8 天气预报是怎样制作出来的 教学设计-2024-2025学年科学三年级上册教科版

授课时间：______________　　　　　　　　累计________课时 课题 《天气预报是怎样制作出来的》 课型 新授课 教学 目标 学生能够准确描述天气预报所包含的信息，了解天气预报主要由分布在全球各地的气象部门制作并发布。 掌握制作天气预报的大致五个步骤，即数据收集、数值天气预报、气象员做出预报、天气会商、发布天气预报。 学会通过观察天气预报，提取其中的关键信息，并能够根据资料了解天气预报的制作过程。 培养学生的信息分析能力、归纳总结能力和逻辑思维能力，提高学生的科学素养和实践能力。 教学 重难点 （一）教学重点 了解天气预报的制作流程，包括数据收集、数值天气预报、气象员做出预报、天气会商、发布天气预报等五个步骤。 体会科技的发展对天气预报制作的影响，认识到随着科学技术的进步，天气预报包含的信息越来越多，制作过程越来越精密。 （二）教学难点 理解数值天气预报的原理和方法，以及气象员如何根据数值天气预报结果做出预报。 分析天气会商的过程和意义，了解不同气象部门之间如何协调合作，提高天气预报的准确性。 教学 准备 准备多媒体课件，包括天气预报的图片、视频、制作过程的演示等内容。 准备教学视频，展示天气预报的制作过程和相关科技的应用。 准备一些与天气预报制作相关的实物教具，如气象观测仪器的模型等。 教学设计 二次备课 （一）导入新课 生活情境引入 教师播放一段人们在不同天气下的生活场景视频，如晴天人们在公园散步、雨天人们打伞出行、雪天孩子们堆雪人等。视频播放结束后，教师提问：“同学们，你们在视频中看到了不同的天气对人们的生活有什么影响呢？我们在生活中如何了解未来的天气情况呢？” 引导学生思考天气对生活的影响和了解天气预报的重要性。 学生们积极思考并回答问题。有的学生说晴天可以出去玩，雨天要带伞；有的学生说可以通过电视、手机等方式了解天气预报。教师对学生的回答给予肯定和鼓励，然后说：“同学们说得都很对。天气预报对我们的生活非常重要，它可以帮助我们提前做好准备，安排好我们的生活和活动。那么，天气预报是怎样制作出来的呢？今天，我们就一起来探索天气预报的制作过程。” 教师转身在黑板上写下课题：天气预报是怎样制作出来的。 引发思考 教师提问：“同学们，你们知道天气预报是由谁制作的吗？天气预报包含哪些信息呢？” 引导学生思考天气预报的制作主体和内容。 学生们积极思考并回答问题。有的学生说天气预报是由气象部门制作的；有的学生说天气预报包含天气情况、温度、风向等信息。教师对学生的回答给予肯定和鼓励，然后说：“同学们说得都很对。天气预报主要由分布在全球各地的气象部门制作并发布。天气预报包含很多信息，如天气情况、温度、风向、风速、湿度、气压等。那么，气象部门是如何制作天气预报的呢？让我们一起来了解一下吧！” （二）认识天气预报的历史 古代天气预报方法 教师用课件展示古代人们预测天气的方法，如龟壳占卜、观察动物行为、看云识天气等。教师说：“同学们，在古代，人们没有现代的科学技术，他们是如何预测天气的呢？让我们一起来了解一下古代人们的天气预报方法。” 教师介绍龟壳占卜的方法，说：“在 3000 多年前的商周时期，人们会在乌龟壳上面写一些天气，然后把乌龟壳放在火上烧，烧着烧着龟壳会裂开，裂缝指着哪种天气，比如雨，古人就预测明天要下雨了。如果裂缝指着晴，那就预测明天晴。同学们，你们觉得这种方法准吗？为什么？” 引导学生思考古代天气预报方法的准确性和局限性。 学生们积极思考并回答问题。有的学生说不准，因为没有科学依据；有的学生说可能有时候会碰巧猜对。教师对学生的回答给予肯定和鼓励，然后说：“同学们说得都很对。古代的天气预报方法没有科学依据，准确性很低。但是，古人的智慧和探索精神值得我们学习。” 教师介绍观察动物行为的方法，说：“古代人们还通过观察动物的行为来预测天气。比如，蚂蚁搬家预示着要下雨，燕子低飞预示着要下雨等。同学们，你们知道为什么动物的行为可以预示天气吗？” 引导学生思考动物行为与天气变化的关系。 学生们积极思考并回答问题。有的学生说动物对天气变化比较敏感；有的学生说动物可能能感受到气压、湿度等的变化。教师对学生的回答给予肯定和鼓励，然后说：“同学们说得都很对。动物对天气变化比较敏感，它们可以通过感知气压、湿度、温度等的变化来调整自己的行为。但是，动物行为并不是完全准确的天气预报方法，我们还需要结合其他方法来进行判断。” 