公民參與教案範例

學習單元：認識天氣圖(可搭配官網教案的影片，有分段檔案的那份)

學習時間：100 分鐘

學習階段：高一或大學通識課

學習目標：

1. 認識公民參與科學研究（公民科學）的內涵；
2. 學會看懂天氣圖的資訊；
3. 學會讀取等壓線(等值線)；
4. 認識高低壓與移速移向(可加入地圖投影的介紹)；
5. 認識鋒面的種類與特徵；

1. 老師解釋公民科學的意涵及活動流程（15 min）
2. 註冊氣象署氣象會員帳號（5 min）
3. 觀看 CPMD 標記天氣圖的示範影片 (5 min)(參考完整影片)
4. 利用 CPMD 官網，按照事先分配的月份協助標記 N 張天氣圖（張數由老師依照實際可用之時間調配），並回答學習單上的問題（50 min）。提早完成的同學可討論進一步的延伸問題。
5. 完成天氣圖標示及學習單後，各組分享討論結果及收集學生回饋之意見。（25 min）

一、基本資料: 你負責的天氣圖是______________(填入年、月、日、時)，是否與天氣圖上標示的資訊符合？________。(參考短片 2.挑選個案、4.時間)。

二、天氣圖中的經緯網格大小是 10 度 x10 度，請利用參考點資訊找出台北大約的經緯度(地點可依上課需求改變)_______________。(參考短片 3.範圍)

三、地面天氣圖的等壓線間距是 4 hPa，其中 1020 hPa 會用較粗的黑線標示，請把圖上的高低壓(H、L 符號)找出來，若已經標上氣壓值，判斷是否標對?若沒有標上，請練習判讀數字。(參考短片 5.高低壓、6.未封閉高低壓)

四、有些高低壓會快速移動，圖上會標示移動方向與移速，請把這些資訊填入。請問填入的方向多半是那些方向？________________(請練習寫方向，不要畫箭頭，老師可給予地圖投影之資訊，引導學生看懂方向)。填入的移速通常是多少？_________________km/hr。(參考短片 7.高低壓移動方向)

五、天氣圖上有那些鋒面？__________________________________(參考短片 8.自動辨識鋒面)

六、任選一條鋒面____________(註明大略的經緯度或地理位置)，觀察鋒面兩側的風向及天氣資訊有什麼差異，請描述差異_____________________。(練習讀取測站填圖資訊)

1. 什麼是 UTC？為什麼天氣圖要用 UTC 時間？
2. 什麼情況下是高壓？什麼情況下是低壓？高低壓的定義是絕對的還是相對的？
3. 為什麼高、低壓會移動？
4. 高、低壓附近的天氣狀況是什麼？可以從天氣圖上找出來嗎？ (練習讀取測站填圖資訊) 由測站填圖得到的資訊跟你從課本上學到的印象一樣嗎？
5. 高、低壓移動時會對附近的天氣造成什麼影響？你可以用這個資訊做未來天氣推估嗎？請說明可能的做法是什麼？(利用外延法做粗略的天氣預報)
6. 冷鋒(可換成暖鋒、滯留鋒等)兩側的天氣有什麼不同嗎(注意風向、溫度)？ (練習讀取測站填圖資訊) 由測站填圖得到的資訊跟你從課本上學到的印象一樣嗎？

1. 利用天氣圖做預報，通常還需要參考許多其他資訊，例如：衛星雲圖、雷達迴波、探空圖、高空天氣圖、模式預報等，僅由少數幾張地面天氣圖無法做良好的天氣預報。建議在教學上可講述使用原則並引導學生與教科書上的敘述做映證即可，不須真的練習做預報。
2. 測站填圖資訊不一定與等壓線吻合，可引導學生討論原因。可能原因一：測站觀測會包含許多誤差，可引導學生討論科學觀測的誤差來源(儀器精確度的限制、人為誤差、測站代表性等)。可能原因二：大氣運動包含多重尺度，可引導學生回憶天氣圖繪製時的目標是什麼(做綜觀尺度的天氣預報)，測站觀測到的資料會包含很多小尺度的影響，可討論有哪些小尺度影響？(討論測站附近的局部地形、土地利用或建築物可能對觀測造成什麼影響？)
3. 天氣圖都是預報員在很有限的時間內畫出的，有預報時間的壓力，因此難免會畫錯，辨識資料是否正確需要一些專業知識，因此教學生辨識天氣圖是否正確不是必要的教學目標。基本原則是依照天氣圖上的資訊做數值化即可，為資料除錯是科學家的任務。若學生發現天氣圖上可能有錯，可利用問題反映的功能回報，系統會註記。