资源简介

(共31张PPT)
第二单元 第1课
规划校园数字气象站
（教科版）八年级
下
1
核心素养目标
3
新知讲解
5
拓展延伸
7
板书设计
2
新知导入
4
课堂练习
6
课堂总结
课后作业
8
01
核心素养目标
。
信息意识
计算思维
数字化学习与创新
信息社会责任
了解气象数据用于灾害预警的社会价值，在使用校园气象站数据时遵守隐私保护规则，意识到技术需为人类安全和环境保护服务。
通过网络了解多样化的气象数据数字化测量手段，尝试设计出校园数字气象站的示意图。
认识气象数据，感受物联网数据分析，通过物联网技术制作设计校园数字气象站，体验物联网的创新应用。
理解气象数据从传感器采集到云端分析的完整流程，意识到温度、降雨量等数字背后依赖物联网技术与气象科学的协作，形成数据驱动生活的认知。
02
新知导入
聚焦
校园数字气象站能通过智能传感器监测天气数据，我们可以用学过的物联网知识设计搭建方案，并参考网络上的电子测量方法，绘制出简单易懂的气象站结构示意图。
02
新知导入
聚焦
现在网络技术很发达，我们可以方便地在网上查看天气、温度、湿度等气象数据。你可以试着打开“国家气象科学数据中心”官网，了解更详细的气象信息。
03
新知讲解
做一做
我们可以打开“国家气象科学数据中心”网站，试着查一个地方的气象实况数据（比如你家乡的天气）。选一个数据，比如温度或降水量，猜一猜：
数据采集：可能是通过气象站、卫星或雷达的传感器自动记录的，你觉得它们藏在哪儿？
数据传输：这些数据怎么“跑”到网站上的？会不会像快递一样通过网络“打包发送”？
可视化：网站上的温度曲线图或雨量柱状图，是怎么从数字变成图形的？用颜色或符号帮你一眼看懂？
03
新知讲解
做一做
通过在线气象平台以及其他网络途径查找资料，写出至少三种气象数据及其表达的含义、传统测量手段、数字化测量手段。
03
新知讲解
写一写
气象数据 含义 传统测量手段 数字化测量手段
降水量 一定时间内,从空中降落到水平面上的雨、雪、冰雹等,假定无 渗漏，不流失，也不蒸发，累积起来的水的深度，称为降水量 漏斗式雨量器、 虹吸式雨量计、 翻斗式雨量计等 翻斗式雨量传感器、压电动能式传感器等
气温 空气的冷热程度，反映大气热力状态的基本参数，通常用摄氏度（℃）或华氏度（℉）表示 玻璃液体温度计（水银/酒精）、双金属片温度计、最高最低温度计 热敏电阻温度传感器、红外辐射测温仪、铂电阻温度传感器（PT100）
风速 空气流动的快慢，单位是米/秒（m/s）或公里/小时（km/h）。例如：台风时风速可能超过30m/s。 风车式风速计、杯式风速计（带机械指针） 超声波风速传感器、热线风速仪（电子显示）
湿度 空气中水蒸气的含量，用百分比（%）表示相对湿度。例如：下雨前湿度可能接近100%。 毛发湿度计（毛发随湿度伸缩）、干湿球温度计（用温差计算湿度） 电容式湿度传感器、电子湿度计（数字显示屏）
02
新知导入
议一议
什么是校园数字气象站？它应该具备哪些功能？
校园数字气象站是一个安装在学校的“小型天气监测站”，它用传感器、电子屏幕等设备，自动测量并显示天气数据（比如温度、湿度、风速、雨量等），像一群“天气小助手”帮你观察天气！
实时监测：能自动测量温度、湿度、风力、降雨量等基本天气数据。
自动记录：像写日记一样，把每天的数据存起来，方便查过去几天的天气变化。
直观显示：用大屏幕或手机APP显示数据，比如温度用曲线图，下雨用雨滴动画。
天气预警：如果遇到大风或暴雨，能提前发出警报，提醒同学注意安全。
科学实验：配合科学课，比如用数据研究“植物生长和温度的关系”。
03
新知讲解
能量加油站
气象数据的全流程处理步骤解析
数据采集
气象站通过温度计、湿度传感器、风速仪等设备（类似“天气侦察兵”），实时抓取温度、湿度、风力、降雨等数据，并自动将自然现象转化为电子信号或数字代码。
03
新知讲解
能量加油站
气象数据的全流程处理步骤解析
数据传输
采集到的数据像“快递包裹”一样，通过网线、无线网络甚至卫星信号，“飞奔”到气象局或云端服务器，确保数据快速抵达不丢失。
03
新知讲解
能量加油站
气象数据的全流程处理步骤解析
数据存储
抵达服务器的数据被分类存档，像图书馆整理书籍一样，存入数据库或电子表格中，方便随时调取历史天气记录。
03
新知讲解
能量加油站
气象数据的全流程处理步骤解析
数据处理与分析
科学家用程序给数据“洗澡”（清洗错误值）、“换装”（统一单位），再通过图表、地图或动画，将枯燥数字变成直观的天气预报和灾害预警。
温湿度传感器（测空气干湿冷热）
雨滴监测器（数雨点有多少）
风速/风向传感器（看风往哪儿吹、跑多快）
气压传感器（感受天气是“轻松”还是“闷闷不乐”）
它们像小侦探一样，全天候盯着天气变化！
03
新知讲解
设计
第一步：装一群“天气侦察兵”，在校园里安装各种传感器小帮手。
校园数字气象站的设计思路
