内容正文:
综合与实践
哪个城市夏天更热
学习目标
1.能运用数据收集、整理、分析的方法,制定评价标准比较城市炎热程度;掌握统计图表的绘制与解读.
2.通过小组合作,经历 “设计方案 — 实施调查 — 分析数据 — 成果展示”的完整实践过程,提升合作能力与数据分析能力,体会数学在解决实际问题中的应用价值,增强对生活中数学现象的探究意识.
导入新课
我国幅员辽阔,不同地方的气温差异较大.今天,一起来探究“重庆和武汉,哪个城市夏天更热?”的问题.
问题构建
问题1:为了研究四个城市,哪个城市夏天更热的问题,你可能会用到哪些数学知识?
数据的收集与处理、各种统计图、分析数据的方法等
问题2:在数据分析板块,你已经学习过哪些知识?还记得它们吗?
算术平均数、加权平均数、中位数、众数、方差,条形统计图、扇形统计图、折线统计图、四分位数、箱线图等.
问题3:除了气温,还有哪些因素会影响我们对夏天“热”的感受呢?
湿度、风速、日照时长等因素
问题构建
小组组建与任务分配:
1、全班分成7个小组,每组 6人,具体分配如下:
数据收集组(2人):负责确定数据源,收集两个城市夏季气温原始数据,核对数据准确性并整理成表格.
数据处理组(1人):使用 Excel或统计软件对收集数据进行处理,计算平均数、方差等统计量,为分析提供标准化数据.
分析可视化组(2人):一人负责绘制折线图、柱状图等展示气温趋势和对比,另一人通过数据解读两城市热度差异,提炼关键结论.
报告总结组(1人):整合各环节成果,撰写研究报告,协调小组成员分工复盘与优化方案.
2.明确小组任务:针对郑州、重庆、长沙、武汉这四个城市,开展“哪个城市夏天更热”的综合实践活动,需要完成设计方案、实施方案、评估反思、成果展示等环节.
环节一:设问启思,萌想探因
重庆和武汉,一个是山城雾都,一个是九省通衢,各具独特魅力.但要是论起夏天的炎热程度,大胆猜猜,哪个城市会更胜一筹?
科学判断可不能仅凭主观感觉,需要真实的数据支撑.回想一下,在日常生活里,哪些因素会左右人们对冷热的感受?
要精准体现一个城市夏季的炎热程度,哪些才是关键因素?
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环节二:分工协作,数据采集
为了科学准确地判断重庆和武汉哪个城市夏天更热,需要收集最能体现城市夏季炎热程度的数据.为了便于对比分析,统一收集这两个城市2024 年7 月1 日到31 日期间的相关数据.,哪些数据会对判断有帮助?通过什么渠道收集这些数据?
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新知探究
气温:核心基础因素,直接决定环境热量水平。
相对湿度:湿度越高,汗液蒸发越慢,人体散热受阻,闷热感越强。
风速:风速越大,越易带走人体表面热量,缓解炎热。
我国幅员辽阔,不同地方的气温差异较大。组成合作小组,在你们了解的城市中,选择两个城市,运用所学的知识比较哪个城市夏天更热。
1.影响人体冷热感觉的主要因素有哪些?
03
新知探究
以体感温度为核心指标,它能整合气温、湿度、风速,更贴合人体实际感受。
辅助指标包括:夏季(6-8 月)日均体感温度平均值、体感温度≥35℃的高温天数、极端最高体感温度。
2.如何制订适当的标准来比较两个城市的炎热程度?
问题构建
思考以下问题并给出答案:
1、影响人体冷热感觉的主要因素有哪些?
2、如何制订适当的标准来比较两个城市的炎热程度?
3、你们小组准备收集哪些数据?根据你们的标准,准备如何处理数据?
4、确定小组成员的分工,以及收集和分析数据的方法.
方案设计
大家充分讨论后,决定从平均气温、最高气温、湿度、风速、日照、降水这六个方面入手进行数据处理分析.我们选取2025年7月作为研究样本.
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实施方案
概念界定:借助对四个城市平均气温、最高气温、湿度、风速、日照、降水这6个维度进行调研,使用统一公式计算出的数值,我们称之为综合炎热指数公式.
综合炎热指数值越大,代表这个城市夏天越热.
条件值 对指数的影响 加权系数 字母标识
气温综合(平均气温和最高气温以4:6计算) 正向加权 0.4 A
湿度 正向加权(闷热感) 0.25 B
风速 负向加权(缓解炎热) -0.1 C
日照 正向加权 0.15 D
降水 负向加权(缓解炎热) -0.1 E
3.分工协作:合理安排小组成员分工,有的负责数据收集,有的负责数据整理,有的负责计算分析,有的负责绘制图表等,确保各司其职,提高效率.
