教学实践课例设计 - 对比分析不同学校的气象数据，探究气象差异原因
八年级学生
1课时（45分钟/课时）
信息科技、地理、数学、数据科学
教学方法：情境创设、问题导入
教师活动：展示贵州省地理气候特点，引导学生思考校际气象数据对比的意义。
贵州省地理位置独特，各区域海拔悬殊、气候差异较大。为了进一步了解贵州省多样化的气候，让我们先从学校着手，以小见大，利用校园数字气象站去探究校际的气象差异吧！
贵州地处云贵高原，平均海拔1100米，地势西高东低，地形复杂多样。
亚热带湿润季风气候，四季分明，降水丰富，气候垂直差异明显。
全省年平均气温14-16℃，但受海拔影响，不同地区温差显著。
通过对比不同学校的气象数据，可以了解局部气候差异，探究影响因素。
在同一座城市中，不同地点在同一时间的天气状况会有细微差异。例如在夏天，郊区比城区凉快，林荫小路比空旷广场凉快。因此，气象站观测地点越具体，得到的气象数据就越精准、越有代表性。
教学方法：数据查询、表格填写
学生活动：通过网络查询本市上个月气温数据，填写表格，计算月平均气温。
实时数据不能代表某地天气的一般特征，但是当我们把海量的历史观测数据收集在一起，统计出一些代表性数据如最值、平均值等，就可以简单描述一般特征了。以温度为例，统计一个月中每日的最高气温和最低气温，可以计算出月平均高温和月平均低温。
借助网络查询气象数据时，要有意识地甄别数据的来源和准确性。可靠的气象数据来源包括：
| 信息来源 | 查询地区 | 查询数据 | 计算 | 差异比较 | 差异原因分析 | 作出判断 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1-10日 | 11-20日 | 21-31日 | |||||||||
| 最高气温 | 最低气温 | 最高气温 | 最低气温 | 最高气温 | 最低气温 | 月平均高温 月平均低温 |
与其他同学的查询与统计结果是否有差异？ | 查询的数据是否如实反映本市上个月的温度情况？ | |||
| 中国天气网 | 贵阳市 | -- -- |
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教学方法：数据获取、问题解决
学生活动：学习从物联网平台获取数据的方法，处理原始数据，记录遇到的问题和解决方案。
气象数据是气象科学研究的基础，将气象数据转化为有意义的气象信息一般要经过获取、处理、分析、呈现这些基本步骤。校园数字气象站已经生成了大量气象数据。为了让这些数据发挥更大的作用，我们可以将本校与周边区县某学校的校园气象数据汇总，从而分析校际气象差异。
从物联网平台下载原始气象数据
处理缺失值、异常值，格式化数据
计算日最高/最低气温，月平均值
统计比较，绘制图表，发现规律
制作报告，可视化展示结果
本校的气象观测数据很容易获得，可以直接进入本校的气象站项目下载。那么如何获得其他学校的气象观测数据呢？以下给出了一个参考方案，你有其他实现方案吗？
从物联网平台下载的原始气象数据记录了所有观测值，不能直接看出每日最高气温和最低气温。在对原始气象数据进行处理时，你遇到了哪些问题？又是通过什么方法来解决的？
| 遇到的问题 | 解决方案 |
|---|---|
教学方法：数据分析、图表绘制
学生活动：对比两所学校的气象数据，绘制图表，分析差异原因。
准备好必要的数据后，用电子表格软件计算本校和其他学校上个月的气温，然后完成以下问题。
对历史气象数据的探究不仅能让我们验证诸如"热岛效应"等科学现象，还能为科研工作者提供翔实的资料，帮他们探索规律、构建模型，从而形成气象预测模型。
气象预测模型的预测能力建立在气象大数据基础上，且受到初始条件、算力、算法等多种因素的影响。一个良好的气象预测模型，可以给社会带来巨大的经济效益。
教学方法：总结归纳、分享交流
学生活动：总结学习收获，分享对校园数字气象站的新认识。
学会了甄别气象数据来源，获取准确可靠的数据
掌握了从物联网平台获取和处理气象数据的方法
学会了统计分析气象数据，计算平均值和极值
能够分析不同地点气象差异的原因，如热岛效应
掌握了使用图表直观展示数据对比的方法
通过本单元的学习，我们了解了气象观测的发展历程，一步步设计、构建了专属的校园数字气象站，并开展了相关的科学探究活动。现在你对校园数字气象站有没有更新的认识呢？与同学交流分享你的成长与收获。
完成以下5道题（3道选择题，2道判断题），检验你对校际气象数据对比分析的理解。
1. 下列哪项不是获取可靠气象数据的来源？（ ）
2. 城市中心通常比郊区温度高，这种现象被称为？（ ）
3. 气象数据转化为有意义的气象信息一般不包括以下哪个步骤？（ ）
4. 实时气象数据可以完全代表某地天气的一般特征。（ ）
5. 海拔每升高100米，气温大约下降0.6℃。（ ）
| 评价内容 | 达成情况 | 评价说明 |
|---|---|---|
| 我能甄别数据来源，从网络上获取相对准确的气象数据 |
|
能识别至少3种可靠的气象数据来源，并获取所需数据 |
| 我能从物联网平台获取历史数据，统计分析简单的气象数据 |
|
能获取数据并计算月平均气温、最高/最低气温等统计值 |
| 我能分析不同地点气象差异的原因 |
|
能分析至少2种导致校际气象差异的原因 |
| 我能认识气象大数据对气象预测的重要意义 |
|
能说出气象大数据在天气预报和气候研究中的重要作用 |