◆張怡哲

1 前言

從1901年我國(guó)中小學(xué)正式設(shè)立地理課程以來(lái)，氣象科學(xué)就一直是《地理》教科書(shū)中的內(nèi)容，那時(shí)氣象科學(xué)并沒(méi)有成體系地傳授給學(xué)生。

直到20世紀(jì)30年代初，竺可楨先生提出并在他任教的東南大學(xué)里創(chuàng)建了國(guó)內(nèi)第一個(gè)校園氣象站。隨后氣象站被逐漸引進(jìn)中小學(xué)校園，氣象觀測(cè)成為課外興趣活動(dòng)之一，激發(fā)了無(wú)數(shù)青年對(duì)天氣和物候現(xiàn)象的研究。

新中國(guó)成立后，黨和國(guó)家非常重視中小學(xué)的科學(xué)普及與氣象科學(xué)教育，校園氣象站如雨后春筍，在各地中小學(xué)校園里紛紛建立。20世紀(jì)六七十年代，上海市有70%的中小學(xué)都曾建立過(guò)校園氣象站。校園氣象站在我國(guó)中小學(xué)的教育與教學(xué)中發(fā)揮巨大作用，為我國(guó)科學(xué)普及和氣象人才的培養(yǎng)作出了巨大的貢獻(xiàn)。

隨著我國(guó)教育改革的不斷深入和發(fā)展，校園氣象站已經(jīng)成為貫徹落實(shí)黨中央、國(guó)務(wù)院“科教興國(guó)”戰(zhàn)略和對(duì)中小學(xué)生實(shí)施“科技教育”的載體與平臺(tái)。截止2012年底，全國(guó)共建有1000多所校園氣象站，其中開(kāi)展科普活動(dòng)的占80%以上。全國(guó)通過(guò)校園氣象站接觸到氣象知識(shí)的約有66.3萬(wàn)人[1]。

教科書(shū)從小學(xué)到高中氣象科學(xué)方面的內(nèi)容的比重一直在不斷增加，越來(lái)越多的氣象科普館和校園氣象站在各地紛紛建成，可見(jiàn)氣象科學(xué)教育的重要性，以及國(guó)家對(duì)這一塊的高度重視。在氣象科技高速發(fā)展的今天，盡管我國(guó)擁有1000多所校園氣象站，但占全國(guó)中小學(xué)校的百分比仍不到0.3%，校園氣象科普工作的開(kāi)展存在嚴(yán)重滯后。廣大氣象科普工作者希望通過(guò)“校園氣象站”建立一個(gè)氣象科普平臺(tái)，把氣候變化、防災(zāi)減災(zāi)知識(shí)深入到學(xué)校中，讓更多的生命在自然和災(zāi)害面前能夠做出正確的存活選擇。

本文通過(guò)對(duì)現(xiàn)有校園氣象站的功能作用和實(shí)際推廣情況分析，并與國(guó)家正規(guī)氣象站發(fā)展的規(guī)模和程度進(jìn)行對(duì)比，探索性地提出新時(shí)期我國(guó)新型“校園科普氣象站”的概念模型。

2 我國(guó)校園氣象站發(fā)展的規(guī)模和現(xiàn)狀

我國(guó)的校園氣象站誕生在20世紀(jì)30年代初，其初衷就是引領(lǐng)和啟發(fā)學(xué)生對(duì)天氣和物候現(xiàn)象的研究，推進(jìn)氣象科學(xué)的發(fā)展，為萌芽中的我國(guó)氣象事業(yè)培養(yǎng)人才。

20世紀(jì)六七十年代有不少的中小學(xué)都曾建立過(guò)校園氣象站，由于受經(jīng)濟(jì)和技術(shù)條件的限制，大部分校園氣象站都是單個(gè)氣象觀測(cè)站，學(xué)生主要以測(cè)量溫度、濕度、氣壓、風(fēng)速、風(fēng)向、雨量、土壤溫度、土壤濕度等多種氣象參數(shù)為目的，以及通過(guò)觀云識(shí)天氣和收集解讀氣象諺語(yǔ)的方式來(lái)了解天氣和物候現(xiàn)象。個(gè)別校園氣象站的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)入到國(guó)家氣象監(jiān)測(cè)網(wǎng)系統(tǒng)，為補(bǔ)充天氣實(shí)況的觀測(cè)密度起到了一定的作用，因此成為這一時(shí)期校園氣象站蓬勃發(fā)展的直接動(dòng)力之一。