4.展示共享:各小组展示收集和初步处理的数据成果,并进行数据共享整合与优化,互相学习借鉴,完善各自的数据收集工作.
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03
新知探究
气温数据:两城市夏季每日最高气温、日均气温。
湿度数据:两城市夏季每日相对湿度平均值。
风速数据:两城市夏季每日平均风速。
每日测试一次,汇总,进行分析
3.你们小组准备收集哪些数据?根据你们的标准,准备如何处理数据?
03
新知探究
(一)小组成员分工(3-4 人即可)
组长(1 人):统筹进度,协调分工,审核数据与结论。
数据收集员(2 人):每人负责 1 个城市,从权威渠道收集数据并交叉核对。
数据处理分析员(1 人):计算体感温度,统计核心指标,制作图表并推导结论。
4.确定小组成员的分工,以及收集和分析数据的方法。
问题构建
问题4:你能写出综合炎热指数的具体计算公式吗?
假设用W表示综合炎热指数
W=0.4A+0.25B-0.1C+0.15D-0.1E
为了节省时间,本节课我们选取重庆和郑州两个城市为例,长沙和武汉大家课下进行研究.
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郑州市 2025 年 7 月每日气温 重庆市 2025 年 7 月每日气温
日期 最高气温(℃) 平均气温(℃) 日期 最高气温(℃) 平均气温(℃)
7 月 1 日 37 32 7 月 1 日 33 29.5
7 月 2 日 39 33 7 月 2 日 36 32
7 月 3 日 39 33.5 7 月 3 日 38 33.5
7 月 4 日 41 35.5 7 月 4 日 38 32.5
7 月 5 日 39 34 7 月 5 日 36 31.5
7 月 6 日 41 34.5 7 月 6 日 36 30.5
7 月 7 日 41 34.5 7 月 7 日 35 30.5
7 月 8 日 37 31.5 7 月 8 日 33 30
7 月 9 日 36 31 7 月 9 日 30 25
7 月 10 日 35 30.5 7 月 10 日 31 28
7 月 11 日 35 31 7 月 11 日 34 30
7 月 12 日 36 31 7 月 12 日 35 30.5
7 月 13 日 38 33 7 月 13 日 37 33
7 月 14 日 39 33.5 7 月 14 日 38 33.5
7 月 15 日 40 35 7 月 15 日 40 35.5
7 月 16 日 37 32.5 7 月 16 日 40 35
7 月 17 日 37 32.5 7 月 17 日 42 37
7 月 18 日 38 33 7 月 18 日 41 36.5
7 月 19 日 37 32 7 月 19 日 36 32
7 月 20 日 37 31 7 月 20 日 32 27.5
7 月 21 日 33 29.5 7 月 21 日 32 29
7 月 22 日 32 29 7 月 22 日 34 29.5
7 月 23 日 32 28 7 月 23 日 34 29.5
7 月 24 日 35 28 7 月 24 日 35 29.5
7 月 25 日 35 28 7 月 25 日 37 33
7 月 26 日 35 28.5 7 月 26 日 37 33
7 月 27 日 36 29 7 月 27 日 38 33.5
7 月 28 日 36 30.5 7 月 28 日 39 34.5
7 月 29 日 37 32.5 7 月 29 日 39 34
7 月 30 日 36 32 7 月 30 日 39 34.5
7 月 31 日 37 32 7 月 31 日 40 35
根据以下步骤进行活动并完成表格.
1.数据确定:各小组迅速讨论,确定需要收集的数据,涵盖重庆和武汉2024 年7 月1 日到7 月31 日的平均气温、最高气温、最低气温、湿度、力等.
2.数据收集:明确收集数据的方式,可通过网络查询权威气象网站、向当地气象部门获取一手资料等多种渠道.
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环节三:集思广益,标准确立
通过这些丰富的数据,思考一下,究竟如何判断哪个城市夏天更热?能不能制定出科学合理的衡量标准?
如平均高温天数、高温时段平均温度、温度变异系数等不同衡量标准.
