【JD-CQX10】，山東競(jìng)道光電，十年深耕氣象設(shè)備。在當(dāng)今教育領(lǐng)域，校園自動(dòng)氣象站正逐漸成為學(xué)校開展氣象科普教育、環(huán)境科學(xué)研究以及培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要設(shè)施。其可視化的數(shù)據(jù)展示方式，能夠生動(dòng)直觀地呈現(xiàn)氣象信息，而低成本的建設(shè)方案則使更多學(xué)校能夠輕松擁有這一實(shí)用的教學(xué)工具。

　　可視化數(shù)據(jù)展示：激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提升教學(xué)效果

　　(一)多樣化展示形式

　　校園自動(dòng)氣象站配備了先j的數(shù)據(jù)展示系統(tǒng)，采用多種形式將氣象數(shù)據(jù)可視化。其中，大型 LED 顯示屏是最直觀的展示方式之一。它通常安裝在校園內(nèi)顯眼的位置，如教學(xué)樓前、操場(chǎng)邊等。LED 顯示屏以清晰、醒目的方式實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前的氣象數(shù)據(jù)，包括溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓和降水量等關(guān)鍵要素。色彩豐富的圖表和動(dòng)態(tài)的圖形展示，使得氣象數(shù)據(jù)變得生動(dòng)有趣。例如，溫度數(shù)據(jù)可以通過柱狀圖的形式呈現(xiàn)，不同顏色的柱子代表不同時(shí)間段的溫度變化，學(xué)生們能夠一目了然地看到一天中溫度的起伏情況。

　　除了 LED 顯示屏，校園氣象站還可以通過校園網(wǎng)站或移動(dòng)應(yīng)用程序進(jìn)行數(shù)據(jù)展示。學(xué)?？梢蚤_發(fā)專門的氣象科普網(wǎng)站板塊，將氣象站采集的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新在網(wǎng)頁(yè)上。學(xué)生們無論在教室、圖書館還是家中，只要通過互聯(lián)網(wǎng)就能訪問這些數(shù)據(jù)。移動(dòng)應(yīng)用程序則更加便捷，學(xué)生們可以在手機(jī)上隨時(shí)隨地查看氣象信息。這些平臺(tái)不僅展示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，還提供歷史數(shù)據(jù)查詢功能，學(xué)生們可以通過對(duì)比不同時(shí)間段的數(shù)據(jù)，分析氣象變化的規(guī)律。例如，在研究季節(jié)氣候變化時(shí)，學(xué)生們可以通過查詢歷史數(shù)據(jù)，觀察溫度、降水量等要素在不同季節(jié)的變化趨勢(shì)，從而加深對(duì)氣候變化的理解。

　　(二)互動(dòng)式體驗(yàn)

　　可視化數(shù)據(jù)展示不僅僅是簡(jiǎn)單地呈現(xiàn)數(shù)據(jù)，還注重學(xué)生的互動(dòng)式體驗(yàn)。一些校園自動(dòng)氣象站配備了觸摸式的展示終端，學(xué)生們可以通過觸摸屏幕，深入了解氣象數(shù)據(jù)背后的知識(shí)。例如，當(dāng)學(xué)生觸摸溫度數(shù)據(jù)時(shí)，屏幕會(huì)彈出詳細(xì)的解釋，包括溫度的測(cè)量方法、溫度對(duì)生物和環(huán)境的影響等內(nèi)容。此外，展示終端還可能設(shè)置一些互動(dòng)小游戲和問答環(huán)節(jié)，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。比如，通過模擬不同氣象條件下的場(chǎng)景，讓學(xué)生們選擇合適的應(yīng)對(duì)措施，從而加深他們對(duì)氣象知識(shí)的掌握。

　　在校園網(wǎng)站和移動(dòng)應(yīng)用程序上，同樣也設(shè)置了互動(dòng)功能。學(xué)生們可以在平臺(tái)上發(fā)表自己對(duì)氣象數(shù)據(jù)的觀察和分析，與其他同學(xué)進(jìn)行討論。教師也可以在平臺(tái)上發(fā)布與氣象相關(guān)的問題和任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生們利用氣象站的數(shù)據(jù)進(jìn)行研究和解答。這種互動(dòng)式的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，不僅提高了學(xué)生們對(duì)氣象科學(xué)的興趣，還培養(yǎng)了他們的自主學(xué)習(xí)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