教师介绍看云识天气的方法，说：“古代人们还通过观察云的形状、颜色、高度等特征来预测天气。比如，乌云密布预示着要下雨，白云飘飘预示着晴天等。同学们，你们知道为什么云的特征可以预示天气吗？” 引导学生思考云的特征与天气变化的关系。 学生们积极思考并回答问题。有的学生说云的形状、颜色、高度等可以反映出大气中的水汽含量、气压等情况；有的学生说不同的云预示着不同的天气。教师对学生的回答给予肯定和鼓励，然后说：“同学们说得都很对。云的特征可以反映出大气中的水汽含量、气压等情况，不同的云预示着不同的天气。但是，看云识天气也需要一定的经验和知识，我们不能仅仅依靠云的特征来进行判断。” 古代天气预报仪器 教师用课件展示古代的天气预报仪器，如相风铜鸟、候风仪等。教师说：“同学们，古代人们不仅通过观察自然现象来预测天气，还发明了一些天气预报仪器。现在，我们来认识一下古代的天气预报仪器。” 教师介绍相风铜鸟，说：“我国早期的医学经典《皇帝内经》十分重视疾病与气候之间的关系。西汉时期，我国科学家张衡发明了一种测定风向的仪器 —— 候风仪，又叫相风铜鸟。它可以随着风转动，风吹来时，鸟头也会转过来，迎着风，展开翅膀，它好像要飞翔的样子。这简直就是风向标了。我们国家真了不起！后来欧洲也出现了类似的仪器，但是比我国的相风铜鸟晚了 1000 多年呢。到了晋代，人们将铜鸟改为了木鸟，更轻便，转动也更灵活了。” 教师介绍李淳风给风定级的方法，说：“唐代李淳风是世界上第一个给风定级的科学家。他根据风对树木的影响，给风定了 10 个等级。1000 年后，英国学者把风划分为 0 到 12 级。” 教师介绍沈括和秦九韶对气象学的贡献，说：“到了宋朝，人们对气象的认识就更加丰富了，沈括在《梦溪笔谈》中提到了闪电、冰雹、气候带等，秦九韶在《数书九章》中列了四道测雨雪的算式，可以用来测算平地雨雪的深度。” 教师介绍郭守敬设计的观象台，说：“元代天文学家郭守敬设计并制造了现存最早的观象台，这个观象台在我国河南省。” 教师介绍明清时期的气象学发展，说：“到了明清时期，随着传教士进入中国，中西方气象学研究成果开始融合。明朝郑和下西洋时，他的船队设有专门观测气象的人员。到了清朝成立了类似我们现在的气象部门，叫做‘钦天监’。” 学生们认真观看古代天气预报仪器的图片和介绍，积极思考并回答问题。有的学生说古代的天气预报仪器很有创意；有的学生说古代的科学家很聪明；有的学生说古代的气象学发展很不容易等。教师对学生的回答给予肯定和鼓励，然后说：“同学们说得都很对。古代的天气预报仪器虽然没有现代的科学技术那么先进，但是它们体现了古人的智慧和创造力。古代的气象学发展也经历了漫长的过程，为我们现代的气象学研究奠定了基础。” （三）了解现代天气预报的制作过程 数据收集 教师用课件展示现代气象观测仪器的图片和视频，介绍现代天气预报的数据收集方法。教师说：“同学们，现代天气预报是建立在大量的数据基础上的。那么，这些数据是如何收集的呢？现在，我们来了解一下现代天气预报的数据收集方法。” 教师介绍气象卫星，说：“气象卫星是一种在太空中运行的卫星，它可以对地球表面的大气进行观测，收集大气中的温度、湿度、气压、云量、风向、风速等数据。气象卫星可以覆盖全球范围，提供大范围、长时间的气象观测数据。” 教师介绍气象雷达，说：“气象雷达是一种利用电磁波探测大气中的降水、云层、风等气象要素的仪器。气象雷达可以探测到几十公里甚至几百公里范围内的气象情况，提供高分辨率、实时的气象观测数据。” 教师介绍地面气象观测站，说：“地面气象观测站是一种在地面上设置的气象观测设施，它可以对地面附近的大气进行观测，收集大气中的温度、湿度、气压、风向、风速、降水等数据。地面气象观测站可以提供详细、准确的气象观测数据。” 教师介绍海洋气象观测浮标，说：“海洋气象观测浮标是一种在海洋上设置的气象观测设施，它可以对海洋表面的大气进行观测，收集大气中的温度、湿度、气压、风向、风速、海浪等数据。海洋气象观测浮标可以提供海洋气象观测数据，为海上航行、渔业生产等提供服务。” 学生们认真观看现代气象观测仪器的图片和视频，积极思考并回答问题。有的学生说气象卫星很厉害，可以观测全球的天气；有的学生说气象雷达可以探测到雷雨云；有的学生说地面气象观测站很重要，可以提供详细的气象数据等。教师对学生的回答给予肯定和鼓励，然后说：“同学们说得都很对。现代天气预报的数据收集是通过多种气象观测仪器共同完成的。这些气象观测仪器可以提供不同范围、不同精度的气象观测数据，为天气预报的制作提供了基础。” 