俗话说，磨刀不误砍柴工。高中教师在教学前就要准备好教案，做好充分的准备。教案可以让学生能够听懂教师所讲的内容，帮助高中教师缓解教学的压力，提高教学质量。我们要如何写好一份值得称赞的高中教案呢？下面是小编帮大家编辑的《必修一第二单元问题研究为什么市区气温比郊区高》，供大家借鉴和使用，希望大家分享！

问题研究为什么市区气温比郊区高●三维目标

知识与技能

1.认识什么是热岛效应，培养探究能力。

2.引导学生将热力环流原理应用到城市热岛环流的分析之中，理论联系实际，巩固所学知识。

3.培养学生的资料分析能力，分析城市热岛效应发生的原因，并能提出减弱城市热岛效应及其影响的建议。

过程与方法

1.在所学热力环流原理的基础上，分析城市热岛效应发生的原因。

2.以探究学习方式进行问题研究。从等温线分布图中发现问题，从景观图片中分析产生问题的原因，讨论问题会带来的影响。

情感、态度与价值观

1.培养学生科学研究的素养和态度。

2.培养学生的合作和团队精神。

●教学重点

1.培养学生提取、分析地理信息的能力和表达能力。

2.引导提出减弱城市热岛效应及其影响的建议。

●教学难点

1.学生资料分析能力的培养。

2.理论联系实际能力的培养。

●教具准备

多媒体设备，集成的相关课件

●课时安排

1课时

●教学过程

［新课导入］

师：2005年2月19日，成都迎来了9年一遇的降雪。雪花飞舞、愉悦人心的时候，市民也发现，在离市中心不到20千米的三圣乡，雪花飘落在绿色的树叶和盛开的花瓣上，白茫茫的银装顿时让色彩斑斓的地方变成了北国风光。遗憾油然而生，成都城区虽然飘落着同样的雪花，但城市像一个“火炉”，雪不着地就没影了。为什么雪花不给城里人玩耍的机会呢？（来源：四川在线—华西都市报http：//.cn??四川在线2005－02－2607：02：20）

生：是城市热岛效应的影响。

师：正确。四川省专业气象台预报员吴德仁说，降雪当天，郊区最低气温降到了0℃，但城区温度却保持在2℃左右。所以，市民在城外可以欣赏到银装素裹的动人雪景，而雪花飘落到城区时，城里2℃的温度使雪花瞬间化成了水。

我们今天要研究的课题就是：为什么城市气温比郊区高？

（板书）问题研究为什么城市气温比郊区高？

推进（新知识传授）

［教师精讲］

（投影）课题研究思路：

师：请大家按照投影上的课题研究思路来展开研究。

（投影——资料1）图2.29“城市热岛效应示意图”，资料分析：

1.描述图中气温曲线的特点。

2.总结什么是城市热岛效应。

师：上个星期日我们请家住市中心的几个同学和家住郊区的几个同学分别在早上8：00、下午14：00、晚上20：00同时测量居住地附近的气温。请大家上台展示。

生：（分别上台展示测量结果）

（投影表格）教师同时录入学生测得的气温数据并演示出来。

地点

气温（℃）

时间

市中心

距市中心5km

（市中心外围）

距市中心10km

（近郊）

距市中心15km

（近郊）

8：00

14：00

20：00

师：（按市中心到远郊的顺序及时间的顺序，把学生测得的气温数据列表比较）请大家看投影图示，读图分析。同时，再对照我们同学测得的不同地点不同时刻的气温数据，看看你能得出什么结论。

生：（分组合作讨论）1.图中气温曲线的特点是：城市中心的气温高于郊区，城郊居民区的气温高于农田。

生：（分组合作讨论）2.城市热岛效应：就是一种城市气温比郊区高的现象。

（过渡）

师：大家分析得很准确。每当炎炎烈日之下，我们忍受着城市里的高温酷暑，切身的体会使我们不由得要问：是什么因素导致了城市的热岛效应？请看投影，分析资料。

（投影——资料2）图2.30、图2.31，资料分析：

1.对比以上两幅图片，讨论城市热岛效应产生的原因。

2.除了照片上提示的原因外，想一想还有哪些因素可能导致城市热岛效应。

生：（合作讨论）1.地表覆被的不同是城市热岛产生的一个原因。

生：（合作讨论，参考课前收集资料）2.盛夏季节，城市里热浪滚滚，到了郊区，人们明显感到凉爽了许多。在城市里，人们大量地燃烧石油、煤气、煤炭等燃料，燃料中的化学能大部分转换成机械能、电能，其余的则转化为热能，直接释放到空气中。大城市有几十万辆汽车，每天要排放大量尾气，这些汽车尾气的温度都在100℃以上，这就大大影响了城市的气温。

城市中的建筑物鳞次栉比，水泥或柏油地面的街道纵横交错，因而造成城市下垫面的性质与郊区不同。城市的建筑物和深色路面，在白天会大量吸收太阳辐射热，并且很快地升温。因此城市成了一个巨大的“热岛”。

此外，由于空气中存在着大量烟尘和各种气体污染物，因而在城市上空形成了云和雾。这些云雾在夜间减少地面的有效辐射，使得地面降温减缓。这些特殊的条件使城市具有“热岛效应”，即城市比郊区、田野气温高。

城市有许多高楼大厦。重重叠叠的高楼大厦组成了庞大的人造屏障，当较冷的空气从郊区流向城市里，这些人造屏障就会阻挡空气的流动，这样大部分冷空气就被阻挡在城市外面。这也是造成城市比郊区气温高的原因。

“热岛”的强度通常和城市大小有关。几万到十几万人口的小城市市区和郊区气温相差2～3℃；数十万人口的中等城市，市区和郊区相差3～5℃；而数百万人口的大城市，市区和郊区气温可相差5℃以上。

“热岛效应”反过来又使城市耗电及用水量大增，夏天要想降低1℃比冬天升高1℃用电量要大得多。这样，又要耗掉大量能源，造成更多废热，进一步加强“热岛效应”及其他气候效应。

师：据估算，城市白天吸收储存的太阳能比乡村多80%。到了晚上，城市降温缓慢，因此夏季前半夜便仍感闷热。还有，晴天的夜间城市上空常有逆温层存在，它阻碍了热量向高空扩散。

（投影——资料3）图2.32，资料分析：

1.热岛环流产生的原因是什么？

2.这种环流会对市区大气污染物的扩散产生哪些影响？

3.还会产生哪些影响？

4.我们应该如何避免这种影响？

生：（分组合作讨论）1.市区的气温高于郊区的气温，冷热不均造成市区的大气受热膨胀上升，到一定高度向郊区扩散，近地面形成较低气压；郊区气温较低的大气收缩下沉，近地面形成较高气压，大气向气压较低的市中心扩散。这样就在市中心和郊区之间形成了大气的热力环流。

师：请大家根据热力环流原理绘制出城市和近郊大气流动的示意图。

（引导学生绘图）

师：（对学生热力环流原理的应用水平进行评价）

这种环流对城市大气污染有什么样的影响？

生：（分组合作讨论）2.城市的热岛效应对大气污染的扩散有一定的影响。由于城市好像一个“热岛”，热气不断上升，形成一个低压区，郊区的冷空气向市区侵入，将郊区工厂的大气污染物带到市区，加上城区污染源又多，城郊和城区的污染物都向市中心集中，而原由市区扩散到郊区的污染物也随之重新聚集在城市上空，持久不散。由于城市热岛效应所影响的高度一般只能达到地面以上100～300米的低空，城市上空的云、雾会增加，使有害气体、烟尘在市区上空累积，市中心往往成了城市中大气污染物浓度最高区，形成远比郊区严重的大气污染。

