1、.太陽對地球的影響一、教學(xué)目的 一知識與技能 1理解太陽能量的來源及其對地球環(huán)境和人們消費(fèi)、生活的影響。 2理解太陽活動的類型及對地球電離層、磁場和氣候的影響。 二過程與方法 1通過有關(guān)圖片、影像資料或多媒體課件的演示，理解太陽輻射的根本形式和特點(diǎn)，進(jìn)步學(xué)生觀察、分析問題的才能。 2通過從詳細(xì)生活、消費(fèi)實例的討論人手，分析太陽輻射、太陽活動對人類的影響，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)絡(luò)實際的才能。 3通過組織學(xué)生模擬太陽黑子、耀斑等活動，進(jìn)步學(xué)生的理論操作才能。 三情感態(tài)度與價值觀 1通過認(rèn)識日、地、月三者之間的關(guān)系，尤其是太陽對地球的影響，樹立事物是普遍聯(lián)絡(luò)且互相影響的辯證唯物主義觀點(diǎn)。 2激發(fā)學(xué)生探究關(guān)于

2、太陽輻射、太陽活動的興趣，樹立愛科學(xué)、學(xué)科學(xué)、用科學(xué)來分析研究地理問題的信；動和才能。3通過觀察圖片、影像資料，給學(xué)生以美的感受，培養(yǎng)學(xué)生欣賞美、鑒賞美的才能，陶冶學(xué)生情操，從熱愛自然美升華到探求科學(xué)的美的境界。二、教材分析 本節(jié)教材由兩大部分組成，其一是太陽輻射與地球，其二是太陽活動與地球。作為人類的生存環(huán)境，宇宙中既普通又特殊的天體地球，它與太陽、太陽系存在何種關(guān)系，促使地球上萬物生長、環(huán)境演變的動力又是什么，是本節(jié)教材重點(diǎn)要講清楚的內(nèi)容。 太陽及太陽輻射是宇宙環(huán)境對地球影響的典型事件。太陽對地球的影響是多方面的，從對地理環(huán)境和人類活動的影響來看，主要是太陽輻射對地球的影響和太陽活動對地球

3、的影響兩個方面。關(guān)于這兩個方面，在教材分析和講述中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。第一，關(guān)注的重點(diǎn)不是太陽活動及其產(chǎn)生的原因、太陽的內(nèi)部構(gòu)造和大氣構(gòu)造等，這些內(nèi)容不必詳加分析甚至不涉及。但是，為了說明對地球的影響，需要明確太陽輻射和太陽活動的主要特征和根本規(guī)律。第二，“影響應(yīng)從對地理環(huán)境和對人類活動兩方面來談。由于“影響涉及的范圍太廣，可以就主要影響用舉例的方式說明。第三，要辯證地對待宇宙環(huán)境對地球的影響。從一般意義上說，太陽輻射的影響是有利的，太陽活動的影響是不利的；然而進(jìn)一步分析，太陽輻射也有不利的影響如過多的紫外線輻射等，太陽活動也會產(chǎn)生有利的影響如尚在研究中的太陽活動對氣候等方面的影響。關(guān)于這兩點(diǎn)，教

4、材安排了有關(guān)的閱讀材料，要引導(dǎo)學(xué)生很好地理解其中的含義。 太陽對地球的重要性是顯而易見的，可以說沒有太陽就沒有地球的一切。人類生存的地理環(huán)境中，有大氣、水、生物等要素，這些要素本身和要素之間是不斷變化的，其根本動力就是太陽輻射。從能量的角度看，自然地理環(huán)境中大多數(shù)運(yùn)動及其變化，本質(zhì)上說是太陽輻射如何分配、再分配和轉(zhuǎn)移的問題。因此，太陽輻射是太陽對地球最大、也是最重要的奉獻(xiàn)。 教材從三個方面介紹有關(guān)太陽輻射的知識：其一，什么是太陽輻射；其二，太陽輻射的能量有多大；其三，太陽輻射的范圍。太陽常數(shù)反映的是地球大氣上界面承受太陽輻射能量的情況，同時也表達(dá)了太陽輻射總量的多少。我們假設(shè)一個球面，它以太陽

