跨学科主题学习———在线数字气象站 教学设计 一、内容分析 数字气象站是用于观测和记录气象数据的设备，它们在气象学、气候研究、环境观测和天气预报等领域发挥着重要作用。为了更好地了解校园气候环境，本项目将以应用物联网知识为主，综合多学科知识，带领学生共同设计制作在线数字气象站。本项目是八年级上册的最后一个项目，包括以下三项主要内容。 （1）设计规划数字气象站：通过查找认识气象站的发展历程和气象站中重要部件的作用等信息，学生将对丰富的学习资料进行有效的筛选，提取对任务有价值的信息，信息意识得到进一步提升。再将数字气象站制作这样的大问题，分解为一个个可以执行的小问题，形成制作方案的过程也将增强学生的计算思维能力。 （2）搭建部署数字气象站：学生利用物联网实验套件中的各类传感器、主板机等器材，将本组设计的数字气象站方案以模型的形式组装呈现，通过科学选址，将气象站部署在学校的合适位置，测试验证对于环境数据采集的功能是否实现。 （3）测试应用数字气象站：进一步利用物联网平台中的数据展示与分析功能，对采集到的气象数据进行整理运用，尝试对其中的规律加以描述，并通过修改代码，实现对水文气象观测系统的远程控制。 二、学情分析 本节课的教学对象是八年级学生，经过了一学期的学习，他们已经较为完整地了解了物联网的基本结构和在生活中的各种运用。他们能够利用实验套件实现简单的物联网原型搭建， 同时动手能力较强，对于新鲜内容有极高的学习兴趣。但同时他们也相对缺乏解决复杂问题，尤其是实验探究的经验，缺少综合运用多学科知识解决生活真实问题的经历，对于项目任务中解决方案的设计与执行比较陌生，因此本课学习过程中，需要教师提供足够的学习支架，以及完备的协作学习规则，引导学生高效地开展相关学习活动。 三、教学目标 1．素养目标 （1）了解气象站的发展历程及其在生产生活中的应用。 （2）认识不同传感器在复杂场景中的应用。 （3）能够根据实际需求，设计搭建具有数据采集、实时传输和简单控制功能的数字气象站。 （4）通过汇总数字气象站中采集的数据，进行分析、共享与统一管理，能够实现更大时间与空间上的数据探究。 2．项目目标 综合运用信息科技、地理、数学以及艺术学科的知识，搭建校园数字气象站，收集和分析气象数据，模拟气象协作网的组建，实现更大时间与空间上的气象数据分析与预测。 四、教学重、难点 1．教学重点 （1）认识数字气象站中各种数据采集装置的功能与作用。 （2）选择合适的物联网实验装置，完成数字气象站模型的搭建与部署。 （3）制定气象协作网数据接入规则，将多个数字气象站组成协作网。 2．教学难点 （1）理解数字气象站的工作过程，并设计制定数字气象站制作方案。 （2）使用物联网平台对于采集到的气象数据进行整理分析，通过修改完善程序，实现对数字气象站的简单的远程控制。 （3）对汇聚的数据进行管理与共享，应用协作网实现简单的气象预测。 五、设计思路 本项目活动采用实验教学的方式组织展开，学生首先需要明确实验问题，即如何科学准确地描述校园这种小气候环境的状况。接着利用地理、信息科技学科知识设计制作校园数字气象站模型。将做好的模型选择在校园中合适的位置进行安装部署，再利用物联网系统把多个气象站数据进行汇总，形成气象协作网，测试验证校园中气象数据预测的准确程度。 ( 气象预报的方法 气象数据汇聚共享 气象状况的分析预测 ) ( 数字气象站搭建 数字气象站部署 气象数据采集 气象数据汇总 ) 气象站的发展历程 气象站的主要作用 什么是数字气象站 设计气象站方案 六、教学准备 本实验教学活动，教师可以准备如下表所示的实验器材，指导学生搭建制作校园数字气象站，利用编程软件 Min ... ...
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