实验专题 | 初中地理实验操作攻略13——绘制气温曲线图和降水量柱状图

在前面我们转载了教育部教育技术与资源发展中心（中央电化教育馆）制定的《中小学实验教学基本目录》2023版中，有初中地理实验教学基本实验活动41个和高中地理实验教学基本实验活动39个，共计80个实验活动。

为了更好地帮助老师们了解该实验目录，能依据基本实验活动建议主题开展相关的实验活动，启星学苑结合在地理教育装备领域多年的研发和教研经验，计划推出系列【实验专题】文章，按照教育部发布的地理实验教学目录，逐一整理每一个实验实施时可以用到的工具样例，并结合自己工作经验进行比较分析，便于老师们参考和借鉴。

今天继续分享“认识全球-地球的表层-自然环境-天气与气候”中的第十三个实验活动：绘制气温曲线图和降水量柱状图。我们会给各位老师介绍绘制气温曲线图和降水量柱状图的详细步骤以及气象数据的获取渠道。

实验十三：绘制气温曲线图和降水量柱状图

• 课标要求：阅读某地区气温、降水数据资料，并据此绘制气温曲线图和降水量柱状图，说出气温与降水量随时间变化的特点。

• 活动目的：通过实际动手操作将抽象的气象数据转化为直观的图形表示，帮助学生更好地理解和掌握气候资料；锻炼学生分析气候数据的能，进而归纳某地区气候类型及其特征；最后让学生了解全球气候变化的影响，提高环保意识，认识到人类活动与气候变化之间的联系。

（一）绘制气温曲线图

1. 准备坐标轴：

横坐标（x轴）：代表时间，通常以月份为单位，将横轴均匀分成12段，标记出1月至12月。

纵坐标（y轴）：代表气温值，根据数据范围选择合适的刻度，可以按照一定的温差（如每5℃或10℃一个刻度）标注温度。

2. 数据点表示：将每个月的平均气温数据在相应的月份位置用点表示出来。

3. 连线与平滑处理：连接这些点形成一条曲线，通常采用平滑曲线来表示气温随季节的连续变化。

4. 图例与标题：在适当位置添加图名（例如“某地年平均气温曲线图”），必要时还可加入单位（如°C）和其他说明文字。

（二）绘制降水量柱状图

1. 设定坐标轴：

横坐标（x轴）同样代表时间，分为12个月份。

纵坐标（y轴）表示降水量，根据最大降水量数值合理设置刻度，并标注降水量单位（如毫米mm）。

2. 绘制定量柱形：对于每个月份，以其对应的降水量数据为高度，在相应月份的位置绘制柱形条。

3. 填充与区分：可以选择填充柱形条以区别不同的月份，或者使用不同颜色或图案表示不同季节的降水量。

4. 标签与标题：标注柱状图名称（例如“某地年降水量柱状图”），并在图表下方或旁边提供必要的注释或图例。

（三）查询气温、降水等气象资料的途径

1. 国家或地区气象局网站：

可以访问中国气象局（CMA）官方网站（www.cma.gov.cn）、中央气象台网（nmc.gov.cn/index.html）或中国天气网（weather.com.cn）,查询中国范围内各个站点城市的历史和实时气温、降水量数据。

此外还可以进入美国国家海洋和大气管理局（NOAA）网站、世界气象组织（http://www.）等获取国外其他地区历史气候数据服务。

2. 专业气象服务平台：

国内外许多平台提供气象数据查询服务，如羲和能源大数据平台（xihe-energy.com）或其他类似的商业气象数据提供商，这些平台通常支持按照地理位置、时间范围选择下载详细的气温、湿度、降雨量、风速等气象要素的数据。

3. 手机应用程序：

许多官方或第三方天气应用软件不仅提供实时天气预报，还可能包含过去几天至几周的天气记录，部分高级应用或者专业版可能会提供更长时间序列的历史数据查询功能。

4. 电话查询与现场咨询：

可拨打当地气象台的服务热线进行查询，或直接前往当地气象局查阅相关资料。

5. 科研数据库与开源项目：

对于科学研究用途，可以从国际公开数据库中获取数据，比如ERA-Interim, ERA5, CMIP6等全球气候模型输出的数据集，以及各国气象研究机构发布的数据资源。

