【JD-XQ3】,【智慧校园气象站,竞道科技自动化、精度高,助理气象科普发展】。
校园数字气象站里的跨学科课堂:数学、地理与信息技术的融合
在校园数字气象站中,数学、地理与信息技术不再是孤立的学科,而是通过真实的气象数据与科学问题深度交织,构建起“数据驱动—空间分析—技术赋能"的跨学科学习场景,让学生在解决实际问题的过程中,实现学科知识迁移与综合素养提升。
数学:用数据建模揭示气象规律
气象站实时采集的温度、湿度、风速等数据,成为数学建模的天然素材。在“气温变化趋势预测"项目中,学生需运用统计学知识,通过计算日均温、绘制折线图,分析一周内气温的波动规律;进一步利用线性回归或移动平均法,建立短期气温预测模型。而在“降水概率计算"任务中,学生需结合历史雨量数据,计算不同季节的降雨频率与强度,运用概率论知识评估“明日降雨可能性"。此类实践将数学公式转化为解决气象问题的工具,让学生理解数学在现实世界中的价值。
地理:以空间视角解读气候密码
气象站数据为地理学科提供了“微观气候"分析案例。学生可结合校园经纬度、地形地貌,对比气象站实测数据与区域气候图,探究“校园局部小气候"的成因。例如,通过分析教学楼南侧与北侧的温度差异,理解建筑物对光照、风向的影响;利用风向玫瑰图与校园植被分布图,揭示树木对风速的削弱作用。此外,学生还可借助气象站积累的多年数据,绘制校园气候年际变化曲线,观察城市化进程对区域微气候的长期影响,将地理空间思维与实证研究相结合。
信息技术:用代码与平台赋能科学探究
气象站的数据采集、存储与分析离不开信息技术支持。学生可学习使用Python或Excel处理原始数据,编写脚本自动计算日均值、生成可视化图表;利用物联网平台(如ThingsBoard)搭建简易气象数据看板,实时展示校园环境参数。在“天气预警系统"设计中,学生需结合传感器数据与阈值设定,编写条件判断语句触发警报,并利用GIS技术将预警信息叠加至校园电子地图,实现“数据采集—分析处理—预警发布"的全流程技术实践。
校园数字气象站打破了学科壁垒,让数学成为分析气象规律的“语言",地理成为理解气候系统的“地图",信息技术成为连接数据与决策的“桥梁"。当学生用数学公式预测天气、用地理思维解释现象、用代码实现应用时,跨学科学习便从理念走向了现实。