淺談我國中小學氣象科學普及教育

■任詠夏

淺談我國中小學氣象科學普及教育

■任詠夏

1 我國中小學氣象科學普及的常規教育

在當代中小學的教育中，氣象科學是最早實施教育的自然科學之一，在各個不同的學歷段，目前基本形成相對獨立完整的科學知識體系。

1.1 新課標對中小學氣象科學普及教育的要求

新中國成立后，黨和國家對氣象科學知識的普及教育更加重視。尤其是在掀起教育改革和素質教育高潮的今天，教育專家們更是別出心裁，在相關的學科中進行氣象科學知識普及教育課程內容的精心設計。

1）《小學科學課程標準》在《內容標準》的第五部分《地球與宇宙》中的第二節《地球運動與所引起的變化》的第一小節中規定：一要知道天氣可以用一些可測量的量來描述（如溫度、風向、風力、降水量、云量等）；二會用溫度計、簡易風向儀、雨量器進行觀測，搜集有關數據，并能分析數據得出某些結論；三探究雨或雪的成因；四探究風的成因；五體會到長期的測量和記錄數據是非常有用的；六欣賞美麗的天氣；七能列舉天氣變化對動物行為影響的實例；體驗到天氣對人類工作、生活的影響。

2）《初中地理課程標準》在《內容標準》的第三部分《世界地理》中的第二節《氣候》中規定：①天氣與我們的生活。知道“天氣”與“氣候”的區別，并在生活中正確使用這兩個術語；識別常用天氣符號，能看懂簡單的天氣圖；用實例說明人類活動對大氣環境的負面影響及保護大氣環境的重要性。②氣溫與降水的分布。初步學會閱讀世界年平均氣溫分布圖，說出世界氣溫的分布規律；初步學會閱讀世界年平均降水量分布圖，說出世界降水的分布的差異；使用氣溫、降水資料，繪制氣溫曲線和降水量柱狀圖，并讀圖說出氣溫與降水的變化規律；③主要氣候類型。在世界氣候分布圖上說出主要氣候類型的分布地區；舉例分析緯度位置、海陸分布、地形等對氣候的影響；舉出日常生活中的實例，說明氣候對生產和生活的影響。

3）《高中地理課程標準》在《內容標準》的必修課程《地理環境》一節中規定的具體內容是：運用圖表說明大氣受熱過程；繪制全球氣壓帶、風帶分布示意圖，說出氣壓帶、風帶的分布、移動規律及其對氣候的影響；運用簡易天氣圖，簡要分析鋒面、低壓、高壓等天氣系統的特點；運用示意圖，說出水循環的過程和主要環節，說明水循環的地理意義；根據有關資料，說明全球氣候變化對人類活動的影響；以某種自然災害為例，簡述其發生的主要原因及危害。

在選修課程《自然災害與防治》一節中規定的具體內容是：列舉自然災害的主要類型；結合實例，簡述自然災害的主要特點；運用資料，說明人類活動對自然災害的影響；運用地圖，說明世界主要自然災害帶的分布；運用地圖，指出我國主要自然災害的區域分布；分析臺風、寒潮、干旱、洪澇等氣象災害的形成原因。

4）同時，根據教學大綱和課程標準的要求，國家教育部在《小學自然教學儀器配備目錄》中規定配備的氣象儀器有：最高最低溫度表、干濕球溫度表、蒸發皿、溫度計、風向風力計、百葉箱、雨量筒等；在《初中地理教學儀器配備目錄》中規定配備的氣象儀器有：電接風向風速計、氣壓計、雨量計、日照計、溫度計、濕度計等，基本配置了氣象要素觀測采集所需的所有儀器。

