一、創(chuàng)設問題情境,激發(fā)探究興趣
本內容活動:把教室門留一很小的縫隙,點燃一支蠟燭,先后置于近地面門縫處和門縫最高處,讓學生觀察并描述發(fā)生的現象。學習本節(jié)內容時,北方室內的溫度已明顯高于室外,蠟燭火焰在近地面門縫處會明顯飄向室內,而在門縫最高處則明顯飄向室外。這一現象在日常生活中往往不被人注意,學生原有的認知圖式難以類推此現象,但會有空氣向室內或室外流動的認知。創(chuàng)設這樣看似熟悉但與學生原有圖式不符的新奇刺激,能迅速激發(fā)學生學習興趣和探究問題的欲望。
二、激活已知圖式,聯結新舊情境
為引導學生探究這一現象的成因,快速啟動學生新情境的學習,首先要激活其在初中物理學習中已形成的有關空氣、氣壓及其與溫度關系的認知圖式,包括:①空氣的熱脹冷縮;②氣溫與氣壓的關系;③空氣密度與氣壓的關系;④海拔高度與氣壓的關系;⑤空氣流動與氣壓的關系。
然后讓學生分組探討以門縫為中心的周圍空氣可能的流動方向,并繪制室內、外空氣流動的環(huán)流圖。對于較難理解的空氣垂直方向的流動,教師可適當引導,最后形成統一的空氣環(huán)流認知圖式(圖1)。
三、猜想質疑驗證,重構認知圖式
把問題擴展到地球表面,在黑板上畫出圖2。
要求學生通過自主學習,解決以下問題:①地球表面A、B、C三地產生冷熱差異的原因;②A、B、C三地氣壓大小的比較;③A、B、C三地空氣流動的方向。
對于問題①可提醒學生結合第一單元知識(太陽輻射在緯度間的分布不均)和初中知識(海陸熱力差異)來尋找答案,實現新舊知識之間的聯結。
然后以小組合作方式探討并繪制出A、B、C三地的熱力環(huán)流圖,請差異性較大的兩個小組代表在黑板上繪制出各自的熱力環(huán)流圖,分別講述其環(huán)流方式和形成原因。
組織學生進一步推理驗證結論,直至形成一致的熱力環(huán)流模式(圖3)。
教師把高(低)氣壓標于結點處,形成完善后的熱力環(huán)流認知圖式(圖4),并進行總結性講解:熱力環(huán)流是一種常見的自然現象,它是大氣運動的最簡單形式。地面冷熱不均是形成熱力環(huán)流的直接原因。引起大氣運動的根本原因是各緯度獲得的太陽輻射能多少不均,此外,下墊面熱力性質的差異也是導致大氣受熱不均的重要原因。
針對圖3,引導學生猜想質疑,如①A地海拔高處的氣壓是否比海拔低處的氣壓還高?②垂直方向上顯示大氣是從低氣壓處流向高氣壓處,是否錯誤?
通過猜想質疑,培養(yǎng)學生主動發(fā)現問題、解決問題的能力。
讓學生解釋以門縫為中心的熱力環(huán)流的形成過程及原因(與情境導入相呼應)。
對前面學習的內容進行總結,篩選并整合相關信息,重構熱力環(huán)流形成的認知圖式(圖5)。
四、知識遷移深化,拓寬圖式應用
運用熱力環(huán)流圖式,解決以下兩個問題:①初中地理已學過城市“熱島效應”,要求學生自主繪制城市熱島環(huán)流圖并解釋成因;②沿海地區(qū)白天吹海風,晚上吹陸風,解釋海陸風成因并繪制熱力環(huán)流圖。
完成前面內容學習后,這兩個問題研究難度相對較低,教師把重點放在成因分析上。然后進一步拓寬熱力環(huán)流認知圖式的應用,解決以下兩個問題:③在①題的基礎上提問:如何減少城市的“熱島效應”?城市熱島環(huán)流對市區(qū)大氣污染物的擴散有何影響?④重慶地形上位于川東平行嶺谷地區(qū),當地很多傳統農舍不是建在離水源近的河谷區(qū),而多建在半山腰,為什么?
以上僅以本節(jié)中第一部分內容為例,就如何運用地理圖式優(yōu)化教學過程進行設計。在新課程學習中,依據學生已知地理圖式和即將調整或構建的地理圖式,可適當打破課本原有的內容和順序,如本節(jié)后續(xù)的“三圈熱力環(huán)流”、包括季風在內的大氣環(huán)流等地理圖式都可以通過熱力環(huán)流圖式進行調整或構建。新課程理念也提出新課標是地理教學的唯一依據,課本只不過是教學的材料之一,教師可根據教學實踐適當選擇或調整。
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