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洋流实验教学设计
新课标教材《地理》(中图版.必修1)第二章《自然地理环境中的物质运动和能量循环》
第二节“水的运动”(第二课时)
“世界洋流分布”实验教学设计
张伟平∕江西靖安中学
【设计思想】
1、高中地理实验教学的背景
实验教学法在物理、化学等自然科学的学科教学过程中应用较为广泛,其中的功效也尤为明显。
地理学研究的是人地关系的一门综合性学科,包括自然和人文两大属性,是自然科学的重要组成部分,具有很强的实践性。
地理作为自然科学的一个分支,在揭示地理事物的分布、发展、变化规律时,不能忽视实验教学法在地理教学中应用。
2、开展高中地理实验教学的必要性
《高中地理新课程标准》在基本理念方面提出“重视对地理问题的探究。
倡导自主学习、合作学习和探究学习,开展地理观测、地理考察、地理实验、地理调查和地理专题研究等实践活动”。
《高中地理新课程标准》在课程目标的“知识与技能”方面要求“学会独立或合作进行地理观测、地理实验、地理调查”。
高中地理课本中的内容则在多处提出地理实验的建议。
高中地理教学以宏观的自然现象和过程为主。
这些宏观自然现象和过程,多属于天文、气象和地质等自然地理方面的抽象内容,如天体运动、大气运动、地壳变动、海水运动等。
这些自然现象和过程,都是不便和不能观察到的,必须通过实验教学,才能为学生更好的认识和理解。
近年来高考的命题越来越重视考查学生的素质和能力,并重视考查学生的创新能力和应用能力。
在近年的高考试卷中也已经出现了考查学生实验动手能力的题目;同时在试卷中增加了开放性、探究性题目。
如:
要求“设计一个简便易行的小实验,以证明地转偏向力的存在,写出实验用材,实验步骤和所得结论”(2005年广东高考地理);2007年上海高考题7-9题就是一组关于模拟实验选择题。
可见,我们一线地理教师应当积极地改变过去固有的一些教学模式,地理实验教学是保证新课程顺利实施和高考改革的必然要求。
【课标要求】
运用地图,归纳世界洋流分布规律。
【教材分析】
洋流是本节教材在学习水循环后要学习的的第二个重点内容。
海洋水处于不断的运动之中,其运动形式多种多样,洋流只是其中的一种,并且是最重要的一种。
关于洋流,教材主要介绍了三个方面的内容:
①洋流的主要形成原因。
教材只突出了一种成因,即盛行风长期吹拂海面形成的风海流。
②世界洋流的分布规律。
教材介绍了不同纬度不同海区的洋流系统,并具体阐述了以副热带为中心的反气旋型大洋环流的形成。
这部分内容可联系地球上的气压带和风带的分布,把大气环流和海洋环流结合起来,使学生更好的理解洋流的分布和成因。
对于“洋流对地理环境的影响”,作为下一课时的内容。
【学情分析】
笔者所在学校在内地,学生对海洋很陌生。
而且洋流的成因、分布规律一直以来就是地理的重难点。
为了充分的调动学生的学习地理的积极性,及更好的突破重难点,取得更好的教学效果,本教学设计采用趣味性强的“小鸭舰队”作为实验的导入,以模拟地理实验为教学突破口,再通过图示探究来学习世界洋流的分布规律。
【教学重点】
世界洋流的分布规律。
【教学难点】
洋流的成因;世界表层洋流分布规律。
【教具准备】
多媒体课件;
实验器材:
每小组一个敞口脸盆,一个风力较强劲的电吹风机,一个多用插座和碎茶叶片
【三维目标】
知识与技能:
通过比较分析实验,归纳世界洋流的分布规律。
过程与方法:
通过实验了解洋流的形成原因,再结合全球风带分布图,归纳洋流的分布规律。
情感态度与价值观:
激发学生学习地理的兴趣与热情,树立互相联系的观点和可持续的环境观。
【教学方法】
小组合作、主动探究、实验
【教学过程】
一、实验导入
师:
讲述小鸭舰队的故事,同时在课件世界海陆分布图显示发生的地点。
(故事:
1992年,一艘从中国出发的货船在太平洋上遭遇强烈风暴,船上一个装满近3万只黄色塑料玩具鸭的集装箱坠入大海。
令人难以置信的是,其中1万多只玩具鸭组成的“小鸭舰队”在海洋上漂流了15年之后抵达了英国海岸,目前在一些收藏家手中,每只鸭子的价格已爆炒至1000英镑。
另外近2万只玩具鸭子继续在海洋上漂流。
)
设问:
小鸭舰队是怎样实现从太平洋海域到达大西洋的英国海岸的呢?
