资源简介

(共19张PPT)
跨学科主题
校园在线数字气象站
（湘科版）八年级
上
1
核心素养目标
3
新知讲解
5
拓展延伸
2
新知导入
4
课堂练习
板书设计
6
认识温度、湿度、光照等气象数据的实用价值，理解传感器、物联网是获取气象信息的数字化手段。
对气象站项目进行问题分解，拆解为数据采集、网络接入、平台存储、数据分析等子任务。
融合地理气象知识开展跨学科探究，基于气象数据搭建校园在线数字气象站。
规范爱护实验硬件，小组协作共享成果，负责任地发布气象观测信息，树立技术自主可控意识。
信息意识
计算思维
数字化学习与创新
信息社会责任
01
核心素养目标
02
新知导入
天气预报是通过记录自然现象，预测未来天气变化趋势的活动。
通过运用物联网技术搭建校园在线数字气象站，可以很好地记录校园天气变化。
小组协作设计并搭建具有数据采集、实时传输和简单控制功能的校园在线数字气象站，并尝试通过数字气象站中的各种传感器，零距离感知校园气象数据变化，总结天气变化的自然规律。
1. 综合运用信息科技、地理、物理等知识，设计并搭建具有数据采集、实时传输和简单控制功能的简易物联网系统。
2. 通过数字气象站中的各种传感器，实时描绘校园气象的信息状态，探寻数据的变化规律。
3. 体验在较长时间、较大空间和大量数据环境下提取有效信息、发现规律的一般过程。
一、项目目标
03
新知讲解
1. 成立学习小组，建议每组3~4人，明确目标和分工。
2. 开展调研活动，确立研究方向，制订项目学习计划。
二、项目准备
03
新知讲解
03
新知讲解
三、项目实施
1. 查找资料，了解气象站的发展历程
小组合作，查阅资料，了解气象站获取各种测量数据的方法、信息科技在气象站应用中的发展历史等，上网搜索稳定可靠的在线气象数据来源。
小组成员
气象站获取各种测量数据的方法 信息科技在气象站应用中的发展历史 稳定可靠的在线气象数据来源
03
新知讲解
小组成员
气象站获取各种测量数据的方法 信息科技在气象站应用中的发展历史 稳定可靠的在线气象数据来源 张明、李红、王浩、刘雅
气象站依靠传感器采集气象物理量，转化为电信号，经主控板处理，通过 Wi-Fi 等网络，使用MQTT协议上传至物联网平台，实现数据获取。
气象站监测从人工、半自动、自动演进至物联网智能阶段，依托传感器、网络及MQTT协议，实现实时采集、远程查看与数据分析。
官方权威平台：如中国气象数据网、中国天气网，由气象部门提供，数据权威且更新稳定。
03
新知讲解
三、项目实施
2. 验证在线数字气象站基本原理
① 比较数字气象传感器和传统气象仪器的测量值，确认数字气象传感器的可靠性。
类别 次数 1 2 3 4
数字气象传感器
传统气象仪器
结论 24.2
24.0
24.5
24.3
24.7
24.6
24.4
24.2
数字气象传感器测量数据与传统仪器数值接近，误差较小，数字气象传感器测量结果可靠。
② 对数字气象传感器的数据进行初步分析，得出结论，并探讨结论的呈现形式。
03
新知讲解
三、项目实施
3. 搭建校园在线数字气象站
① 确定校园气象站的选址和外观设计。气象站最好选择在地势平坦开阔、无强磁场干扰以及不影响行人通行的区域。
选址
外观设计
校园空旷平坦的操场边角区域，远离建筑物遮挡、避开强磁场设备，不阻碍师生通行，通风条件良好。
支架抬高安装传感器，外壳防雨防晒；整体简洁牢固，硬件做好防护，方便后期检修。
03
新知讲解
三、项目实施
3. 搭建校园在线数字气象站
② 部署物联网校园气象站，测试整体效果。
功能分析
硬件设计
程序编写(流程图)
数据采集与分析
反思改进
采集校园气象数据，上传平台，支持远程查看与存储分析。
主控板、气象传感器、电源、WiFi模块及防护外壳
初始化→读取各传感器数据→通过MQTT上传平台→延时循环，持续采集。
多次采集校园气象数据，对比参考权威气象数据，观察校园气象变化，分析数据误差。
排查故障、校准传感器、加强防护，保障数据稳定。
四、项目总结
03
新知讲解
1. 整理归纳
以小组为单位，整理项目学习资料和成果，归纳并总结活动的收获、遇到的困难及解决办法和需要改进完善的地方。
四、项目总结
03
新知讲解
2. 展示交流
各小组展示项目成果，分享活动体验和总结反思，收集整理教师和其他小组提出的问题和建议，为进一步改进完善做准备。
五、项目评价
03
新知讲解
一级指标 二级指标 获评星级
自主学习 能自主分析情境，收集资料，进行探索
能根据需要自主学习新知识、新技能
能主动使用数字化学习工具提高学习效率
问题解决 能在项目实施过程中及时发现问题
能通过研究找到解决问题的思路或方法
能运用所学知识有效解决问题
小组合作 能主动承担小组分配的任务
能积极协助小组其他成员完成任务
能与他人分享观点，交流成果
目标达成 能基本实现项目设定的目标
能针对项目存在的问题提出改进方案
在项目实施中，学到了新知识，掌握了新技能
依据评价量表，结合项目完成的实际情况展开评价。（最高为5颗★）
04
课堂练习
(1）在搭建校园在线数字气象站时，关于选址说法正确的是（ ）
A. 选教学楼楼道内，方便接线
B. 选择地势平坦开阔、无强磁场干扰，不阻碍行人通行的区域
C. 紧贴大树下方，便于遮阳
D. 靠近变压器等电气设备
(2) 校园数字气象站中，传感器采集的气象数据上传物联网平台主要使用的协议是（ ）
A. HTTP
B. FTP
C. MQTT
D. SMTP
B
C
05
拓展延伸
06
板书设计
校园在线数字气象站
二、实践创作
搜集素材（实验数据、硬件资料、气象观测素材分类收集）→设计方案（硬件搭建、程序编写、数据采集分析方案 + 小组分工）→完成并发布作品（物联网平台工具）
三、总结评价
整理归纳（实验成果整理）→展示交流（成果展示、收集问题建议）→反思改进提升（优化方案、自评互评）→附评价维度表
一、项目准备
组建小组（成员分工）→分工调研（气象要素、传感器原理、物联网架构、气象站选址要求）→制定学习计划（分类收集硬件、程序、气象相关素材
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine

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