6. 地方、校园气象站：

如果需要实时详细的地方性（局部地区）气象资料，可以联系所在地的气象观测站获取历史监测数据，很多学校也有校园科普气象站。

中教启星承建的贵州师范学院校园气象站

在初中地理教学装备配置标准中也对校园气象站建设提出参考建议，具体如下：

7. 地理野外综合实践套装：

地理野外综合实践套装通常包含一系列工具和设备，以支持师生在户外进行地理、地质、气候气象、环境科学的实地考察、数据收集活动。其中就包含能够进行温度收集的气温传感器、降水采集器等，通过GPS定位导航后可采集某地某时段气温、降水等数据，搭载响应数据分析软件可实时生成气温曲线图或降水量柱状图。

（四）数字化实验绘制方法

1. 借助Excel绘制法：

excel里面按照下面步聚可以绘制气温曲线和降水柱状图，以绘制北京的气候类型图为例。

（1） 在excel里面，导入并选中“降水量”和“平均气温”数据表格。

（2） 在工具栏中，点击“插入”—“图表”，在出现的图表左列选择“组合图”。

（3）在“创建组合图表”中，在“降雨量”一行中，图表类型中，选择“簇状柱形图”，为主坐标，在 “平均气温”一行中，图表类型中，选择“折线图”，选择坐标轴。北京的气候类型图就绘制出来。

（4）观察绘制的气候类型图，发现月降水量之间的间隔比较大，在图上选中“降水量”，单击右键，选择“设置数据点格式”—“间隙宽度”，调整数字，以满足自己的需要。

（5）有时候在进行原创试题或教学时，需要黑白图，在“填充与线条”中，改变线条颜色和复合类型线条颜色及宽度，“平均气温”的颜色调整也是这样做的。对图表中的气温、降水量和月份字体大小以及边框，根据需要进行相应地调整。

（6）将做好的气候类型图另存为图片，方便以后教学使用。 

2. 虚拟现实绘制教学法：

借助地理虚拟实验软件，创建交互式的坐标空间，其中横坐标代表月份，纵坐标代表气温和降水量，通过调整坐标轴刻度，并添加相应的数据点或柱状体，在虚拟环境中动态生成气温曲线或降水柱状图。

3. 带磁KT板三色量化法：

1.制作气温曲线——降水量柱状图带磁KT板。

  

2.根据月降水量和月平均气温的判断标准制作带磁的活动小KT板，如下所示。

3.安装12条RGB灯带和每月对应的四个按钮，根据月降水量的判断标准用arduino me2560进行编程。根据月降水量和月平均气温的判断标准制作带磁的活动小KT板。

4.根据11种气候的特点，制作出传统民居—植被景观KT板，并附上带磁性可移动的传统民居和植被景观的小KT板。

该实验方法来源于广东省中山市东区松苑中学陈静平、周凯、罗秋婷三位教师共同制作，并获2020年中山市优秀自制教具评选活动一等奖和广东省优秀自制教具评选活动三等奖。（具体详见这篇文章：三色量化气温降水，一图演示气候变化）

此外，还可以利用AI、phython等工具绘制生成气温曲线或降水柱状图，以下借助phython绘制气温曲线、降水量柱状图，代码由文心大模型3.5生成：

综上，在基于数字化与虚拟现实技术辅助下的现代化教育水平飞速发展，地理实验的开展已经跳出常规纸笔模式，多样化技术手段辅助各学科教学发展。了解并运用这些技术手段，将大大解放师生教学的双手，推动教育现代化进程。

【总结】

总的来说，通过绘制气温曲线图和降水量柱状图可直观理解气温与降水量随时间变化的特点，帮助学生更好地理解和掌握气候资料；锻炼学生分析气候数据的能力，进而归纳某地区气候类型及其特征；为进一步学习世界的气候类型及特征打下良好基础，通过气温曲线图和降水量柱状图的判读，利于学生理解气候特征，分析气候类型，快速理解掌握“以温定带，以水定型”的分析方法。同时，这种读图能力不仅限于地理学领域，在生物学、生态学、环境科学等多门学科中都有广泛应用，是未来科学研究和社会生活中不可或缺的一项基本素养，对于初中生构建全面的地理知识体系，培养良好的地理实践能力和解决实际问题的能力具有深远意义。

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