校园气象台在科学学习教案设计的应用专用课件.ppt

校園氣象台在科學學習教案設計的應用 江火明 國立中央大學大氣科學系 jianghm@cc.ncu.edu.tw 科學學習的策略 各種科學教學方法 哪些相關課程？ 教案要強調甚麼？ 激發學習動機（一） 1. 那是甚麼？－秀出漂亮的影像或才藝 2. 你錯了！－直接問出學生容易的迷思 3. 你知道嗎？ －你只知其一，不知其二 4. 你能嗎？－挑戰學生的能耐 5. 你確定嗎？－提出似是而非的看法 激發學習動機（二） 6. 你在矛盾中－舉出矛盾處 （度過好久了，卻不自覺） 7. 換個角度想一想－也許是個驚喜 8. 熱門話題－你沒想到背後意義 9. 你可以深究－表現學生的特長 10. 可能出人頭地－大家都不會或不知 教學活動的執行 1. 資料是否方便得到？ 2. 有能力轉化資料嗎？ 3. 數據?圖像?意義?概念 4. 邏輯推理或創意連想的培養 5. 科學精神與嚴密性 6. 學生的學習耐性（挫折的大小） 7. 創造成就感（克服過困難，常製造掌聲） 8. 退縮或放棄的學生，如何再加油衝刺 9. 學習的副產品（EQ, IQ） 10. 能煮出下一個學習活動嗎？ 議題?問題 What difference between A and B? 若P1/ P2/ P3, 則 Q1/ Q2/ Q3 How large/ long? “相關性”的真相 數位校園氣象台資料有哪些？ 數位校園氣象台的資料特性 即時性（觀測資料無法複製與模擬） 在地性（不同條件下給出不同的現象） 社區性 原始數據的資料 初步的分析圖表 適合中小學探究的天氣要素 獨特性 國際性 台北市成為全世界氣象台最密的城市（5km以內一測站） WMO 國際氣象組織定（50-100km一測站） 日本 一城市一測站 突破無法解析50km以內的結構變化 學術性 熱島效應 台灣中小學科學界的前瞻研究 跨校的合作與競爭（各校能問什麼問題？轉化出何種結論？） 有了氣象台能促進什麼？ 定性-?定量 科展資料庫 學校本位/在地性 探索 社區天氣查詢中心 可進行跨校地理區域天氣之比較 可進行歷時性的比較以尋找規律 氣象台的資料 1. 創紀錄： 比甚麼？怎麼比？ 平均？極大？極小？ 2. 點 面（結構／系統）： 　 多少點？多大的面？ 　 天氣系統有多大（尺度）？ 　 怎樣的分布？強度？ 有改變嗎？甚麼因素 造成？ 運用氣象台科學學習可搭配的教學策略 學習科技的輔助 同儕合作 搜尋資訊（尋找特定資訊的競賽） 擴散式發問（最想知道的三件事） 使校園氣象台的網站資料成為可引發學習的教材 可分段檢視科學過程技巧 學生可以從中觀察 解釋 預測他們對於科學現象的想法 運用校園氣象台的不同學習層次 觀測資料的定性探究 圖像數據的定量探究 科展靈感的進階探究 氣象要素的體認(體察生活經驗與數據的關係) 氣溫 vs. 冷熱 溼度 vs. 乾溼 風 雨量 紫外線指數 例子 風向和風力 分辨風的方向和大小並紀錄風向和風力 在校園氣象台設所在地點進行活動，之後與數位氣象台的做比較 例子 天氣變了 天氣資料分析，瞭解氣溫 雲量 風向 風力 降雨量 有改變就是天氣變了 在感覺變天的時候，猜測，並從數位氣象台的各項資料中，觀察近期內（如昨天與今天）數據變化較大的氣象要素是哪些，與猜測的做比較。 氣象自動觀測數據與傳統觀測的不同 觀測時間間距不同 儀器準確度不同 依據原理不同(難) 觀測的設定 不同時間的觀測,數據差多少? 不同地方的觀測,數據差多少? 不同觀測項目,何者變化大? 例子 氣溫的測量 不同地點時間測得的氣溫不一定相同 比較台北市設測站的各學校，其氣溫的異同，並討論可能的解釋 比較校園氣象台與中央氣象局有不同嗎? 數據有差嗎? 觀測與預報有差嗎? 大尺度天氣圖與北市天氣圖有差嗎? 如何繪成圖表 固定點的時間序列圖 固定時間的空間分佈圖 兩個氣象要素的不同時間比較 不同地點的氣象要素比較 例子 小小氣象觀測員 觀測紀錄天氣資料 蒐集氣象局的逐日天氣預報，與校園氣象台的實際天氣數據紀錄做比較，分析氣象局預報的準確情形，及其原因 統計意義 平均的意義 多長時間的平均 多大範圍的空間平均 變異量的意義 科學議題 熱島效應(城市、環境、污染等) 地形效應(陽明山) 季節變化(東北季風vs.夏季季風) 颱風的侵襲 鋒面過境 寒潮來襲 * 時間 : 2004年11月17日 地點 : 松山國小 分為 特性 知 A C B 跨學科探討 知 A B C 條件控制探討 未知 知 主題式學習 探究式學習 使命式學習 任務式學習 特性 特性 決定問題－程序－材料－調查－結果 決定程序－材料 調查出結果 照做 聽 生的角色 協助學生做決定 探究式 問題