1、能坚持中长期的 第 1 课观测气温 、教材解析 教材直入主题，揭示空气的温度就是气温，用来测量气温的温度计 叫气温计。 表明“气温”是描述天气的一个重要的“量”，然后设置 两个活动引导学生学会 测量气温。活动 1 “测气温”从引导学生猜想 校园里什么地点、什么时候的气温 最高入手，再用“我们的猜想正确 吗”的问题来激发学生的探究欲与兴趣，进而 引导学生选择校园里的 不同地点，连续定时测量那里的气温，以获取数据来验证 自己的猜想。 让学生在测量气温的实践中学习测量气温的方法，学习数据的记录 与 处理，作出气温变化图，学会利用气温变化曲线图分析一天中气温的变 化规律。 然后安排一个拓展活动，发现两
2、周中气温变化趋势。此活动 是活动 1 中所学的观 测记录方法、数据整理分析技能的再迁移运用， 且要求更高。需要学生能坚持中 长期的观测， 才能获取数据，在此基础上自主绘制两周的气 温变化曲线图， 通过 分析发现两周中的气温变 化趋势，最后延伸到资料查阅，尝试了解引起 气温变化 可能的原因。 课文结尾部分是著名气 象学家竺可桢的介绍，他卓越的成就可以激发 学生观测的动机，他是坚持长期观测的榜样。 二、 教学目标 1. 科学知识 知道气温就是空气的温度， 知道一天里气温 变化的规律。 2. 科学探究 会使用气温计。学习测量气温的方法，定时 观察、测量并记录校园里不同地 点一天的气温变化数据。 学会
3、用曲线图来整理分析数据，发现一天中、两周中气温变化趋势。 3. 科学态度 观测气温活动中能认真细致，如实记录， 体验合作的愉悦 气温观测。 三、 教学准备 气温计、活动手册，有条件的学校建立校园气象观测站。 四、 教学建议 课时安排建议：2 课时 第 1 课时的主要任务是进行气温的观测、记录，第 2 课 时的主要任 务是进行数据的整理：绘曲线图、分析曲线图， 布置观察任务。 教学导入 本节课的导入建议教师利用单元页，辅之不同天气图片 或视频，或 让学生回顾观察日常生活中看到的天气现象，然 后引导学生利用已有 的经验和知识进行描述，梳理描述天气 的要素，提问学生怎样观测？ 需要用什么工具？引领学
4、生从 关注天气到观测天气要素，知道气温是 描述天气的一个可测 量的量，再开门见山地给出了气温的定义，将学 生的兴趣、 注意点很快地引向了教学的主题，接着介绍用来测量气温 的 温度计叫气温计。让学生学习使用气温计，并会正确读数， 然后测 气温展开教学。 活动 1 测气温 1- “测气温”这一个主题活动，活动按“猜想一观测记 录一整理 分析一得出结论”的探究过程展开。 2.本课的小组室外分散活动形式与持续一天的观测活动时间形成了 组织教学 的难点，有效的教学组织是活动能有效进行的必要保证。每 一个活动小组要有合 理的人员分工，同一观测地点不要同时集中过多 的小组，要做到有序安排，教师 要注意巡视与
5、指导；为了使活动能持 续进行，观测与记录气温的时间点应该结合课间休息的时间安排。 1. 百叶箱是观测气温的专用设备，没有实物供学生观察的学校应该 让学生观 察百叶箱的图或视频。 2. 基于学生的年龄特点，以及数学学习中学 生尚未学习曲 线图，因此本课设计的曲线图上 呈现了温度计，以此降低难度, 以直观的形象来 指导学生学习绘制曲线图。它也具备了曲线图的 某些要素：纵轴、横轴（教学中可介绍让学生知 道这些名词）； 教师制作课件时，可以先呈现 有温度计的曲线图，待标点连线 后，将温度计 隐藏去掉，这是向规范的曲线图过渡的一种形 式。 曲线图的绘制是依据二维表格中学生观测 所记录的数据。在学生 动手
6、绘制前，教学中需 要教师进行比较详细的指导示范。曲线图 的分析从找最高、最低点， 到曲线的变化趋势，到趋势变化的快 慢判 断都要教师予以必要的指导。 3. 每一个小组只观测了校园里的一个 地点的气温，在 完成了绘曲线图、分析曲 线图并得到一天里气温变化的规 律后，让 各组之间交流研究过程和研究结果， 引导学 生发 现气温变化的普遍规律，体验合作与 交流带来的好处。 拓展活动发现两周中气温变化趋势 活动要求学生持续两周观测并记录气温 变化情况，并 利用前面学习到的数据整理方法，绘制出气温变化曲线 图， 发现两周中气温变化的趋势。最后延伸到资料查阅，尝试 了解引 起气温变化可能的原因，进而激发学生