生：（分组合作讨论）3.热岛效应在某些地区也有好处。比如在高纬都市区可采深色建筑以增强热岛效应。如北欧等高纬度地区，都市热岛效应对都市较为有利：因温度较高，冬季积雪较少，可节省清雪费用，可减少暖气消耗。

生：（分组合作讨论）3.由于工业、生活排放的各种污染物集中于市区，容易形成酸雾、油雾、烟雾、光化学雾等，所以城市雾气多。

生：（分组合作讨论）3.城市的热岛效应威胁着市民的生活和健康，医学研究表明，环境温度与人体的生理活动密切相关。环境温度高于28℃时，人们就会有不舒适感；温度再高就易导致烦躁、中暑、精神紊乱；气温高于34℃，并伴有频繁的热浪冲击，还可引发一系列疾病，特别是使心脏、脑血管和呼吸系统疾病的发病率上升，死亡率明显增加。此外，高温还可加快光化学反应速率，从而提高大气中有害气体的浓度，进一步伤害人体健康。

生：（分组合作讨论）3.在“热岛效应”的作用下，城市中每个地方的温度并不一样，而是呈现出一个个闭合的高温中心。在这些高温区内，空气密度小，气压低，容易产生气旋式上升气流，使得周围各种废气和化学有害气体不断对高温区进行补充。在这些有害作用下，高温区的居民极易患上消化系统或神经系统疾病，此外，支气管炎、肺气肿、哮喘、鼻窦炎、咽炎等呼吸道疾病人数也有所增多。夏季因中暑而叫急救车上医院的人数增加。

生：（分组合作讨论）3.美国宇航局的一项新卫星观测结果证实，热岛效应会导致城市地区降雨量显著增加，这一结果再次提醒人们要重视城市化给气候变化带来的影响。谢泼德及其同事对美国宇航局“热带降雨测量”卫星观测数据的分析显示，受热岛效应的影响，城市顺风地带的月平均降雨次数要比顶风区域多28%，在某些城市甚至高出51%。他们还发现，城市顺风地带的最高降雨强度，平均比顶风区域高出48%～116%。

由于城市热岛有利于空气对流，在城市，出现雷暴、冰雹等强对流性天气也比郊区多。

生：（分组合作讨论）3.由于城市化对气候的这些影响，城市气候资源也发生相应的变化。一般说，在寒冷地区，城市的热量资源有所改善。在炎热地区，则更加剧了高温危害。

师：那么我们应该如何避免这种影响？

生：（分组合作讨论）4.减弱城市的热岛效应。

（过渡）

师：刚才我们一起研究了什么是城市的热岛效应，分析了城市热岛效应形成的原因，讨论了城市热岛给城市带来哪些影响。下面，请你根据你搜集的资料，对应城市热岛效应形成的原因，从吸热和放热两个方面去考虑，提出减弱城市热岛效应及其影响的建议。

生：（分组合作探究）高纬都市区可采深色建筑以增强热岛效应。（如北欧等高纬度地区，都市热岛效应对都市较为有利：因温度较高，冬季积雪较少，可节省清雪费用，可减少暖气消耗）

低纬度地区应避免建造玻璃帷幕式建筑，以减少太阳辐射热量的吸收，以免耗费冷气空调资源。

生：（分组合作探究）现在热岛的防治和城市的整个规划是非常有关系的。要逐步改善城市的布局，统筹安排工厂区和居民区，高层建筑不宜太密集，使风易于穿过市区。

生：（分组合作探究）还应尽可能地避免使人口特别密集。

生：（分组合作探究）防治热岛效应应注意到房屋形状的设计、通风的问题。在整个居民生活用的设施在散热方面统一规划，也会降低热岛效应的问题。

生：（分组合作探究）热岛的效应之所以这么突出，原因就之一是污染。污染就好像一个暖盖一样，这样一个暖盖使得下面的空气无法散发出去，就相当于一个温室的问题，更可以加重暖盖的效应。减少污染，使大气更透明一些，热岛效应可能会有一些缓解。

生：（分组合作探究）重新确立交通体系，抑制车辆的废热排放量、改进铺路材料，增强路面的透水性等。环境省的测算表明，如果建筑物的废热排放量减少一半、铺设保水性材料道路的普及率达到50%、有50%的建筑物实现楼顶绿化，城市市区的气温将下降0.7℃，气温超过30℃的天数也将减少21.3%。

生：（分组合作探究）严禁填湖行为，扩大水域面积，有助于降低炎夏热度。

生：（分组合作探究）对传统工业结构进行改造；

生：（分组合作探究）建设高层楼房时有义务确保相应的绿化面积。

生：（分组合作探究）国内外专家都在积极研究和探索减少“热岛效应”的方法。现在，许多城市都认识到“造绿”是改善城市“气候岛效应”的好办法。削弱热岛效应，专家认为要从大力优化生态环境做起：增加绿地面积，在路边、花园和屋顶植树种草，通过植物吸收热量。

生：（分组合作探究）广东省政协委员梁国昭认为，尽管广州近年对绿化越来越重视，但有不少环节仍忽略了“热岛效应”因素。比如，为了城市美观，一度营造出许多城市绿地，其实这些草坪的生态功能并不强，它们的蓄水能力较弱，缺少蒸腾作用，并不会给城市降温。我们觉得他的意见很有道理。

生：（分组合作探究）立体绿化有别于简单的草坪绿化，经过合理布局，立体绿化有开发占地小、绿化面积大、见效快的功效。“楼顶绿化”即是其一，既能给楼宇降温，又净化空气、美化景观。

生：（分组合作探究）城市热岛强度和平面结构与绿化程度及其分布有密切的关系。当绿化覆盖率达30%时，气温可下降8%；覆盖率达40%时，气温可下降10%；覆盖率达50%时，气温可下降13%。因此，当夏季白天气温为38℃时，50%的绿化覆盖率可使气温降低4.9℃，基本上消除了城市热岛的威胁。另外，城市中绿化覆盖率高的地段，都不是高温中心的所在地。北京市根据1981年的资料分析，该市夏季热岛分布呈许多中心型，在市区范围内常形成8～10个高温中心，而这些高温中心都与市区公园交错，或分布在绿化覆盖率较低的地方。

生：（分组合作探究）绿地增强城市的竖向通风。一般情况下，植物叶面的温度不超过35℃，而水泥路面、建筑物表面的温度则可达到40℃左右。城市中建筑物多的地区是暖点，加上工厂、锅炉等人工热源，形成了一个个高温中心，而公园和多树木的绿地则是“冷区”，这样，绿地附近的较凉空气就会不断地向高温中心输送，产生了微小的竖向通风，这种通风沿着城市的大街小巷穿行，也会给人们带来凉爽。

小结：刚才我们一起研究了什么是城市的热岛效应，分析了城市热岛效应形成的原因，讨论了城市热岛给城市带来哪些影响，并对应城市热岛效应形成的原因，提出了许多合理的减弱城市热岛效应及其影响的建议。希望大家能继续以这种探究的学习方式，把我们平时的各科学习搞得更有成效。

