“地殼的物質組成和物質循環”教學過程設計

重慶市巴蜀中學（400015） 楊 華

重慶市教科院（400015） 張文革

重慶市巴蜀中學（400015） 陳麗芳

一、導入新課

（1）課前放一段《神奇的地球》視頻，感受神奇的自然。

片中看到奔騰的河流、浩瀚的海洋、無垠的沙漠、銀色的冰川世界、高山深壑，還有即將噴出的熾熱巖漿……構成了異彩紛呈的大自然。

（2）舊課再現：地球的內部圈層。

我們知道，地球的內部分為地殼、地幔、地核三個基本圈層，地殼就是地理環境中眾多要素的載體。今天，我們即將開啟地殼的物質發現之旅，去探索地殼的物質組成和物質循環。

（3）通過圖片展示三種固、液、氣態的礦物。

這是一枚重達478克拉的天然鉆石，產自于非洲的一個小國萊索托，估價數千萬英鎊。

石油

天然氣

這些都是什么？

（4）概念引入——礦物。礦物是指具有確定化學成分和物理屬性的單質或化合物。是化學元素在巖石圈中存在的基本單元。有用礦物在自然界富集到有開采價值就形成礦產。截至20世紀末，確認的天然礦物超過3000種，礦產150種。

（5）播放去重慶師范大學地質博物館參觀的視頻。為了更好地認識礦物和巖石，我們班地理興趣小組的同學在上周日和老師一起去重慶師范大學參觀了地質博物館，聆聽了地質學教授楊老師的講解。

二、探究活動一

發現之旅A站：多彩的礦物——快速鑒寶

（1）材料：常見礦物，磁鐵、小刀、玻璃、粗瓷板（也叫條痕板）。

（2）方法：從結晶形態、透明度、光澤、密度、顏色、硬度和條痕等方面識別。

常見礦物主要特征鑒定表

（3）成果交流：完成鑒定表

由于礦物具有確定的物理屬性，所以通過肉眼和必要的工具，從結晶形態、透明度、光澤、密度、顏色、硬度和條痕等方面識別。

硬度根據書中的摩氏硬度計，看書31頁，這里將硬度分為十級。請說出硬度最高的礦物。金剛石，即鉆石，可以在任何物體上刻畫出痕跡。那同學們想過沒有，用什么來琢磨鉆石。只有鉆石才能琢磨鉆石。條痕是礦物在粗瓷板上刻畫得到的粉末，可以表達礦物的真實顏色。

（鑒定演示）手拿云母礦物，觀察結晶形態、顏色、光澤，在粗瓷板上刻畫看條痕，用指甲刻畫找硬度等，對照常見礦物特征鑒定表，鑒定是云母。

這里為大家準備了8種礦物，兩組共16塊。現分發給大家。請大家根據特征迅速鑒定。

拿著礦物的同學向大家匯報鑒定成果。

（教師小結）螢石，主要因為在紫外燈的照射下或加熱會發出熒光。方解石，6面體，每個面是四邊形并是光滑的。非金屬光澤，屬于非金屬礦物。滑石，用手摸有潤滑感，象一塊香皂，硬度為一。石英是6棱柱，端頭是六棱錐，無色。晶體結晶好，就是我們說的水晶。也屬于非金屬礦物。含有雜質則成不同的顏色。有美麗的孔雀羽毛的顏色是孔雀石。金黃色的是黃銅礦。偏紅色的是赤鐵礦，黑色的是磁鐵礦，除了顏色上面的差別，還可以用磁鐵來看看，有磁性的是磁鐵礦，無磁性的是赤鐵礦。孔雀石、黃銅礦可以煉銅，磁鐵礦和赤鐵礦可以煉鐵，它們都屬于金屬礦物。

三、探究活動二

發現之旅B站：復雜的巖層

（比較巖石和礦物的不同和聯系）看方解石和石灰巖的圖片，思考兩者的關系。

方解石是礦物，是單個的晶體。石灰巖是眾多的方解石礦物組成。之所以看不出來，是因為晶體細小。

（概念引入）巖石，是一種或幾種固態礦物的集合體。按成因可以分為巖漿巖、沉積巖和變質巖。

（巖漿巖的生成的情況圖片展示）下面來看巖漿巖的形成。

熾熱的熔融狀態的巖漿是如何變成冷的堅硬的巖漿巖？冷卻凝固。途徑有兩種：侵入其他巖體冷卻凝固和噴出地表冷卻凝固。請比較這兩種冷卻凝固時間有何不同？噴出地表冷卻凝固時間快。