生:
是风吹的,随着海水而运动的……
学生带着疑惑,好奇的猜测着,意犹未尽。
师:
这就是我们这节课的主要内容。
结合课件先来了解什么是洋流?
师:
请学生回忆并说出全球的风带分布模式图的同时,每个组自绘世界轮廓图,并在世界轮廓图中的大洋标出主要的盛行风向。
并追问:
大洋中的海水运动有什么规律?
请各小组通过实验合作探究来回答这个问题。
评析:
通过趣味盎然的故事导入,不仅提高了学生学习地理的兴趣,同时让学生体会了洋流的影响。
画轮廓图为后面几个环节的学习做好了铺垫。
二、实验探究:
1、实验准备(课前)
分组:
8个小组,每小组6人,教师确定小组长名单,实验组长需要做好组内的分工合作。
实验器材:
(见上)
2、实验步骤:
①往脸盆里装水,离盆沿2厘米-3厘米左右,不要太浅。
②将准备好的碎茶叶散在脸盆里
③插上并打开电吹风,保持一个方向横着吹向脸盆中间的水面。
④观察茶叶的水平运动和垂直运动方向,并将其画在纸上。
3、实验结论分析:
脸盆表层的水在稳定风的吹拂下,向前方运动。
遇到盆沿后,在水平方向两侧分成两股水流,分别沿盆沿折回;在垂直方向上,一部分水流下沉,沿盆底折回补偿。
(见下图)
水平垂直
师:
观察和督促小组实验,并评价小组实验结果。
评析:
分组展开实验,通过让学生自己动手模拟发生在全球大洋的地理现象,并将其用地理简图表示出来,提高了学生的用图能力。
4、实验迁移:
师:
结合实验结果,结合世界风带分布图,同学们尝试着在世界简图中画出海水的流动方向?
(教师引导、点评)
教师讲授洋流的概念及根据性质分为寒流和暖流,并用红色和蓝色笔分别表示暖流和寒流。
教师解释西风漂流的性质。
评析:
用微观的实验现象诠释宏观的世界洋流分布,能培养学生学习地理的思维方法和能力。
让学生标注洋流的性质,学以致用,及时巩固知识。
三、图说地理:
1、各小组根据自己所画的洋流分布图,讨论回答以下问题。
①以副热带为中心的大洋环流,在北半球(南半球)呈顺时针还是逆时针流动?
大洋东西两侧洋流的性质有什么不同?
②北半球中高纬海区,以副极低为中心的大洋环流是顺时针还是逆时针流动?
大洋东西两侧洋流性质有什么不同?
③南半球中高纬海区又是什么样的情况呢?
师:
理想大洋的洋流分布图,如何进行记忆呢?
(“8”字型环流)
2、师生共同总结世界洋流分布规律,并构建洋流分布模式图:
师:
理想大洋的洋流分布图,如何进行记忆呢?
(“8”字型环流)
评析:
利用分布图总结洋流分布规律,并且构建世界理想大洋洋流分布规律,能够提高学生的图文转换能力,并突出地理学科特点。
3、深化应用:
小组合作探究:
结合世界洋流分布图,“小鸭舰队”是怎样由太平洋漂流到英国海岸的?
最后课件图片显示真实的线路。
(日本暖流-北太平洋暖流-阿拉斯加暖流-北冰洋极低环流-拉布拉多寒流-北大西洋暖流-英国)
课后探究:
“小鸭舰队”的另外近2万只将漂向何方?
评析:
学生兴趣很浓,参与性非常高,积极主动寻找答案,争先恐后的回答问题,真正做到了以学生为主体,教师为主导,教师只起到引路标的作用。
”深化应用”加深了对知识的理解,并前后呼应,这节课内容充实、完整。
下课时学生仍然余味无穷,继续探索之中。
四、实验小结
教师简要评价,小结。
【实验反思】
本教学设计采用趣味性强的“小鸭舰队”作为实验的导入,以模拟地理实验为教学突破口,再通过图示探究来学习世界洋流的分布规律,较好的完成了学习目标。
“实验教学”环节的进程为:
①小组合作演示实验;②分析实验现象,用图式法归纳结论;③用微观的实验现象诠释世界洋流的分布;④图说地理,用理想大洋洋流分布模式图表示洋流分布规律。
这样的设计有新意,且符合学生的认知特点,教学效果也好。
参考文献:
[1]地理课程标准.