7、观测其他三个天气要素的动机。 课 文结尾部分是著名气象学家竺可桢的事迹介绍，可以放到该拓展活 动前，教师 （或组织学生）要搜集更多的有关资料强化这方面的教学， 以他卓越的成就去激发 学生观测的动机，以他的长期观测作为学习的 榜样。然后让学生挑战一下两周时 间的连续观测及变化趋势分析。 拓展活动组织建议: 1. 明确活动起止时间：某月某日至某月某日。 2. 确定测量地点（实景图片）。 3. 活动分工：每个小组负责哪个时间点的观测任务。 4. 活动情况展示与评比：各组将观测报告粘贴在指定专题栏内。表 扬奖励坚 持观测、数据记录准确、曲线图绘制及分析到位的小组。 五、课程资源 1. 气温及测量方法
8、气象学上把表示空气冷热程度的物理量称为空气温度，简称气温。 国际上标 准气温度量单位是摄氏度（C）。 气象台站用来测量近地面空气温度的主要仪器是装有水银或酒精的 玻璃管温 度表。因为温度表本身吸收太阳热量的能力比空气大，在太 阳光直接曝晒下指示 的读数往往高于它周围空气的实际温度，所以测 量近地面空气温度时，通常都把 温度表放在离地约 1.5 m 处四面通风 的百叶箱里。这些温度表或温度计是根据水 银、酒精或双金属片作为 感应器的热胀冷缩特性制成的。气象部门所说的地面气 温，就是指高 于地面约 L5m 处百叶箱中的温度。最高气温是一日内气温的最高 值， 一般出现在 14-15 时；最低气温是一
9、日内气温的最低值，一般出现日出 前。 空气温度记录可以表征一个地方的热状况特征，无论在理论研究 上，还是在国防、 经济建设的应用上都是不可缺少的。气温是地面气 象观测中的所要测定的常规要 素之一。气温有定时气温（基本站每日 观测 4 次，分别为 2： 00、8： 00、14： 00、 20： 00 四个时次；部 分测站根据实际情况，一天观测 3 次，分别为 8： 00、 14： 00、20： 00 三个时次。基准站每日观测 24 次）。 气温变化分日变化和年变化。日变化，最高气温是午后 2 时左右， 最低气温 是日出前后。年变化，北半球陆地上 7 月最热、1 月最冷，海 洋上 8 月最热、2
10、月 最冷；南半球与北半球相反。 2. 气温测量仪器玻璃温度计 玻璃温度计感应部分是一个充满液体的玻璃球或柱，与感应部分相 连的示度 部分是一端封闭、粗细均匀的玻璃毛细管，测温液体通常用 水银、酒精或甲苯等。 由于玻璃球内液体的热胀系数远大于玻璃，毛 细管中的液柱会随温度变化而升降。 常用的玻璃温度计有最高温度表， 最低温度表和干湿球温度表。 最高温度表 最高温度表是专门用来测定一定时间间隔的最高温度的，它的构造 是在球部 底处置一根玻璃针，直伸到毛细管口，使毛细管口变狭。温 度上升时， 水银膨胀, 压力增大， 迫使水银挤过狭管上升。 温度下降时， 因无足够压力使水银挤过狭管 回到球部，水银柱就
11、在狭管处断裂，于 是狭管以上这段水银柱的顶端，就保持在 过去一段时间内温度表曾感 受到的最高温度示度上，因而可测得最高温度。 最低温度表 最低温度表是专门用来测定一定时间间隔的最低温度的，它用酒精 作测温液, 在毛细管内放一枚游标，温度上升时，酒精膨胀可越过游标 上升，而游标本身由 于顶端对管壁有足够的摩擦力，能维持在原处不 动。温度下降时，酒精柱收缩到 与游标顶端相接触时，由于酒精液面 的表面张力比游标对管壁的摩擦力要大，使 游标不至于突破酒精柱顶 而借液面的表面张力带动游标下滑。也就是说，游标只 能降低，不能 升高。所以，游标离球部较远一端的示度，就是一定时间间隔内曾 经 出现过的最低温度
