浅谈我国中小学气象科学普及教育

■任咏夏

浅谈我国中小学气象科学普及教育

■任咏夏

1 我国中小学气象科学普及的常规教育

在当代中小学的教育中，气象科学是最早实施教育的自然科学之一，在各个不同的学历段，目前基本形成相对独立完整的科学知识体系。

1.1 新课标对中小学气象科学普及教育的要求

新中国成立后，党和国家对气象科学知识的普及教育更加重视。尤其是在掀起教育改革和素质教育高潮的今天，教育专家们更是别出心裁，在相关的学科中进行气象科学知识普及教育课程内容的精心设计。

1）《小学科学课程标准》在《内容标准》的第五部分《地球与宇宙》中的第二节《地球运动与所引起的变化》的第一小节中规定：一要知道天气可以用一些可测量的量来描述（如温度、风向、风力、降水量、云量等）；二会用温度计、简易风向仪、雨量器进行观测，搜集有关数据，并能分析数据得出某些结论；三探究雨或雪的成因；四探究风的成因；五体会到长期的测量和记录数据是非常有用的；六欣赏美丽的天气；七能列举天气变化对动物行为影响的实例；体验到天气对人类工作、生活的影响。

2）《初中地理课程标准》在《内容标准》的第三部分《世界地理》中的第二节《气候》中规定：①天气与我们的生活。知道“天气”与“气候”的区别，并在生活中正确使用这两个术语；识别常用天气符号，能看懂简单的天气图；用实例说明人类活动对大气环境的负面影响及保护大气环境的重要性。②气温与降水的分布。初步学会阅读世界年平均气温分布图，说出世界气温的分布规律；初步学会阅读世界年平均降水量分布图，说出世界降水的分布的差异；使用气温、降水资料，绘制气温曲线和降水量柱状图，并读图说出气温与降水的变化规律；③主要气候类型。在世界气候分布图上说出主要气候类型的分布地区；举例分析纬度位置、海陆分布、地形等对气候的影响；举出日常生活中的实例，说明气候对生产和生活的影响。

3）《高中地理课程标准》在《内容标准》的必修课程《地理环境》一节中规定的具体内容是：运用图表说明大气受热过程；绘制全球气压带、风带分布示意图，说出气压带、风带的分布、移动规律及其对气候的影响；运用简易天气图，简要分析锋面、低压、高压等天气系统的特点；运用示意图，说出水循环的过程和主要环节，说明水循环的地理意义；根据有关资料，说明全球气候变化对人类活动的影响；以某种自然灾害为例，简述其发生的主要原因及危害。

在选修课程《自然灾害与防治》一节中规定的具体内容是：列举自然灾害的主要类型；结合实例，简述自然灾害的主要特点；运用资料，说明人类活动对自然灾害的影响；运用地图，说明世界主要自然灾害带的分布；运用地图，指出我国主要自然灾害的区域分布；分析台风、寒潮、干旱、洪涝等气象灾害的形成原因。

4）同时，根据教学大纲和课程标准的要求，国家教育部在《小学自然教学仪器配备目录》中规定配备的气象仪器有：最高最低温度表、干湿球温度表、蒸发皿、温度计、风向风力计、百叶箱、雨量筒等；在《初中地理教学仪器配备目录》中规定配备的气象仪器有：电接风向风速计、气压计、雨量计、日照计、温度计、湿度计等，基本配置了气象要素观测采集所需的所有仪器。

1.2 气象科学普及教育对中小学多门学科的辐射

气象科学知识对中小学多门学科的辐射已经有较长的历史，在教育改革兴起和新课标出台后尤为具体和深刻。

1）气象科学是中小学语文学科问津最早的科学。建国以来，我国中小学语文课本曾编排了多篇有关气象科学的课文。如《下雨啦》、《夏天过去了》、《大雪》、《秋天》、《初冬》、《火烧云》及外国作品《天气陛下》等。教育改革以来，我国中小学语文课本对气象科学的知识内容又加重了分量。

在人教版新课程标准小学《语文》课本里，我国的教育专家们为在孩子们幼小的心灵中进行气象知识的启迪，在第二册就编排了《要下雨了》一文；第四册在教学进度至入夏多雷雨季节时编排了《雷雨》一课；第十册和第十二册分别编排了《草船借箭》、《赤壁之战》两篇课文。

