2025-2026学年实践教学基地设计教程

课题2025-2026学年实践教学基地设计教程课时安排课前准备课程基本信息一、课程基本信息1.课程名称：校园微型气象站设计与搭建（综合实践活动·项目式学习）。2.教学年级和班级：八年级（1）班。3.授课时间：2025年9月15日（星期二）上午第二节（8:50-9:35）。4.教学时数：1课时（45分钟）。核心素养目标二、核心素养目标通过校园微型气象站设计与搭建项目，发展科学探究素养，能结合气象测量知识提出问题、制定方案；提升实践创新素养，运用传感器、编程工具完成数据采集与系统搭建；强化社会责任意识，理解气象观测对生活、环境的意义，形成用科学服务生活的观念。重点难点及解决办法重点：气象站设计原理与传感器应用，来源课本气象观测章节；难点：传感器连接与编程调试，来源学生技术实践不足。解决方法：教师示范操作流程，小组合作分工；突破策略：分阶段任务实施，提供调试模板，结合课本案例简化编程逻辑，确保实践可行性。教学资源准备四、教学资源准备1.教材：八年级科学课本（气象观测章节）。2.辅助材料：气象站原理图、传感器操作视频、数据记录表模板。3.实验器材：Arduino套件（含温湿度、光照传感器）、数据采集模块、连接线、电源适配器、安全防护用具。4.教室布置：分组实验操作台（6组）、工具收纳区、投影设备展示区。教学过程设计**导入环节（5分钟）**

教师展示校园暴雨积水照片，提问：“若提前监测到暴雨数据，能否避免积水问题？”引导学生结合课本P45气象灾害案例讨论。学生回答后，教师揭示课题：“今天我们将设计微型气象站，实时监测校园气象。”

**讲授新课（20分钟）**

1.**原理讲解（8分钟）**

-教师结合课本P42气象观测图，解析温湿度、光照传感器工作原理，强调数据采集逻辑。

-师生互动：教师提问“光照传感器如何区分阴天与晴天？”，学生用课本P43知识回答，教师补充校准方法。

2.**设计演示（7分钟）**

-教师展示Arduino套件实物，连接温湿度传感器，演示数据读取过程。

-互动：学生观察连接线颜色对应课本P44电路图，教师提问“红色线接哪个接口？”，学生抢答。

3.**编程要点（5分钟）**

-教师展示简化版代码（含注释），重点讲解数据上传逻辑（对应课本P46编程案例）。

-突破难点：提供“故障排除卡”，列举常见错误（如传感器未响应），引导学生参照课本P47调试步骤。

**巩固练习（15分钟）**

1.**分组实践（12分钟）**

-学生6人一组，按课本P45实验步骤搭建气象站。

-教师巡回指导：针对传感器连接问题，提示参照课本P43接线图；针对数据异常，引导使用“故障排除卡”。

-师生互动：小组汇报“光照数据波动原因”，教师用课本P42知识分析环境干扰因素。

2.**数据应用（3分钟）**

-学生记录实时数据，填写课本P48数据表，讨论“如何用数据指导校园活动”。

**课堂总结（5分钟）**

1.**知识梳理（2分钟）**

-教师引导学生用思维导图总结：传感器原理→数据采集→应用价值（关联课本P41-48核心概念）。

2.**素养升华（3分钟）**

-提问：“气象站数据如何体现科学服务生活？”学生结合课本P49环保案例回答，教师强化社会责任意识。

**板书设计**

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校园微型气象站

原理：传感器→数据采集→实时监测

难点突破：

1.连接→参照课本P43电路图

2.编程→使用“故障排除卡”