20世紀(jì)90年代，隨著地面氣象自動(dòng)觀測(cè)站的普及和發(fā)展，臺(tái)北市12個(gè)區(qū)的60所中小學(xué)率先安裝了地面氣象自動(dòng)觀測(cè)站，并組成了全球領(lǐng)先的微觀（micro）氣象網(wǎng)。21世紀(jì)初，由香港新界翁佑中學(xué)發(fā)起的“香港聯(lián)校氣象網(wǎng)”，由香港地區(qū)30多所學(xué)校的地面氣象自動(dòng)觀測(cè)站參加并組網(wǎng)。由香港天文臺(tái)、香港城市大學(xué)大氣實(shí)驗(yàn)室統(tǒng)一集中，每天收集各校地面氣象自動(dòng)觀測(cè)站所獲取的氣象數(shù)據(jù)，通過(guò)專門網(wǎng)頁(yè)公示，并定期組織各學(xué)校開(kāi)展一系列氣象科學(xué)探究活動(dòng)。

經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，我國(guó)的校園氣象站基本上形成了地面氣象人工觀測(cè)站、地面氣象自動(dòng)觀測(cè)站和地面氣象綜合觀測(cè)站等三大規(guī)模結(jié)構(gòu)格局[2]，目前還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的聯(lián)網(wǎng)。

是不是校園氣象站都要走“地面氣象觀測(cè)站+多站聯(lián)網(wǎng)”的模式呢？適合我國(guó)新時(shí)期發(fā)展的校園氣象站的模式會(huì)是怎么樣呢？

3 國(guó)家氣象局正規(guī)氣象臺(tái)站發(fā)展的規(guī)模和程度

在校園氣象站蓬勃發(fā)展的同時(shí)，國(guó)家氣象局正規(guī)氣象臺(tái)站已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了跨越性的發(fā)展。到目前為止，我國(guó)的氣象及其他相關(guān)部門先后建立了3000多個(gè)各類氣象臺(tái)站，752個(gè)全國(guó)基本基準(zhǔn)站，3萬(wàn)多個(gè)區(qū)域自動(dòng)氣象觀測(cè)站已投入使用。開(kāi)展了較全面大氣觀測(cè)、海洋觀測(cè)和陸地觀測(cè)，觀測(cè)對(duì)象涉及大氣、海洋、水文、冰雪、陸地、生態(tài)等多個(gè)方面。衛(wèi)星和雷達(dá)觀測(cè)具有世界水平。我國(guó)成功發(fā)射了4顆極軌氣象衛(wèi)星和3顆靜止氣象衛(wèi)星，是世界上同時(shí)擁有雙軌氣象業(yè)務(wù)衛(wèi)星的少數(shù)國(guó)家之一；沙塵暴監(jiān)測(cè)網(wǎng)、自動(dòng)氣象站網(wǎng)、L波段探空雷達(dá)網(wǎng)、全球定位系統(tǒng)（GPS）探空站、飛機(jī)探測(cè)、風(fēng)廓線儀和三維閃電定位儀等的建設(shè)和應(yīng)用，提高了我國(guó)氣象綜合探測(cè)的現(xiàn)代化水平。中國(guó)氣象局局長(zhǎng)鄭國(guó)光說(shuō)：“中國(guó)是氣象大國(guó)，但還不是氣象強(qiáng)國(guó)，差距主要不在硬件上，而是在軟實(shí)力上。”[4]

隨著國(guó)家氣象局正規(guī)氣象臺(tái)站發(fā)展，各類專業(yè)網(wǎng)站也在迅速發(fā)展，一定程度上實(shí)現(xiàn)了各種氣象資料的共享，為氣象科學(xué)在各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)的發(fā)展和應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