数值天气预报 教师用课件展示数值天气预报的原理和方法，介绍现代天气预报的数值天气预报过程。教师说：“同学们，现代天气预报不仅依靠气象观测数据，还依靠数值天气预报技术。那么，什么是数值天气预报呢？现在，我们来了解一下数值天气预报的原理和方法。” 教师介绍数值天气预报的定义，说：“数值天气预报是一种利用数学模型和计算机技术，对大气的运动和变化进行模拟和预测的方法。数值天气预报的基本原理是根据大气的物理规律，如牛顿运动定律、热力学定律、水汽守恒定律等，建立大气运动的数学模型，然后利用计算机对数学模型进行求解，得到未来大气的状态和变化。” 教师介绍数值天气预报的步骤，说：“数值天气预报的步骤主要包括数据预处理、模式初始化、数值积分、结果输出等。数据预处理是对气象观测数据进行质量控制、插值、同化等处理，提高数据的准确性和可用性。模式初始化是根据当前的气象观测数据，确定初始时刻大气的状态和参数。数值积分是利用计算机对大气运动的数学模型进行求解，得到未来不同时刻大气的状态和变化。结果输出是将数值积分得到的结果进行分析和处理，得到天气预报的产品，如温度、湿度、风向、风速、降水等。” 教师介绍数值天气预报的精度和局限性，说：“数值天气预报的精度和局限性主要取决于数学模型的准确性、气象观测数据的质量和数量、计算机的性能等因素。数值天气预报虽然可以提供较为准确的天气预报，但是也存在一定的误差和不确定性。因此，数值天气预报需要结合气象员的经验和判断，进行修正和调整。” 学生们认真观看数值天气预报的原理和方法的图片和视频，积极思考并回答问题。有的学生说数值天气预报很神奇，可以用计算机模拟大气的运动；有的学生说数值天气预报需要很多数据和计算；有的学生说数值天气预报也不是完全准确的等。教师对学生的回答给予肯定和鼓励，然后说：“同学们说得都很对。数值天气预报是现代天气预报的重要组成部分，它可以提供较为准确的天气预报，但是也需要不断地改进和完善。” 气象员做出预报 教师用课件展示气象员工作的图片和视频，介绍现代天气预报的气象员做出预报的过程。教师说：“同学们，数值天气预报只是提供了一种参考，最终的天气预报还需要气象员进行分析和判断。那么，气象员是如何做出预报的呢？现在，我们来了解一下气象员做出预报的过程。” 教师介绍气象员的工作内容，说：“气象员的工作内容主要包括数据监测、分析判断、预报制作、预报发布等。数据监测是对气象观测数据和数值天气预报结果进行实时监测，了解大气的状态和变化。分析判断是根据气象观测数据和数值天气预报结果，结合气象学知识和经验，分析大气的运动和变化趋势，判断未来的天气情况。预报制作是根据分析判断的结果，制作天气预报产品，如文字预报、图形预报、语音预报等。预报发布是将制作好的天气预报产品通过各种渠道发布给公众，如电视、广播、报纸、网站、手机等。” 教师介绍气象员的工作难度，说：“气象员的工作难度主要在于大气的运动和变化非常复杂，受到很多因素的影响，如地形、海洋、太阳辐射、人类活动等。因此，气象员需要不断地学习和更新气象学知识，提高自己的分析和判断能力，才能做出准确的天气预报。” 学生们认真观看气象员工作的图片和视频，积极思考并回答问题。有的学生说气象员的工作很辛苦；有的学生说气象员需要很专业的知识；有的学生说气象员的工作很重要等。教师对学生的回答给予肯定和鼓励，然后说：“同学们说得都很对。气象员的工作是非常辛苦和重要的，他们需要付出大量的努力和时间，才能为我们提供准确的天气预报。我们应该尊重和感谢气象员的工作。” 天气会商 教师用课件展示天气会商的图片和视频，介绍现代天气预报的天气会商的过程。教师说：“同学们，气象员做出预报后，还需要进行天气会商。那么，什么是天气会商呢？现在，我们来了解一下天气会商的过程。” 教师介绍天气会商的定义，说：“天气会商是一种由不同气象部门的气象员和专家共同参与的会议，目的是对未来的天气情况进行分析和讨论，达成一致的预报意见。天气会商可以通过视频会议、电话会议、现场会议等方式进行。” 教师介绍天气会商的内容，说：“天气会商的内容主要包括气象观测数据的分析、数值天气预报结果的评估、天气形势的判断、预报意见的交流等。天气会商可以充分发挥不同气象部门的优势和资源，提高天气预报的准确性和可靠性。” 教师介绍天气会商的意义，说：“天气会商的意义在于可以避免单一气象部门的局限性和主性，提高天气预报的科学性和公正性。天气会商可以 学科网（北京）股份有限公司 $$