第四节 地球的圈层结构

第四节 地球的圈层结构

商洛中学 贾雪莉

课程标准：说出地球的圈层结构，概括各圈层的主要特点

对课标的理解：

地球的外部和内部圈层结构，并概括各圈层的特点。同时了解自然环境的组成。 标准解读：

本条“标准”有显性和隐性两方面的要求。显性要求是从宏观上了解地球的结构及特点。地球呈现出圈层结构，可以划分出内部圈层和外部圈层。内部圈层包括地壳、地幔和地核，外部圈层包括大气圈、水圈和生物圈。岩石圈是介于内部圈层和外部圈层之间的一个圈层，包括地壳和上地幔顶部，即软流层之上的固体岩石部分。

本条“标准”的隐性要求是了解自然环境的组成，这也是根本要求。本模块的主题是“自然环境及其对人类活动的影响”，在学习了有关“宇宙中的地球”之后，面临的一个基本问题就是“什么是自然环境”。“标准”以“宇宙环境—地球—自然环境”的认识思路，设计了在宏观了解地球圈层结构的基础上认识自然环境的组成，即在空间范围上把自然环境放在地球圈层结构中认识。

自然环境可以从宏观和微观两个层面上理解。从宏观层面上，根据现代自然地理学的研究，自然环境就是指地球表层系统，它是由岩石圈、大气圈、水圈、生物圈四大圈层交叉而成的。人类属生物圈的一部分。也有人为强调人类的重要性和特殊性，单分出一个“智慧圈”，这样就共有五大圈层。

从微观层面上讲（如落实到一定的地域），自然环境是由岩石、地貌、土壤、气候、水文、生物等要素组成的。

从人地关系角度出发，并且本条“标准”的行为动词为“说出”（要求较低），对于各圈层不要求展开深入了解，而应抓其主要特点及与人类活动关系密切的内容。

在自然环境的基础上，人类通过长期活动创造了人文环境（也有称社会环境），自然环境和人文环境共同组成地理环境。可见，地理环境的空间范围与自然环境是一致的 对教学的要求（教学目标制定的举例）

（1） 了解地球内部圈层的分界线，绘制、标识地球内部圈层与外部圈层结构示意图； （2）概括地核、地幔、地壳、岩石圈、生物圈、水圈、大气圈的主要特点；

（3）正确认识人类所处的自然环境。大气圈关键是掌握大气密度随高度增加递减；水圈是一个连续的、不规则的圈层；生物圈是一个充满活力的，最活跃的圈层。(特点) 课标拆析：

新课程标准中对“地球的圈层结构”部分提出的要求是“说出地球的圈层结构，概括各圈层主要特点”。并且在活动建议中提出：“绘制示意图，或利用教具、学具，说明地球的圈层结构”。由此看来，对地球的圈层结构，从分布到划分依据，从各层特点到学生理解、分析、判断和运用，都是本章内容的重点。因此，在教学中，始终把握住该节内容的标准要求，提高学生自主学习的能力，是教师力求完成的主要任务。 一、知识要求:

1．使学生了解地球的圈层构造，初步掌握地球内部圈层的组成和划分依据 2．使学生了解各内部圈层的界限、厚度、物理性状等。 二、能力要求： 1．使学生了解研究地球内部构造的方法，从而认识人类对未知事物所进行的探索实践，激发同学们学科学、爱科学的兴趣及责任感。

2．了解地球内部圈层划分实况及各层主要特点，从宏观上认识全球的整体面貌，形成

地球系统观念。

3．通过归纳、总结、对比地球内部各层的特点，对学生进行综合归纳等思维能力的培养和训练。 三、德育目标

通过学习对学生进行热爱自然、热爱科学的教育，鼓励学生献身于科学教育事业。 学习（教学）目标：

1、知道地球具有明显的圈层结构

2、了解地球的内部圈层、划分依据及其主要特征。 3、了解地球的外部圈层及其主要特征。

4、了解地球的垂直分层及于人类活动的关系。

5、培养自学能力和分析问题、解决问题的能力树立辩证唯物主义观和正确的环境观。 教材分析：本节教材主要分两部分内容：内部圈层和外部圈层。内部圈层部分首先介绍了对地球内部探测的主要手段—地震波，根据地震波在地下不同深度传播速度的差异和变化，将地球内部分为地壳、地幔和地核。其中与人类关系最为密切的是地壳。外部圈层部分主要主要介绍了大气圈、水圈和生物圈。在这几个外部圈层中，重点介绍了大气圈中大气的垂直分层，因为大气的垂直分层是地球大气最主要的特征 ，大气的分层结构与大气的热量、运动以及许多大气现象都有密切的关系，因此这部分内容是学习后面内容的基础。在本教材中，将中间层、热层和外层合并，统称为高层大气。这样处理基于：一是为了更加突出与人类关系相对密切的对流层和平流层，二是因为影响地球上无线电短波通信的电离层跨中间层和热层两层，很难将它划在其中的任意一个圈层，所以只有放在高层大气中讲述才显得较为合理。在大气的垂直分层中，尤以对流层最为重要，因为人类生活在对流层的底部，而且对流层的天气变化最大，也是众多天气现象的发源地。 教学重点：