5、為中心，以日地平均間隔 為半徑。在這個球面上，每四平方厘米所得的太陽熱量都是824焦每分鐘，這個球面所得到的太陽熱能總量就是球面積與太陽常數(shù)的乘積，約為232×1028焦。這就是整個太陽每分鐘所輻射的熱能總量。關(guān)于太陽能量的來源，教材沒有進(jìn)展介紹。需要說明的是，太陽產(chǎn)生能量的方法是物質(zhì)的質(zhì)量轉(zhuǎn)變成能量，符合質(zhì)能轉(zhuǎn)換定律。在這個過程中，太陽質(zhì)量的損耗是相當(dāng)小的，而產(chǎn)生的能量是相當(dāng)大的。據(jù)有關(guān)推算，1克氫聚變成氦，只會造成 0.006 9克的質(zhì)量損失，而這一點(diǎn)點(diǎn)質(zhì)量虧損所對應(yīng)的是 6×1011焦熱量。因此，不必?fù)?dān)憂太陽質(zhì)量會消耗殆盡。 太陽輻射對地球的影響，可以從兩個方面加以說

6、明。第一，太陽輻射對地理環(huán)境形成和變化的影響。太陽輻射對地理環(huán)境的形成和變化，既有直接的作用，又有間接的作用。直接的作用，如巖石受溫度變化的影響而產(chǎn)生風(fēng)化，是顯而易見的；而間接的作用，比方地球上的大氣、水、生物等地理環(huán)境要素，它們本身的開展和變化，以及各要素之間的互相聯(lián)絡(luò)，大部分是在太陽輻射的驅(qū)動過程中完成的。在初中教材中已介紹過，太陽輻射的緯度差異，使各地獲得的熱量有所不同。在熱量盈余的地方如赤道，溫度并沒有越來越高，熱量虧損的地方如兩極，溫度也沒有越來越低，而是保持相對穩(wěn)定。這說明熱量在盈余區(qū)和虧損區(qū)之間不斷傳輸，其傳輸方式主要是大氣環(huán)流和洋流。大氣環(huán)流和洋流在地理環(huán)境的形成和變化中扮演著

7、極其重要的角色。由于后面章節(jié)要分別講到大氣環(huán)流和洋流，這里只是一般性地提一下，不作詳細(xì)解釋。第二，太陽輻射對人們消費(fèi)和生活的影響。人們對太陽輻射作用最直接的感受，就是它是人們進(jìn)展消費(fèi)和生活的主要能源。太陽能源主要包括兩部分，一部分是人們直接獲取的太陽能，一部分是由太陽能轉(zhuǎn)化的能源。從廣義的概念出發(fā)，可以籠統(tǒng)地認(rèn)為這些都是太陽能的利用。至于為什么說煤和石油等化石燃料固定了大量的太陽能，可以從煤和石油的成因上稍加說明。煤和石油都是地質(zhì)歷史時期由生物遺體形成的，而生物的生長需要吸收大量的太陽輻射能。從這個意義上說，煤和石油中固定了大量的太陽輻射能，是地質(zhì)時期儲存的太陽能。 為加深學(xué)生對太陽輻射與人類

8、活動的認(rèn)識，教材設(shè)計了理論活動，來加強(qiáng)太陽輻射通過綠色植物的光合作用對人類消費(fèi)的影響的認(rèn)識。 太陽輻射表達(dá)了日地關(guān)系的一個方面。但是現(xiàn)代科學(xué)所研究的日地關(guān)系，更多地側(cè)重于太陽活動對地球的影響。教材在簡單介紹太陽活動的概念后，重點(diǎn)介紹了兩個方面的內(nèi)容： 第一，太陽活動的主要類型。太陽活動的類型較多，如今人們認(rèn)識到的就有黑子、耀斑、日再、太陽風(fēng)等太陽活動現(xiàn)象。其中黑子是太陽活動的標(biāo)志，耀斑和太陽風(fēng)是太陽活動最劇烈的顯示，黑子和耀斑出如今太陽大氣層的不同位置。黑子主要出如今太陽的光球?qū)?，耀斑、太陽風(fēng)主要出如今太陽的色球?qū)?，太陽風(fēng)出如今日冕層。 第二，太陽活動對地球的影響。太陽活動對地球的影響表如今許

