地球的结构教案.doc

第四节 地球的结构
李丽辉
【教学目标】
一、知识与技能
1、了解地震波的传播特征及其在划分地球内部圈层方面的运用。
2、掌握地球内部圈层的划分和内部圈层的界限、厚度、物理性状等；地球外部各圈层的范围及基本特点。
3、通过归纳、总结、对比地球内部各层的特点，使学生形成综合归纳等思维能力。
二、过程与方法
1、通过读图训练，提高读图、析图能力，明确地震波和地球内部圈层的关系，地壳与岩石圈、软流层的位置关系等。
2、联系实际，结合图示，了解内部各圈层的特征。通过学习微课及填表，了解地球外部各圈层的范围及特点。
三、情感、态度和价值观
1、正确认识地球结构树立科学的人地观。
2、通过探究地球的内部圈层结构，激发学生的学习兴趣，养成求知好学的好习惯；培养热爱科学，追求真理、勇于探究的精神。
3、通过对地球圈层构造的学习，从宏观上认识全球的整体面貌，形成地球系统观和责任感；通过对地球外部圈层的学习，增强环境保护意识、树立可持续发展的观念。
4、用中国钻探地壳探究地球的实例，激发学生爱国主义情感；用地质梦中国梦，为学生树立主人翁意识、为国奋斗的责任感、使命感。
【教学重点】
1、地震波的波速以及地震波的传播特点，区别横波与纵波。
2、地球内部圈层划分实况及各层主要特点。
【教学难点】
1、两种地震波的传播特征及其在地球内部圈层研究中的运用。
2、地球各圈层的物质组成和主要特点。
【教学方法】：分组合作讨论。
【教学过程】
【导入】
游戏：猜物引入。
假如你是一名小科学家，要了解地球内部的状况，你有何设想？
迄今为止，人类对地球深处的了解，几乎全部来自对地震波的研究，那什么是地震波呢？
【新课】：一、地震波
1、概念：地震的能量以波动的方式向外传播，就形成了地震波。
2、类型：地震波有两种：纵波和横波，其中纵波的质点振动方向与传播方向一致，地面上人的感觉是上下颠簸，其英文单词是Primary wave，简称P波，横波的质点振动方向与传播方向垂直，地面上人的感觉是左右摇晃，其英文单词是Secondary wave，简称S波。
3、特点：
类 型
速 度
可通过的介质
对地面影响
共同特点
纵波（P波）

横波（S波）

4、应用：
通过对地震波传播速度的不断研究，才使得地球的内部圈层逐步被划分出来。(板书二)我们来看地震波传播速度与地球内部圈层的关系图，横坐标表示地震波的传播速度，纵坐标表示距离地表的深度，上面是地表，下面是地心。请大家根据曲线的变化思考学案上的思考题。
二、地球的内部圈层
1、划分依据：
2、内部圈层：
（1） 思考题：
问题1：①线和②线分别代表什么地震波？判断的依据是什么？
绿线的初速度约为4千米/秒，最快时约为7千米/秒，红线的初速度约为8千米/秒，最快时约为13千米/秒，无论是初速度还是最快速度，红线都要快于绿线，所以说红线是纵波，绿线是横波。）
问题2：在距离地表大约33km的深度，地震波的传播速度发生了什么变化？
横波和纵波的速度都突然加快，这一现象最早是由奥地利的科学家莫霍洛维奇发现的，后来人们为了纪念他，就把这一波速突然发生改变的界面称之为莫霍面。科学家把莫霍面以上，地表以下的固体外壳称之为地壳。）
问题3：在距离地表大约2900km的深度，地震波的传播速度又发生了什么变化？说明了什么问题？
横波和纵波的速度都陡然下降，纵波大约由13千米/秒陡降到大约8千米/秒横波大约由7千米/秒陡降到0，也就是说横波完全消失了。这个界面就是前面我们所讲的古登堡面。该面和莫霍面之间称之为地幔，该面以下称之为地核。根据横波的特性，科学家一般认为地幔为固态，地核为液态。）
这样我们对地球内部圈层的了解便有了一个整体印象，地球内部被分为二面三层，二面即莫霍面和古登堡面；三层即地壳、地幔和地核。
练习：对照鸡蛋指出这两面三层。

（2）合作学习一：
要求：1、分成两个学习小组。 2、小组内开展讨论、并记录本组的答案。
3、推选一名代表阐述本组的答案。
①
②
③
④
任务：根据左图观察讨论，除了距离地表33km和2900km深度以外，波速还在哪些深度发生了变化？发生了什么变化？这说明了什么问题？这些深度的物质状态可能是什么？
大约33千米到2900千米之间，横波和纵波的速度总体趋势上都是在加快，说明该处的物质比较均一，都呈固态。在地幔内部，大约以110千米和650千米为界，110千米到650千米之间的速度变化缓慢，说明这一层次的物质状态有所改变，硬度开始下降，后来经过反复研究，科学家发现这一层次可能是岩浆的主要发源地，并命名为软流层。软流层的上面就是岩石圈。大约650千米以下，速度变化的幅度又开始变大，尤其是到了大约1000千米的深处，速度变化的幅度较为明显，因此科学家以此为界又把地幔分为上地幔和下地幔。在地核内部，大约在5150千米的深处，纵波又开始加速，说明此深度以下的物质状况不同于此深度以上的，因而又以此为界把地核分为外核和内核，且科学家发现原本消失了的横波（此横波是纵波转换生成的）在内核中又重新出现，从而推断内核可能是固态。）
3、各圈层的主要特点
合作学习二：小组合作，归纳各圈层的主要特点。
（1）地壳
名称
分层
底界深度（km)
物质形态
组成物质
地壳

