“地壳的物质组成和物质循环”教学过程设计

重庆市巴蜀中学（400015） 杨 华

重庆市教科院（400015） 张文革

重庆市巴蜀中学（400015） 陈丽芳

一、导入新课

（1）课前放一段《神奇的地球》视频，感受神奇的自然。

片中看到奔腾的河流、浩瀚的海洋、无垠的沙漠、银色的冰川世界、高山深壑，还有即将喷出的炽热岩浆……构成了异彩纷呈的大自然。

（2）旧课再现：地球的内部圈层。

我们知道，地球的内部分为地壳、地幔、地核三个基本圈层，地壳就是地理环境中众多要素的载体。今天，我们即将开启地壳的物质发现之旅，去探索地壳的物质组成和物质循环。

（3）通过图片展示三种固、液、气态的矿物。

这是一枚重达478克拉的天然钻石，产自于非洲的一个小国莱索托，估价数千万英镑。

石油

天然气

这些都是什么？

（4）概念引入——矿物。矿物是指具有确定化学成分和物理属性的单质或化合物。是化学元素在岩石圈中存在的基本单元。有用矿物在自然界富集到有开采价值就形成矿产。截至20世纪末，确认的天然矿物超过3000种，矿产150种。

（5）播放去重庆师范大学地质博物馆参观的视频。为了更好地认识矿物和岩石，我们班地理兴趣小组的同学在上周日和老师一起去重庆师范大学参观了地质博物馆，聆听了地质学教授杨老师的讲解。

二、探究活动一

发现之旅A站：多彩的矿物——快速鉴宝

（1）材料：常见矿物，磁铁、小刀、玻璃、粗瓷板（也叫条痕板）。

（2）方法：从结晶形态、透明度、光泽、密度、颜色、硬度和条痕等方面识别。

常见矿物主要特征鉴定表

（3）成果交流：完成鉴定表

由于矿物具有确定的物理属性，所以通过肉眼和必要的工具，从结晶形态、透明度、光泽、密度、颜色、硬度和条痕等方面识别。

硬度根据书中的摩氏硬度计，看书31页，这里将硬度分为十级。请说出硬度最高的矿物。金刚石，即钻石，可以在任何物体上刻画出痕迹。那同学们想过没有，用什么来琢磨钻石。只有钻石才能琢磨钻石。条痕是矿物在粗瓷板上刻画得到的粉末，可以表达矿物的真实颜色。

（鉴定演示）手拿云母矿物，观察结晶形态、颜色、光泽，在粗瓷板上刻画看条痕，用指甲刻画找硬度等，对照常见矿物特征鉴定表，鉴定是云母。

这里为大家准备了8种矿物，两组共16块。现分发给大家。请大家根据特征迅速鉴定。

拿着矿物的同学向大家汇报鉴定成果。

（教师小结）萤石，主要因为在紫外灯的照射下或加热会发出荧光。方解石，6面体，每个面是四边形并是光滑的。非金属光泽，属于非金属矿物。滑石，用手摸有润滑感，象一块香皂，硬度为一。石英是6棱柱，端头是六棱锥，无色。晶体结晶好，就是我们说的水晶。也属于非金属矿物。含有杂质则成不同的颜色。有美丽的孔雀羽毛的颜色是孔雀石。金黄色的是黄铜矿。偏红色的是赤铁矿，黑色的是磁铁矿，除了颜色上面的差别，还可以用磁铁来看看，有磁性的是磁铁矿，无磁性的是赤铁矿。孔雀石、黄铜矿可以炼铜，磁铁矿和赤铁矿可以炼铁，它们都属于金属矿物。

三、探究活动二

发现之旅B站：复杂的岩层

（比较岩石和矿物的不同和联系）看方解石和石灰岩的图片，思考两者的关系。

方解石是矿物，是单个的晶体。石灰岩是众多的方解石矿物组成。之所以看不出来，是因为晶体细小。

（概念引入）岩石，是一种或几种固态矿物的集合体。按成因可以分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。