1.2 氣象科學普及教育對中小學多門學科的輻射

氣象科學知識對中小學多門學科的輻射已經有較長的歷史，在教育改革興起和新課標出臺后尤為具體和深刻。

1）氣象科學是中小學語文學科問津最早的科學。建國以來，我國中小學語文課本曾編排了多篇有關氣象科學的課文。如《下雨啦》、《夏天過去了》、《大雪》、《秋天》、《初冬》、《火燒云》及外國作品《天氣陛下》等。教育改革以來，我國中小學語文課本對氣象科學的知識內容又加重了分量。

在人教版新課程標準小學《語文》課本里，我國的教育專家們為在孩子們幼小的心靈中進行氣象知識的啟迪，在第二冊就編排了《要下雨了》一文；第四冊在教學進度至入夏多雷雨季節時編排了《雷雨》一課；第十冊和第十二冊分別編排了《草船借箭》、《赤壁之戰》兩篇課文。

初中《語文》第二冊第十一課《大自然的語言》、第四冊第七課《看云識天氣》、第九課《大自然的文字》、第十三課《氣候的威力》等。

2）在人教版新課程標準中小學數學教科書中，教育專家們也非常重視氣象科學與數學科學的交融。在小學《數學》的第一冊《數一數》一章中，專家們首先給出一幅校園氣象站圖，讓同學們數一數風向標上風級的格；在二年級上冊《統計》中，要求同學們做一個“某地區11月份天氣情況統計表”；在三年級下冊總復習《統計》中有一幅“某地區1994～2003年沙塵天氣情況柱狀圖”，要求同學們計算出這個地區10年中平均每年的沙塵天數；四年級下冊《統計8》中有一幅“某地區1991～2003年每年沙塵暴總天數變化情況曲線圖”，要求學生計算出每年沙塵暴的總天數？分析出13年沙塵暴的總體趨勢等。

在初中《代數》第一冊課本中，涉及氣象科學內容的例題、習題、圖表共有十幾處之多。在初中《代數》第二、三冊，初中《幾何》課本，以及高中的《代數》、《平面幾何》、《立體幾何》課本中也有多處涉及。

3）人教版新課標教材八年級《物理》上冊的第二章《光現象》中，就對“海市蜃樓”、“暈”等的成因進行了詳解；對紫外線、臭氧層等的來源、特性、作用進行了細述。

在第四章《物態變化》中，通過理論和實驗兩種方法，對氣溫、溫度、蒸發、云、雨、雪、霧、露、霜、冰雹等的成因和變化過程及其規律進行了深入淺出的解說。

在八年級下冊《物理》課本第八章《電與磁》中，使用相當容量的篇幅，對雷電的產生、危害性及防雷的措施等進行了專門介紹。使學生對雷電的產生和危害有一個基本的了解。

九年級課本為全一冊，第十三章《壓強和浮力》的第三節專門論述大氣壓強。課文先用日常生活中的一些現象引申出大氣壓強。同時還專門介紹幾種氣壓測量的工具。

在九年級《物理》第十五章《熱和能》中，還專門介紹了“地球的溫室效應”、“氣候與熱污染”等內容。

高中《物理》對氣象學的輻射也提高了層次。教育專家在人教版“全日制普通高級中學教材第一冊課本”的前言中就明確地指出：用物理學的相關規律去研究大氣的性質和運動，使人們得以天氣預報。教育專家的前言點出了物理學與氣象科學密切關系的根由，同時說明了天氣現象和天氣變化是一種物理現象與物理過程。特別說明了大氣科學發展的新分支——大氣物理學的誕生發展的重大意義。

4）人教版新課標教材初中《化學》九年級上冊第二單元《我們周圍的空氣》一章專門對空氣的組成結構進行了詳細闡釋。課文從對空氣的組成成分分析入手，詳細講述了組成空氣的各種氣體成分的特性、作用和所占的比例。通過實驗，對空氣中各種成分進行測定，找出各成分所占比例量變后所產生化學反應的結果，并列出“空氣質量分級標準”和“空氣污染指數”等。