布置作业：以“为什么城市气温比郊区高”为题，撰写一篇小论文。把今天我们一起研究得到的体会和结论写在论文里。

●板书设计

第二章地球上的大气

问题研究为什么市区气温比郊区高

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为什么市区气温比郊区高

俗话说，磨刀不误砍柴工。教师要准备好教案为之后的教学做准备。教案可以让学生更好地进入课堂环境中来，帮助教师营造一个良好的教学氛围。我们要如何写好一份值得称赞的教案呢？为此，小编从网络上为大家精心整理了《为什么市区气温比郊区高》，欢迎您阅读和收藏，并分享给身边的朋友！

问题研究为什么市区气温比郊区高

●三维目标
知识与技能
1.认识什么是热岛效应，培养探究能力。
2.引导学生将热力环流原理应用到城市热岛环流的分析之中，理论联系实际，巩固所学知识。
3.培养学生的资料分析能力，分析城市热岛效应发生的原因，并能提出减弱城市热岛效应及其影响的建议。
过程与方法
1.在所学热力环流原理的基础上，分析城市热岛效应发生的原因。
2.以探究学习方式进行问题研究。从等温线分布图中发现问题，从景观图片中分析产生问题的原因，讨论问题会带来的影响。
情感、态度与价值观
1.培养学生科学研究的素养和态度。
2.培养学生的合作和团队精神。
●教学重点
1.培养学生提取、分析地理信息的能力和表达能力。
2.引导提出减弱城市热岛效应及其影响的建议。
●教学难点
1.学生资料分析能力的培养。
2.理论联系实际能力的培养。
●教具准备
多媒体设备，集成的相关课件
●课时安排
1课时
●教学过程
［新课导入］
师：2005年2月19日，成都迎来了9年一遇的降雪。雪花飞舞、愉悦人心的时候，市民也发现，在离市中心不到20千米的三圣乡，雪花飘落在绿色的树叶和盛开的花瓣上，白茫茫的银装顿时让色彩斑斓的地方变成了北国风光。遗憾油然而生，成都城区虽然飘落着同样的雪花，但城市像一个“火炉”，雪不着地就没影了。为什么雪花不给城里人玩耍的机会呢？（来源：四川在线—华西都市报http：//.cn??四川在线2005－02－2607：02：20）
生：是城市热岛效应的影响。
师：正确。四川省专业气象台预报员吴德仁说，降雪当天，郊区最低气温降到了0℃，但城区温度却保持在2℃左右。所以，市民在城外可以欣赏到银装素裹的动人雪景，而雪花飘落到城区时，城里2℃的温度使雪花瞬间化成了水。
我们今天要研究的课题就是：为什么城市气温比郊区高？
（板书）问题研究为什么城市气温比郊区高？
推进（新知识传授）
［教师精讲］
（投影）课题研究思路：
师：请大家按照投影上的课题研究思路来展开研究。
（投影——资料1）图2.29“城市热岛效应示意图”，资料分析：
1.描述图中气温曲线的特点。
2.总结什么是城市热岛效应。
师：上个星期日我们请家住市中心的几个同学和家住郊区的几个同学分别在早上8：00、下午14：00、晚上20：00同时测量居住地附近的气温。请大家上台展示。
生：（分别上台展示测量结果）
（投影表格）教师同时录入学生测得的气温数据并演示出来。
地点
气温（℃）
时间市中心距市中心5km
（市中心外围）距市中心10km
（近郊）距市中心15km
（近郊）
8：00
14：00
20：00
师：（按市中心到远郊的顺序及时间的顺序，把学生测得的气温数据列表比较）请大家看投影图示，读图分析。同时，再对照我们同学测得的不同地点不同时刻的气温数据，看看你能得出什么结论。
生：（分组合作讨论）1.图中气温曲线的特点是：城市中心的气温高于郊区，城郊居民区的气温高于农田。
生：（分组合作讨论）2.城市热岛效应：就是一种城市气温比郊区高的现象。
（过渡）
师：大家分析得很准确。每当炎炎烈日之下，我们忍受着城市里的高温酷暑，切身的体会使我们不由得要问：是什么因素导致了城市的热岛效应？请看投影，分析资料。
（投影——资料2）图2.30、图2.31，资料分析：
1.对比以上两幅图片，讨论城市热岛效应产生的原因。
2.除了照片上提示的原因外，想一想还有哪些因素可能导致城市热岛效应。
生：（合作讨论）1.地表覆被的不同是城市热岛产生的一个原因。
生：（合作讨论，参考课前收集资料）2.盛夏季节，城市里热浪滚滚，到了郊区，人们明显感到凉爽了许多。在城市里，人们大量地燃烧石油、煤气、煤炭等燃料，燃料中的化学能大部分转换成机械能、电能，其余的则转化为热能，直接释放到空气中。大城市有几十万辆汽车，每天要排放大量尾气，这些汽车尾气的温度都在100℃以上，这就大大影响了城市的气温。
城市中的建筑物鳞次栉比，水泥或柏油地面的街道纵横交错，因而造成城市下垫面的性质与郊区不同。城市的建筑物和深色路面，在白天会大量吸收太阳辐射热，并且很快地升温。因此城市成了一个巨大的“热岛”。
此外，由于空气中存在着大量烟尘和各种气体污染物，因而在城市上空形成了云和雾。这些云雾在夜间减少地面的有效辐射，使得地面降温减缓。这些特殊的条件使城市具有“热岛效应”，即城市比郊区、田野气温高。
城市有许多高楼大厦。重重叠叠的高楼大厦组成了庞大的人造屏障，当较冷的空气从郊区流向城市里，这些人造屏障就会阻挡空气的流动，这样大部分冷空气就被阻挡在城市外面。这也是造成城市比郊区气温高的原因。
“热岛”的强度通常和城市大小有关。几万到十几万人口的小城市市区和郊区气温相差2～3℃；数十万人口的中等城市，市区和郊区相差3～5℃；而数百万人口的大城市，市区和郊区气温可相差5℃以上。
“热岛效应”反过来又使城市耗电及用水量大增，夏天要想降低1℃比冬天升高1℃用电量要大得多。这样，又要耗掉大量能源，造成更多废热，进一步加强“热岛效应”及其他气候效应。
师：据估算，城市白天吸收储存的太阳能比乡村多80%。到了晚上，城市降温缓慢，因此夏季前半夜便仍感闷热。还有，晴天的夜间城市上空常有逆温层存在，它阻碍了热量向高空扩散。
（投影——资料3）图2.32，资料分析：
1.热岛环流产生的原因是什么？
2.这种环流会对市区大气污染物的扩散产生哪些影响？
3.还会产生哪些影响？
4.我们应该如何避免这种影响？
生：（分组合作讨论）1.市区的气温高于郊区的气温，冷热不均造成市区的大气受热膨胀上升，到一定高度向郊区扩散，近地面形成较低气压；郊区气温较低的大气收缩下沉，近地面形成较高气压，大气向气压较低的市中心扩散。这样就在市中心和郊区之间形成了大气的热力环流。
师：请大家根据热力环流原理绘制出城市和近郊大气流动的示意图。
（引导学生绘图）
师：（对学生热力环流原理的应用水平进行评价）
这种环流对城市大气污染有什么样的影响？