初中《语文》第二册第十一课《大自然的语言》、第四册第七课《看云识天气》、第九课《大自然的文字》、第十三课《气候的威力》等。

2）在人教版新课程标准中小学数学教科书中，教育专家们也非常重视气象科学与数学科学的交融。在小学《数学》的第一册《数一数》一章中，专家们首先给出一幅校园气象站图，让同学们数一数风向标上风级的格；在二年级上册《统计》中，要求同学们做一个“某地区11月份天气情况统计表”；在三年级下册总复习《统计》中有一幅“某地区1994～2003年沙尘天气情况柱状图”，要求同学们计算出这个地区10年中平均每年的沙尘天数；四年级下册《统计8》中有一幅“某地区1991～2003年每年沙尘暴总天数变化情况曲线图”，要求学生计算出每年沙尘暴的总天数？分析出13年沙尘暴的总体趋势等。

在初中《代数》第一册课本中，涉及气象科学内容的例题、习题、图表共有十几处之多。在初中《代数》第二、三册，初中《几何》课本，以及高中的《代数》、《平面几何》、《立体几何》课本中也有多处涉及。

3）人教版新课标教材八年级《物理》上册的第二章《光现象》中，就对“海市蜃楼”、“晕”等的成因进行了详解；对紫外线、臭氧层等的来源、特性、作用进行了细述。

在第四章《物态变化》中，通过理论和实验两种方法，对气温、温度、蒸发、云、雨、雪、雾、露、霜、冰雹等的成因和变化过程及其规律进行了深入浅出的解说。

在八年级下册《物理》课本第八章《电与磁》中，使用相当容量的篇幅，对雷电的产生、危害性及防雷的措施等进行了专门介绍。使学生对雷电的产生和危害有一个基本的了解。

九年级课本为全一册，第十三章《压强和浮力》的第三节专门论述大气压强。课文先用日常生活中的一些现象引申出大气压强。同时还专门介绍几种气压测量的工具。

在九年级《物理》第十五章《热和能》中，还专门介绍了“地球的温室效应”、“气候与热污染”等内容。

高中《物理》对气象学的辐射也提高了层次。教育专家在人教版“全日制普通高级中学教材第一册课本”的前言中就明确地指出：用物理学的相关规律去研究大气的性质和运动，使人们得以天气预报。教育专家的前言点出了物理学与气象科学密切关系的根由，同时说明了天气现象和天气变化是一种物理现象与物理过程。特别说明了大气科学发展的新分支——大气物理学的诞生发展的重大意义。

4）人教版新课标教材初中《化学》九年级上册第二单元《我们周围的空气》一章专门对空气的组成结构进行了详细阐释。课文从对空气的组成成分分析入手，详细讲述了组成空气的各种气体成分的特性、作用和所占的比例。通过实验，对空气中各种成分进行测定，找出各成分所占比例量变后所产生化学反应的结果，并列出“空气质量分级标准”和“空气污染指数”等。

人教版新课程教材初中《化学》九年级第十单元《酸和碱》一章还专门阐述酸和碱的特性和作用。特别是对酸雨的成因、危害进行详尽的分析。

此外，气象科学对中学的历史、生物、英语等课程都有所辐射。

2 我国中小学的校园气象站的建设与发展

气象站进入校园是20世纪30年代由竺可桢先生提出的，并率先在他任教的东南大学校园中创建。而后，我国中小学的校园中也曾建立过不少气象站。新中国成立后，党和人民政府非常重视中小学的气象科学教育与普及，因此，校园气象站犹如雨后春笋，在共和国的中小学校园中纷纷诞生建立。早在20世纪六七十年代，上海市的杨浦区就有70%的中小学都曾建立过校园气象站。校园气象站不但在我国中小学的教育与教学中发挥巨大作用，而且还为我国社会主义科学人才的培养作出了辉煌贡献，并且在中小学的校园中形成了一道蔚为壮观的靓丽风景。目前，我国校园气象站基本上形成了地面气象人工观测站、地面气象自动观测站、地面气象综合观测站和大型校园气象站等四大规模结构格局。

2.1 地面气象人工观测站

地面气象人工观测站是一种传统的气象站，是气象工作的基础，是获取大气要素数据的基本场所。自1653年在意大利北部诞生了世界上第一个气象站至今已经有357年的历史了，经过数百年的发展，目前已经相当完善和规范。

地面气象人工观测站是中小学校园中建设历史最悠久，使用范围最广泛，也是气象科学教育与普及要求最基本的基础设施。在七十多年的运转中，曾为我国中小学的气象科学教育、课外兴趣活动、共青团少先队组织活动、气象科学探究立下了汗马功劳。如湖南省怀化市洪江区幸福路小学、浙江省德清县洛舍中心校等校园气象站都能被当地的气象部门定为该地区的气象观测点，所观测的气象数据允许输入气象部门的数据库。小气象员们的科学实验报告都能得到国家、省、市、县领导部门的承认与表彰。有的实验报告还被全国性的报纸杂志刊载，有的还被编入科普书籍，甚至教学参考书。