人教版新課程教材初中《化學》九年級第十單元《酸和堿》一章還專門闡述酸和堿的特性和作用。特別是對酸雨的成因、危害進行詳盡的分析。

此外，氣象科學對中學的歷史、生物、英語等課程都有所輻射。

2 我國中小學的校園氣象站的建設與發展

氣象站進入校園是20世紀30年代由竺可楨先生提出的，并率先在他任教的東南大學校園中創建。而后，我國中小學的校園中也曾建立過不少氣象站。新中國成立后，黨和人民政府非常重視中小學的氣象科學教育與普及，因此，校園氣象站猶如雨后春筍，在共和國的中小學校園中紛紛誕生建立。早在20世紀六七十年代，上海市的楊浦區就有70%的中小學都曾建立過校園氣象站。校園氣象站不但在我國中小學的教育與教學中發揮巨大作用，而且還為我國社會主義科學人才的培養作出了輝煌貢獻，并且在中小學的校園中形成了一道蔚為壯觀的靚麗風景。目前，我國校園氣象站基本上形成了地面氣象人工觀測站、地面氣象自動觀測站、地面氣象綜合觀測站和大型校園氣象站等四大規模結構格局。

2.1 地面氣象人工觀測站

地面氣象人工觀測站是一種傳統的氣象站，是氣象工作的基礎，是獲取大氣要素數據的基本場所。自1653年在意大利北部誕生了世界上第一個氣象站至今已經有357年的歷史了，經過數百年的發展，目前已經相當完善和規范。

地面氣象人工觀測站是中小學校園中建設歷史最悠久，使用范圍最廣泛，也是氣象科學教育與普及要求最基本的基礎設施。在七十多年的運轉中，曾為我國中小學的氣象科學教育、課外興趣活動、共青團少先隊組織活動、氣象科學探究立下了汗馬功勞。如湖南省懷化市洪江區幸福路小學、浙江省德清縣洛舍中心校等校園氣象站都能被當地的氣象部門定為該地區的氣象觀測點，所觀測的氣象數據允許輸入氣象部門的數據庫。小氣象員們的科學實驗報告都能得到國家、省、市、縣領導部門的承認與表彰。有的實驗報告還被全國性的報紙雜志刊載，有的還被編入科普書籍，甚至教學參考書。

2.2 地面氣象自動觀測站

地面氣象自動觀測站是一種20世紀50年代研制，60年代完善，70年代進入氣象系統的先進的氣象觀測儀器。它能自動采集風向、風速、溫度、濕度、氣壓、雨量、蒸發、日照、紫外線與太陽輻射等8大氣象要素的實時數據，為大氣監測、科學實驗和科學探究等提供與存儲準確科學的數據。目前，世界各國的氣象臺站與校園氣象站都在廣泛使用。

首先將地面氣象自動觀測站引進校園的是我國臺灣省的臺北市。1992年12月，臺北市教育局在市轄12個區的60所中小學都安裝了地面氣象自動觀測站，并組成了全球領先的微觀（micro）氣象網。其次是“香港聯校氣象網”。該網是2004年12月由香港新界翁佑中學發起，由香港地區30多所學校響應參加所組成的。第三就是北京數字氣象網。2007年初，由北京市氣象局牽頭組織海淀區8所中小學安裝了地面氣象自動觀測站。

2.3 地面氣象綜合觀測站

地面氣象綜合觀測站是地面氣象人工觀測站和地面氣象自動觀測站并設的氣象站。目前，世界各國和我國各地的各類氣象臺站都采用這種綜合設置的方式建設，這種綜合設置是氣象科學發展的基本趨勢。

地面氣象綜合觀測站是在地面氣象人工觀測站和地面氣象自動觀測站的基礎上創設出來的校園氣象站新模式。它既能使地面氣象人工觀測站和地面氣象自動觀測站的長處得到優化，短處得到互補。又能為氣象科學在中小學中的全面普及和吸收更多的學生群體參加氣象科技活動提供廣闊的科學空間與活動平臺。同時，有效地彌補了地面氣象人工觀測站只限于少數人參與活動和地面氣象自動觀測站省略了學生動手訓練環節的缺陷。為學校氣象科學教育和氣象科技活動闖出了一條新路，為我國校園氣象站的發展創出了新路。