生：（分组合作讨论）2.城市的热岛效应对大气污染的扩散有一定的影响。由于城市好像一个“热岛”，热气不断上升，形成一个低压区，郊区的冷空气向市区侵入，将郊区工厂的大气污染物带到市区，加上城区污染源又多，城郊和城区的污染物都向市中心集中，而原由市区扩散到郊区的污染物也随之重新聚集在城市上空，持久不散。由于城市热岛效应所影响的高度一般只能达到地面以上100～300米的低空，城市上空的云、雾会增加，使有害气体、烟尘在市区上空累积，市中心往往成了城市中大气污染物浓度最高区，形成远比郊区严重的大气污染。
生：（分组合作讨论）3.热岛效应在某些地区也有好处。比如在高纬都市区可采深色建筑以增强热岛效应。如北欧等高纬度地区，都市热岛效应对都市较为有利：因温度较高，冬季积雪较少，可节省清雪费用，可减少暖气消耗。
生：（分组合作讨论）3.由于工业、生活排放的各种污染物集中于市区，容易形成酸雾、油雾、烟雾、光化学雾等，所以城市雾气多。
生：（分组合作讨论）3.城市的热岛效应威胁着市民的生活和健康，医学研究表明，环境温度与人体的生理活动密切相关。环境温度高于28℃时，人们就会有不舒适感；温度再高就易导致烦躁、中暑、精神紊乱；气温高于34℃，并伴有频繁的热浪冲击，还可引发一系列疾病，特别是使心脏、脑血管和呼吸系统疾病的发病率上升，死亡率明显增加。此外，高温还可加快光化学反应速率，从而提高大气中有害气体的浓度，进一步伤害人体健康。
生：（分组合作讨论）3.在“热岛效应”的作用下，城市中每个地方的温度并不一样，而是呈现出一个个闭合的高温中心。在这些高温区内，空气密度小，气压低，容易产生气旋式上升气流，使得周围各种废气和化学有害气体不断对高温区进行补充。在这些有害作用下，高温区的居民极易患上消化系统或神经系统疾病，此外，支气管炎、肺气肿、哮喘、鼻窦炎、咽炎等呼吸道疾病人数也有所增多。夏季因中暑而叫急救车上医院的人数增加。
生：（分组合作讨论）3.美国宇航局的一项新卫星观测结果证实，热岛效应会导致城市地区降雨量显著增加，这一结果再次提醒人们要重视城市化给气候变化带来的影响。谢泼德及其同事对美国宇航局“热带降雨测量”卫星观测数据的分析显示，受热岛效应的影响，城市顺风地带的月平均降雨次数要比顶风区域多28%，在某些城市甚至高出51%。他们还发现，城市顺风地带的最高降雨强度，平均比顶风区域高出48%～116%。
由于城市热岛有利于空气对流，在城市，出现雷暴、冰雹等强对流性天气也比郊区多。
生：（分组合作讨论）3.由于城市化对气候的这些影响，城市气候资源也发生相应的变化。一般说，在寒冷地区，城市的热量资源有所改善。在炎热地区，则更加剧了高温危害。
师：那么我们应该如何避免这种影响？
生：（分组合作讨论）4.减弱城市的热岛效应。
（过渡）
师：刚才我们一起研究了什么是城市的热岛效应，分析了城市热岛效应形成的原因，讨论了城市热岛给城市带来哪些影响。下面，请你根据你搜集的资料，对应城市热岛效应形成的原因，从吸热和放热两个方面去考虑，提出减弱城市热岛效应及其影响的建议。
生：（分组合作探究）高纬都市区可采深色建筑以增强热岛效应。（如北欧等高纬度地区，都市热岛效应对都市较为有利：因温度较高，冬季积雪较少，可节省清雪费用，可减少暖气消耗）
低纬度地区应避免建造玻璃帷幕式建筑，以减少太阳辐射热量的吸收，以免耗费冷气空调资源。
生：（分组合作探究）现在热岛的防治和城市的整个规划是非常有关系的。要逐步改善城市的布局，统筹安排工厂区和居民区，高层建筑不宜太密集，使风易于穿过市区。
生：（分组合作探究）还应尽可能地避免使人口特别密集。
生：（分组合作探究）防治热岛效应应注意到房屋形状的设计、通风的问题。在整个居民生活用的设施在散热方面统一规划，也会降低热岛效应的问题。
生：（分组合作探究）热岛的效应之所以这么突出，原因就之一是污染。污染就好像一个暖盖一样，这样一个暖盖使得下面的空气无法散发出去，就相当于一个温室的问题，更可以加重暖盖的效应。减少污染，使大气更透明一些，热岛效应可能会有一些缓解。
生：（分组合作探究）重新确立交通体系，抑制车辆的废热排放量、改进铺路材料，增强路面的透水性等。环境省的测算表明，如果建筑物的废热排放量减少一半、铺设保水性材料道路的普及率达到50%、有50%的建筑物实现楼顶绿化，城市市区的气温将下降0.7℃，气温超过30℃的天数也将减少21.3%。
生：（分组合作探究）严禁填湖行为，扩大水域面积，有助于降低炎夏热度。
生：（分组合作探究）对传统工业结构进行改造；
生：（分组合作探究）建设高层楼房时有义务确保相应的绿化面积。
生：（分组合作探究）国内外专家都在积极研究和探索减少“热岛效应”的方法。现在，许多城市都认识到“造绿”是改善城市“气候岛效应”的好办法。削弱热岛效应，专家认为要从大力优化生态环境做起：增加绿地面积，在路边、花园和屋顶植树种草，通过植物吸收热量。
生：（分组合作探究）广东省政协委员梁国昭认为，尽管广州近年对绿化越来越重视，但有不少环节仍忽略了“热岛效应”因素。比如，为了城市美观，一度营造出许多城市绿地，其实这些草坪的生态功能并不强，它们的蓄水能力较弱，缺少蒸腾作用，并不会给城市降温。我们觉得他的意见很有道理。
生：（分组合作探究）立体绿化有别于简单的草坪绿化，经过合理布局，立体绿化有开发占地小、绿化面积大、见效快的功效。“楼顶绿化”即是其一，既能给楼宇降温，又净化空气、美化景观。
生：（分组合作探究）城市热岛强度和平面结构与绿化程度及其分布有密切的关系。当绿化覆盖率达30%时，气温可下降8%；覆盖率达40%时，气温可下降10%；覆盖率达50%时，气温可下降13%。因此，当夏季白天气温为38℃时，50%的绿化覆盖率可使气温降低4.9℃，基本上消除了城市热岛的威胁。另外，城市中绿化覆盖率高的地段，都不是高温中心的所在地。北京市根据1981年的资料分析，该市夏季热岛分布呈许多中心型，在市区范围内常形成8～10个高温中心，而这些高温中心都与市区公园交错，或分布在绿化覆盖率较低的地方。
生：（分组合作探究）绿地增强城市的竖向通风。一般情况下，植物叶面的温度不超过35℃，而水泥路面、建筑物表面的温度则可达到40℃左右。城市中建筑物多的地区是暖点，加上工厂、锅炉等人工热源，形成了一个个高温中心，而公园和多树木的绿地则是“冷区”，这样，绿地附近的较凉空气就会不断地向高温中心输送，产生了微小的竖向通风，这种通风沿着城市的大街小巷穿行，也会给人们带来凉爽。
小结：刚才我们一起研究了什么是城市的热岛效应，分析了城市热岛效应形成的原因，讨论了城市热岛给城市带来哪些影响，并对应城市热岛效应形成的原因，提出了许多合理的减弱城市热岛效应及其影响的建议。希望大家能继续以这种探究的学习方式，把我们平时的各科学习搞得更有成效。
布置作业：以“为什么城市气温比郊区高”为题，撰写一篇小论文。把今天我们一起研究得到的体会和结论写在论文里。
●板书设计
第二章地球上的大气
问题研究为什么市区气温比郊区高