9、多方面，而且有些影響如今還在研究之中，沒有定論。就是對有定論的影響，要講清楚它們的物理機(jī)制，學(xué)生的根底知識不夠，也不是地理課的任務(wù)。因此，教材把重點(diǎn)放在說明現(xiàn)象上。太陽活動對地球電離層和地球磁場的影響，如今不管在實際觀測和理論分析上都比較成熟，教材對此作了介紹。太陽活動對地球氣候的影響，至今還沒有整理出比較確切可靠并可以利用的統(tǒng)計規(guī)律，在理論工作上進(jìn)展也不大。但是太陽黑子與降水的相關(guān)性，已經(jīng)得到證實。一是降水量的年際變化與太陽黑子相對數(shù)的年變化有相關(guān)性；二是兩者的變化周期大體為正正年。 在太陽活動頂峰年，地球上劇烈的天氣現(xiàn)象出現(xiàn)的機(jī)率就明顯增加；反之，地球上天氣變化那么相對平穩(wěn)。 耀斑和太陽風(fēng)

10、對地球的影響是突發(fā)性的，它們以射電爆發(fā)和高能粒子噴發(fā)的方式放出輻射能，引起地球大氣電離層中強(qiáng)烈的電磁擾動磁暴、短波通訊中斷等一連串反響。 太陽風(fēng)對地球的影響，主要是帶電粒子流在極地上空轟擊高層大氣，使其電離而產(chǎn)生極光等。 本節(jié)教材的知識可歸納為： 本節(jié)教材的重點(diǎn)主要是兩個方面的：一是太陽輻射對地球的影響；二是太陽活動對地球的影響。難點(diǎn)是如何讓學(xué)生明白太陽輻射是怎樣影響地球大氣運(yùn)動和水循環(huán)的，以及太陽活動對地球電離層、磁場的影響。要突出重點(diǎn)，打破難點(diǎn)，建議：在教法上通過有關(guān)圖片、影像資料或多媒體課件，提供給學(xué)生較為直觀的知識；從詳細(xì)生活、消費(fèi)實例出發(fā)，討論分析太陽輻射、太陽活動對地球的影響；有條

11、件的學(xué)校，可組織學(xué)生進(jìn)展觀測理論，以理解太陽黑子、耀斑的活動。 三、教學(xué)設(shè)計 本節(jié)教材內(nèi)容雖然比較簡單，但涉及的地理概念和地理現(xiàn)象重要而比較抽象，語言雖比較簡練，但包含的知識內(nèi)容較為豐富，需要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真、仔細(xì)閱讀和分析。教學(xué)中要非常注重運(yùn)用現(xiàn)代化的教學(xué)手段，充分利用圖片、影像資料、多媒體課件和教材上的有關(guān)閱讀材料，把復(fù)雜的知識通過學(xué)生的直接感觀明了化，引導(dǎo)學(xué)生深人理解，逐步總結(jié)規(guī)律，從而掌握知識的內(nèi)涵。在深化淺出地講授知識的同時，充分調(diào)動學(xué)生的積極性，以利于開展學(xué)生閱讀、分析、空間想像等各方面的才能。 關(guān)于太陽輻射與地球的教學(xué)，老師要首先理清知識間的互相聯(lián)絡(luò)： 任何物體都以電磁波的形式向外放

12、射能量。 太陽同樣放射能量，這種能量就是太陽輻射。太陽輻射可分為電磁波輻射和粒子輻射兩種，來自光球的0330對微米的電磁波輻射占總輻射量的97，主要是可見光和少量紅外光、紫外光。粒子輻射又稱太陽風(fēng)，主要成分是質(zhì)子、電子和粒子。 太陽輻射的能量宏大，與其內(nèi)部進(jìn)展的核聚變反響有關(guān)。太陽輻射的總能量可以從太陽常數(shù)加以計算，大約為3845× 1026瓦。地球收到的太陽輻射能量只占22億分之一的份額，大氣層還要反射和吸收掉一半左右，剩下的部分傳到地面，總量相當(dāng)于全球發(fā)電總功率的10萬倍。 太陽內(nèi)部的熱核聚變反響的進(jìn)展，與太陽的組成成分及內(nèi)部的高溫高壓狀態(tài)有關(guān)。 由于太陽輻射能量宏大，因此它對地