12、。 干湿球温度表 干湿球温度表也就是普通的温度表，它的测温液体为水银，用普通 的温度表 可以测定任一时刻的气温变化。阿斯曼通风干湿球温度表是 德国人 R.阿斯曼 1887 年所创，两支棒状温度表放置在防辐射性能极好 的通风管道内，机械或电动 通风速度为 2.5 m/s。仪器测量精度高，使 用方便，常用作野外测量气温和湿度。 3. 影响气温的因素 自然因素 某地气温除了由于太阳辐射的变化而引起的周期性变化外，还有因 大气的运 动而引起的非周期性变化。实际气温的变化，就是这两个方 面共同作用的结果。 如果前者的作用大，则气温显出周期性变化；相 反，就显出非周期性变化。不过, 从总的趋势和大多数情况
13、来看，气温 日变化和年变化的周期性还是主要的。 人类影响 (1) 城市下垫面(大气底部与地表的接触面)特性的影响 城市内大量人工构筑物如铺装地面、各种建筑墙面等，改变了下垫 面的热属 性。城市地表含水量少，热量更多地以显热形式进入空气中， 导致空气升温。同 时城市地表对太阳光的吸收率较自然地表高，能吸 收更多的太阳辐射，进而使空 气得到的热量也更多，温度升高。 (2) 城市大气污染 城市中的机动车辆、工业生产以及大量的人群活动，产生了大量的 氮氧化物、 二氧化碳、粉尘等，这些物质可以大量地吸收环境中热辐 射的能量，产生众所周 知的温室效应，引起大气的进一步升温。 (3) 人工热源的影响 工厂、
14、机动车、居民生活等，燃烧各种燃料、消耗大量能源，这些 都在排放 热量。 (4) 城市里的自然下垫面减少 城市的建筑、广场、道路等大量增加，绿地、水体等自然因素相应 减少，放 热的多了，吸热的少了，缓解热岛效应的能力就被削弱了。 4. 百叶箱 百叶箱是放置温度和湿度观测仪器用的白色箱体。白天，空气对太 阳辐射的 吸收能力弱于任一种温度感应元件；夜晚，空气的红外辐射 能力又弱于任一种温 度感应元件的表面。任何直接暴露在空气中的测 温元件，其测量值在白天将系统 偏高于气温，夜间则系统偏低。为避 免这种辐射误差，必须对测温元件采取有效 的辐射屏蔽措施。百叶箱 是其中的一种，广泛安装在气象台站网的气象观
15、测场上。 百叶箱为木质结构，四壁做成双层百叶窗式，箱底和箱顶由数块高 低不同的 木板做成，然后再在顶上覆盖防雨顶板。整个箱体涂成白色， 以利于对太阳辐射 的反射。百叶箱四壁和顶层、底层的结构完全可以 保障箱内外空气的自由流通， 还可避免降水和强风的影响。百叶箱分 大小两种：小百叶箱内部高 537 mm、宽 460 mm、深 290 mm,安置干湿 球、 最高温度表、 最低温度表和毛发湿度表； 大百 叶箱的内部高 612 mm、 宽 460 mm、深 460 mm,安置温度计和湿度计。 5. 一天当中最热的时候为什么不在中午？ 夏天很热，但一天当中最热的时候不在太阳光直射的中午，而是在 中午后的
16、 几小时内，这是人人都能感觉到的。为什么呢？ 这是因为影响空气温度的主要因素是太阳辐射强度，太阳光热并不 能直接使 气温升高。空气中的各种气体直接吸收阳光的热能只有 14% 左右，而 43%左右被 地面所吸收。地面吸收了太阳辐射热量后，再通过 辐射、对流等形式向空气中传 热，这种向上输送热量的结果，是使气 温增高的主要原因。地面温度的升高，主 要是吸收太阳辐射能量的结 果。 太阳光照射到地面上，晒热了地面，地面吸收的热再放出去烘热空 气，空气 的温度主要是间接从地面得到的。虽然夏天的正午，太阳光 照射地面最接近直射， 地面和空气受热量强，但地面放出的热量少于 太阳所供应的热量，所以此时并非 是最热的时候。中午以后，地面温 度仍能继续升高，一直等到地面放出的热量等 于太阳所供应的热量时， 地面温度才能升到最高；而近地面气温的升高，必须从 地面放出的热 量得到，这一切都需要时间，因此夏天最热的时候不是中午，而是 午 后 23 时。 同理，太阳下山后，空气和地面都同时失去了太阳光热的供应，因 此开始不 断地散失热量，气温也就不断降低，到第二天清晨，这时地 面温度下降到最低值。 所以一般在日出前空气温度最低。
