的探究成果

1.提出猜想

A.从30° N地区下沉的气流和极地地区下沉的气流会怎么流动?两股气流的性质一样吗?

B.两股气流在60°N相遇后会气流如何运动?

C.最后在60° N高空气压有什么变化?又会如何运动?

2.制定探究方案

赤道地区空气上升后，高空空气密度增大，形成高气压;极地地区空气下沉后, 高空空气密度减小，形成低气压。在水平气压梯度力的作用下,高空空气由赤道流向极地(南风)，受地转偏向力影响，南风逐渐右偏成西南风，在30° N 附近高空偏转成西风。这样，来自赤道上空的气流不断在此堆积下沉。因此，30°N附近有下沉的垂直气流。因此近地面空气密度增大，形成高气压。空气由此向南、向北流出，其中向南流的气流(北风)受地转偏向力的影响，逐渐偏成东北风(近地面)，低纬环流形成。

（1） 2个同学负责剪纸

（2）2个同学负责折叠，准备出4个垂直气流、3个高空风、3个近地面风，（3）另2个同学负责阅读课本,了解三圈环流的形成过程

（4）合作互助。材料准备齐后，小组同学群策群力，共同完成模型。

4.得出结论

描述结论：由来自低纬的暖气流与来自高纬的冷气流相遇运动上升而形成。由副高吹向副极地低压带的气流，在北半球右偏成西南风，在南半球左偏成西北风，习惯上叫西风，受其常年控制的地区，在大陆西岸形成温带海洋性气候。

教师总结：较冷的极地东风与较暖的盛行西风在南北纬60°附近相遇，暖而轻的盛行西风爬升到冷而重的极地东风之上，形成了副极地上升气流，由于副极地上升气流到高空便向南北流出，致使近地面的气压降低，形成副极地低气压带。形成30°N-60°N中纬环流圈和60°N-90 N高纬环流圈。

第三组的探究成果

1.提出猜想

相比于单圈环流，如果没有受到地转偏向力的影响，副极地低气压带和副热带高气压带还会不会出现？

2.制定探究方案

从30° N近地面向北流的气流(南风)受地转偏向力的影响,逐渐偏成西南风(近地面);极地空气下沉，近地面空气密度增大,形成高气压，空气向南流出(北风)，逐渐偏成东北风(近地面)。于是在60°N附近，从南边来的西南空气和从北边来的东北空气相遇，暖而轻的气流爬升到冷而重的气流之上。因此60° N 附近有上升的垂直气流。

3.验证过程

（1） 2个同学负责剪纸

（2）2个同学负责折叠，准备出4个垂直气流、3个高空风、3个近地面风，（3）另2个同学负责阅读课本,了解三圈环流的形成过程

（4）合作互助。材料准备齐后，小组同学群策群力，共同完成模型。

4.得出结论

描述结论：相比于单圈环流，如果没有受到地转偏向力的影响，副极地低气压带和副热带高气压带不会出现。

教师总结：极地高气压带和赤道低气压带形成的成因是由于热力因素，而副极地低气压带和副热带高气压带形成成因是因为动力因素。而且纬度比较高，气温比较低，相对来说较冷，比较低，所以相对来说较热。而低气压控制的地区，气流以上升为主，容易在上升的过程冷却成云致雨。而高气压控制的地区，气流以下沉为主，不容易形成降雨，所以气候干燥。所以四个气压带就有四种冷热干湿特性:赤道低气压带--热湿，副热带高气压带--热干，副极地低气压带-冷湿，极地高气压带--冷干。

第四组的探究成果

1.提出猜想

南北半球气压带的分布情况一样吗?在同样力的作用下南北半球的风向一样吗?

2.制定探究方案

60°N附近空气上升后，在高空分别流向30°N( 高空风)和90°N( 高空风), 组成了中纬度和高纬度环流圈。

3.验证过程

（1） 2个同学负责剪纸

（2）2个同学负责折叠，准备出4个垂直气流、3个高空风、3个近地面风，（3）另2个同学负责阅读课本,了解三圈环流的形成过程

（4）合作互助。材料准备齐后，小组同学群策群力，共同完成模型。

4.得出结论

描述结论：南北半球气压带的分布情况一样。在同样力的作用下南北半球的风向不同。

教师总结：南北半球气压带的分布情况一样。在同样力的作用下南北半球的风向不同。由于太阳直射点随季节变化而南北移动，气压带和风带在一年内也作周期性的季节移动。就北半球来说，大致是夏季北移，冬季南移。

本课程知识总结

现在我们以北半球为例，看一下大气运动到底是如何运动的。

由于赤道气温高，空气膨胀上升，近地面则会形成低压，我们称为赤道低气

压带。我们再看极地地区，由于气温低空气冷却收下沉，这里形成高压，我们称为极地高气压带，而赤道上空则会形成高压，这里的气流由赤道地区流向极地地区,由此形成的风为南风，但是受到地转偏向力的影响，它不断的向右偏，形成西南风，最终的风向要与等压线平行，也就是说要30°N这条纬线平行，最终形成西风，这就是高空的西风带。来自赤道的气流不断的在这里堆积，越堆越多，最终在重力的作用下下沉，因此近地面就会形成高压，我们称为副热带高气压带。