2.4 大型校園氣象站

大型校園氣象站是由地面氣象人工觀測站、地面氣象自動觀測站和地面氣象模擬觀測站等3種類型的氣象觀測站并設構成。

地面氣象模擬觀測站是教育改革和“科技教育”的新生事物，是一種直觀、科學的專門為氣象科技教育而設計的教學裝備。該站也采用標準的氣象觀測儀器與設備，模擬真實標準的地面氣象人工觀測站，將觀測場按比例微縮在室內進行儀器安裝布置的。

大型校園氣象站是教育改革、科技教育、科學普及、素質教育中的一種創新結構模式。目前，我國建有大型校園氣象站的，只有遼寧省大連市沙河口區中小學生科技中心。他們創建的大型校園氣象站在國內尚屬首例。經過一年多時間的使用運轉，在氣象科學普及教育、科技教育和學生的素質訓練等方面闖出了新路子，做出了顯著成績，2008年11月16日，被中國科協和中國氣象局命名為“全國氣象科普教育基地”，是全國第一個跨入“全國氣象科普教育基地”行列的教育系統單位，為我國教育系統創出了全國之最。

3 我國中小學的氣象科技活動

在長期的教育教學實踐中，氣象科學普及教育從單一的課堂教學走進了學生的作業，又從作業中走向課外活動，最后形成了氣象科技活動。經過70多年歷史時間的考驗，我國中小學的氣象科技活動在方法與方式上都有突飛猛進的進步，在規模類型上也有日新月異的蓬勃發展。

3.1 氣象科技活的形式多種多樣

對于氣象科技活動，最初大部分中小學的氣象科技活動是課外氣象觀測，目的在于提高中小學生的學習興趣，更好地完成課本內容的學習任務；后來作為少先隊、共青團的組織活動項目，目的在于豐富學生的課余生活和增強組織觀念。近年來，活動的形式有了很大的發展。除了氣象觀測外，還有記天氣日記、參觀氣象臺站與科技館、舉辦氣象夏令營、參加紀念世界氣象日、氣象征文、組織氣象知識競賽、開展鄉土氣象調查、撰寫氣象科技論文、收集和整理天氣諺語、氣象科學實驗和網上氣象科技活動網等多種活動項目。

通過多年的活動，上述許多項目得到不斷的發展。如記天氣日記，從平面天氣日記發展為動態天氣日記（錄像）、瞬間天氣日記（照片）、網絡天氣日記等；有些項目還取得顯著成績，如湖南省懷化市洪江管理區幸福路小學紅領巾氣象站撰寫的科普實驗小論文《蚊子和天氣》，這篇小論文在獲得第一屆全國青少年發明創造和科學討論會論文一等獎后，即被中央人民廣播電臺“星星火炬”節目廣播。接著，又先后被《中國青年報》、《中國少年報》、《少年科學畫報》等報刊轉載。曾被編入湖南省小學《自然》第九冊課本。1984年又入選由中國科普創作研究所編選，中國少年兒童出版社出版的《少年科普佳作選》一書。

3.2 活動規模類型不斷擴大升級

幾十年來，氣象科技活從級別的發展來看也有根本的突破。如，氣象夏令營，中國氣象學會自1982年開始，已經連續舉辦了近30屆，受訓的青少年達十幾萬之眾；另外，國內各省也幾乎每年也分別舉辦。