（對比花崗巖和玄武巖的兩張圖片說明侵入巖和噴出巖的不同特征）比較兩種巖石的不同。一種有氣孔，一種無氣孔。一種看不出晶體，另一種晶體顆粒粗大，白色的是石英，黃色的是長石，黑色的是云母。這兩種分別是侵入巖和噴出巖，猜猜對應關系？為什么？噴出巖形成：巖漿噴出地表伴隨著氣體的逃逸，由于冷卻速度快，結晶時間短，晶體顆粒細小。侵入巖形成：巖漿由于冷卻速度相對較慢，結晶時間長，晶體顆粒粗大。左側是噴出巖的一種玄武巖，右側是侵入巖的一種花崗巖。

（展示流紋巖和安山巖的圖片）噴出巖還有流紋巖。我們想象一下，當炙熱的巖漿噴出象瀑布一樣流淌下來，冷卻凝固形成。安山巖，因大量發育于美洲的安第斯山脈而得名。

以上我們探究的是巖漿巖的成因和特點。下面來看看沉積巖。

（動畫演示）思考形成沉積巖的物質有哪些？來自于哪里？沉積環境是怎樣的？沙、礫、粘土、生物的沉積物。主要來自于陸地上。沉積環境是水環境。

思考，松軟的沉積物是如何變成堅硬的巖石？

（沉積巖形成的演示實驗演示）實驗過程及原理：將松軟沙、土倒入燒杯，用一粗棒將其壓緊。再將燒杯倒過來，松軟的沙、土粘在一起成為一個整體。表示形成地層的沙粒和泥土剛開始堆積時，顆粒還沒有粘在一起，當地層逐漸堆積時，下層受壓，開始收縮，顆粒也就容易粘在一起。展示一塊堅硬的混凝土，在沙、土中加入水泥和水，等其凝固，就形成了堅硬的混凝土。沙等碎屑物質不只是在高壓作用變硬，地下水和雨水中的物質沉淀在沙礫與泥粒之間，粒與粒的空隙被填充壓緊，這樣就會變硬。松軟的堆積物在壓縮作用和凝結作用下可變成堅硬的沉積物。

（教師小結）壓縮作用和凝結作用可稱為固結成巖作用。礫石、砂、泥等沉積物在固結成巖作用下變成了沉積巖。礫石、砂、泥等沉積物來自于已生成巖石被風化、搬運和沉積。形成沉積巖的物質是碎屑等沉積物，所以可以根據沉積物顆粒的大小分為礫巖、砂巖、頁巖。

（沉積巖巖層圖片展示）請學生觀察形成礫巖、砂巖、頁巖的沉積物顆粒大小關系，而且還看到，在沉積巖中有一重要的能源礦產——煤。它是植物沉積物演化形成的。

（身邊的巖石圖片展示）這是重慶的老街十八梯，在山城重慶，我們已習慣爬坡上砍，過去這樣的石階都是由砂巖砌成的，也是重慶主要的常見巖石。象革命紀念地紅巖村，得名于當地紅色的砂巖。

（圖片展示）這種巖石你見過嗎？這地方你去過嗎？看石灰巖及其形成的地貌——喀斯特地貌。石灰巖是化學和生物的沉積物固結形成，也是重慶地區常見的一種沉積巖。

（鑒定演示）其成分是碳酸鈣，在野外，我們常滴入鹽酸，冒泡的即是石灰巖。

（圖片展示）看沉積巖的圖片，你可以看出沉積巖有何特點？①層理構造。生物的遺體、遺骸、遺跡等在未腐爛時被沉積物所埋沒，隔斷了與大氣的接觸，經過長時間炭化或被其他物質置換、填充逐漸演變成化石。所以沉積巖還有一個特點是有化石。