这些传感器用网线或Wi-Fi，把数据“打包”发送到物联网云平台（类似一个“天气日记本”）。比如：
下雨时，雨滴监测器大喊：“报告！10分钟下了5毫米雨！”
数据立刻“飞”到云端，自动生成表格和曲线图。
03
新知讲解
设计
第二步：让数据“坐快递”去云端。
校园数字气象站的设计思路
在校园放一个主控板（像气象站的“指挥官”）：
它连接传感器，指挥它们工作；
还能控制“反馈装置”，比如发现大风时，自动关闭教室窗户（防止书本被吹飞）。
03
新知讲解
设计
第三步：用“智能大脑”控制设备。
校园数字气象站的设计思路
用另一个主控板当移动终端，老师和同学可以用手机：
随时查看校园实时天气（比如体育课前看会不会下雨）；
远程控制设备（比如放学后一键关闭所有气象设备）。
03
新知讲解
设计
第四步：手机变身“天气遥控器”
校园数字气象站的设计思路
中午突然刮大风→风速传感器报警→主控板收到信号→自动关窗+给老师手机发提醒：“门窗已关好，同学们放心午休吧！”
根据已有物联网的知识以及对校园数字气象站的认识，补充完整校园数字气象站原理图，将序号或文字填写在对应的空白处。
①传感器：用于获取多种气象数据
②执行器：根据反馈控制执行相应的动作
③移动终端：用于显示气象数据并通过界面反馈控制
④计算机终端：用于显示气象数据以及连接物联网平台
⑤智能终端：用于显示气象数据
⑥物联网平台：用于收集、存储气象数据
⑦网络(路由器)：提供物联网数据交互
⑧其他：
03
新知讲解
做一做
根据已有物联网的知识以及对校园数字气象站的认识，补充完整校园数字气象站原理图，将序号或文字填写在对应的空白处。
03
新知讲解
做一做
①/②
⑥/⑦
③/④/⑤
根据校园数字气象站原理图设计校园数字气象站，将示意图画在下面的框中。
03
新知讲解
做一做
04
课堂练习
一、判断正误，正确的画”√“，错误的画”X“。
气象数据存储时会被直接丢弃，不需要分类保存。（ ）
温湿度传感器可以同时测量温度和湿度。（ ）
气象数据可视化是指将数字变成文字报告。（ ）
主控板可以连接传感器并控制设备执行动作。（ ）
校园气象站的数据只能通过电脑查看，不能用手机查看。（ ）
√
X
X
√
X
04
课堂练习
二、选择题
1、校园数字气象站中，用于测量空气湿度的设备是？（ ）
雨滴监测器
B. 风速传感器
C. 气压传感器
D. 温湿度传感器
2、气象数据从传感器传输到云平台的主要方式是？（ ）
快递邮寄
B. 人工手动记录
C. 网线或Wi-Fi
D. 广播电台
3、如果校园气象站检测到大风，主控板最可能执行的操作是？（ ）
A. 播放音乐
B. 自动关闭窗户
C. 打开教室电灯
D. 发送天气预报
C
B
D
05
拓展延伸
天气预报背后的超级计算机与人工智能
24小时待命的“气象大脑”：超级计算机每秒能计算数亿次，像一台“天气模拟器”，快速处理全球气象数据，预测未来几天的天气变化。
AI学习天气的“小助手”：人工智能通过分析历史天气数据，自动识别台风路径、降雨模式，帮科学家优化预报精准度。
05
拓展延伸
卫星和雷达：天空中的“气象侦察兵”
卫星的“千里眼”：气象卫星在太空拍照，监测云层移动、海洋温度，甚至火山灰扩散，为天气预报提供“全景地图”。
雷达的“透视眼”：地面雷达发射微波，穿透云层探测雨滴大小、风暴强度，实时追踪雷雨和冰雹的“行踪”。
05
拓展延伸
航天科技中的气象监测：空间站如何预测天气
空间站的“太空气象台”：宇航员在空间站用特殊仪器观测地球大气层，研究极光、臭氧层变化，补充地面观测的“盲区”。
遥感卫星的“数据接力”：空间站配合遥感卫星，监测全球海洋温度、冰川融化速度，帮助科学家分析长期气候变化规律。
06
课堂总结
1
引入新知内容
2
了解多样化的气象数据
3
掌握数字校园气象站设计
4
完成课堂练习
5
进行相关知识拓展
1
2
3
4
5
规划校园数字气象站
07
板书设计
规划校园数字气象站
1、进行新知引入
2、了解多样化的气象数据
3、掌握数字校园气象站设计
4、完成课堂练习
5、进行知识拓展
课后作业。
1、简述校园数字气象站设计的第一步和第二步需要做什么。
08
课后作业
1.气象数据处理的四个步骤是：采集、传输、存储、__________。
2.物联网系统由传感器、主控板、__________三部分组成。
3.气象卫星在太空中通过__________监测地球天气。
拍照
云平台
分析
08
课后作业
2、简答题
简述校园数字气象站设计的第一步和第二步需要做什么。
第一步：在校园安装传感器（如温湿度传感器、雨滴监测器），用于采集天气数据。
第二步：通过网线或Wi-Fi将传感器数据发送到物联网云平台存储和分析。
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine

展开更多......

收起↑