【每日教学设计】36 高中地理选必一《海—气相互作用》教学设计

教材：人教版高中地理选择性必修第一册《自然地理基础》（2019版）第四章第三节 课时：2课时 / 80分钟 课标要求：运用图表，分析海—气相互作用对全球水热平衡的影响，解释厄尔尼诺、拉尼娜现象对全球气候和人类活动的影响

一、教材分析

大概念定位

本节隶属于第四章"水的运动"，大概念为"水的运动与全球物质能量输送"。海—气相互作用是连接"水"与"大气"两大圈层的枢纽环节：海洋通过蒸发与长波辐射向大气输送水分和热量，大气以风应力驱动洋流并反馈调节海表温度，二者共同维系全球水热平衡。本节既是4.1陆地水体、4.2洋流知识的延伸，也是理解全球尺度气候异常（厄尔尼诺/拉尼娜）的钥匙，具有承上启下的枢纽地位。

学情分析

高二学生已具备以下基础：①热力环流原理（必修一）；②水循环过程与洋流分布规律（本章前两节）；③全球气压带风带分布（第三章）。但学生对"海—气耦合"的系统思维尚弱，容易将海洋与大气割裂看待；对厄尔尼诺/拉尼娜的成因理解常停留在"表层水温异常"的浅层描述，难以建立"风→洋流→海温→大气环流→气候异常"的完整反馈链条。

教师批注：讲厄尔尼诺时学生常问"东太平洋变暖为什么会让中国南方洪涝"——这说明他们缺的不是知识，而是"把链条串起来"的思维脚手架。我习惯在黑板上画一个"多米诺骨牌"示意图，每倒一块就标一个环节，学生跟得特别紧。

二、核心素养目标

三、教学重难点

• 重点：海—气相互作用对全球水热平衡的影响；厄尔尼诺/拉尼娜现象的成因与影响。
• 难点：厄尔尼诺/拉尼娜形成的"正反馈"机制及其对全球气候的远程遥相关（teleconnection）效应。

四、教学方法

问题式教学法、案例探究法、绘图分析法、小组合作学习

五、教学过程

第一课时：海—气相互作用与全球水热平衡（40分钟）

🔹 情境导入（5分钟）

"海浩"奇观——2021年大连海面"冒烟"

展示2021年1月大连海域"海浩"现象视频：零下16℃的空气中，温暖的海面蒸腾起白色雾霭，宛如仙境。

设问：海面"冒烟"的本质是什么？海洋向大气输送了什么？如果全球海洋停止蒸发，大气会发生什么？

深度追问：海洋每年蒸发约505,000km³水，其中约90%降回海洋，10%输送到陆地——这"10%"如何维系陆地上的河流与生命？

📖 新课讲授（20分钟）

问题链1：海—气之间交换了什么？（是什么）

引导学生回顾已有知识，从"物质"和"能量"两个维度归纳：

深度追问：为什么低纬度海区海—气水热交换更活跃？（太阳辐射纬度差异→海表温度差异→蒸发速率差异，衔接物理热量公式 Q=cmΔT）

问题链2：这种交换如何维系全球水热平衡？（为什么）

• 水分平衡视角：全球年蒸发≈年降水，海洋蒸发量＞海洋降水量（盈余），陆地降水量＞陆地蒸发量（亏损），海洋向陆地净输送水汽≈47,000km³/年，恰好等于全球入海径流量——水循环闭合。
• 热量平衡视角：低纬海区吸收太阳辐射盈余，高纬海区辐射亏损；海洋通过洋流（如墨西哥湾暖流）将低纬热量向高纬输送，大气通过盛行风与风暴轴完成热量再分配，二者共同缩小赤道—极地温差。

小组任务1：绘制"海—气水热交换循环图"（8分钟）

要求：以"太阳辐射"为起点，用箭头连接海洋蒸发、大气降水、洋流输送、大气环流四个环节，标注各环节的能量形式转换（辐射能→热能→潜热→动能）。

评价：组间交换评分，依据"环节完整性""能量标注准确性""逻辑清晰度"三维量规（每项5分，共15分）。

🎯 迁移应用（10分钟）

"如果地球没有海洋"逆向思维训练

假设地球是"无水行星"，仅保留陆地与大气：

• 昼夜温差将如何变化？（失去海洋热容缓冲，物理比热容 c_水≈4c_岩）
• 赤道与极地温差将如何变化？（失去洋流热量输送）
• 全球降水分布将呈现什么格局？（失去蒸发水源，仅陆地蒸腾，干旱区大幅扩张）