3.2.3　问题研究：为什么停止开发“北大荒”　教案

一名优秀的教师在教学时都会提前最好准备，作为教师就要好好准备好一份教案课件。教案可以让学生们能够在上课时充分理解所教内容，帮助教师缓解教学的压力，提高教学质量。所以你在写教案时要注意些什么呢？考虑到您的需要，小编特地编辑了“3.2.3　问题研究：为什么停止开发“北大荒”　教案”，欢迎阅读，希望您能够喜欢并分享！

问题研究为什么停止开发“北大荒”

从容说课

生态环保，是人类共同面临的重大主题，得到世界各国的关注。近年来严重影响东北亚地区各国生态环境的沙尘暴问题，已引起国际社会的高度重视，正联手防治沙尘暴，在中国、蒙古等沙尘源区进行防治荒漠化的跨国协作。

三江平原在历史上曾被称为“北大荒”。20世纪50年代中期以后，我国根据当时国家发展的战略，决定对三江平原进行大规模的开垦，使三江平原成为我国重要的商品粮基地，“北大荒”变成了“北大仓”。随着社会的不断进步和发展，为了实现国家的可持续发展，实施生态环境的保护，国家决定停止开发三江平原的荒地，并建立自然保护区。

从大环境来看，东北平原是我国面积最大的平原，落实振兴东北战略，推进“东北再造”，迫切需要建设“绿色东北”。这是实现东北地区的全面振兴、实现东北地区可持续发展的一项重要任务。

本问题研究的逻辑框架是：教材首先从三江平原的自然特点出发，让学生对三江平原的地理位置、地形特点和气候有一个明确的认识，这就需要学生对东北地区的地形图有更深的掌握；其次，通过给学生大量的材料，让他们分析“北大荒”变成“北大仓”的原因；最后，从落实新的发展观、振兴东北的战略角度，分析建设“绿色东北”的必要性和可行性；从东北地区的全面振兴和可持续发展的高度，提出建设“绿色东北”的总体思路；从可操作性层面，提出建设“绿色东北”的重大举措，并理解停止开发三江平原荒地的原因。

教学重点

1.三江平原的自然特点。

2.“北大荒”成为商品粮基地的优势。

3.湿地的生态环境效应。

教学难点

1.“北大荒”成为商品粮基地的优势。

2.湿地的生态环境效应。

课时安排

1课时

三维目标

一、知识与技能

1.三江平原的自然特点，通过三江平原的地理位置来进行分析。

2.“北大荒”变成“北大仓”的原因。

二、过程与方法

通过地图了解三江平原的地理位置，分析三江平原的自然特征，从可持续发展的观点分析为什么要停止开发“北大荒”。

三、情感态度与价值观

。。。。。。

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必修一第一单元问题研究月球基地应该是什么样子(人教新课标)

问题研究月球基地应该是什么样子●三维目标

知识与技能

1.在问题研究中初步学会探究学习。

2.把前面学习的有关地球上存在生命的条件等知识应用到问题研究中，以理论指导实践，巩固所学知识。

3.培养学生通过各种方式进行查找、收集、分析资料的能力。

过程与方法

1.在所学知识的基础上大胆设想和创新，科学地尝试规划月球基地。

2.运用探究学习的方式加强研究性学习课程的实施。

情感、态度与价值观

1.培养学生科学研究的素养和态度。

2.培养学生的合作和团队精神。

●教学重点

1.探究学习方式的初步体验。

2.查找、收集、分析资料的能力培养。

●教学难点

1.探究学习方式的初步体验。

2.查找、收集、分析资料的能力培养。

3.月球基地的整体规划。

●教具准备

多媒体设备，集成的相关课件

●课时安排

1课时

●教学过程

［新课导入］

（放映）1969年7月美国“阿波罗”计划片段。

（投影）月球环形山图片。

几千年来，中华民族就流传着“嫦娥奔月”的美丽神话，1969年美国“阿波罗”11号在月球探测中取得最辉煌的成果，先后有6次12名宇航员踏上月球，并向地面带回440千克的月岩样品。

科技大国美国、欧洲、中国、日本、加拿大和印度，最近都燃起了对月球的兴趣，计划在10年内派太空船到月球展开探索，并提出要建立月球基地。

2002年6月，科罗拉多开采学院土木工程师苏姗特，就跟欧洲太空总署（ESA）旗下的欧洲太空研究及技术中心（ESTEC）合作，于荷兰举办了第一届欧洲月球基地设计工作坊，由来自16个国家13个学系和40名毕业生，构思出他们心目中的月球基地。结果，工作坊成功“开发出”数个独特的月球基地设计，每个基地都发挥特有的功能，如开采冰水研究、开发太阳能、用水研究、开采氦－3等，同时也顾及在月球居住的社会和心理问题。

那么月球基地应该是什么样子呢？下面我们一起来探究这个问题。

推进（新知识传授）

［教师精讲］

师：我们首先来了解一下人类已经对月球做了哪些探测研究。

（投影）

就国际上的探月活动来说，从1958年至今，美国进行了9次载人月球探测，其中有6次为载人登月；前苏联、美国、日本和欧洲空间局向月球发射的无人探测器共计87个。

1969年7月，“阿波罗”11号实现了人类登月之梦，在月球探测中取得最辉煌的成果。这一年先后有12名宇航员踏上月球，并向地面带回440千克的月岩样品。

1972年美国“阿波罗计划”结束以后，月球探测一时有所降温，因为探月活动耗资巨大。

1990年日本发射了“飞天”月球探测器，正在研制“月神”月球探测器。

1998年美国发射“月球勘探者”探测器，准备在2004年发射“破冰者”探测器。

2003年9月27日欧洲第一个月球探测器“SMART－1号”在格林尼治时间顺利升空。

2004年2月我国公布了首次探月计划。

师：再看看今后各国的探月计划。

（投影文本及图片）

美国：准备重返月球

据美国媒体报道，虽然许多科学家担心美国重返月球的计划耗资太大，影响到其他科研项目的执行，但这些并没有影响到布什政府重返月球的雄心，美国国会已经批准了美国家航空航天局的预算。

执行重返月球计划的第一步骤是寻找合作厂商，本月初，美国家航空航天局已经签出总价值约10亿美元的70份合同，获得这些合同的都是美国著名的军事和科技设备制造商，如诺斯罗普·格鲁曼公司、波音公司等。这些合同项目包括建造一个机器人探测者，用于寻找一个适宜做月球基地的好地点，建造采掘月球资源的设备以及着陆器等。

美国家航空航天局曾在一份太空探索战略文件中建议，月球南极可能是最适宜人类驻扎的目的地。因为月球南极地区有冰冻水存在的迹象。这些冰冻水可用于饮用或分离为氢气和氧气作为燃料。这份文件还提议在2008～2011年间开展一系列月球无人探索任务，搜集数据并选择着陆地点。2011～2015年间，美国将为建立永久有人基地作准备。

（投影文本及图片）

NASA设想研制移动式月球基地

美国宇航局（NASA）正在积极研究新的月球计划，其中包括设计未来月球基地的研究工作，不仅要研究固定式月球基地，而且还要研究移动式的。

目前，位于加州的NASA埃姆斯研究中心已成功研究出一种移动式月球基地的设计计划。该中心专家已在6月底提出移动式月球基地新构思，相应的计划由NASA研究员迈克尔·科埃恩博士在新墨西哥州美国物理研究所举办的论坛上提出。

