“地球的圈层结构”教材解析（人教版）

郭全其

一、课标解读

本节内容选自人教版普通高中课程标准实验教科书地理（必修一）第一章“行星地球”第四节“地球的圈层结构”，主要落实“说出地球的圈层结构，概括各圈层主要特点”的课程标准要求。

本条“标准”有显性和隐性两方面要求。显性要求是从宏观上了解地球的结构及特点。地球呈现的圈层结构，可以划分出内部圈层和外部圈层。内部圈层包括地壳、地幔和地核，外部圈层包括大气圈、水圈和生物圈。岩石圈是介于内部圈层和外部圈层之间的一个圈层，包括地壳和上地幔顶部，即软流层之上的固体岩石部分。隐性要求是了解自然环境的组成，这也是根本要求。“标准”以“宇宙环境—地球—自然环境”认识思路，设计在宏观了解地球圈层结构的基础上认识自然环境的组成，即在空间范围上把自然环境放在地球圈层结构中认识。自然环境从微观层面讲，落实到某一地域，是由岩石、地貌、土壤、气候、水文、生物等要素组成。在自然环境的基础上，人类通过长期活动创造了人文环境，自然环境和人文环境共同组成地理环境。可见，地理环境的空间范围与自然环境是一致的。

从人地关系角度出发，本条“标准”要求抓住地球各圈层主要特点及与人类活动关系最密切的内容。

二、教材分析

本节内容是继前面三节学习地球的宇宙环境、地球自转和公转的地理意义后，继续学习地球自身的特点，为后面地理环境发生、发展、变化的学习打下基础。教材结构明确，主要讲述两部分内容：一是地球的内部圈层，主要包括内部圈层的划分及边界、地壳的厚薄和分布、地幔的组成和地核的组成及状态；二是地球的外部圈层，主要包括各圈层的组成和空间分布及相互间的联系。同时，本节内容也是后面几章的引言，起着承上启下的作用。

教材第一部分“地球的内部圈层”由四段正文和两幅图像组成，介绍了研究地球内部结构的方法、地球内部圈层的划分及各圈层特点，是本节教学的重点和难点。

由于人类对地球内部圈层的了解主要来自对地震波的研究，通过研究地震的纵波和横波在地球内部传播速度的变化，来推测地球内部的组成及其它特征。而纵波、横波知识学生没有接触过，因此教材首先利用第一段正文给出纵波、横渡的基本特点。在此基础上，以“地震波的传播速度与地球内部圈层的划分”示意图（图1.25）为依托，利用第二段正文介绍地球内部地震波速度突然变化而形成的两个不连续面：莫霍界面和古登堡界面。接着通过第三段正文，归纳总结地球内部圈层的划分。教材随后安排“地球的内部圈层构造”图（图1.26）让学生了解地球内部圈层构造，通过第五段正文明确地壳与岩石圈的区别。

教材第二部分“地球的外部圈层”由四段正文和一个“活动”组成，简单介绍大气圈、水圈和生物圈的范围、组成和总体特点，从物质形态、空间分布、相互关系等方面认识地球的外部圈层，是本节教学的另一个重点。

教材第一段正文结合“地球外部圈层示意”图（图1.27）点明地球外部圈层的组成及与人类关系密切。第二段正文简介大气圈，第三段正文简介水圈，第四段正文简介了生物圈，强调它们是相互联系、相互制约的整体，是人类赖以生存的环境基础。由于各圈层在后面的教材中还有详细介绍，所以在这里介绍得较简略。最后“活动”部分再次强调地球岩石圈、大气圈、水圈和生物圈间相互联系、相互制约的关系，是对正文内容的拓展，具有承上启下的作用，为后面的学习埋下伏笔。本节知识网络如图1。

三、学习目标

知识与技能：了解地震波的传播特征及其在划分地球内部圈层方面的作用；掌握地球内部圈层的划分和内部圈层的界限、厚度、物理性状等；掌握地球外部圈层的组成和特征；通过归纳、总结、对比地球内部各层的特点，使学生形成综合归纳等思维能力。

过程与方法：通过读图训练，提高读图、析图能力，明确地震波和地球内部圈层的关系，地壳与岩石圈、软流层的位置关系等；联系实际，结合图示，了解各圈层特征。

情感态度与价值观：通过学习对学生进行热爱自然、热爱科学的教育，鼓励学生献身于科学教育事业；使学生了解地球的圈层构造，从宏观上认识全球的整体面貌，形成地球系统观和责任感，增强环境及保护意识。