13、球的影響非常強(qiáng)烈，太陽輻射是地球上能量的源泉。 現(xiàn)代人類活動離不開能源，目前人類利用的主要能源都與太陽輻射能有關(guān)。 在此根底上，通過模擬演示電磁涉及其放射，導(dǎo)出太陽輻射的概念，即太陽以電磁波的形式向宇宙空間放射的能量。然后用多媒體手段模擬演示核聚變反響的過程及結(jié)果過程：4個氫原子核聚變?yōu)榛貍€氦原子核；結(jié)果：釋放能量，損耗質(zhì)量，引導(dǎo)學(xué)生分析得出太陽輻射之所以能量宏大，是其內(nèi)部熱核聚變反響的結(jié)果。 對于太陽輻射對地球影響的教學(xué)，可以通過模擬演示太陽輻射對大氣環(huán)境、水循環(huán)、生物活動的作用，說明太陽輻射是地理環(huán)境形成和變化的主要動力；用錄像或圖片資料演示人類對太陽能的利用等，說明太陽輻射能是人類消費(fèi)、

14、生活的來源。太陽輻射與地球部分講授順序可考慮： 關(guān)于太陽活動與地球的教學(xué)，要以太陽黑子、耀斑與日洱、太陽風(fēng)為主，結(jié)合太陽外部構(gòu)造圖，重點(diǎn)講述它們主要發(fā)生在太陽大氣層的不同部位，有著不同現(xiàn)象，以及它們分別對地球的影響。對于太陽黑子的活動，要以它的周期性11年為切入點(diǎn)，說明地球氣候變化與太陽活動有明顯的相關(guān)性，太陽活動的強(qiáng)弱也是以太陽黑子的多少為標(biāo)志的，從而更好地說明太陽活動對地球的深化影響。 太陽活動以黑子活動為代表，有大約年的周期，相應(yīng)地對地球的氣候有明顯的影響。黑子的所謂“周期只是一種統(tǒng)計規(guī)律的周期，加上多種周期的組合。太陽本身的自轉(zhuǎn)運(yùn)動等因素，以黑子活動為表現(xiàn)的太陽活動對地球的影響是非常復(fù)

15、雜的。其詳細(xì)影響機(jī)制還不清楚。因此，太陽活動對地球的影響的詳細(xì)情況，根本上目前是無法預(yù)測的，只是影響發(fā)生之后再去進(jìn)展定性的解釋。 關(guān)于黑子活動和地球氣候等的相關(guān)關(guān)系，在太陽活動的頂峰年，一般地說地球的農(nóng)業(yè)總體豐收的情況占多數(shù)，同時也多發(fā)生那些具有新聞價值的事件，但由于新聞宣傳的有意無意的導(dǎo)向作用，往往會造成一種錯覺，似乎是黑子出現(xiàn)多的年份，地球上災(zāi)害性事件多些。 強(qiáng)烈的耀斑發(fā)出的短波輻射，可以在幾分鐘內(nèi)到達(dá)地球，在電離層中引發(fā)磁暴，對地球的短波信息傳輸系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，甚至威脅一些航天器的飛行平安。太陽風(fēng)比短波輻射的速度要慢許多，強(qiáng)太陽風(fēng)到達(dá)地球時，有時也會引發(fā)磁暴現(xiàn)象，但是更多的情況是太陽風(fēng)受到