地球的内部结构及地壳，大气的组成和垂直分层。 教学难点：

地幔，对流层和平流层温度随高度变化的原因。 课时安排：2课时

第一课时：着重从教学内容的讲授和分析入手，完成地球内部圈层结构教学内容的学习。同时，通过师生互动，将地球的圈层结构及划分依据让学生能够深入了解。

第二课时：通过内部和外部圈层的划分，让学生对地球的圈层结构有更加清晰的认知。在讲授地球外部圈层知识过程中，对大气圈、水圈进行简洁而又清晰的介绍。在新课程中，没有像老教材将各圈层分成小节单独分析，而是重在基本了解和理解的程度。所以，教师在讲授这一部分内容时，最好是突出重点和大的结构而尽量高度概括。 教学安排： （第一课时）

1、通过读图，让学生从感性上认识地球的圈层结构及层次关系。

2、在有了基本的结构认知后，着重讲授地球的内部圈层的划分。但教师不要过于拘泥于概念的讲授和分析，尤其是地震波、纵波、横波等概念，他们并非是该节内容的核心知识，只要学生了解了内部的几个圈层及层次关系即可。

3、在教学中值得注意的是，在学生掌握的主要内部圈层的结构后，可以将岩石圈的概念有意识地强调。因为岩石圈是内外部圈层的结合部，与外部圈层的联系也最紧密。学生了解了岩石圈的概念后，对后面的学习就有了知识铺垫。 （第二课时）

1、引导学生了解地球外部圈层的划分，明确外部圈层的结构和层次关系，尤其是外部圈

层的相互渗透和相互影响的关系更是要交代清楚。

2、本课时对大气圈、水圈两个圈层的介绍是重点，而生物圈和岩石圈并没有深入下去。因此教师应该适当的用描述性的语言简洁地概括他们的关系。

3、结合实际案例“美国生物圈2号实验的失败说明了什么问题”，让学生课后对生物圈进行自主学习，是教材设计的一个创意。教师完全可以很好地利用这个案例，开展学生的研究性学习活动。通过探究，学生对生物圈的了解会更加直接。 1、案例研究是教学中的关键。本节教学内容较多，但教师应该通过各种案例分析将“区域”和“区域差异”这两个概念始终把握住。

2、教学中，教师应该将国情知识渗透进每节课堂，尤其是我国东西部自然、人文上的巨大差异，其产生的历史原因和因应策略，都是当前影响我国可持续发展的关键问题。 3、利用图表知识进行绘图分析的练习，体现了能力训练的课堂化。设计适当的课堂练习，应该是新课程教学过程从教人员备课中要用心准备的一项工作。往往很多知识点，学生看、老师讲，好象并不难，但到了学生进行实际分析时，效果却不理想，其实就是没有很好地进行配合训练的缘故。

一堂课下来，教师课前准备的充分不充分，对教学效果起着决定性的作用。新课程理念如何体现出新字，仍然需要我们在工作中不断努力地探索。

教具设计：地震波速度与地球内部构造图，地球内部结构示意图，投影片（或多媒体、图片） 教学准备：

课前布置作业：查找地壳、地幔、地核的相关资料，准备课堂上进行交流。 教学方法：比较分析法、读图分析法 学法指导：

本节教学要重点突出“地球圈层”和“结构特点”两个核心概念，围绕这两个概念，逐步将地球圈层结构及其划分依据——圈层特点等知识点顺序展开。在学习过程中，教师让学生充分发挥学习的主观能动性，利用丰富的图例和图片展示，让学生分析和理解各圈层的结构特点。

1、通过探究活动让学生了解地球的圈层结构及分布。

2、通过学生的自主学习，举例说明主要的地球圈层结构特点。利用图解，由学生分析判断划分的依据。 教学过程

第四节 地球的圈层结构

第一课时

【导入新课】“谈天”是为了“说地”，“谈天”中已知地球的形状──球体，但它既不同于篮球──空心，也不同于铅球──均质体，而是从里向外划分为若干个球形的层次──圈层（出示“地球的圈层构造”示意图）。地球有六大圈层：内部三个，外部三外，界限是固态的地表。六大圈层中，与人类关系最密切的有四个（“立足之地”──地壳、“空气”──大气圈、“水”──水圈、“食物”──生物圈），今天我们这节课就主要讲述这几大圈层， 【板书】第四节 地球的圈层结构