科埃恩博士指出，移动式月球基地具有一系列优点，其中一个主要优点是，移动式月球基地不会拴死在月球表面一个具体点上，借助于移动式月球基地将可以进行更广泛的研究，同时建造移动式月球基地的费用也不会太高。

科埃恩博士批评了传统的月球基地模型，为了确保长期考察队的安全，必须至少派3部车辆运送他们。这样，建造移动式月球基地要简单得多。除此之外，移动式月球基地可以协同工作，连接成特殊的“列车”，然后再分散进入各自的研究区域。不过，研究月球移动式基地的设想暂时还处于起始阶段，到真正实施时也许会与现在讨论的方案完全不同。

（投影文本及图片）

俄罗斯：要建造月球基地

在美国大张旗鼓准备重返月球的同时，俄罗斯也准备实施相似的计划。早在2002年，俄罗斯航空航天局领导人就曾宣布，俄罗斯在一系列月球项目方面积累了丰富经验。许多专家也多次强调，俄罗斯可在近期实现月球飞行。

在美国公布重返月球计划后，俄罗斯航空航天局副局长莫伊谢耶夫22日宣布，俄罗斯将会在2020～2025年间在月球上建成一个自动化基地。莫伊谢耶夫当天在华盛顿参加美国航空航天局组织的国际空间站项目问题研讨会上宣布，俄罗斯不排除近期在月球建设基地的可能性。

莫伊谢耶夫还告知其他国家的官员关于俄罗斯国际空间站的计划，包括旨在探索太阳系的先进研究，以及自动化航天器的应用。

（投影文本及图片）

欧洲版“嫦娥工程”：（图为欧洲首颗月球探测器智慧一号）

“SMART－1号”月球探测器于2003年9月发射升空，它是欧洲航天局名为“高级技术研究小规模任务”的系列低成本探测计划的第一步，该计划担负着为日后重大研究项目进行前期技术考察的任务。

“SMART－1号”拥有一套全新设计的动力推进系统：一种高效能离子驱动系统。在整个系统中，由太阳能电池板产生电力，以此使得氙气燃料加热后电离化，产生的离子由探测器后部喷射出来，以此推动探测器向前飞行。据悉，整套系统比传统的火箭推进系统效率高出10倍。为建月球基地选址欧洲航天局表示，此次“SMART－1号”主要探测活动之一，是详细考察月球上一座名为“恒久光明之巅”的山峰。这座月球山峰山顶上由于能常年沐浴到太阳光照射，其温度在适宜人类活动的－20℃左右，是人类建造月球基地的理想位置。同时由于其常年能接受到太阳能辐射，可以满足宇航员工作生活上对能源供给的要求，据初步估计在其附近环形山地带也许还有大量可供使用的水存在。

作为“SMART－1号”探测器上X射线分光设备的主要负责人，来自英国牛津郡的拉塞弗德·阿普尔顿实验室的曼纽尔·格蓝迪博士称：“月球上的南极地区很可能是建立人类月球基地的理想选址地区。”

绕月追寻月球身世按照整个探测计划，从2005年1月开始，“SMART－1号”在环绕月球的轨道飞行中逐步测绘出月球表面等高线轮廓图、绘制月球上各种矿物质分布图，并进一步探索月球表面地层的进化线索。

其中最主要的任务，就是详细研究月球南极的“埃特肯盆地”区域。“埃特肯盆地”宽度接近2500千米，深度更达到13千米，是迄今为止太阳系内已知最大的冲击陨石坑。据称，埃特肯盆地几乎深达月球地幔内部，可以使科学家看清月球的内部构造，进一步了解到月球的过去。

（投影文本及图片）

日本：日本于1970年发射了第一颗人造卫星，此后的很长一段时间内，日本都处于国际航天业的前列，1996年，当日本拿到为美国休斯公司发射30颗卫星的合同时，日本更是意气飞扬，认为是本国H2火箭计划的巨大成功。但不幸的事接踵而来，H2火箭接连4次发射失败，致使合同几乎全部被迫取消，虽然此后H2A火箭也有连续两次发射成功的成绩，但是日本火箭的信誉已经丧失殆尽。

早在13年前，日本就开始了研发“月神A”号的工作，并计划于1995年让其搭载M5火箭从位于日本鹿儿岛县的内之浦宇宙空间观测所发射升空。但是，受M5的开发延迟等因素影响，探月卫星的发射一推再推，如今已经是第7次推迟了。日本宇宙机构在去年发射“希望”号火星探测卫星失败后，决定对探月卫星“月神A”号进行全面检查，结果发现仍有不少问题。据悉，宇宙开发委员会下个月将对该卫星进行重新评估，不排除终止探月卫星计划的可能。

发展探月十余年永久基地是目标。在上世纪六七十年代的探月热潮之后，90年代又掀起第二次高潮，当时拉开新一轮探月序幕的正是日本。

1990年1月24日，日本用M35－2型火箭成功发射了一颗“缪斯A”号科学卫星，这颗卫星进入太空后更名为“飞天”号。这是日本第一次发射接近月球的科学卫星，使日本成为继美苏之后，世界上第三个探测月球的国家。

1996年，日本提出了建造永久月球基地的计划，预计投资260多亿美元，在之后的30年之内建成月球基地，包括居住、氧和能源生产厂以及月球天文台等。将月球软着陆和自主漫游车技术作为核心技术进行开发，计划2005年将漫游车送上月球。现在看来，这个愿望恐怕难以实现。

正在就日本几十年后的宇宙开发长远规划进行研究的日本宇宙航空研究开发机构完成了一份《中期汇总方案》，其核心内容是在月球表面建立无人太空基地，以及在比月球更远的地方建立“深层空间站”等。

方案中包括了利用机器人技术在月球表面建设无人基地，在不受大气影响的环境下进行天体观测，以及为载人太空活动积累技术经验等内容。

此外，还计划用30到50年的时间，在离地球大约150万千米处太阳和地球的重力保持平衡的特殊稳定空间内，悬浮一个无人的太空基地，以此构筑“深层空间站”。该空间站将可以用来设置望远镜观测宇宙，或是作为探测火星和木星等行星时的中转站。

加拿大：10年内登月奔火星拟与印度共探月

加拿大航天局局长加内奥表示，加拿大有能力在今后10年内登上月球或火星。他还透露，加拿大已经开始与印度进行月球探测方面的合作。

加内奥在加拿大蒙特利尔的一次新闻发布会上说，如果有充分的经费保证，依加拿大现有的技术能力，加拿大完全可以在今后10年内登上月球或者火星。

加内奥指出，加拿大已经开始与印度进行月球探测方面的合作。他表示，在去年3月与印度方面进行会谈时，印度提出双方的合作可以先放下登月计划，而从发射月球轨道探测器开始。加拿大目前正在研究在印度的卫星上安装仪器的可行性。

印度：已准备好参与登月

据印度报业托拉斯报道，印度空间研究组织（ISRO）主席奈尔在印度南部城市班加罗尔表示，印度希望参与美国“新登月计划”的实施，并已为此作好了准备。

奈尔对记者说，印度空间研究组织对布什讲话进行了认真研究，认为与美国在航天技术领域进行合作有利于印度空间技术的发展，也将大大推动印度自身的“登月计划”的实施。

奈尔表示，印度将在2007年或2008年用自行研制的运载火箭“PSLV”将重达530千克的无人驾驶飞船“月旅1号”送入月球轨道。此外，印度还计划发射一艘低空极地飞船，以探测地球上的各种自然资源。