16、地球磁場的影響，向兩極地區(qū)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，在極地上空引發(fā)極光現(xiàn)象。太陽風(fēng)強(qiáng)的時候，極地的極光活潑，絢麗多彩。 這部分的教學(xué)，可按如下順序進(jìn)展： 通過本節(jié)的教學(xué)，要讓學(xué)生建立起太陽與地球相對位置和互相運(yùn)動的關(guān)系，尤其是要讓學(xué)生明確，地球上的萬事萬物，分開了太陽就不會存在，太陽是地球上能量的來源。太陽輻射和太陽活動對地球的影響；有利方面是主要的，不利影響是次要的。 對于本節(jié)的教學(xué)，建議采用多媒體輔助的教學(xué)方法。 首先，老師可播放關(guān)于太陽概況、太陽活動的有關(guān)影像資料，然后設(shè)問： 地球大氣層是風(fēng)云變幻的，太陽大氣層也不是風(fēng)平浪靜的，在太陽外表和內(nèi)部會有哪些活動現(xiàn)象呢？ 你認(rèn)為促進(jìn)地球上萬物生長、環(huán)境演變的動

17、力主要是什么？ 然后導(dǎo)入新課： 一太陽輻射與地球 1太陽輻射概念、來源 老師幫助學(xué)生分解太陽輻射的概念，教會學(xué)生識記理解概念的方法。 播放多媒體課件“太陽內(nèi)部的核聚變反響 太陽通過核聚變，損失一部分質(zhì)量而放出能量。 老師：任何物體活動都要有能量。綠色植物的生長、大氣運(yùn)動和洋流的能量主要來自哪里？ 學(xué)生考慮：太陽輻射。 老師：水和大氣的運(yùn)動是如何促進(jìn)全球熱量平衡的呢？ 學(xué)生考慮：洋流和大氣運(yùn)動把低緯度的熱量送到高緯度，把高緯度的冷空氣和冷水送到低緯度，從而實現(xiàn)能量的交換。 老師可舉例說明日常生活、消費(fèi)所用的能源是來自太陽的能量。 比方：煤、石油，家里曬衣服，植物生長，太陽能熱水器，太陽能發(fā)電，還

18、有太陽能汽車等。 2太陽輻射對地球的影響 地理環(huán)境形成和變化的重要因素 人類消費(fèi)、生活的主要能源 老師：太陽的大氣層可以分為哪幾層？ 學(xué)生：可分為光球?qū)印⑸驅(qū)雍腿彰釋印?指導(dǎo)學(xué)生看“太陽外部構(gòu)造圖 地球上許多自然現(xiàn)象，都同太陽息息相關(guān)。由于日、地間隔 的較近，因此，太陽是地球上唯一能看到其外表細(xì)節(jié)的恒星。太陽的外部，即太陽大氣，由里向外可分為三層：光球?qū)印⑸驅(qū)雍腿彰釋?。光球?qū)邮翘柎髿獾淖畹蛯?，平時用肉眼可觀察到的光亮奪目的圓面就是光球?qū)樱竭_(dá)地球的太陽光來自這一層，厚度約 500千米，溫度約 6 000K。色球?qū)邮翘柎髿獾闹袑樱挥诠馇驅(qū)又?，為太陽圓面上玫瑰色的圓，只有在日全食時肉眼可見，厚度約 2 000千米，溫度從底部的 5 000到頂部約幾萬度。日冕層是太陽大氣的最外層，位于色球?qū)又希渌|(zhì)點(diǎn)密度極為稀薄，是太陽大氣和星際空間的過渡地帶，僅在日全食時肉眼可見，厚度約達(dá)幾個太陽半徑，溫度約100萬到200萬度。 太陽的大氣層不是一汪死水，有時會產(chǎn)生劇烈的變化，這種變化就稱為太陽活動。 二太陽活動對地球的影響 1太陽活動的主要類型 太陽活動有哪些主要類型，分別發(fā)生在哪幾層？ 主要類型有黑子、耀斑、日洱、太陽風(fēng)。黑子發(fā)生在光球?qū)?，耀斑和日洱發(fā)生在色球?qū)?，太陽風(fēng)出現(xiàn)于日冕層。 太陽黑子活動的規(guī)律是什么？ 黑子活動以回四年為周期引導(dǎo)學(xué)生看閱讀材料“太陽黑子。