AI編程氣象站的實(shí)戰(zhàn)價(jià)值

李筆鋒

摘 要：2006版《江蘇省中小學(xué)教育技術(shù)裝備標(biāo)準(zhǔn)》中，小學(xué)實(shí)驗(yàn)室裝備標(biāo)準(zhǔn)將小氣象站列入“必配”的裝備配備要求。作為實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的重要項(xiàng)目，氣象站建設(shè)不應(yīng)成為一種擺設(shè)，而應(yīng)更好地為科學(xué)課程和科技活動(dòng)服務(wù)，成為學(xué)?？茖W(xué)教育以及科技教育的新課題。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)室建設(shè); 小氣象站; 科技教育

中圖分類(lèi)號(hào)：G623.6? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：1006-3315（2020）11-045-001

如何恰當(dāng)應(yīng)用讓小氣象站成為真正意義上的實(shí)驗(yàn)室設(shè)施而惠及每一個(gè)小學(xué)生，教師所要做的既要讓小學(xué)生清楚小氣象站的存在價(jià)值，又要讓他們學(xué)會(huì)恰當(dāng)?shù)乩煤眯庀笳酒脚_(tái)。

一、AI編程氣象站的價(jià)值存在

從最初簡(jiǎn)單的小氣象觀測(cè)站到數(shù)字校園環(huán)境監(jiān)測(cè)平臺(tái)的變化，是基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的。技術(shù)的更新，也帶來(lái)了操作的變化和操作的智能化。因此，了解AI編程氣象站的組成及其功能，成為小學(xué)生參與AI編程氣象站活動(dòng)的前提。

1.AI人工智能物聯(lián)傳感數(shù)字校園氣象環(huán)境監(jiān)測(cè)平臺(tái)（簡(jiǎn)稱(chēng)：AI編程氣象站），是專(zhuān)門(mén)為了優(yōu)化校園科技教育環(huán)境，提高青少年學(xué)生的科技意識(shí)，豐富學(xué)生的課余生活，增強(qiáng)他們的實(shí)際觀測(cè)能力而開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的，同時(shí)也為了滿(mǎn)足教學(xué)的實(shí)際需要。在校園里建立環(huán)境監(jiān)測(cè)平臺(tái)不僅使同學(xué)們掌握了環(huán)境觀測(cè)的基本方法，更重要的是能夠激發(fā)同學(xué)們學(xué)習(xí)自然科學(xué)的興趣和熱情，了解更多的環(huán)境監(jiān)測(cè)科學(xué)知識(shí)。

2.數(shù)字校園環(huán)境監(jiān)測(cè)平臺(tái)由各種環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器、數(shù)據(jù)采集器模塊、無(wú)線傳輸模塊、服務(wù)器軟件、大數(shù)據(jù)云存儲(chǔ)和移動(dòng)終端APP組成，集環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)測(cè)量、傳輸、分析、存儲(chǔ)為一體的，具備無(wú)人值守、云端大數(shù)據(jù)分析功能于一體的智能化儀器。

二、AI編程氣象站與科學(xué)課程的有機(jī)結(jié)合

2017年下半年，一年級(jí)開(kāi)設(shè)科學(xué)課。到目前為止，一至三年級(jí)全部啟用新的教材。其中，涉及天氣和土壤的具體年級(jí)和單元為：蘇教版二年級(jí)上冊(cè)第一單元“關(guān)心天氣”，具體課題為《今天天氣怎么樣》《天氣的影響》《四季的天氣》;三年級(jí)上冊(cè)第二單元“研究土壤”，具體課題為《土壤的成分》《土壤的類(lèi)型》《肥沃的土壤》《保護(hù)土壤》;三年級(jí)下冊(cè)第五單元“觀測(cè)天氣”，具體課題為《測(cè)量氣溫》《云量和雨量》《風(fēng)向和風(fēng)力》《天氣和氣候》。

AI編程氣象站觀測(cè)要素齊全，可測(cè)風(fēng)速、風(fēng)向、雨量、溫度、濕度、氣壓、光照強(qiáng)度、太陽(yáng)總輻射、紫外線、粉塵（含PM2.5、PM10）等要素環(huán)境監(jiān)測(cè)參數(shù)。而低中年級(jí)的學(xué)生對(duì)這些數(shù)據(jù)不是很敏感，或者說(shuō)不一定能接受這些概念或者數(shù)據(jù)。所以智能平臺(tái)和實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程要恰當(dāng)?shù)娜诤?，讓這些枯燥的概念和數(shù)據(jù)慢慢滲透到學(xué)生的頭腦中，以利于學(xué)生形成一定的思維模式。

氣象數(shù)據(jù)進(jìn)入科學(xué)課程，有助于對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的矯正。譬如，指導(dǎo)學(xué)生利用溫度計(jì)測(cè)量溫度時(shí)，利用同步數(shù)據(jù)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的比較，能更好地指導(dǎo)學(xué)生使用溫度計(jì)。在風(fēng)向和風(fēng)力的教學(xué)中，利用監(jiān)測(cè)平臺(tái)的數(shù)據(jù)，能更好地幫助學(xué)生建立方位的概念，也為學(xué)生預(yù)測(cè)風(fēng)力提供了技術(shù)保障。利用平臺(tái)數(shù)據(jù)更方便的是可以把一周甚至一個(gè)月的數(shù)據(jù)展示給學(xué)生，給學(xué)生提供更直接的氣溫變化、雨量等的軌跡。

三、AI編程氣象站的數(shù)據(jù)延伸

AI編程氣象站可根據(jù)學(xué)校實(shí)際需求來(lái)選擇相關(guān)的傳感器，同時(shí)，學(xué)校也可以自己增添屬于自己的環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器。譬如，搭載土壤溫度、濕度、PH及EC傳感器即可實(shí)現(xiàn)對(duì)校園農(nóng)場(chǎng)大棚、花房等種植區(qū)域?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)，由于不同的植物對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境的溫濕度，對(duì)土壤的酸堿度及需肥特性不同，因此通過(guò)對(duì)植物生長(zhǎng)環(huán)境及土壤狀態(tài)的監(jiān)測(cè)可以幫助我們實(shí)時(shí)了解當(dāng)前環(huán)境對(duì)植物的影響，并可及時(shí)對(duì)植物生長(zhǎng)環(huán)境進(jìn)行調(diào)整，為植物的生長(zhǎng)提供一個(gè)穩(wěn)定又適宜的環(huán)境。

同時(shí)平臺(tái)的數(shù)據(jù)可以提供在服務(wù)云端、學(xué)校網(wǎng)站、學(xué)校公眾號(hào)等平臺(tái)。譬如，霧霾天氣，通過(guò)平臺(tái)數(shù)據(jù)查詢(xún)，可以為學(xué)校是否可以讓學(xué)生到室外參與升旗儀式、課外活動(dòng)做出決策支持。

平臺(tái)的使用與科技活動(dòng)的有機(jī)結(jié)合，學(xué)校成立氣象活動(dòng)的興趣小組，利用計(jì)算機(jī)對(duì)AI編程氣象站的服務(wù)重新編程，可以提升AI編程氣象站的活動(dòng)高度。利用暑期陽(yáng)光課堂平臺(tái)滲透AI編程氣象站的內(nèi)容，提高學(xué)生參與氣象研究的興趣等等。