2.2 地面气象自动观测站

地面气象自动观测站是一种20世纪50年代研制，60年代完善，70年代进入气象系统的先进的气象观测仪器。它能自动采集风向、风速、温度、湿度、气压、雨量、蒸发、日照、紫外线与太阳辐射等8大气象要素的实时数据，为大气监测、科学实验和科学探究等提供与存储准确科学的数据。目前，世界各国的气象台站与校园气象站都在广泛使用。

首先将地面气象自动观测站引进校园的是我国台湾省的台北市。1992年12月，台北市教育局在市辖12个区的60所中小学都安装了地面气象自动观测站，并组成了全球领先的微观（micro）气象网。其次是“香港联校气象网”。该网是2004年12月由香港新界翁佑中学发起，由香港地区30多所学校响应参加所组成的。第三就是北京数字气象网。2007年初，由北京市气象局牵头组织海淀区8所中小学安装了地面气象自动观测站。

2.3 地面气象综合观测站

地面气象综合观测站是地面气象人工观测站和地面气象自动观测站并设的气象站。目前，世界各国和我国各地的各类气象台站都采用这种综合设置的方式建设，这种综合设置是气象科学发展的基本趋势。

地面气象综合观测站是在地面气象人工观测站和地面气象自动观测站的基础上创设出来的校园气象站新模式。它既能使地面气象人工观测站和地面气象自动观测站的长处得到优化，短处得到互补。又能为气象科学在中小学中的全面普及和吸收更多的学生群体参加气象科技活动提供广阔的科学空间与活动平台。同时，有效地弥补了地面气象人工观测站只限于少数人参与活动和地面气象自动观测站省略了学生动手训练环节的缺陷。为学校气象科学教育和气象科技活动闯出了一条新路，为我国校园气象站的发展创出了新路。

2.4 大型校园气象站

大型校园气象站是由地面气象人工观测站、地面气象自动观测站和地面气象模拟观测站等3种类型的气象观测站并设构成。

地面气象模拟观测站是教育改革和“科技教育”的新生事物，是一种直观、科学的专门为气象科技教育而设计的教学装备。该站也采用标准的气象观测仪器与设备，模拟真实标准的地面气象人工观测站，将观测场按比例微缩在室内进行仪器安装布置的。

大型校园气象站是教育改革、科技教育、科学普及、素质教育中的一种创新结构模式。目前，我国建有大型校园气象站的，只有辽宁省大连市沙河口区中小学生科技中心。他们创建的大型校园气象站在国内尚属首例。经过一年多时间的使用运转，在气象科学普及教育、科技教育和学生的素质训练等方面闯出了新路子，做出了显著成绩，2008年11月16日，被中国科协和中国气象局命名为“全国气象科普教育基地”，是全国第一个跨入“全国气象科普教育基地”行列的教育系统单位，为我国教育系统创出了全国之最。

3 我国中小学的气象科技活动

在长期的教育教学实践中，气象科学普及教育从单一的课堂教学走进了学生的作业，又从作业中走向课外活动，最后形成了气象科技活动。经过70多年历史时间的考验，我国中小学的气象科技活动在方法与方式上都有突飞猛进的进步，在规模类型上也有日新月异的蓬勃发展。

3.1 气象科技活的形式多种多样

对于气象科技活动，最初大部分中小学的气象科技活动是课外气象观测，目的在于提高中小学生的学习兴趣，更好地完成课本内容的学习任务；后来作为少先队、共青团的组织活动项目，目的在于丰富学生的课余生活和增强组织观念。近年来，活动的形式有了很大的发展。除了气象观测外，还有记天气日记、参观气象台站与科技馆、举办气象夏令营、参加纪念世界气象日、气象征文、组织气象知识竞赛、开展乡土气象调查、撰写气象科技论文、收集和整理天气谚语、气象科学实验和网上气象科技活动网等多种活动项目。