（岩浆岩的生成的情况图片展示）下面来看岩浆岩的形成。

炽热的熔融状态的岩浆是如何变成冷的坚硬的岩浆岩？冷却凝固。途径有两种：侵入其他岩体冷却凝固和喷出地表冷却凝固。请比较这两种冷却凝固时间有何不同？喷出地表冷却凝固时间快。

（对比花岗岩和玄武岩的两张图片说明侵入岩和喷出岩的不同特征）比较两种岩石的不同。一种有气孔，一种无气孔。一种看不出晶体，另一种晶体颗粒粗大，白色的是石英，黄色的是长石，黑色的是云母。这两种分别是侵入岩和喷出岩，猜猜对应关系？为什么？喷出岩形成：岩浆喷出地表伴随着气体的逃逸，由于冷却速度快，结晶时间短，晶体颗粒细小。侵入岩形成：岩浆由于冷却速度相对较慢，结晶时间长，晶体颗粒粗大。左侧是喷出岩的一种玄武岩，右侧是侵入岩的一种花岗岩。

（展示流纹岩和安山岩的图片）喷出岩还有流纹岩。我们想象一下，当炙热的岩浆喷出象瀑布一样流淌下来，冷却凝固形成。安山岩，因大量发育于美洲的安第斯山脉而得名。

以上我们探究的是岩浆岩的成因和特点。下面来看看沉积岩。

（动画演示）思考形成沉积岩的物质有哪些？来自于哪里？沉积环境是怎样的？沙、砾、粘土、生物的沉积物。主要来自于陆地上。沉积环境是水环境。

思考，松软的沉积物是如何变成坚硬的岩石？

（沉积岩形成的演示实验演示）实验过程及原理：将松软沙、土倒入烧杯，用一粗棒将其压紧。再将烧杯倒过来，松软的沙、土粘在一起成为一个整体。表示形成地层的沙粒和泥土刚开始堆积时，颗粒还没有粘在一起，当地层逐渐堆积时，下层受压，开始收缩，颗粒也就容易粘在一起。展示一块坚硬的混凝土，在沙、土中加入水泥和水，等其凝固，就形成了坚硬的混凝土。沙等碎屑物质不只是在高压作用变硬，地下水和雨水中的物质沉淀在沙砾与泥粒之间，粒与粒的空隙被填充压紧，这样就会变硬。松软的堆积物在压缩作用和凝结作用下可变成坚硬的沉积物。

（教师小结）压缩作用和凝结作用可称为固结成岩作用。砾石、砂、泥等沉积物在固结成岩作用下变成了沉积岩。砾石、砂、泥等沉积物来自于已生成岩石被风化、搬运和沉积。形成沉积岩的物质是碎屑等沉积物，所以可以根据沉积物颗粒的大小分为砾岩、砂岩、页岩。

（沉积岩岩层图片展示）请学生观察形成砾岩、砂岩、页岩的沉积物颗粒大小关系，而且还看到，在沉积岩中有一重要的能源矿产——煤。它是植物沉积物演化形成的。

（身边的岩石图片展示）这是重庆的老街十八梯，在山城重庆，我们已习惯爬坡上砍，过去这样的石阶都是由砂岩砌成的，也是重庆主要的常见岩石。象革命纪念地红岩村，得名于当地红色的砂岩。

（图片展示）这种岩石你见过吗？这地方你去过吗？看石灰岩及其形成的地貌——喀斯特地貌。石灰岩是化学和生物的沉积物固结形成，也是重庆地区常见的一种沉积岩。

（鉴定演示）其成分是碳酸钙，在野外，我们常滴入盐酸，冒泡的即是石灰岩。

（图片展示）看沉积岩的图片，你可以看出沉积岩有何特点？①层理构造。生物的遗体、遗骸、遗迹等在未腐烂时被沉积物所埋没，隔断了与大气的接触，经过长时间炭化或被其他物质置换、填充逐渐演变成化石。所以沉积岩还有一个特点是有化石。

