AI編程氣象站的實戰價值

李筆鋒

摘 要：2006版《江蘇省中小學教育技術裝備標準》中，小學實驗室裝備標準將小氣象站列入“必配”的裝備配備要求。作為實驗室建設的重要項目，氣象站建設不應成為一種擺設，而應更好地為科學課程和科技活動服務，成為學校科學教育以及科技教育的新課題。

關鍵詞：實驗室建設; 小氣象站; 科技教育

中圖分類號：G623.6? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1006-3315（2020）11-045-001

如何恰當應用讓小氣象站成為真正意義上的實驗室設施而惠及每一個小學生，教師所要做的既要讓小學生清楚小氣象站的存在價值，又要讓他們學會恰當地利用好小氣象站平臺。

一、AI編程氣象站的價值存在

從最初簡單的小氣象觀測站到數字校園環境監測平臺的變化，是基于物聯網技術的發展而發展的。技術的更新，也帶來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，成為小學生參與AI編程氣象站活動的前提。

1.AI人工智能物聯傳感數字校園氣象環境監測平臺（簡稱：AI編程氣象站），是專門為了優化校園科技教育環境，提高青少年學生的科技意識，豐富學生的課余生活，增強他們的實際觀測能力而開發設計的，同時也為了滿足教學的實際需要。在校園里建立環境監測平臺不僅使同學們掌握了環境觀測的基本方法，更重要的是能夠激發同學們學習自然科學的興趣和熱情，了解更多的環境監測科學知識。

2.數字校園環境監測平臺由各種環境監測傳感器、數據采集器模塊、無線傳輸模塊、服務器軟件、大數據云存儲和移動終端APP組成，集環境監測數據測量、傳輸、分析、存儲為一體的，具備無人值守、云端大數據分析功能于一體的智能化儀器。

二、AI編程氣象站與科學課程的有機結合

2017年下半年，一年級開設科學課。到目前為止，一至三年級全部啟用新的教材。其中，涉及天氣和土壤的具體年級和單元為：蘇教版二年級上冊第一單元“關心天氣”，具體課題為《今天天氣怎么樣》《天氣的影響》《四季的天氣》;三年級上冊第二單元“研究土壤”，具體課題為《土壤的成分》《土壤的類型》《肥沃的土壤》《保護土壤》;三年級下冊第五單元“觀測天氣”，具體課題為《測量氣溫》《云量和雨量》《風向和風力》《天氣和氣候》。

AI編程氣象站觀測要素齊全，可測風速、風向、雨量、溫度、濕度、氣壓、光照強度、太陽總輻射、紫外線、粉塵（含PM2.5、PM10）等要素環境監測參數。而低中年級的學生對這些數據不是很敏感，或者說不一定能接受這些概念或者數據。所以智能平臺和實驗探究的過程要恰當的融合，讓這些枯燥的概念和數據慢慢滲透到學生的頭腦中，以利于學生形成一定的思維模式。

氣象數據進入科學課程，有助于對學生實驗數據的矯正。譬如，指導學生利用溫度計測量溫度時，利用同步數據和學生實驗數據的比較，能更好地指導學生使用溫度計。在風向和風力的教學中，利用監測平臺的數據，能更好地幫助學生建立方位的概念，也為學生預測風力提供了技術保障。利用平臺數據更方便的是可以把一周甚至一個月的數據展示給學生，給學生提供更直接的氣溫變化、雨量等的軌跡。

三、AI編程氣象站的數據延伸

AI編程氣象站可根據學校實際需求來選擇相關的傳感器，同時，學校也可以自己增添屬于自己的環境監測傳感器。譬如，搭載土壤溫度、濕度、PH及EC傳感器即可實現對校園農場大棚、花房等種植區域實時監測，由于不同的植物對生長環境的溫濕度，對土壤的酸堿度及需肥特性不同，因此通過對植物生長環境及土壤狀態的監測可以幫助我們實時了解當前環境對植物的影響，并可及時對植物生長環境進行調整，為植物的生長提供一個穩定又適宜的環境。

同時平臺的數據可以提供在服務云端、學校網站、學校公眾號等平臺。譬如，霧霾天氣，通過平臺數據查詢，可以為學校是否可以讓學生到室外參與升旗儀式、課外活動做出決策支持。

平臺的使用與科技活動的有機結合，學校成立氣象活動的興趣小組，利用計算機對AI編程氣象站的服務重新編程，可以提升AI編程氣象站的活動高度。利用暑期陽光課堂平臺滲透AI編程氣象站的內容，提高學生參與氣象研究的興趣等等。