科学课气象学延伸课程

Blocky:「气象学 + 工程学」课程

课程编号: TC-B-C-09

教学对象

小学四年级至六年级

班级人数

20 – 40 名学生

时间

总时长:9 小时

每节课:1.5 小时(共 6 节)

地点

校内教室(需要 2.4G 无线网络和电脑)

课程预期学习成果

  1. 识别并解释常见气象数据及其日常意义
  2. 解释物联网(IoT)传感器的基本概念,并描述其在数据采集与展示中的作用
  3. 理解核心工程设计概念,并能说明系统的工作流程
  4. 掌握使用积木式编程读取传感器数据,并在界面上显示与更新数据
  5. 运用「阈值」与「如果……否则……」逻辑,建立简单的「天气状态/预警」规则
  6. 记录一段短时间的数据并进行基础解读,并基于数据做简单分析
  7. 使用人工智能(LLM)辅助分析数据,能够撰写提示词,并作出负责任的判断
  8. 清晰表达技术概念,提升运用科学、技术、工程与数学知识解决真实问题的信心

评分政策

  • 课堂活动与参与:30%
  • 气象塔组装、传感器集成与编程练习:40%
  • 数据分析与人工智能应用:30%

工具及资源

  • Blocky 气象仪
  • 大语言模型(LLM)工具
  • 笔记本电脑
  • 2.4G 无线网络

教学计划

节次主题预期学习成果时数
1气象数据与系统入门
  • 能说出主要气象数据种类(气温、风力、风向、湿度、降雨量等)
  • 了解一些常见天气现象(雾、雨、雪、霜、雹等)的成因
  • 能用「传感器 → 程序/控制板 → 显示/预警」描述气象监测系统的基本流程
  • 完成分组与设备准备,并能在界面上看到至少一项实时数据
1.5 小时
2气象仪安装与检查
  • 能识别气象仪器的主要部件(传感器、连接线、电路板、平台等)
  • 能按指引完成基本安装与连接,并确认供电及连线正常
  • 理解工程调试思路:先描述现象,再逐步排查
1.5 小时
3编程基础(一)
  • 编写 Blocky 程序,从气象仪读取至少三种数据并显示在平台上
  • 理解「更新频率」与「读数稳定」的概念
  • 了解数据传输方式
  • 能用步骤说明程序流程(Logic Flow)
1.5 小时
4编程基础(二)
  • 能解释什么是阈值,以及为何要把连续数据转换成「状态」
  • 能使用「如果……否则……」逻辑,将传感器读数与阈值作比较
  • 能按情况输出提示、警告和错误,让不同状态清晰呈现
1.5 小时
5数据解读与场景分析
  • 能完成简单摘要(最高、最低、平均等),并描述趋势(上升、下降、稳定、突变等)
  • 能分析数据在航空场景下可能产生的影响
  • 了解实际情况下的紧急操作安排,以及技术如何帮助降低风险
  • 能理解 AI 工具在数据分析中的作用及「AI 幻觉」
1.5 小时
6案例学习与汇报
  • 能利用已学知识和气象仪,联系日常生活
  • 能用数据支持决策(例如遇到大风、大雨或高湿度等,建议如何安排活动或出行)
  • 能完成整合示范:读取数据 → 显示 → 应用预警规则 → 输出状态,并保持稳定运行
  • 能清楚说明系统的目的、功能、规则、数据含义以及结论等
1.5 小时
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