[2]普通高中地理课程标准(实验)解读江苏教育出版社
[3]从新课程标准谈地理试验教学《中学地理教学参考》2005.7~8
[4]亟待建设的高中地理实验教学江苏省昆山中学陈炳飞
[5]在高中地理新课程教学中如何进行地理实验永安第十二中学陈德旺
[6]精选实验内容,彰显实验教学价值雷鸣∕浙江省温州中学《中学地理教学参考》2010、3
[7]《地理教师教学用书必修第1册》中国地图出版社
实验名称:
水循环演示
实验器材:
小瓶、平低盆;塑料纸;
实验步骤:
1、如下图在一个平底盆中加适量的水,直至水盖满盆底。
把一个装满沙子的小瓶放入盆中。
2、用透明的塑料纸盖住盆,用橡皮筋扎住盆口,并把一块小石头放在塑料纸上,压住塑料纸;小石头要放在装沙小瓶正上方。
3、将盆放在阳光下直晒,过足够长的时间后观察。
4、让学生观察塑料纸上情况:
首先是塑料纸上有水珠凝结,然后水珠沿着小石块下压的方向聚集,水珠往装沙的小瓶下滴,最后小瓶的沙由干变湿
1.模拟实验与洋流教学
实验用品:
圆形盛水器、碎茶叶末(一部分要预先浸透)、吹风机、橡胶管。
实验的做法:
在盛水器的表面标注出赤道、两极和南北半球的西风带。
把盛水器注满水,放入茶叶末(两种一起放入)。
(1)演示风海流和补偿流的形成
用吹风机通过橡胶管向赤道表面吹风(类似于赤道地带的东北信风和东南信风),记录现象,并分析:
水面现象及分析(如图1):
分析:
在赤道地区,由于信风的吹送,水体从东向西流,形成风海流;在图中A、B两个地区的水流是由于赤道地区洋流的流动,引起水体的减少,引起补偿,形成补偿流。
水槽剖面现象及分析(沿赤道剖面,如图2):
分析:
由于表层水体自东向西流,E地水面降低,底层水体上升,形成上升补偿流;相反,F地水体下降补偿,形成下降补偿流。
(2)洋流分布的演示
用吹风机在赤道、西风带位置同时向水面吹气,观察水面茶叶末的运动方向(如图1)。
分析:
图中形成四个环流,其环流方向分别类似于气旋和反气旋,形成了分别以C、D为中心的北半球和南半球的反气旋型环流,以及以G、H为中心的气旋型环流,由于南极地区为陆地,南半球缺少了气旋型环流(可在南极地区的位置上放上石块演示)。
(3)洋流对地理环境的影响
对航海业的影响:
在水面上放一个纸船,纸船顺流而动,很明显,船舶顺流航行则快,省燃料,用时短;逆流航行则慢,消耗更多的能源,用时长。
对海洋污染的影响:
在水流比较显著的水面上滴上一滴红墨水,我们会看到,红墨水随水而流,浓度越来越小,而面积越来越大。
可以说明,对于洋流,它一方面可以降低污染物的浓度,起到净化污染的作用;而另一方面,它又加大了海洋污染的范围。
对生物分布的影响:
注意观察水面,可以看到,在I、J两处,两支水流交汇,漂浮物较多;在B处,水下的漂浮物上涌。
在海洋上,类似上述的地带饵料丰富,海洋生物较为集中,形成了一些大型的渔场。
(4)洋流的成因
实验项目
实验器物
实验步骤
实验现象
实验图解
风海流及其补偿流
水盆、胶管、纸屑、自来水
在盛水的盆上洒些纸屑,用胶管一端对着水盆中间平行连续吹气
吹气时水带动纸屑形成环流运动,图中实箭为风海流,虚箭为补偿流
吹气
盐度差异引起的密度流
两个入口的方型透明玻璃管(本校物理实验室器材)、食盐、自来水、墨水
在盛满水的玻璃管一口放入一些食盐,随后在两口各滴一点墨水
加入食盐的一侧水下沉,而另一侧水上升,并对流循环。
加盐
温度差异引起的密度流
一个入口的方型透明玻璃管(本校物理实验室器材)、自来水、墨水、酒精灯
在盛满水的玻璃管一侧底部放在酒精灯上加热片刻,,随后在入口滴一点墨水
加热的一侧水上升,而另一侧水上升,并对流循环。
酒精灯
世界洋流形成与分布模式
自自制投影教具:
透明玻璃水槽,两侧有三个小孔,分别插入胶管,表示信风带、西风带、极地东风带。
在盛满水的槽里洒些纸屑,三个学生对着胶管同时连续吹气
吹气时水带动纸屑形成两个环流运动,很清楚地投影在屏幕上,分别表示低纬环流和中高纬环流
2.制作自流井模型
在长方形盘子的底部铺上一层黏土,使一端较高。
在黏土上面铺上4cm的湿沙。
再在湿沙上面放一薄层黏土,注意使它紧紧封住盘子的各边。
把漏斗插入较高端,使其底部到达湿沙层。
在较低端插入一根短吸管,也使其底部到达湿沙层(以上步骤由师生共同配合完成)。
然后教师向漏斗中缓缓加水,并指导学生观察吸管中水位高度。
3.火山喷发实验
把一个大开口的漏斗放在一个盛有水的锅里。
围绕漏斗用泥做一个锥状模型。
把漏斗口留着,不要堵死。
把锅放在酒精灯上加热,直到水从漏斗开口中喷出来。
让学生思考:
是什么力量造成了水的喷出?