在國(guó)家氣象站高度發(fā)展、布網(wǎng)密度很高的今天，能不能用現(xiàn)有國(guó)家氣象站代替校園氣象站進(jìn)行教學(xué)和科普？還有沒(méi)有必要再發(fā)展校園氣象站？

4 新時(shí)期校園氣象站的發(fā)展方向探討

國(guó)家正規(guī)氣象站代替不了校園氣象站 前文肯定了校園氣象站的作用和效果，這里可以肯定地說(shuō)：國(guó)家正規(guī)氣象站是代替不了校園氣象站的。

第一，國(guó)家正規(guī)氣象站是受氣象法律保護(hù)的，其數(shù)據(jù)結(jié)果是和國(guó)計(jì)民生直接相關(guān)聯(lián)的；校園氣象站只是為教學(xué)、科研、育人服務(wù)的，其數(shù)據(jù)結(jié)果精度和連續(xù)性要求相對(duì)較寬。

第二，校園氣象站在氣象設(shè)備和觀測(cè)氣象要素的多少上，沒(méi)有國(guó)家正規(guī)氣象站要求嚴(yán)格。

第三，國(guó)家正規(guī)氣象站對(duì)測(cè)試環(huán)境要求很高，特別是自動(dòng)站對(duì)外界的干擾因素控制較嚴(yán)格，是絕對(duì)不允許大量學(xué)生長(zhǎng)時(shí)間近距離參觀、實(shí)習(xí)或課堂講解實(shí)踐的。

第四，國(guó)家正規(guī)氣象站的設(shè)點(diǎn)位置是有嚴(yán)格規(guī)定的，不一定方便學(xué)校教學(xué)。

因此，不能用現(xiàn)有國(guó)家氣象站代替校園氣象站進(jìn)行教學(xué)和科普，應(yīng)該加強(qiáng)校園氣象站的普及和建設(shè)。

“地面氣象觀測(cè)站+多站聯(lián)網(wǎng)”的模式不適合我國(guó)校園氣象站 近年來(lái)，國(guó)內(nèi)新建的校園氣象站絕大多數(shù)是自動(dòng)站或綜合觀測(cè)站，盡管現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)很發(fā)達(dá)，寬帶網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)在各個(gè)城市和鄉(xiāng)鎮(zhèn)普及，但校園氣象站管理水平參差不齊，很難像臺(tái)北市和香港地區(qū)的一些學(xué)校一樣實(shí)現(xiàn)多站聯(lián)網(wǎng)。退一步講，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)正規(guī)氣象臺(tái)網(wǎng)系統(tǒng)相當(dāng)發(fā)達(dá)，氣象科研資源十分豐富，刻意對(duì)校園氣象站進(jìn)行多站聯(lián)網(wǎng)意義不大。

制約我國(guó)校園氣象站發(fā)展的因素有哪些？

1）新時(shí)期校園氣象站的性質(zhì)和任務(wù)沒(méi)有及時(shí)調(diào)整，出現(xiàn)定位不準(zhǔn)?，F(xiàn)有校園氣象站基本上是沿襲氣象局地面氣象觀測(cè)站的方式建設(shè)，相當(dāng)于當(dāng)?shù)貧庀缶值囊粋€(gè)下屬地面氣象觀測(cè)站，是一個(gè)“工作型”的場(chǎng)地，而不像一個(gè)“科普型”的平臺(tái)。

現(xiàn)有傳統(tǒng)的校園氣象站擔(dān)負(fù)著四項(xiàng)職能[3]：一是滿足課堂教學(xué)；二是滿足規(guī)定的氣象觀測(cè)項(xiàng)目的觀測(cè)需要；三是滿足學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究；四是要獲取準(zhǔn)確有價(jià)值的氣象資料。這種使校園氣象站既符合國(guó)家專業(yè)氣象站的要求，又要為學(xué)校完成日常教學(xué)任務(wù)提供課程資源，顯然是一個(gè)“技術(shù)型”和“工作型”的場(chǎng)地。