再看近地面一支向南扩散，它是由北方流过来的，这一支是北风，但是在地转偏向力和摩擦力的的共同作用下，要向右偏形成的是东北风，据说当初麦哲伦经过太平洋的时候，就是受这股风的影响，他觉得这股风很守信用，因此就把它命名为东北信风，我们也称交为贸易风。另一支向北扩散流向高纬度地区这支气流接着近地面，来自副热带高气压带气流，在地转偏向力作用下，它要向右偏，偏转成西南风，但是从南边来的，所以是南风，但同样在地是这里纬度比较高，地转偏向力较大，所以在这里的人们感觉风是从西边吹过来的。因此我们看到极地地这股风称为盛行西风，我们要注意的是这股风并不是西风，而是西南风。我们看到极地地区这里形成是极地高气压带，气流要向南流，它是从北边划过来的，是北风,在地转偏向力的作用下，它要向右偏，偏转成东北风，同样这里的人们感觉风是从东边吹过来的，因此把这股风称为极地东风。我们也要注意极地东风它指的是东北风。这是时候我们在北纬60的位置，南北两股不同性质的气流相遇了，南方来的气流温度高，而且密度小，因此南方气流暖而轻，会爬到北方来的冷而重的气流之上，形成副极地的上升气流，垂直方向，上形成极锋。地面则会形成低压，我们称之为副极地低气压带。同样看到北纬60高空则会形成高压，气流想南北两个方向扩散。这样在北纬30°到北纬90°之间就会形成两个环流圈，一个是30°-- 60°之间的中纬环流圈，另一个则是60--90°之间的高纬环流圈，这样就形成了低中高三个环流圈，称之为三圈环流。

但是这里有两点要注意，第一副高它的形成是由于重力原因，还有一个是副极地低气压带是由动力原因，动力抬升而引起的。这就是北半球的三圈环流示意图。同样的道理，南半球也是一样的，气流受地转偏向力的影响，它是向右偏的。

那么我们一起来总结一下，首先是气压带，赤道形成的是赤道低气压带，而

南北纬30°附近形成的是副热带高气压带，南北纬60°形成的是副极地低气压带，90°附近形成的则是极地高气压带。我们再来看风带。北半球向右偏，因此在赤道和北纬30°之间形成东北信风。北纬30-60之间是盛行西风带，是个西南风60-90°之间形成是极地东风，是个东北风。我们再来看看南半球,南半球是向左偏的。因此在赤道和30之间形成了东南信风; 我们再来看看南半球,南半球是向左偏的。因此在赤道和30之间形成了东南信风; 30-60之间则会形成盛行西风，要注意的是这是西北风; 60-90度之间则会形成极地东风，这是东南风。

这就是由于三圈环流的存在,在近地面全球一共形成了相间分布的七个气压带和六个风带。

教学评价

本次模型制作，体现了模型制作的以下优势:

一是学生学习地理的兴趣提高。传统的教学以老师讲授为主，学生只靠死记硬背掌握知识的要点，学习的兴趣不浓，效率不高。而本次“三圈环流”模型制作,让全体学生都参与进来，在小组中合作学习，动手制作，体现了地理学科的特色，大大提高了学生学习地理的兴趣。

二是培养了学生的探究精神。完成本次模型,需要调用以往所学的“热力环流”、“风”、“地转偏向力”等知识，这也是“三圈环流”的难点，通过小组合作探究，查阅相关资料,加深了对以往知识的理解，也培养了学生的探究精神。

三是将复杂、运动的地理事物进行分解，直观地展现出来,深化了学生的空间思维能力。通过本次模型制作，学生对三圈环流的形成过程有了更加直观、深刻的认识。但本次实验也暴露出了一些问题，需要在以后的教学中加以改进:①对于“风”本质的理解要加强。风是大气的水平运动，在模型制作中，很多学生不能理解这一点，而是理解成了大气的垂直运动，导致有些小组模型失败。因此在以后的教学中，要进一步强化该知识的理解。②对于“三圈环流”的形成过程要强调。在模型制作中，很多小组将垂直气流摆在同一条线，导致高空风不能正确摆放。造成这个问题的原因--是学生没有从根本上理解三圈环流的形成过程,仅仅是为了模型而做模型。这样，虽然最后模型制作成功了，但对于三圈环流的形成还是没能理解。③高纬环流圈的高空风有待进一步完善。从60° N高空到

极地高空的气流，在地转偏向力的作用下，逐渐偏转至，90°，形成西风。但由于北极为点状，导致西风不能准确表示。这还需我们进一步完善。