学校教学气象站设备：构建实践型气象教育生态系统

学校教学气象站设备：构建实践型气象教育生态系统【JC-XQ4】作为融合观测技术与教育功能的一体化平台，通过实时数据采集、交互式教学实践及跨学科融合应用，为中小学气象科普与科学素养培养提供系统性解决方案。其核心价值在于将抽象的气象知识转化为可观测、可分析、可实践的教学资源，构建“理论学习-数据采集-科学探究”的完整教育闭环。

一、硬件系统：多要素集成的观测终端

教学气象站设备采用模块化设计，核心硬件包括传感器阵列、数据采集传输单元及可视化展示系统。传感器模块可集成空气温湿度（测量范围-40℃~60℃，精度±0.3℃；湿度0~100%RH，精度±3%RH）、风速风向（风速0~70m/s，风向0~360°）、气压（300~1100hPa）、降雨量（分辨率0.01mm）、光照强度（0~20万Lux）等要素，部分型号支持PM2.5、噪声等拓展监测。数据采集器采用低功耗设计，支持GPRS/有线双传输模式，每秒可采集60条数据，存储容量达50万条以上，确保观测数据的连续性与完整性。户外1米×0.5米LED显示屏实时展示气象数据，室内云平台支持数据曲线分析、历史数据导出及多账号管理，形成“户外观测-室内分析”的教学场景联动。

二、教育功能：从数据观测到科学探究

设备通过实践化教学设计实现气象知识的深度渗透。学生可参与数据采集全流程，如使用玻璃钢百叶箱内的干湿球温度计对比自动传感器数据，通过日照计记录每日日照时数，或利用风速风向仪分析校园微气候特征。云平台提供数据曲线绘制、阈值报警设置等工具，支持开展探究性实验，例如分析气温日变化规律、研究降雨量与湿度的相关性，或结合气压数据模拟天气预报流程。部分型号集成AR天气模拟功能，通过手机扫描即可生成虚拟龙卷风、暴雨等气象现象，将抽象概念转化为沉浸式体验，激发学生科学探索兴趣。

三、跨学科融合：构建综合素养培养平台

教学气象站打破学科壁垒，成为地理、数学、信息技术等学科的融合教学载体。地理课上，学生可基于风向风速数据理解大气环流对校园气候的影响；数学课通过分析气温数据分布，实践统计图表绘制与标准差计算；信息技术课则可利用API接口开发简易气象数据应用程序。此外，设备支持家校互通服务，通过发布“校园生活指数”（如紫外线强度、体感温度），引导学生将气象知识与日常生活结合，培养防灾减灾意识与环境责任感。

四、技术规范与教学适配

设备设计严格遵循中国气象局《地面气象观测规范》，同时兼顾教学易用性：采用预埋地笼安装方式，部署周期短；供电支持市电/太阳能双模式，适应不同校园条件；防护等级达IP65，确保户外长期稳定运行。针对不同学段，设备提供定制化配置——小学阶段侧重基础要素观测与趣味互动，中学阶段则增加辐射、蒸发量等专业传感器，支持开展进阶科研项目，实现“适配教学需求、支撑能力培养”的教育目标。

通过“硬件+软件+课程”的三维架构，将气象监测技术转化为教学资源，不仅提升了学生的科学实践能力，更培养了数据思维与跨学科应用能力，为新时代青少年科学素养教育提供了高效落地路径。