（1）讀圖1根據沉積巖特點和與火成巖切割關系判斷地層年齡。

圖1

學生很容易根據沉積巖層理構造，即老的在下面新的在上面判斷三層沉積巖的新老順序，但由于有與火成巖的交割，問題變得復雜。關于火成巖1和沉積巖3、2的關系可以看出先有沉積巖3、2，再被火成巖1侵入，就像先有紙，再被戳個洞。火成巖2與火成巖1不同的是，它不僅侵入了沉積巖3、2，還在沉積巖2的表面形成了錐形的火山，可以想象是堆積的結果，所以火成巖2早于沉積巖1，沉積巖1是最新的地層。結論是，由老到新：沉積巖3、沉積巖2、火成巖1、火成巖2、沉積巖1。

（化石圖片和視頻播放）思考化石在地理研究方面的作用是什么？

研究古地理環境，判定地層年齡。

（2）讀圖2根據化石判斷地層年齡。

圖2

根據巖層中所含化石或礦產的情況，判斷a是___________代地層；b是___________代晚期地層；c是___________代中期地層，d是_________代早期地層，它們由新到老的順序是___________。

附：各地質年代的典型代表

太古代——地殼活動劇烈，地球上只有海洋。有類似蛋白質的有機質。

元古代——出現陸地。有藻類等低等生物，原始生命開始。

古生代——無脊椎動物出現，如三葉蟲。脊椎動物出現，如魚類、兩棲類。后期是重要的造煤時期。亞歐大陸、北美大陸基本形成我國東北、華北已抬升成陸地。

中生代——我國大陸輪廓基本形成。爬行類、鳥類出現，如恐龍、始祖鳥等，也是重要造煤時期。

新生代——世界許多高山形成，如喜馬拉雅山脈，第四紀人類出現，這是生物發展史上的重大飛躍。

（3）讀圖3思考：根據變質帶位置分析其溫度和和壓力特點，并進一步思考可能會發生什么？

圖3

變質帶受其熾熱巖漿的影響，溫度和壓力極高，可能已生成的巖石會進一步發生成分和結構的改變，即變質作用。已生成巖石在變質作用形成變質巖。

（圖片展示）泰姬陵，你認識它嗎？它是用什么巖石建成的？它是用大理石建成的，體現了建筑的端莊、肅穆和典雅。它是一種變質巖。

（找一找）找出左側變質巖的“前身”：石英巖、片麻巖、大理巖、板巖。分別是砂巖、花崗巖、石灰巖、頁巖。

（4）讀圖4，判斷A、B、E巖石的類型。

圖4

A侵入其他巖體，侵入巖。B有層理構造，沉積巖。E位于變質帶上，變質巖。

四、探究活動三

發現之旅C站：規律探尋

（1）結合三類巖石的成因，找出三類巖石的關系，請你畫出圖來表示。

（2）下列方框代表的是巖石類型和巖漿，請填出名稱，并說明字母代表的含義。這揭示怎樣的規律？能量來源？意義何在？

（教師小結）經研究發現，巖石圈在一些地方不斷誕生，在另一些地方不斷消融，巖石和巖漿可以相互轉換。這就揭示了地殼的物質循環，即地質循環。能量主要來自于地球的內部，即放射性元素衰變釋放出的能量。通過地質循環，地球的內部和外部的物質發生了交換，能量發生了轉換。

（結語）同學們，我們的地殼物質發現之旅即將駛向終點。我們認識了礦物，礦物的集合體——巖石，認識了地質循環。下面給大家布置一篇小論文，題目是身邊的礦物和巖石，探尋礦物和巖石在生活中的應用。

【教學點評】

在教學過程中充分體現了新課程的理念，課程三維目標明確，教學立意從學生的認知出發，用動態生成的觀念，充分重視個體經驗。在重過程的生成理解中，實現文本主題意義建構。教學過程以地殼物質發現即礦物—巖石—地質循環為線索，探索地殼的物質組成和物質循環，整堂課就是一次地殼的物質發現之旅。發現過程由淺入深、層層遞進、重視理性思維知識的分析。課堂結構緊密，教學設計獨特。重視方法和策略，通過地理實驗及一系列的探究活動激發了學習地理的興趣，學生思維活躍，培養學生科學態度、習慣、科學價值觀。通過課前的參觀和課后的論文，將地理課堂做了充分的延伸，并與生活做了聯系。