09-分析处理气象数据 教案 教科版信息科技八年级下册.docx

教学教案设计

总第9课时

课?题?名?称

分析处理气象数据

学习目标

（包含学科核心素养）

理解气象数据的价值，能识别不同分析方法（对比、平均、结构）的适用场景。

掌握对比分析、平均分析、结构分析法的操作逻辑，并能通过电子表格或编程工具生成统计图表。

利用物联网平台导出气象数据，综合运用分析方法提炼有效信息。

分析气象数据对政策制定（如防汛、用水）的支撑作用，体会数据驱动的社会决策。

问

题

类

型

学生问题

如何选择对比分析法、平均分析法或结构分析法？不同方法的应用场景有什么区别？

绘制柱状图和饼图时，如何避免数据误差导致图表误导分析结果？

人工智能天气预报的“10千米级时代”具体指什么？对日常生活有什么实际影响？

学科问题

1.对比分析法与结构分析法在气象数据分析中的核心差异是什么？举例说明其适用场景。

2.为什么说电子表格软件和编程工具能提升数据分析效率？结合实践任务说明。

3.人工智能天气预报模型中“数据同化”的作用是什么？如何解决数据不完整的问题？

教师问题

1.如果让你分析上海夏季降水量对城市内涝的影响，你会选择哪种分析方法？如何设计分析流程？

2.人工智能天气预报依赖海量数据，如果某地区气象站稀疏，预测精度会受何影响？请提出解决方案。

问题系统

（星号标出核心问题）

1.对比分析法与结构分析法在气象数据分析中的核心差异是什么？举例说明其适用场景。

2.为什么说电子表格软件和编程工具能提升数据分析效率？结合实践任务说明。

3.人工智能天气预报模型中“数据同化”的作用是什么？如何解决数据不完整的问题？

问题探究流程

导（问题引导）、学（自主探究）、探（合作探究）、测（课堂检测）、拓（知识拓展）

导（问题引导）：

情境创设：

播放新闻片段：“某城市因暴雨引发内涝，气象数据分析助力防汛决策。”

核心问题：

“气象数据如何从‘数字’变成‘救命信息’？”

互动活动：

“数据盲盒”：每组随机抽取一组气象数据（如温度、降水量），快速讨论其可能反映的问题（如干旱、洪涝）。

埋下悬念：展示华为盘古气象大模型的预测动图，提问：“AI如何让天气预报更精准？”

知识点：

数据分析的价值（信息意识）；

从数据到知识的转化流程（计算思维）。

学（自主探究）：

自主探究任务：

任务1：分析方法选择实验

知识点：对比分析（差异）、平均分析（趋势）、结构分析（占比）。

活动：根据教材“做一做”案例，选择合适方法分析北京气温数据：

对比分析法：对比2018-2021年各月气温折线图，标记异常月份。

平均分析法：计算北京4年月均降水量，绘制柱状图。

答案示例：

对比分析→发现2021年7月气温显著升高；平均分析→8月降水最多，需防涝。

任务2：图表纠错挑战

知识点：数据清洗、图表规范（坐标轴标签、单位）。

活动：提供含错误的柱状图（如未标注单位、数据截断），学生修正并说明误导风险。

三、探（合作探究）：

合作探究任务：

任务：政策模拟决策会

分组角色：数据分析师、城市规划师、气象专家、市民代表。

环节1：数据驱动防汛

问题：根据上海各月降水量饼图（教材“结构分析法”），设计防汛措施。

答案示例：7-8月占比60%→提前疏通排水系统，储备防汛物资。

环节2：AI天气预报辩论

辩题：

“人工智能预测极端天气的可靠性高，是否可以完全取代传统气象站？”

论据支持（教材“科学漫游”）：

正方：AI精度高、成本低；反方：依赖数据质量、可解释性差。

四（课堂检测）：

课堂检测题目设计:

形式：小组“数据解密赛”

实战题：

给定某周校园温湿度数据，用对比分析法分析相关性（答案：湿度随温度升高而下降）。

选择题：

结构分析法最适合分析？（答案：B）

A.十年气温趋势B.各月降水占比C.单日风速波动

判断题：

电子表格无法处理万级以上数据量。（答案：?编程工具更高效

五、拓（知识拓展）：

情境延伸：

任务1：AI气象员挑战

场景：假设你是盘古模型工程师，如何优化某山区（气象站稀疏）的预测？

答案：结合卫星数据+机器学习插值（教材“数据同化”）。

任务2：伦理沙盘推演

问题：

“若AI误报暴雨导致恐慌，责任应由谁承担？”

引导：从数据质量、算法透明性、人类监督多角度讨论。

板书设计

测试运维校园数字气象站

一、方法工具箱

对比分析→找差异（例：多年气温）

平均分析→看趋势（例：月均降水）

结构分析→算占比（例：降水分布）

二、流程链

原始数据→清洗整理→选择方法→生成图表→提炼知识

三、AI天气预报

优势：精度高、成本低

挑战：数据质量、可解释性

四、数据伦理

责任归属：技术缺陷？人为失误？

社会影响：恐慌vs预警

教?学?反?思

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