“熱力環流”的模擬實驗及拓展應用

徐艷軍+朱鳳冠

“熱力環流”的形成原理是難度較大的內容，大氣看不見，摸不到，對學生而言非常抽象。在常規教學方式下，由于缺乏體驗和感悟，很多學生在學習后仍然會存在概念混淆、思維模糊等問題。我們可以通過模擬實驗的教學形式，化抽象為具體，讓學生在做中學；進一步通過繪制圖示、項目創意設計等教學環節，使學生在學中用，進一步將教學活動推向

深入。

一、模擬實驗，直觀觀察

該部分的學習目標是讓學生動手操作并觀察模擬實驗，探討熱力環流的形成過程和原理。

課前需做如下準備：1.將學生分為4個學習小組。2.準備材料：約50cm×

40cm×20cm左右的無底玻璃缸、電爐（加蚊香）、冰塊、紙片等。3.收集熱力環流的現實案例。

學生活動：1.點燃電爐（蚊香），放置冰塊。2.觀察蚊香煙飄動和紙片吹動方向。3.根據煙和紙片的吹動狀態，討論熱力環流是如何形成的，實驗裝置如圖1所示。

設計意圖：熱力環流是大氣的一種運動形式，難以覺察，發現它、觀察它，才可能更好地研究它。模擬實驗中熱的爐煙、冰塊的冷氣和小紙片的運動，將無形的空氣運動變為可觀察。這激發了學生探究的興趣，也幫助學生找到了理解熱力環流的突破口—熱脹冷縮。

二、繪制圖示，深刻理解

該部分的學習目標是繪制熱力環流形成過程圖和城郊熱力環流示意圖，通過繪制過程，進一步加深對熱力環流原理的理解。學生活動：1. 根據小組討論，繪制熱力環流的形成過程圖（見圖2）。2. 小組間分享課前收集的熱力環流案例，繪制城郊熱力環流示意圖，并進行圖示展示。

設計意圖：熱力環流形成過程圖既呈現了地理事物間的相互關系，又體現了學生的分析過程。當學生利用圖示展示自己的邏輯思維過程時，把無形的思維轉化為有形的展示，不僅有利于動手動腦，更有利于教師把握學生的學習過程和學習狀態。在這個環節中，教師要引導學生關注郊區溫度低與綠地的關系，為下一個環節創意設計作鋪墊。

三、創意設計，發散思維

以城郊間的熱力環流規律為基礎，通過項目設計培養學生的發散思維，提高學生的問題解決能力。

該部分的學習目標是通過設計緩解城市“熱島效應”的項目，提升學生實踐應用的能力。

課前準備：1.小組分工收集城市熱島的資料（原因、措施）。2.資料分享。學生活動：小組事先收集資料，討論提出為緩解城市熱島效應的創意方案并展示說明。

設計意圖：小組進行項目設計和展示，嘗試解決城市“熱島效應”問題，既培養了學生合作交流的能力和表達能力，也能潛移默化地提升學生的社會責任感。借助上一環節中的城郊間熱力環流示意圖，引導學生關注綠地的作用，幫助學生建立利用自然規律來解決城市熱島問題的意識，使尊重規律、靈活運用規律、追求人地協調的理念不斷根植學生心中。創意方案沒有對錯，只要學生認真思考，嘗試應用所學，言之有理的就是好方案。

學生圍繞熱島的原因、熱力環流的原理展開多方面思考，繪圖展示說明。不僅創造思維得到充分表現，而且運用地理原理和地理思維解決城市“熱島”問題的實踐能力也得以增強。

（作者單位：1.山東省青島第二中學；2.山東省青島第三中學）