据悉，印度空间研究组织官员将在班加罗尔与美国国家宇航局官员就两国在航天领域进行合作事宜继续进行磋商。

中国：早在1978年，美国总统安全事务顾问布热津斯基就送给中国政府1克月球样品，中科院就曾组织全国力量对0.5克月球样品进行了初步研究，同时还利用月球陨石和其他途径开展了相应研究。

随着我国科技的发展和我国国力的增强，“嫦娥奔月”将这一神话变为现实的日子已经为期不远了。2004年1月，国务院正式批准绕月工程立项后，经绕月探测工程领导小组研究决定将我国的探月工程命名为“嫦娥工程”。我国第一颗绕月卫星命名为“嫦娥一号”，要在2007年打出去。

根据绕月探测工程研制总要求，月球探测卫星系统由卫星平台与有效载荷两部分组成。在“东方红”3号卫星平台及其他卫星成熟技术的基础上，研制月球探测卫星平台。卫星选用的有效载荷有：CCD立体相机、激光高度计、成像光谱仪、微波探测仪、太阳高能粒子探测器、太阳风粒子探测器等。根据设计要求，月球探测卫星重量为2350千克，有效载荷总重量130千克，在轨运行寿命为1年。

按照计划，运载火箭系统选用“长征”3号甲作为月球探测卫星的运载火箭。发射场系统选用西昌卫星发射中心作为发射场，并进行必要的适应性改造，以完成月球探测卫星发射任务。

我国科学家已为在月球上建设科研基地作准备，将着重针对在月球上建立天文观测基地、对地球观测基地、深空探测基地、新材料研制与生产基地、人居基地等不同需要，提出并研究相关的科学技术课题。一个完整的月面基地包括用于人居生活、工业加工、农业栽培、观测研究，甚至旅游观光等内容。

师：（课前布置全体学生完成第一框的任务：分组收集资料，了解月球表面的自然状况）

这么多的国家对月球基地的建设感兴趣。月球基地可以通过开发月球资源来满足生存和发展的需要，那么建立月球基地需要满足哪些条件呢？我们可以按照以下思路展开研究。

生：（课前整理资料，初步分析资料）

师：大家收集并分析了很多资料，请你借鉴地球上有生命存在的条件来分析，月球需要哪些条件才能满足人类生存。请大家思考：月球上已经有哪些满足人类生存的基本条件？

生：月球上适合人类生存的条件有：引力，极地可能有冰、矿产资源等。

师：很好。请大家再思考一个问题，如果在月球上生活，人类还需要创造哪些生存条件？

生：月球尚不具备、需要人类自己解决的条件是：适合人类呼吸的大气、适宜的温度条件、可以饮用的液态水、防御宇宙辐射的措施等。

（投影图片）“生物圈”2号

师：答得不错。再看资料“生物圈”2号和月球基地有哪些相同之处和不同之处？

生：都是人工建造的全封闭的模拟地球的生态环境。但“生物圈”2号是建立在地球上，而月球基地建立在表面引力只有地球1/6近乎真空的月球，“生物圈”2号失败了人还可以重新回到地球的自然环境，但月球基地一旦失败，人就不容易转移到地球上。

师：答得很好。我们可以从“生物圈”2号实验中获取哪些经验和教训？

生：（1）模拟的生态系统毕竟不是自然的生态系统，其中的生态系统各个组成部分简单、生物种类少、食物链的复杂程度比农田生态系统差，需要人为调节而不是自然调节。（2）种植绿色植物制造氧气但不能过多，否则二氧化碳和肥力不足；动物饲养不能太多，否则氧气消耗会增加；科学家要维持气候、大气成分、生物种类和数量平衡，创造适合生命生存的环境。（3）大气成分发生变化，内部气候没有调节好，粮食歉收，生态平衡被破坏等导致实验失败。（4）日本的“迷你地球”与20世纪90年代初期美国大力宣传的“生物圈”2号计划性质相同。氧气未能顺利循环正是导致“生物圈”2号失败的重要原因。由于土壤中的碳与氧气反应生成二氧化碳，部分二氧化碳又与建“生物圈”2号用的混凝土中的钙反应生成碳酸钙，导致其中氧气含量从21%降到了14%。到后期，“生物圈”2号中的植物几乎灭绝，必须注入氧气才能维持人员生存。“迷你地球”没有使用土壤和依赖微生物，而是使用机器来人工分解和处理废料。这个人工支持部分占据了整个场地的1/4。支持系统的中心部分是复原氧气的处理机，使用高温和电解水的办法从二氧化碳中重新获得氧气。

师：很好。“生物圈”2号实验能给你带来哪些启示？

生：“生物圈”2号实验说明人类建立起一个独立的人造生态系统是有可能的，这就为在月球上建立一个类似的人造生态系统提供了经验和教训。但实验失败则说明人类目前的科学与技术水平还有待提高。

自然界不同于人工控制系统，大而全的设计导致了顾此失彼。“生物圈”2号内的土壤均来自一个地方，不像地球那样不同地带有不同的土壤类型。模拟的各类生态系统的空间分布格局及大小比例不合理。地球上生态系统内的生物间关系很复杂，目前人类还未全面了解生物间的协调性。

它最重要的启示在于：我们人类目前对地球的了解还是远远不够的，目前最好的办法还是保护和利用好地球，进行环境保护和生态恢复是实现人类可持续发展的必由之路。

师：同学们思考得很深刻。下面看资料：月球资源，考虑两个问题：月球上具有哪些人类可以利用的资源？哪些月球资源可用于发展月球基地？

生：可以利用的资源包括月球上的空间资源、矿产资源、太阳能资源等。

（1）空间资源。月球是人类研究宇宙和地球本身的最佳平台。科学家认为，月球表面刻有能够追溯到数十亿年前被彗星和小行星碰撞的痕迹，而在地球上这种记载已被大气层所化解。这种记录是人类的宝贵财富。通过对月面上没有人为改造和破坏的某些本来面目研究月球，有助于了解地球的远古状态、太阳系乃至整个宇宙的起源和演变，了解月球的成因、演变和构造等诸方面的信息，有助于搞清空间现象和地球自然系统之间的关系，可以极大地丰富人们对地球、太阳系以及整个宇宙起源和演变及其特性的认识，从中寻求有关地球上生命起源和进化的线索。

用月球作基地，进行深空探测活动。月球的引力只有地球的1/6，航天器从月球上起飞，可大大节省能源。

寂静的月球环境，是进行空间天文学研究得天独厚的场所。月球表面的地质构造极其稳定，月球直接承受太阳的辐射，没有大气层对光线和电波的吸收、散射和折射等干扰，没有尘埃污染，没有磁场，月球的背面没有人造光源和射电的干扰，地震很微小。月球有漫长的黑夜，夜间温度极低。这种环境为建造高精度天文观测台提供了理想的场所。在那里架设望远镜可以进行全波段的天文观测，获得地面观测系统所无法得到的信息。总之，月球可以作为对太阳系、恒星系和银河系中的其他星体进行天文观测和研究的“风水宝地”，是进行天文物理学、重量波物理学、中微子物理学、生物科学和高能物理等观测和实验的理想场所。