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03
新知探究
(二)数据收集方法
范围:近 3 年夏季(6-8 月),每日 1 次记录核心数据。
数据源:国家气象信息中心官网、中国天气网(优先权威渠道)。
流程:按统一 Excel 格式录入,每周核对,缺失数据用前后均值填补。
4.确定小组成员的分工,以及收集和分析数据的方法。
03
新知探究
(三)数据分析方法
预处理:统一单位,填补缺失值,剔除异常数据。
指标计算:用体感温度公式逐日计算,统计日均体感温度、高温天数、极端最高体感温度。
可视化:用 Excel 做柱状图、统计表,直观对比两城市指标。
结论:按指标权重(日均体感 50%、高温天数 30%、极端温度 20%)算总分,总分高的城市更热。
4.确定小组成员的分工,以及收集和分析数据的方法。
协作破冰
借助收集到的数据进行计算可得:
城市 月平均气温 月平均最高气温 4:6加权值
郑州 31.7℃ 36.9℃ 34.8℃
重庆 31.9℃ 36.3℃ 34.5℃
城市 七月白天平均湿度(%)
郑州 67.14
重庆 67.82
城市 平均风速(km/h)
郑州 9.9
重庆 5.1
教师示范
借助收集到的数据进行计算可得:
城市 七月平均峰值日照时长(kWh/m²/day)
郑州 4.80
重庆 4.58
城市 平均降水量(毫米)
郑州 53
重庆 152
环节四:数据精析,成果展示
运用计算器和统计图表绘制工具,对收集到的数据进行精准处理,计算平均数、方差、极差等相关统计量,并精心制作统计图表.从这些数据中,找出关键信息,来支撑对哪个城市夏天更热的判断.
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环节五:评估反思,拓展迁移
研究方案和研究过程,还有哪些地方可以进一步完善?
生活中有很多问题都需要制定标准、收集信息、分析数据.运用今天的研究过程和方法,还可以解决哪些问题?
对研究过程进行反思总结,提出改进建议,并举例说明可以运用所学方法解决的生活中的其他问题.
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03
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核心指标(3 项,权重固定):日均体感温度(50%,反映整体炎热水平)、体感温度≥35℃的高温天数(30%,反映炎热持续时长)、极端最高体感温度(20%,反映炎热峰值强度)。
判定规则:先计算两城市 3 项指标的单项得分(单项得分 = 该城市指标值 ÷ 两城市指标最大值 × 对应权重),再求和得到总分,总分高的城市夏季综合炎热程度更强。
补充说明:体感温度计算公式统一为「体感温度 = 气温 - 0.55×(1 - 相对湿度 ÷100)×(气温 - 14.5)+0.1× 风速」,指标统计周期均为近 3 年夏季(6-8 月)。
1.完善并确定城市炎热程度的小组评价标准。
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新知探究
收集内容:两城市每日日均气温(℃)、日均相对湿度(%)、日均风速(m/s)。
收集要求:按分工每人负责 1 个城市,从权威渠道(国家气象信息中心官网、中国天气网)采集,每日固定时间录入统一 Excel 表格(列名:日期、城市、气温、湿度、风速)。
整理步骤:每周交叉核对数据,剔除气温>45℃、湿度>100% 等异常值;缺失数据用前后 3 日均值填补,确保数据完整。
2.根据分工,小组成员收集相关数据并对数据进行整理。
巩固拓展
问题5:回顾本组的研究方案和研究过程,还有哪些地方可以进一步完善?
数据完整性:
可补充更多城市的同期数据,进行多城市横向对比,使结论更具普适性;
细化每日数据的采集.
指标维度:
加入体感温度的实测或计算,更贴近人体实际炎热感受;
纳入高温对社会经济的影响指标.
模型优化:
对各指标的权重进行更精细化的调整,可通过专家打分、问卷调查等方
式确定更合理的权重分配;引入动态模型,考虑不同日期、不同天气下
指标的变化对炎热程度的影响.
巩固拓展
问题6:生活中有很多问题都需要制订标准、收集信息、分析数据.运用以上研究过程和方法,你认为还可以解决哪些问题?
产品性能对比:
如对比不同品牌手机的续航能力、处理器性能、摄像头质量等,制订评价标准后收集数据,为消费者选购提供参考.
学习效率影响因素分析:
针对学生群体,制订关于学习时间、学习环境(光照、噪音)、作息习惯等的评价标准,收集数据后分析哪些因素对学习效率提升最显著.
健身效果评估:
从运动时长、运动强度、饮食搭配、睡眠质量等维度制订标准,收集健身者的相关数据,分析如何科学健身才能达到最佳效果.
05
课堂小结
通过本节课的学习你收获了什么?
影响炎热的关键因素:气温、相对湿度、风速(核心体感相关因素);
多元评价标准设计:含核心指标(日均体感温度、高温天数、极端最高体感温度)及权重分配;
数据处理技能:体感温度计算、异常值剔除、缺失值填补、指标统计与可视化;
项目流程与报告撰写:“提出问题→设计方案→实施方案→评估反思→成果展示” 全流程,报告结构(目的 - 过程 - 数据 - 结果 - 反思 - 拓展)。
谢谢大家
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