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1、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
2、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
3、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
4、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：线和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
5、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，
6、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。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
7、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
8、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
9、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
10、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2060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1
11、0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
12、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