通过多年的活动，上述许多项目得到不断的发展。如记天气日记，从平面天气日记发展为动态天气日记（录像）、瞬间天气日记（照片）、网络天气日记等；有些项目还取得显著成绩，如湖南省怀化市洪江管理区幸福路小学红领巾气象站撰写的科普实验小论文《蚊子和天气》，这篇小论文在获得第一届全国青少年发明创造和科学讨论会论文一等奖后，即被中央人民广播电台“星星火炬”节目广播。接着，又先后被《中国青年报》、《中国少年报》、《少年科学画报》等报刊转载。曾被编入湖南省小学《自然》第九册课本。1984年又入选由中国科普创作研究所编选，中国少年儿童出版社出版的《少年科普佳作选》一书。

3.2 活动规模类型不断扩大升级

几十年来，气象科技活从级别的发展来看也有根本的突破。如，气象夏令营，中国气象学会自1982年开始，已经连续举办了近30届，受训的青少年达十几万之众；另外，国内各省也几乎每年也分别举办。

气象科技活从规模的发展来看也在不断地发展扩大。如，2004年由香港天文台牵头举办的“中学生天气日记”活动，响应的学校有二百多所，参与的人数达几千，持继时间100天；又如2006年上海市青少年科技活动中心举办的“365上海天气全记录”活动，响应的学校有1 000多所，参与的学生达几万人，时间长达1年之久。从这些活动的客观效果来看，气象科学的普及范围、普及的深刻程度都是显而易见的。

3.3 强制性的教育学习也在不断发展

几十年来，许多中小学除了按照教学大纲要求，教学任务完成规定的内容外，不少学校还聘请气象科学专家来校讲座，组织学生课外专题阅读气象科普书籍。更有不少中小学在进行实施强制性的气象科学普及教育，如，浙江省舟山市普陀区沈家门小学，每年对四年级学生进行强制性气象科学普及教育，规定该年级段的学生在这一学年内必须进行1次气象科学体系的系统学习和10次的气象观测活动，使每一个从该校毕业的学生都具有经过系统气象科学普及教育和气象观测实际操作的经历；辽宁省大连市沙河口区中小学生科技中心，常年对全区中小学生进行轮流式的气象科学体系普及的专门教育，每年受教育的人数可达4万人次；浙江省温州市教育局，根据本地区的气候特点，专门编写了《台风知识》课读本，对全市和市辖各区县中小学的每一个学生进行强制性的气象科学普及教育，让学生学习台风形成、发展、消亡原理与过程，了解危害的方式与程度，掌握抗灾防灾减灾救灾的技术。另外，浙江省温州市教育局下属的实践学校也建设了大型标准地面气象人工观测站，也对温州市教育局下属的中小学生进行强制性轮训。

从上述这些特色教育的例子可以看出，我国中小学的气象科学普及教育已经有了根本的创新和长跨度的进步。

3.4 相继开发气象科学普及教育校本教材

随着我国中小学校园中气象科技活动的蓬勃发展和不断深入，气象科技校本教材课程化从理论和实践上都产生了飞跃的变革。许多学校纷纷编写了属于自己学校的正规的气象科技校本教材。浙江省德清县洛舍中心校于1992年编写了《可桢业余气象学校教材》的气象科技校本教材；江苏省太仓市板桥小学于2002年编写了《气象观测》的气象科技校本教材；浙江省义乌市华溪小学于2002年编写了《红领巾学气象》的气象科技校本教材；浙江省岱山县秀山小学也于2006年编写了《少年气象观测》的气象科技校本教材；2007年，浙江省温州市教育局编写了《台风知识》的气象科技校本教材；2010年03月，湖南省气象学会和长沙第21中学共同编写了《气象科技和防灾减灾》的气象科技校本教材。

气象科技校本教材的编写，是当前气象科学教育和气象科技活动的一项崭新的十分重要的工作。它对中小学校园中气象科技活动效果的全面提高具有极大的作用与价值。

此外，我国中小学的气象科学教育和气象科技活动还突破学校围墙，开展校际合作。多年来，许多有关指导气象科技活动的书籍相继出版。

纵观我国中小学气象科学普及教育的历程，分析我国中小学气象科学普及教育的发展情景，深思我国中小学气象科学普及教育实施开展的现状，使我们清楚地意识到，中小学是气象科学普及教育的重要领地；中小学生是实施气象科学普及教育的重要对象。虽然我国中小学的气象科学普及教育已经有100多年的历史，已有许多创新亮点，但仍有很大的普及盲区与死角，普及的脚步还跟不上时代和科学发展的步伐。因此，必须进一步加强对我国中小学气象科学普及教育的行政指导和经费投入，必须加强对中小学气象科学普及教育的深入研究，进一步推动我国中小学气象科学普及教育的蓬勃发展。

10.3969/j.issn.1671-489X.2011.02.069

浙江省温州市第十四中学）