学生分组讨论3分钟，代表发言，教师点拨：海洋是地球的"恒温器"和"加湿器"——这就是海—气相互作用对宜居性的底层价值。

✏️ 课堂小结与作业布置（5分钟）

梳理本课时核心逻辑：海—气相互作用 = 水分循环的闭合器 + 热量再分配的调节器

第二课时：厄尔尼诺与拉尼娜（40分钟）

🔹 情境导入（5分钟）

"圣婴"与"女婴"——赤道太平洋的跷跷板

展示NOAA卫星海温距平图：正常年份赤道太平洋东冷西暖，而厄尔尼诺年份东太平洋异常偏暖，宛如一面"翻过来的跷跷板"。

设问：1982-1983年厄尔尼诺导致全球经济损失约80-120亿美元；1998年厄尔尼诺与长江全流域大洪水高度关联。赤道太平洋一小块海区的温度异常，为何能搅动全球天气？

深度追问：厄尔尼诺（El Niño，西班牙语"圣婴"）的命名源自秘鲁渔民在圣诞节前后发现海水变暖——为什么变暖发生在东太平洋，而不是西太平洋？

📖 新课讲授（20分钟）

问题链1：正常年份的赤道太平洋——沃克环流（是什么）

• 信风（东南信风）吹拂→暖水在西太平洋堆积（暖池，海温28-30℃）→东太平洋深层冷水上涌（秘鲁寒流上升补偿）→西太平洋空气受热上升、东太平洋冷却下沉→形成赤道太平洋纬向环流（沃克环流）。
• 西太平洋：上升气流→多雨（印尼、巴布亚新几内亚雨林）
• 东太平洋：下沉气流→干旱（秘鲁、智利阿塔卡马沙漠）

问题链2：厄尔尼诺——跷跷板为何翻转？（为什么）

• 触发：东南信风异常减弱（甚至转为西风）→西太平洋暖水向东回流→东太平洋海温异常升高（正距平≥0.5℃持续5个月以上）→东太平洋上升气流增强、西太平洋下沉→沃克环流减弱甚至反向。
• 正反馈机制（难点突破）：

  信风减弱 → 暖水东移 → 东太平洋海温升高 → 东西温差减小 → 信风进一步减弱

  这是一个自我强化的正反馈回路，如同"滚雪球"。

小组任务2："环流诊断师"——绘制厄尔尼诺年份大气环流异常图（8分钟）

提供正常年份沃克环流示意图（无标注版），要求学生：

1. 标出厄尔尼诺年份东、西太平洋的海温变化方向（↑/↓）
2. 用箭头重绘大气垂直运动方向
3. 推断印尼与秘鲁的降水变化趋势

评价：教师巡回观察，选取典型作品投影点评，学生对照"环流诊断师自评量表"（海温标注2分+环流方向3分+气候推断2分）自评。

问题链3：拉尼娜——跷跷板的另一端（拓展）

• 拉尼娜（La Niña，"女婴"）= 反厄尔尼诺：信风异常增强→西太平洋暖水堆积加剧→东太平洋上升补偿流加强→海温更低→沃克环流异常增强。
• 气候效应与厄尔尼诺大致相反，但极端性往往更强（如2008年初中国南方特大冰雪灾害与拉尼娜背景相关）。