陆壳

岩石　
洋壳

全球

（2）地幔
名称
分 层
底界深度（km)
物质形态
组成物质
地幔

顶部
大约110

上部
大约
　固态（塑性）
下部
大约

大约2900　

（3）地核：科学家一般认为外核为液态，它相对于地壳的“流动”可能是地球磁场产生的主要原因。）
名称
分层
底界深度（km)
物质形态
组成物质
地
核

大约

大约6371　

地表
地心
活动三：动手绘制地球内部圈层的示意图。

活动四：用谐音的方法记忆地壳中八大元素的名称。

活动五：1、硅铝层和硅镁层的分布有什么不同？
2、地壳厚度的变化有什么规律可循？

三、地球的外部圈层
1.读图，说明地球外部包含有哪些圈层。
总结:地球的外部圈层是指岩石圈以外的圈层，包括大气圈,水圈,生物圈。
2.微课学习。
3.填写表格：
名称 项目
范 围
特 征
大气圈
包裹地球的气体层
随高度增加大气密度递减
水 圈
海洋水、陆地水、大气水、生物水
由地球表层水体构成，连续而不规则的圈层
生物圈
广泛分布于地壳、大气圈和水圈中的生物世界
生物是生态系统中的主体和最活跃的因素
  师： 三个圈层之间相互联系、相互制约，形成人类赖以生存和发展的自然环境。大气圈为人类提供氧气，水圈——生命之源，都是生命存在不可缺少的条件，而地球是目前太阳系中唯一能存在生命的星球。同学们，我们只有一个地球，我呼吁大家，爱护地球，保护环境，保护生命之源。（环境意识和可持续发展观念的渗透）
4.小试身手（练习）。
【总结】：略。
【拓展】：
同学们，地球内部的结构到底是一个什么样子，真是今天我们所学的这样吗？说实话，这些依然还只是科学家的猜测，我们有权利怀疑权威，甚至可以推翻权威，因为地球内部还有很多未解之谜亟待我们去解决。
假如你是一名小科学家，要了解地球内部的状况，除了地震波的方法外你有何设想？钻探取样？很好。我们国家在这方面已经做出了巨大贡献。20世纪20—60年代，我国地质学家李四光踏遍祖国国土，进行油气资源的勘探，为我国摘除了“贫油论”的帽子； 到2005年，我国江苏的“科钻一井已经钻到5158米的深度，成为当时亚洲第一、世界第三深井，使我国“入地计划”获得重大突破。（科钻一井图）
如今，“中国深部探测计划：入地中国梦”正式启动（图）。（学生朗读）2013年10月，中国首台万米科学钻探专用钻机“地壳一号”正式抵达黑龙江省安达市，执行多项科学研究任务。该项目是我国目前唯一列入国际大陆科学钻探计划的工程，也是我国实施“入地工程”，以缓解我国中长期经济和社会发展的资源和环境压力的良好机会。该项目将为我国资源-环境领域的科研提供重要依据，为我国预测未来环境-气候变化，进一步拓展陆相油气勘探提供重要保证。（师）同学们，叩响“入地之门”，前辈们已经给我们做出了优秀的榜样。 地质梦，中国梦，有待于我们在坐的各位去继续描绘。建设美丽中国，我想应该是这样的：它是一个经济强盛的中国，这需要丰富的资源提供支撑;它是一个科学的中国，这需要我们不断发展科学技术;它是一个安全的中国，既包括国家安全也包括免受地质灾害等影响;它是一个生态的中国，要免受环境污染带来的困扰。从这个角度讲，深部探测与构建美丽中国紧密相连。相信这个宏大的地质梦，终究能成为美丽的中国梦。同学们，加油！我们的口号是：地理大发现，奇迹在实现！奇迹的创造属于你们，属于你们这群未来的科学家。谢谢！
最后我给大家准备了2道课外探究题。
【课外探究】：
层次一：软流层对自然地理环境有影响吗？有哪些影响？
层次二：目前科学家已经发现在地下2000米深的极端条件下，仍然存在大量靠 “吃”铁、镍、甲烷等“生活”的微生物。在地球内部是否也存在一个生态系统，甚至有高等智慧生命呢？
【板书设计】：
§1.4 地球的结构
一、 地震波
1、 概念
2、 类型：（1）纵波（P波） （2）横波（S波）
3、 特点
4、 应用
二、地球的内部圈层
1、划分依据
2、内部圈层：二面：莫霍面和古登堡面
三层： 地壳、地幔和地核
3、各圈层的主要特点
三、地球的外部圈层：大气圈、水圈、生物圈
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