（1）读图1根据沉积岩特点和与火成岩切割关系判断地层年龄。

图1

学生很容易根据沉积岩层理构造，即老的在下面新的在上面判断三层沉积岩的新老顺序，但由于有与火成岩的交割，问题变得复杂。关于火成岩1和沉积岩3、2的关系可以看出先有沉积岩3、2，再被火成岩1侵入，就像先有纸，再被戳个洞。火成岩2与火成岩1不同的是，它不仅侵入了沉积岩3、2，还在沉积岩2的表面形成了锥形的火山，可以想象是堆积的结果，所以火成岩2早于沉积岩1，沉积岩1是最新的地层。结论是，由老到新：沉积岩3、沉积岩2、火成岩1、火成岩2、沉积岩1。

（化石图片和视频播放）思考化石在地理研究方面的作用是什么？

研究古地理环境，判定地层年龄。

（2）读图2根据化石判断地层年龄。

图2

根据岩层中所含化石或矿产的情况，判断a是___________代地层；b是___________代晚期地层；c是___________代中期地层，d是_________代早期地层，它们由新到老的顺序是___________。

附：各地质年代的典型代表

太古代——地壳活动剧烈，地球上只有海洋。有类似蛋白质的有机质。

元古代——出现陆地。有藻类等低等生物，原始生命开始。

古生代——无脊椎动物出现，如三叶虫。脊椎动物出现，如鱼类、两栖类。后期是重要的造煤时期。亚欧大陆、北美大陆基本形成我国东北、华北已抬升成陆地。

中生代——我国大陆轮廓基本形成。爬行类、鸟类出现，如恐龙、始祖鸟等，也是重要造煤时期。

新生代——世界许多高山形成，如喜马拉雅山脉，第四纪人类出现，这是生物发展史上的重大飞跃。

（3）读图3思考：根据变质带位置分析其温度和和压力特点，并进一步思考可能会发生什么？

图3

变质带受其炽热岩浆的影响，温度和压力极高，可能已生成的岩石会进一步发生成分和结构的改变，即变质作用。已生成岩石在变质作用形成变质岩。

（图片展示）泰姬陵，你认识它吗？它是用什么岩石建成的？它是用大理石建成的，体现了建筑的端庄、肃穆和典雅。它是一种变质岩。

（找一找）找出左侧变质岩的“前身”：石英岩、片麻岩、大理岩、板岩。分别是砂岩、花岗岩、石灰岩、页岩。

（4）读图4，判断A、B、E岩石的类型。

图4

A侵入其他岩体，侵入岩。B有层理构造，沉积岩。E位于变质带上，变质岩。

四、探究活动三

发现之旅C站：规律探寻

（1）结合三类岩石的成因，找出三类岩石的关系，请你画出图来表示。

（2）下列方框代表的是岩石类型和岩浆，请填出名称，并说明字母代表的含义。这揭示怎样的规律？能量来源？意义何在？

（教师小结）经研究发现，岩石圈在一些地方不断诞生，在另一些地方不断消融，岩石和岩浆可以相互转换。这就揭示了地壳的物质循环，即地质循环。能量主要来自于地球的内部，即放射性元素衰变释放出的能量。通过地质循环，地球的内部和外部的物质发生了交换，能量发生了转换。

（结语）同学们，我们的地壳物质发现之旅即将驶向终点。我们认识了矿物，矿物的集合体——岩石，认识了地质循环。下面给大家布置一篇小论文，题目是身边的矿物和岩石，探寻矿物和岩石在生活中的应用。

【教学点评】

在教学过程中充分体现了新课程的理念，课程三维目标明确，教学立意从学生的认知出发，用动态生成的观念，充分重视个体经验。在重过程的生成理解中，实现文本主题意义建构。教学过程以地壳物质发现即矿物—岩石—地质循环为线索，探索地壳的物质组成和物质循环，整堂课就是一次地壳的物质发现之旅。发现过程由浅入深、层层递进、重视理性思维知识的分析。课堂结构紧密，教学设计独特。重视方法和策略，通过地理实验及一系列的探究活动激发了学习地理的兴趣，学生思维活跃，培养学生科学态度、习惯、科学价值观。通过课前的参观和课后的论文，将地理课堂做了充分的延伸，并与生活做了联系。