信息技术与科学课整合课例：天气和气温——云雀气象仪 简单

【教学目标】

1、 理解天气的概念

2、 知道什么是气温，以及使用行空板与云雀气象仪测量气温的方法。

3、 学会气温数据分析，发现一天当中气温变化规律。

【重点难点分析】

重点：气温数据分析

难点：探究一天当中气温变化规律

【教  、学 预 设】

一． 天气是什么

短时间内近地面的大气温度、湿度、气压等要素的综合状况称为天气。

刮风、下雨、雷电等都是天气现象。

【读图】2－6、2－7感受天气

天气是由许多要素组成的，其中主要的是气温、气压、风、湿度和降水。

【讨论题】1、判别描述天气与气候的词语

2、说说当天的天气状况

二、气温

1、 气温的含义：空气的温度叫气温。描述当地空气的冷热程度。

气温是构成天气的基本要素。

2、 测量气温的工具：温度计

【分类】水银温度计、酒精温度计、金属温度计等；普通温度计、最高温度计、最低温度计

【复习】温度计的结构和制造原理

3、 气温度量单位：摄氏度(℃)

三、温度计与温度传感器

由于师生有教学和学习任务，不可能长时间、高频次使用温度计观测气温。如果我们想观测一天中的气温变化，得到任意时间段的气温数据，可以使用行空板将温度传感器获取的气温数据发送到物联网，再使用Mind+”可视化面板“分析相关气温数据。

四、云雀气象仪

气象仪传感器模块负责获取环境参数并将其转换为电信号； 行空板数据处理模块负责接收传感器模块发出的信号，处理后得到相应的信息； 通过物联网将信号处理后的数据传输到可视化模块显示气象信息。

云雀气象仪表面涂成银白色，为什么？

分析：反射太阳辐射，减少气象仪本身的温度变化对内部温度传感器的影响。

五、硬件连接

六、程序编写

行空板通过气象仪获取气温、气压、湿度、风向、风速，及通过摄像头获取实时图像，每隔5秒向行空板物联网SIOT，发送信息。Mind+可视化模块可以根据实验分析的需要，从SIOT物联网获取气象数据信息。

【探究实验】

使用此设备观测一天中的气温、气压、风速、风向、湿度数据。

实验1：探究一天中气温最高值和最低值大概出现在什么时间

实验结论：一般气温的最低值出现在日出前后，气温的最高值出现在午后2时。

想一想：这是为什么？与太阳辐射和大地散热有关

结论分析：在一天当中，接受太阳辐射最强的时段是中午，同时，由于从太阳升起并辐射地面，地面就开始蓄积热量，一般在午后地面蓄积的热量达到最大值，并在继续接受太阳辐射的同时，开始向外辐射热量，所以，在晴天时，中午到午后1－2点，是一天中气温最高的时段。随着太阳西斜，地面接受到的太阳辐射开始下降，地面温度也会下降。太阳落下后，随着地面温度（包括大气温度）持续下降，气温将越来越低。但在早晨6－7点钟，太阳又会升起，地面重新开始接受到太阳辐射，温度又会升高。所以，一天中，在凌晨五六点，太阳将升而未升时，气温会降至最低，也是一天中最冷的时段。

实验2：探究太阳落山后，气温是否会明显下降？

在日常生活中我们会有这样的一种感觉，当太阳落山后，我们会立刻感觉有些凉。是我们的错觉，还是气温大幅下降？

实验结论：气温在短时间内大幅下降

结论分析：随着太阳西斜，地面接受到的太阳辐射开始下降，地面温度也会下降。太阳落下后，没有了太阳辐射，温度就开始明显下降了。

实验3：多云天气，对气温的影响？

实验结论：多云、阴天天气，白天气温不高，夜晚气温不低，从而温差小。

结论分析：阴天的时候，白天的云层厚实，太阳辐射不容易直接到达地面，从而使地面辐射减少，因此气温就不会很高。所以多云的白天气温较低。

阴天的时候，晚上的云层厚实，地面辐射依然不断地把热量从地面带走，但因为云层能吸收大量的地面辐射，且能把地面辐射转化成大气逆辐射，重新返回给地面，所以这时气温会比较高。

 【课后反思】

气象预测对日常生活及生产指导具有重要的意义，从古至今人们采用了各种手段来研究天气变化，以便用于实际参考。尤其是在科技文明并不发达的农耕时代，天气条件对农业和军事的影响非常大。直到上个世纪六十年代以后，气象卫星及相关先进计算、测量技术的出现，人工天气预报才有了比较大的进步。

本节课，通过行空板连接气象仪结合物联网技术，实现观测一天中气温变化规律，推动气象科普知识传播。并解决了师生不能长时间观测的问题。