然后,把一小块泥压成纸一样薄、与漏斗开口一样大小的泥片,盖在开口上。
重复上述实验,观察泥盖会发生什么变化。
(实验过程中要防止烫伤学生。
)
4.沉积物分选的实验
将同样比例的碎石、粗砂和黏土完全混合,放入一只玻璃瓶中(不超过容量的一半)。
将玻璃瓶用水注满,盖上瓶盖,剧烈振荡,然后让瓶子平放,使瓶中物质自然沉淀。
让学生观察沉淀成分的排列顺序,是否是大颗粒在下部,黏土细粒在上部。
在这个实验中,所用材料以及沉积过程与自然过程基本一样,只是缩小了规模,放在玻璃瓶里进行的。
5.清除泄漏的原油
2-4名学生组成一个实验小组。
先在一只平底锅的一端写上“海岸”,另一端写上“深海”。
向锅内倒入2cm深的水。
将20ml菜油慢慢倒入锅中,将羽毛和手指分别侵入油中,观察它们各自沾到油的情况。
接着用木棍试着将油挡在写有“海岸”的一端,从“深海”一端轻轻地向水面吹气来模拟风和浪。
再用棉球、纸巾以及滴管尽可能地将油从水面取出。
最后比一比,在相同时间里哪个小组清除得最干净。
在实验过程中思考下列问题:
将油挡在海岸外面的过程成功吗?
哪些材料清理油的效率高?
强风与大浪对清理原油工作产生什么影响?
如果鱼、鸟等动物被泄漏的原油裹住,情况会怎样?
实验:
堆积地貌-新月形沙丘
实验用材:
较大的木盘(长约3米,宽约1.5米,有边框)、干沙子、台式风扇等。
实验步骤:
(1)将干沙子平铺在木盘上,厚约10厘米;
(2)固定台式风扇于木盘窄侧,插好电源;(3)调节风档,风扬起沙粒,慢慢堆积形成状似新月的沙丘;(4)变换风档,风速大小影响沙丘形成和移动速度。
原理说明:
风扬起沙粒,相当于较干旱地区的风沙天气;新月的沙丘的缓坡和风扇所在方向一致,陡坡和风扇所在方向相对,可很好地帮助学生理解风向与沙丘陡缓坡的关系。
实验:
流水侵蚀和流水沉积作用
实验器材:
粗细不均的砂土、水、水杯
实验步骤:
将粗细不均的沙土堆放成一个5-10厘米高的土坡,从土坡顶向下浇注水流,先沿某条线方向浇注水流;再在整个坡面上随意浇注。
注意观察水流浇注后土坡表面的形态和土坡下沙土沉积的状况。
原理说明:
土坡表示起伏的地形,表面缺少植被的保护。
水流浇注表示流水对地表的侵蚀作用,如沿某条线方向浇注水流,会形成小沟谷,并不断加深。
如在整个坡面上随意浇注,则会沟壑纵横,坡面破碎(黄土高原的地表形态)。
坡面下沙土沉积具有分选性,粗沙先沉积,在外围和底层;细纱后沉积,在表层。
实验:
风力侵蚀和风力沉积作用
实验器材:
粗细不均的砂土、玻璃制成的箱体、电动吹风机
实验步骤:
用玻璃制成箱体,在箱的入口附近堆放大小不均的砂粒,用电动吹风机向里吹风。
原理说明:
风力越大,吹扬起的砂粒越大,表示风力的侵蚀作用越强。
当停止吹风时,颗粒大的先沉积、颗粒小的后沉积。
..
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