深度追问：为什么厄尔尼诺和拉尼娜不是"对称相反"的？（海洋热惯性、大气响应的非线性、其他洋模态的叠加干扰）

🎯 迁移应用（10分钟）

"气候预言家"——2023-2024厄尔尼诺事件影响预判

提供背景：2023年5月NOAA确认厄尔尼诺形成，预计强度中等。请学生基于本节所学，分组预判其对以下区域的影响并陈述理由：

评价：小组代表陈述，其他组质疑补充，教师以"推理链条完整性"为评分核心。

✏️ 课堂小结与作业布置（5分钟）

核心公式化总结：

厄尔尼诺 = 信风减弱 → 暖水东移 → 沃克环流减弱 → 全球气候异常拉尼娜  = 信风增强 → 暖水西聚 → 沃克环流增强 → 全球气候异常（反向）

六、板书设计

                    海—气相互作用                         │        ┌────────────────┼────────────────┐        ▼                ▼                ▼   ┌─────────┐    ┌─────────┐      ┌─────────────┐   │水分交换 │    │热量交换 │      │  异常事件   │   │蒸发↔降水│    │辐射+潜热│      │ 厄尔尼诺/拉尼娜│   └────┬────┘    └────┬────┘      └──────┬──────┘        │              │                   │        └──────────────┴───────────────────┘                         │                    全球水热平衡                         │        ┌────────────────┴────────────────┐        ▼                                 ▼   正常状态：沃克环流                  异常状态：   东冷西暖·信风驱动                   信风减弱/增强   秘鲁干旱·印尼多雨                   跷跷板翻转                                      全球遥相关

七、教学反思

1. 大概念统摄效果：以"水的运动与全球物质能量输送"为大概念，将海—气水热交换、沃克环流、厄尔尼诺/拉尼娜串联为"正常机制→异常扰动→全球响应"的完整链条，避免了知识碎片化。从学生绘图任务来看，约80%能正确标注能量转换环节，但"正反馈机制"仍有三分之一学生理解不深，需在后续复习中以"滚雪球"类比强化。

2. 教学评一致性：四维度目标均配置了对应的评价方式（互评量规、观察提问、自评量表、汇报评分），评价工具提前印发，学生明确"做到什么程度算好"。但第二课时小组汇报时间偏紧，部分组未能充分展开质疑环节，下次可压缩讲授2分钟留给互动。

3. 问题链递进：两课时分别形成独立的问题链（第一课时"交换什么→如何平衡→没有海洋会怎样"；第二课时"正常环流→为何翻转→正反馈→反向异常→预判应用"），层次清晰。"逆向思维"和"气候预言家"两个迁移任务有效推动了高阶思维。

4. 跨学科融合：第一课时引入物理比热容解释海洋热容缓冲作用，第二课时以物理"正反馈"概念解释厄尔尼诺自我强化机制，衔接自然，未喧宾夺主。

5. 改进方向：可增加一段真实的ENSO指数时间序列（如1950-2023年Niño3.4区海温距平曲线），让学生直观感受厄尔尼诺/拉尼娜的周期性（2-7年，平均4年）与强度差异，增强数据素养。

八、拓展阅读推荐

1. 张竞水.《"海—气相互作用"教学设计》. 中学地理教学参考，2023（11）.（问题链引领、自主学习视角）
2. 焦红高.《体悟式教学：让思维在课堂上"可见"——〈厄尔尼诺与拉尼娜现象〉示范课》. 泰州教育网，2024.（问题链串联、粉笔盒模拟洋流）
3. NOAA Climate Prediction Center. ENSO Diagnostic Discussion（月度更新，英文）. https://www.cpc.ncep.noaa.gov/products/analysis_monitoring/enso_advisory/^[1]
4. 《2023年厄尔尼诺事件对中国气候的影响分析》. 中国气象局国家气候中心.

九、课后作业

【基础作业】

1. 绘制正常年份与厄尔尼诺年份赤道太平洋海—气相互作用对比示意图，标注海温变化、大气环流方向及降水差异。
2. 简述海—气相互作用对全球水热平衡的贡献（从水分平衡和热量平衡两个角度）。

【拓展作业】

查阅2023-2024年厄尔尼诺事件的相关报道，分析其对我国华南地区降水的影响机制，撰写200字左右的简要分析。

【高考题型训练】

选择题 第1组

（2024·广东模拟改编） 下图示意正常年份与厄尔尼诺年份赤道太平洋海表温度分布。据此完成1-2题。

1. 与正常年份相比，厄尔尼诺年份赤道太平洋东岸

   • A. 海表温度降低，降水减少

   • B. 海表温度升高，降水增多

   • C. 海表温度降低，降水增多

   • D. 海表温度升高，降水减少

   【答案】B【解析】 厄尔尼诺年份，东南信风减弱，西太平洋暖水向东回流，导致东太平洋海表温度异常升高；海水升温促使空气受热上升，对流增强，降水增多。A、C、D均与厄尔尼诺实际效应相反。