氣象科技活從規模的發展來看也在不斷地發展擴大。如，2004年由香港天文臺牽頭舉辦的“中學生天氣日記”活動，響應的學校有二百多所，參與的人數達幾千，持繼時間100天；又如2006年上海市青少年科技活動中心舉辦的“365上海天氣全記錄”活動，響應的學校有1 000多所，參與的學生達幾萬人，時間長達1年之久。從這些活動的客觀效果來看，氣象科學的普及范圍、普及的深刻程度都是顯而易見的。

3.3 強制性的教育學習也在不斷發展

幾十年來，許多中小學除了按照教學大綱要求，教學任務完成規定的內容外，不少學校還聘請氣象科學專家來校講座，組織學生課外專題閱讀氣象科普書籍。更有不少中小學在進行實施強制性的氣象科學普及教育，如，浙江省舟山市普陀區沈家門小學，每年對四年級學生進行強制性氣象科學普及教育，規定該年級段的學生在這一學年內必須進行1次氣象科學體系的系統學習和10次的氣象觀測活動，使每一個從該校畢業的學生都具有經過系統氣象科學普及教育和氣象觀測實際操作的經歷；遼寧省大連市沙河口區中小學生科技中心，常年對全區中小學生進行輪流式的氣象科學體系普及的專門教育，每年受教育的人數可達4萬人次；浙江省溫州市教育局，根據本地區的氣候特點，專門編寫了《臺風知識》課讀本，對全市和市轄各區縣中小學的每一個學生進行強制性的氣象科學普及教育，讓學生學習臺風形成、發展、消亡原理與過程，了解危害的方式與程度，掌握抗災防災減災救災的技術。另外，浙江省溫州市教育局下屬的實踐學校也建設了大型標準地面氣象人工觀測站，也對溫州市教育局下屬的中小學生進行強制性輪訓。

從上述這些特色教育的例子可以看出，我國中小學的氣象科學普及教育已經有了根本的創新和長跨度的進步。

3.4 相繼開發氣象科學普及教育校本教材

隨著我國中小學校園中氣象科技活動的蓬勃發展和不斷深入，氣象科技校本教材課程化從理論和實踐上都產生了飛躍的變革。許多學校紛紛編寫了屬于自己學校的正規的氣象科技校本教材。浙江省德清縣洛舍中心校于1992年編寫了《可楨業余氣象學校教材》的氣象科技校本教材；江蘇省太倉市板橋小學于2002年編寫了《氣象觀測》的氣象科技校本教材；浙江省義烏市華溪小學于2002年編寫了《紅領巾學氣象》的氣象科技校本教材；浙江省岱山縣秀山小學也于2006年編寫了《少年氣象觀測》的氣象科技校本教材；2007年，浙江省溫州市教育局編寫了《臺風知識》的氣象科技校本教材；2010年03月，湖南省氣象學會和長沙第21中學共同編寫了《氣象科技和防災減災》的氣象科技校本教材。

氣象科技校本教材的編寫，是當前氣象科學教育和氣象科技活動的一項嶄新的十分重要的工作。它對中小學校園中氣象科技活動效果的全面提高具有極大的作用與價值。

此外，我國中小學的氣象科學教育和氣象科技活動還突破學校圍墻，開展校際合作。多年來，許多有關指導氣象科技活動的書籍相繼出版。

縱觀我國中小學氣象科學普及教育的歷程，分析我國中小學氣象科學普及教育的發展情景，深思我國中小學氣象科學普及教育實施開展的現狀，使我們清楚地意識到，中小學是氣象科學普及教育的重要領地；中小學生是實施氣象科學普及教育的重要對象。雖然我國中小學的氣象科學普及教育已經有100多年的歷史，已有許多創新亮點，但仍有很大的普及盲區與死角，普及的腳步還跟不上時代和科學發展的步伐。因此，必須進一步加強對我國中小學氣象科學普及教育的行政指導和經費投入，必須加強對中小學氣象科學普及教育的深入研究，進一步推動我國中小學氣象科學普及教育的蓬勃發展。

10.3969/j.issn.1671-489X.2011.02.069

浙江省溫州市第十四中學）