四、图表利用

1.地震波的传播速度与地球内部圈层的划分示意图（图1.25）

本图意在指导学生分析地震波传播速度的变化，推测原因，划分出内部圈层。纵波与横波最突出的差异是在不同介质中能否传播以及传播速度的差异。地震波传播速度与其通过的介质性质密切相关：若介质为均质体，地震波则匀速直线传播；介质性质发生变化，地震波波速随之变化。尤其是地震波通过性质完全不同的两种物质分解面时，波速会发生突然变化，出现地震波的不连续面。这样，地震波就可以带回地球内部的信息，从而可以推测地球的内部构造和物质状态。

引导学生读图，提取归纳：①在地下（大陆部分）约33千米处，纵波和横波的波速突然加大，出现波速的不连续面（莫霍界面），说明该深度处上下物质在成分或状态上有改变；②在地下2 900千米处，横波突然消失，纵波的速度明显下降，也出现波速的不连续面（古登堡界面），说明此深度处地球的内部物质组成、状态差异明显；③莫霍界面、古登堡界面将地球内部划分为三个圈层：地壳、地幔、地核；④纵波波速在地下5 100千米处也有变化，称为次级不连续面，该面将地核分为外核和内核。

2.地球的内部圈层构造示意图（图1.26）

本图是对图1.25右图的细化，利用图像旁边的文字，引导学生从厚度、温度、物质组成和状态的变化等不同角度了解地球内部圈层构造，也为学生理解地壳与岩石圈的区别奠定基础。

引导学生读图，归纳总结：①地壳位于莫霍面以上，由地表一层薄薄的、由岩石组成的坚硬外壳，大陆部分较厚，大洋部分较薄，平均厚度为17千米；②地幔介于莫霍界面和古登堡界面之间，厚度为2 800多千米，又分为上地幔和下地幔两层。从莫霍界面到地下900千米处为上地幔，上地幔的上层存在一个软流层，可能是岩浆的主要发源地；从900千米处到古登堡界面属于下地幔；③从古登堡界面到地心是地核，又分为外核和内核两层。从古登堡界面到5 150千米处属于外核，从5 150千米处到地心属于内核。地核温度很高，压力和密度很大；④岩石圈由地壳和上地幔的顶部（软流层以上）的坚硬岩石组成。

3.地球外部圈层示意图（图1.27）

本图直观显示外部圈层的位置和名称，同时形象地说明外部圈层的相互关系，引导学生理解地球岩石圈、大气圈、水圈和生物圈间相互联系、相互制约的关系，这些圈层构成了人类生存的自然环境。

引导学生读图并结合正文，归纳总结：①岩石圈、大气圈、水圈和生物圈的相互位置；②简述岩石圈、大气圈、水圈与生物圈的关系。

五、活动建议

1.教材活动

活动目的是引导学生讨论思考地球岩石圈、大气圈、水圈和生物圈间的关系，是正文内容的拓展，具有承上启下的作用，为后面的学习埋下伏笔。

进行活动时，可以学习小组为单位让学生列出自己需要了解的知识，进行展示交流。鉴于学生的知识储备，能列出多少算多少，不要求全，主要是为后面的学习做准备。

2.补充活动

（1）认清地震波。第一步，学生左手放在桌子上，用右手敲击桌子，桌子受到冲击产生弹性振动，耳朵听到敲击声，左手感觉到振动。第二步，阅读感悟教材，探究地震波相关特点，获取地震波知识：地震波为弹性波。纵波传播速度快，能通过固态、液态、气态三态物质；横波传播速度慢，只能通过固态物质。

（2）探究地球内部圈层。第一步，切熟鸡蛋，师生共同观察熟鸡蛋剖面，学生描述：由外向里共分三层，即蛋壳、蛋白和蛋黄；厚度有差异，蛋壳最薄，蛋白次之，蛋黄最厚等；第二步，观察“地震波的传播速度与地球内部圈层的划分”示意图（图1.25），与熟鸡蛋剖面比较，说出自己的结论。

（3）绘制地球圈层结构。第一步，分别绘制地球内部圈层图和外部圈层图，组内展示交流；第二步，以组为单位，进行绘制整个地球圈层图竞赛，对优胜者给予表彰。