应用：防灾、环保（课本P49案例）

```教学资源拓展六、教学资源拓展1.拓展资源：（1）气象观测技术延伸：结合课本P41“气象观测的发展”章节，介绍传统气象观测工具（如百叶箱、雨量筒）与微型气象站的工作原理差异，说明传感器技术如何提升数据采集精度。补充教材P43中未详述的风速传感器（超声波式）和风向传感器（电位器式）的结构，分析其在校园气象监测中的适用性。（2）传感器原理深化：围绕课本P42“传感器的工作原理”，拓展介绍不同类型传感器的转换机制（如温湿度传感器的电容式转换、光照传感器的光敏电阻变化），结合教材P44电路图，解释信号放大与滤波电路的作用，帮助学生理解数据采集的完整流程。（3）数据应用场景拓展：关联课本P49“气象与生活”案例，延伸介绍微型气象站在校园环境监测中的具体应用，如结合光照数据优化校园植物种植布局（参照课本P48数据记录表），或通过温湿度变化预警体育课适宜活动时间，强化数据与实际生活的联系。（4）编程逻辑优化：基于课本P46编程案例，拓展介绍数据可视化方法（如折线图绘制），说明如何通过编程实现数据阈值报警（如暴雨预警），结合教材P47调试步骤，分析常见编程错误（如传感器初始化失败）的解决思路。2.拓展建议：（1）校园气象站优化实践：参照课本P45实验步骤，建议学生分组设计“校园多点位气象监测方案”，在操场、教学楼顶、绿化带等不同位置搭建简易气象站，记录一周数据，对比分析区域差异，结合课本P48数据表撰写分析报告，深化对数据采集与处理的理解。（2）气象灾害预警模拟：利用课本P45气象站搭建成果，模拟暴雨预警场景：设定温湿度、降雨量阈值，通过编程实现当数据超过阈值时触发声光报警，引导学生思考预警系统在校园防灾中的作用，关联教材P49气象灾害案例，强化社会责任意识。（3）跨学科探究活动：结合课本P42“气象与植物生长”知识，建议学生用气象站监测不同光照条件下植物的生长状态（如向日葵、绿萝），记录光照强度、温湿度与植物高度数据，绘制关联图表，探究气象因素对生物的影响，培养跨学科思维。（4）气象科普宣传设计：基于课本P41气象观测知识，建议学生小组合作制作“校园气象科普手册”，包含微型气象站工作原理、数据解读方法、气象小常识等内容，通过校园广播或宣传栏展示，提升科学表达能力，同时巩固对气象观测意义的理解。教学反思与总结这节课学生参与度很高，暴雨照片导入确实抓住了他们的注意力，讨论时能联系课本P45的灾害案例，说明情境创设有效。新课讲解时，传感器原理部分学生反应积极，特别是对照课本P43电路图抢答接口颜色，说明教材图示辅助理解很关键。不过分组搭建时发现，部分小组连接传感器总出错，暴露出课前对电路图预习不足的问题，下次得增加预习任务单。

编程调试环节时间有点紧，虽然提供了“故障排除卡”，但仍有学生卡在数据上传步骤，看来课本P46的编程案例需要更细拆解。好在小组合作中能力强的学生能带动组员，这种互助值得肯定。学生填写的课本P48数据表分析得很到位，能结合光照数据讨论校园活动安排，说明数据应用部分达到了预期目标。

美中不足的是，个别小组分工不明确，导致进度拖慢，下次需提前明确角色分工。另外，拓展建议中的跨学科探究活动没时间展开，下节课可以预留5分钟讨论。整体来看，学生对气象站原理和操作技能掌握较好，科学探究素养得到提升，但技术实践能力仍需加强，后续要增加基础操作训练课时。课堂课堂评价采用多维度即时反馈：通过提问检测基础概念掌握（如“温湿度传感器工作原理”，关联课本P42），观察学生操作流程是否规范（参照P43电路图），小组合作时重点记录分工合理性。课堂小测用3道选择题覆盖核心知识点（如传感器类型、数据采集逻辑），正确率超85%说明目标达成度高。

作业评价分两阶段：基础作业（P48数据记录表）重点检查数据完整性和分析深度，标注“★”表示优秀案例（如结合光照数据建议调整课间活动）；拓展作业（气象分析报告）侧重应用能力，关注学生能否关联课本P49环保案例提出合理建议。批改时用“△”标记需改进处，如“补充风速数据对比”，并在下次课前点评共性亮点（如多组发现绿化带温湿度差异）。课后拓展拓展内容：

1.阅读课本P41“气象观测的发展”章节，了解传统气象工具（百叶箱、雨量筒）与现代传感器的技术差异，思考微型气象站如何提升校园数据采集效率。

2.观看教师提供的《传感器在生活中的应用》视频片段，结合课本P42“传感器的工作原理”，分析温湿度传感器在智能家居中的实际应用场景。

3.完成课本P49“气象与生活”的延伸任务：设计一份“校园气象数据记录表”，包含日期、时间、温度、湿度、光照强度等字段，参照P48数据表格式优化。

拓展要求：

1.基础任务：连续3天记录自家阳台的温湿度数据，对比课本P45实验步骤，分析数据波动原因（如通风、光照影响）。

2.探究任务：小组合作完成“气象与植物生长”实验，选择两种植物（如绿萝、多肉），用气象站监测其生长环境，记录一周数据，绘制关联图表，结合课本P42知识解释气象因素对植物的影响。

3.创新任务：设计“校园气象预警方案”，设定暴雨、高温等阈值，参照课本P46编程案例