【过渡】首先我们学习地球的内部圈层：

【引发思考】地球内部因地壳的阻挡，对人类来说始终是神密的，我们怎么会知道地球内部是由地壳、地幔、地核组成的呢？ 自学问题：

1、各层的划分依据是什么？

2、各层的范围和基本特征是什么？

【师生互动】师：同学们，你们说一个煮熟的鸡蛋从里到外可以分成几部分？ 生：蛋黄、蛋清、蛋壳。

师：那么你们是如何知道答案的呢？ 生（笑）：吃过。

师：地球的圈层结构和大家吃过的鸡蛋有一些相似之处。 板图：地球圈层结构圈层示意图。 【板书】一、地球的内部圈层

【板书】1、划分依据：根据地震波在地球内部传播速度的变化

【讲述】地球从外到内可以分为大气圈、水圈、生物圈、地壳、地幔和地核六个圈层，其中前三个者为地球的外部圈层，这些圈层是我们目前可以比较直观地进行观察和研究的。后三者为地球的内部圈层，显然，我们不能象剥鸡蛋一样地对它们进行观察和研究。我们对地球内部圈层的研究需借助于地震波。

【讲述】当地震发生时，地下的岩石受到强烈冲击，产生强性震动，并以波的形式向四周传播，这种弹性波叫地震波。根据地震波传播的特征，可将地震波分为纵波（P波）和横波（S波）。纵波能在固体、液体中传播，速度较快；横波只能在固体中传播，速度较慢。 【板书】(1)纵波(P波)：传播速度较快，可通过固、液、气传播 横波(S波)：传播速度较慢，只通过固体传播 (2)物质密度越大，传播速度越快

【师生互动】投影：地球内部圈层结构示意图（图1-4-1）分析P、S波的波速变化情况，由波速的突然变化引入不连续面的存在和地球内部圈层的划分。①两条波速变化曲线，区别出P、S波（依据：同一物质中P波速较S波快）

②总结P、S波速变化情况，归纳波速发生突然变化的层次及大致深度。 ③定义不连续界面：霍面（平均地下33Km），古登堡界面（地下平均2900Km） 师：大家注意观察，从地面往下随着深度的变化横波和纵波传播速度的变化。 （注意）此处要给学生足够的时间，必要时教师需进行讲解。 生：（归纳整理）

师：横波和纵波传播速度突然发生变化的界面称为不连续面，请同学们注意观察在2900km深度处，横波和纵波波速出现了什么明显变化？

生：横波波速突然变为零，纵波波速从约13.5km/s突变为约8km/s. 师：所以2900km深度处存在一个“一级不连续面”，我们将其称为古登堡面，以上为地幔，以下为地核。另一个一级不连续面叫莫霍洛维奇面，它是地壳和地幔的分界面。请大家继续观察还在哪里波速出现了明显的变化。 生：1000km我们把根据不连深度处。

师：对了，这里也有一个不连续面，但这个不连续面我们称为次级不连续面，其以上为上地幔，以下是下地幔。同样的道理，地核也可以分成两部分，请大家观察应该从多少千米深度处分开。

生：大约是5000km。

师：对，这里地震波的波速也发生了明显的变化。 【板书】2、划分界面：莫霍面和古登堡面。 【总结】莫霍面距离地表约33千米（大陆部分），纵波和横波的传播速度都明显增加；古登堡面距离地表约2900千米，纵波传播速度突然下降，横波则突然消失。

活动：同学们根据课前作业说明地壳、地幔和地核的主要物质构成和特征。 生（归纳）：地壳是由岩石组成的。地壳中主要的化学元素有氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁等，它们占整个地壳的98%以上。地壳的厚度在各处是不均一的，一般来说，大洋地壳较

薄，平均厚度只有7km，主要由玄武岩之类密度较大的岩石组成，大陆地壳平均厚度约为35 km，表层主要由花岗岩之类密度较小的岩石组成。与地壳相比，地幔的化学组成变化不大，但其温度、压力随深度增加变化较为显著。在上地幔的上部有一个处于熔融状态的软流层，一般认为这里是岩浆的发源地。地核的化学组成主要是铁和镍，外核物质呈熔融状态，内核为固体金属球。总体来看，各层的温度随深度的增加而升高，到地核温度已达到2000～5000℃之间。

师：地壳是由岩石组成的，上地幔顶部也是由岩石组成的，二者合称为岩石圈，因此，岩石圈和地壳所指的范围是不一样的，请大家注意区别。

【板书】3、三大圈层：以莫霍面和古登堡面为界，可以将地球内部划分为地壳、地幔和地核三个圈层。

（板图边讲边绘边讲述）

地壳 上

岩石圈 地

幔 软流层

地 下 地 幔 幔 外 核

地 内

核 核

通过分析图表总结（利用表解对比法帮助学生理解记忆）：（备注：此部分可以用投影或电脑投到黑板上） 圈层名称 地壳 不连续面 深度（Km） 特征 平均17 1000 2900 5000 6370 ①由岩石构成的固体外壳 ②大陆地壳厚、海洋地壳薄 ①固态 ②上部存在一个软流层（可能是岩浆的发源地 ①可能为固态 ②温度、压力和密度均增大 接近液态、横波不能通过（熔融态） 温度、压力和密度都很大(固态) （莫霍界面） 上地幔 地 幔 下地幔 （古登堡界面） 地外核 核 内核 【注意】总结知识点时特别要落实岩石圈、软流层范围。 【难点讲析】

(1)横波如何通过软流层？

误区：软流层给人“液体”印象，但为什么能通过横波？