　　低成本建設(shè)方案：讓氣象站走進(jìn)更多校園

　　(一)硬件設(shè)備選型

　　實(shí)現(xiàn)低成本建設(shè)校園自動(dòng)氣象站，關(guān)鍵在于合理選擇硬件設(shè)備。在傳感器的選擇上，可以選用一些性價(jià)比較高但性能依然可靠的產(chǎn)品。例如，溫度傳感器可選擇熱敏電阻式溫度傳感器，其價(jià)格相對(duì)較低，測(cè)量精度卻能滿足校園氣象監(jiān)測(cè)的基本需求，精度可達(dá) ±0.5℃。濕度傳感器方面，電容式濕度傳感器價(jià)格親民，測(cè)量范圍為 0% - 100% RH，精度可達(dá) ±5% RH，能夠準(zhǔn)確測(cè)量空氣濕度。

　　風(fēng)速和風(fēng)向傳感器可選用風(fēng)杯式風(fēng)速傳感器和風(fēng)向標(biāo)組合，風(fēng)杯式風(fēng)速傳感器測(cè)量范圍通常為 0 - 60m/s，啟動(dòng)風(fēng)速小于 0.5m/s，精度可達(dá) ±0.5m/s，風(fēng)向標(biāo)精度可達(dá) ±5°，這種組合能夠穩(wěn)定地測(cè)量風(fēng)速和風(fēng)向。氣壓傳感器可選擇壓阻式氣壓傳感器，測(cè)量范圍在 500 - 1100hPa，精度可達(dá) ±1hPa，價(jià)格較為合理。雨量傳感器則可采用翻斗式雨量計(jì)，測(cè)量精度可達(dá) ±0.2mm，成本相對(duì)較低。

　　數(shù)據(jù)采集器是氣象站的核心部件之一，可選用一些開源的、價(jià)格適中的數(shù)據(jù)采集器。這些采集器通常具備多通道數(shù)據(jù)采集功能，能夠同時(shí)采集多種氣象傳感器的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行初步處理和存儲(chǔ)。同時(shí)，它們還支持多種通信方式，方便與其他設(shè)備進(jìn)行連接。

　　(二)建設(shè)與安裝

　　在建設(shè)校園自動(dòng)氣象站時(shí)，可以充分利用學(xué)校現(xiàn)有的資源，降低建設(shè)成本。例如，氣象站的安裝位置可以選擇在學(xué)校的操場(chǎng)角落、花園或教學(xué)樓屋頂?shù)瓤諘?、無遮擋的地方，避免因建筑物或樹木的遮擋而影響氣象數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。如果學(xué)校有閑置的房屋或簡(jiǎn)易的棚子，可以將其改造為氣象站的數(shù)據(jù)處理和展示中心，減少額外的建設(shè)成本。

　　在安裝過程中，學(xué)?？梢越M織相關(guān)專業(yè)的教師和學(xué)生參與，一方面可以降低聘請(qǐng)專業(yè)安裝人員的費(fèi)用，另一方面也為學(xué)生提供了實(shí)踐操作的機(jī)會(huì)。教師可以指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)如何安裝傳感器、連接線路以及調(diào)試設(shè)備。通過實(shí)際操作，學(xué)生們不僅能夠更深入地了解氣象站的工作原理，還能提高他們的動(dòng)手能力和解決問題的能力。

　　(三)軟件與數(shù)據(jù)處理

　　在軟件方面，學(xué)校可以利用開源的氣象數(shù)據(jù)處理軟件，這些軟件通常具備基本的數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、分析和展示功能，而且免費(fèi)使用。學(xué)?？梢愿鶕?jù)自身的需求，對(duì)軟件進(jìn)行適當(dāng)?shù)亩ㄖ坪烷_發(fā)。例如，添加學(xué)校的標(biāo)志和特色功能，使其更符合校園氣象科普教育的需求。

　　數(shù)據(jù)處理方面，學(xué)校可以引導(dǎo)學(xué)生參與簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)處理和分析工作。教師可以教授學(xué)生如何使用電子表格軟件對(duì)氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析，如計(jì)算平均值、繪制圖表等。通過實(shí)際的數(shù)據(jù)處理，學(xué)生們能夠更好地理解氣象數(shù)據(jù)的意義和價(jià)值，培養(yǎng)他們的數(shù)據(jù)分析能力。

　　校園自動(dòng)氣象站以其可視化的數(shù)據(jù)展示方式和低成本的建設(shè)方案，為學(xué)校的氣象科普教育和環(huán)境科學(xué)研究提供了有力的支持。它不僅能夠激發(fā)學(xué)生對(duì)氣象科學(xué)的興趣，培養(yǎng)他們的科學(xué)素養(yǎng)和實(shí)踐能力，還能為學(xué)校營(yíng)造濃厚的科學(xué)氛圍，推動(dòng)校園教育的多元化發(fā)展。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和成本的進(jìn)一步降低，相信校園自動(dòng)氣象站將在更多學(xué)校落地生根，發(fā)揮更大的教育作用。