同时，利用月球具有高真空、低重力的特殊环境，既能生产特殊强度、塑性性能优良的合金和钢材，还能生产诸如超高纯金属、单晶硅、光衰减率低的光导纤维和高纯度药品等。

（2）月球并非不毛之地，而是一片未开垦的宝地。月球具有丰富的物质资源。据探测，月岩中含有地壳中的全部物质元素，约有60种矿藏。地球上常见的17种元素，在月球上都可以找到。在月球岩土中，具有丰富的氧、铁、镁、钙、硅、钛、钠、钾、锰等物质。月球表面平均有10厘米厚的沙土，共含有80000亿吨铁。月球研究者认为，如果不把碳氢化合物计算在内，月球上的物质能为人类制造出90%的所需物品。月球上有丰富的能源。月球表面覆盖着一层岩屑、粉尘、角砾岩和冲击玻璃组成的细小颗粒状物质。这层物质中富含由太阳风粒子积累所形成的气体，如氦、氖、氮等。这些气体在加热到700℃时，就可以全部释放出来。尤其是月球上的氦－3，是地球上所没有的核聚变反应的高效燃料，在月壤中的资源总量可以达到100万～500万吨。30吨这样的尘埃，经热核反应产生的能源，可相当于美国一年生产能源的总和，如果每年从月球上开采1500吨氦－3，就能满足世界范围内能源的需要。利用氦－3进行热核反应，产生的放射性最低，具有经济、安全两大优点。另据计算，从月球中每提炼出1吨氦－3，还可以获得6300吨氢气、700吨氮气和1600吨含碳气体。所以，通过采取一定的技术，来获得这些气体，对于人类找到新的能源和维护永久性月球基地十分重要。

月岩土壤中氧占40%，可以就地生产推进剂和作为受控生态环境和生命保障系统的氧气来源。硅占20%，可以为航天器制作太阳电池阵，其他金属可以为航天器制作各种部件设备。还可以用月球作中转站，为过往的航天器进行检修和补充燃料。

（3）太阳能资源。由于月球表面几乎没有大气，太阳辐射可以长驱直入。计算表明，每年到达月球范围内的太阳光辐射能量大约为12万亿千瓦，相当于目前地球上一年消耗的各种能源所产生的总能量的2.5万倍。按太阳能能量密度为1.353千瓦/平方米计算，假设在月球上使用目前光电转化率为20％的太阳能发电装置，则每平方米太阳能电池每小时可发电2.7千瓦时，若采用1000平方米的电池，则每小时可产生2700千瓦时的电能。

由于月球自转周期恰好与其绕地球公转周期的时间相等，所以月球的白天是14天半，晚上也是14天半，一天相当于地球一个月的长度，这样它就可以获得更多的太阳能。科学家认为，如果在月球表面建立全球性的并联式太阳能发电厂，就可以获得极其丰富而稳定的太阳能，这不但解决了未来月球基地的能源供应问题，而且随着人类空间转换装置技术和地面接收技术的发展与完善，还可以用微波传输太阳能，为地球提供源源不断的能源。

月球上的空间资源、矿产资源、太阳能资源等都可用于发展月球基地

师：非常好。要想在月球上建成永久性空间站，必须达到哪几个基本要求呢？

生：（1）那里要有生产太阳能所需要的充足阳光，能使空间站获取足够多的能源，以维持空间站的运行。

（2）那里十分靠近一个很可能储存着丰富的冰的永久性阴影区，便于空间站人员获取水。这样一个初步的月球生存体系就建立了，空间站的基础也就有了。

（3）能够进行有效准确的空间天气预报。从太阳抛出的氢原子核和电子组成的等离子流，就是所谓的太阳风。太阳风的等离子流，由于地球磁场的屏障作用而对地球影响甚微，但是月球屏障作用弱，在月球空间站户外活动的空间站工作者却要经受高能粒子“雨”和等离子“风”以及磁爆的袭击。

地球上每平方厘米的面积上有1千克的大气，保护我们免遭宇宙射线的侵袭。然而，如果我们来到宇宙空间，便失去了大气这个保护伞。在这样残酷的宇宙气象环境中，要想积极地、安全地从事月球开发工作，就必须很好地了解和预测月球环境的变化情况。

在月球南极有一些区域接近于在太阳永久照射之下。以英国探险家沙克尔顿命名的一座环形山的边缘，是一个优选地区，因为它有80%的时间处于阳光的照射之下，基本符合上述第一个条件。

在沙克尔顿环形山的内部，是一个永久性阴影区，有可能储存冰。该地区又符合上述第二个条件。

在这座环形山的边缘地区建立空间站，可以把生产电力的太阳能发电站架设在阳光充足的地方，并通过电缆或微波将电力传输到空间站去；同时，该空间站还能到环形山内部的阴影区采集冰块，从而获得必需的水源。

由于月球的引力只有地球的1/6，在那里发射太空探测火箭，所消耗的燃料将比从地球上发射少得多；再加上月球上有丰富的核燃料，因此，月球还是优良的航天发射基地。

师：很好。我们再来了解美国温德尔·门德尔的月球基地计划。希望对你们能有一定的启发。

（投影文本）

20世纪90年代初，美国休斯敦航天中心负责人温德尔·门德尔向白宫提出建设月球基地的设想，认为建立一个月球基地对支持在太空进一步大规模的开发是极其重要的。白宫批准了温德尔·门德尔建设月球基地的设想，并命名为门德尔计划。

门德尔计划的第一阶段从1997年开始，先发射人造卫星，为基地的最佳地点作勘测。第二阶段从2005年开始，为施工阶段，将向月球运送起重挖掘等基建机械，并用微波对地基进行硬化处理。第三阶段为构件组装，采用21根直径6米，长18米的巨型管道，组成3个等边六角形，六角形中用高压充气建立18米高的巨大圆舱，人员设备皆可容纳在管道或圆舱中。第四阶段开采利用月岩中氧、铝、铁、钛、硅等资源，制取生活用氧及扩建月球基地所需的金属、玻璃等原材料。

科学应用国际公司根据门德尔计划第四阶段作了相应的研究，其结果是令人乐观的：一座重量为1吨的小型试验型化工厂，在1年中可把10吨以上的月岩加工成氧、金属和玻璃。

门德尔的整个计划需耗资上千亿美元，人类必须不间断地努力100年才能完成。

小结：可见，建设月球基地是非常不容易的事。但月球环境引力小、真空、无菌、磁场小、温差大、昼夜交替周期长，加上地质条件特殊、具备地球原材料资源等特点，月球基地有望成为人类在地球外星体上建立的第一个活动场所。预计在未来20年内人类将重返月球，利用空间航天基地进行地月轨道运输船的组装维护，最终建成月球基地。

●板书设计

必修一第一单元 问题研究 月球基地应该是什么样子(人教新课标)

必修一第一单元问题研究月球基地应该是什么样子(人教新课标)

问题研究月球基地应该是什么样子

●三维目标

知识与技能

1.在问题研究中初步学会探究学习。

2.把前面学习的有关地球上存在生命的条件等知识应用到问题研究中，以理论指导实践，巩固所学知识。

3.培养学生通过各种方式进行查找、收集、分析资料的能力。

过程与方法

1.在所学知识的基础上大胆设想和创新，科学地尝试规划月球基地。

2.运用探究学习的方式加强研究性学习课程的实施。

情感、态度与价值观

1.培养学生科学研究的素养和态度。

2.培养学生的合作和团队精神。

●教学重点

1.探究学习方式的初步体验。

2.查找、收集、分析资料的能力培养。

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文章来源：http://m.jab88.com/j/20496.html

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