2. 厄尔尼诺现象发生时，下列地区最可能出现干旱的是

   • A. 秘鲁沿岸

   • B. 澳大利亚东部

   • C. 美国墨西哥湾沿岸

   • D. 巴西亚马孙平原

   【答案】B【解析】 厄尔尼诺发生时，沃克环流减弱，西太平洋暖池区下沉气流增强，导致印尼、澳大利亚东部降水减少，易出现干旱和森林火灾。秘鲁沿岸由干旱转多雨（A错）；美国南部冬季降水偏多（C错）；亚马孙平原降水变化复杂但非最典型干旱区（D错）。

选择题 第2组

（2025·佛山质检改编） 海—气相互作用是维持全球水热平衡的重要机制。据此完成3-4题。

1. 下列关于海—气热量交换的叙述，正确的是

   • A. 海洋通过短波辐射将热量输送给大气

   • B. 大气通过风应力将动能转化为海水的热能

   • C. 潜热交换主要发生在海水蒸发和水汽凝结过程中

   • D. 低纬度海区海—气热量交换强度小于高纬度海区

   【答案】C【解析】 潜热交换的本质是海水蒸发时吸收热量（潜热），水汽在大气中凝结时释放热量，完成海洋向大气的热量输送。A错：海洋向大气输送的是长波辐射，短波辐射主要来自太阳；B错：风应力主要驱动洋流（动能传递），并非主要转化为热能；D错：低纬海表温度高、蒸发强，热量交换强度大于高纬度。

2. 拉尼娜现象发生时，赤道太平洋西岸可能出现

   • A. 海表温度异常偏低，台风生成减少

   • B. 海表温度异常偏高，台风生成增多

   • C. 海表温度异常偏低，上升气流减弱

   • D. 海表温度异常偏高，下沉气流增强

   【答案】B【解析】 拉尼娜为反厄尔尼诺，信风增强使暖水在西太平洋进一步堆积，海表温度异常偏高；海温升高导致上升气流增强，对流活动旺盛，为台风生成提供更多能量和水汽，台风生成频率通常增加。

综合题

（2024·广东高考风格改编，16分）

材料一：2023年5月，世界气象组织确认新一轮厄尔尼诺事件形成。受其影响，2023年夏季我国南方多地出现极端高温天气，长江流域降水偏少；而2024年初，华南地区出现多次强降水过程。

材料二：正常年份与厄尔尼诺年份赤道太平洋海—气相互作用示意图（略）。

问题：

1. 分析厄尔尼诺年份赤道太平洋东、西岸海表温度及大气环流的异常变化。（6分）

   【参考答案要点】

   • 东太平洋：海表温度异常升高（暖水东移），原下沉气流区转为上升气流，降水由少变多。（3分）

   • 西太平洋：海表温度相对降低（暖水东移流失），原上升气流区减弱甚至转为下沉，降水由多变少。（3分）

   • 沃克环流整体减弱，东西向气压梯度减小。（答出即可加分）

2. 从海—气相互作用角度，解释2023年夏季我国南方高温少雨的原因。（6分）

   【参考答案要点】

   • 厄尔尼诺导致西太平洋暖池海温偏低，西太平洋副热带高压位置偏南、强度偏弱。（2分）

   • 副高偏弱导致其北侧的梅雨锋面雨带推进缓慢，长江流域受副高控制时间长，盛行下沉气流，降水偏少。（2分）

   • 同时，副高偏南使得暖湿气流难以深入北方，南方在副高控制下晴朗少云，太阳辐射强，出现极端高温。（2分）

3. 从人地协调观角度，提出我国应对厄尔尼诺/拉尼娜事件的两条措施。（4分）

   【参考答案要点】

   • 建立ENSO监测预警系统，提前发布气候异常预报，指导农业种植结构调整（如耐旱作物替代）。（2分）

   • 完善流域防洪抗旱工程体系（如水库调度、蓄滞洪区建设），提高对极端降水和干旱的韧性。（2分）

   • 其他合理答案：加强国际合作共享气候数据、推广农业保险分散风险等。（酌情给分）

本文为人教版高中地理选择性必修一教学设计系列内容，欢迎地理教师同行交流探讨。

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