新時(shí)期校園氣象站應(yīng)當(dāng)成一個(gè)“科普型”的育人平臺(tái)?！靶@科普氣象站”應(yīng)當(dāng)成為滿足地理教學(xué)的實(shí)際需要，提高青少年學(xué)生的科技意識(shí)，優(yōu)化校園科技教育環(huán)境，活躍學(xué)生的課余生活，進(jìn)行科學(xué)素質(zhì)教育，進(jìn)行地理科學(xué)探究和實(shí)踐活動(dòng)，進(jìn)行氣象防災(zāi)減災(zāi)、安全防范、災(zāi)害自救的科普教育及技能培訓(xùn)，進(jìn)行應(yīng)對(duì)氣候變化、踐行低碳生活的理念科普宣傳的平臺(tái)。

2）活動(dòng)的內(nèi)容單調(diào)枯燥，缺少經(jīng)過(guò)專業(yè)培訓(xùn)的地理輔導(dǎo)教師，是制約現(xiàn)有校園氣象站發(fā)展的原因之一。現(xiàn)有校園氣象站大多數(shù)是以“氣象要素觀測(cè)記錄+氣象知識(shí)教學(xué)”為主要內(nèi)容，以“輔導(dǎo)老師+興趣小組（社團(tuán)）”的方式開(kāi)展活動(dòng)。對(duì)于大多數(shù)中小學(xué)生來(lái)說(shuō)，課堂上生動(dòng)有趣的氣象知識(shí)學(xué)習(xí)與枯燥乏味的氣象要素觀測(cè)記錄實(shí)踐，簡(jiǎn)直反差太大，除非是很聽(tīng)話的學(xué)生，很少能夠堅(jiān)持記錄下來(lái)。不少專業(yè)氣象臺(tái)的職業(yè)觀測(cè)員長(zhǎng)期面對(duì)一堆冷漠的數(shù)字會(huì)表現(xiàn)出煩躁情緒，讓學(xué)生進(jìn)行這些枯燥的記錄意義不大。相反，學(xué)生大多數(shù)都喜歡去參觀氣象科普館，生動(dòng)逼真的多媒體動(dòng)畫技術(shù)往往使他們流連忘返?，F(xiàn)實(shí)是國(guó)內(nèi)很大一部分學(xué)生沒(méi)條件去參觀氣象館，有條件參觀的去一兩次氣象館就不會(huì)再去了。能不能把氣象館的一些簡(jiǎn)單多媒體搬到校園氣象站，讓更多的學(xué)生在娛樂(lè)中學(xué)習(xí)，啟迪生發(fā)科學(xué)智慧？

在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，已建成的校園氣象站嚴(yán)重缺乏經(jīng)過(guò)專業(yè)培訓(xùn)的地理輔導(dǎo)教師，這也成為制約校園氣象站發(fā)展的原因之一。

3）校園氣象站缺少社會(huì)化的建站機(jī)制。校園氣象站的建設(shè)和運(yùn)行，需要大量的資金和人力，僅靠教育部門和氣象部門很難有所突破。據(jù)國(guó)家氣象局公共氣象服務(wù)中心科普室2009年底的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，全國(guó)已有的1063個(gè)校園氣象站的地區(qū)分布情況為：貴州551、廣東138、江蘇97、山東85、福建63、浙江23、上海16、北京13、內(nèi)蒙10，其余都是個(gè)位數(shù)。可見(jiàn)校園氣象站的建設(shè)與地域和經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r沒(méi)有多大關(guān)系，而是與政策扶持有關(guān)、與重視程度有關(guān)。目前僅有0.3%的中小學(xué)擁有科普氣象站，普及校園科普氣象站任重道遠(yuǎn)。

現(xiàn)有的校園氣象站大都是上級(jí)主管部門劃撥經(jīng)費(fèi)（或機(jī)構(gòu)捐贈(zèng)），由當(dāng)?shù)貧庀缶謪f(xié)助建設(shè)的。校園氣象站還沒(méi)有社會(huì)化、市場(chǎng)化，某種程度上講機(jī)制制約了校園科普氣象站的發(fā)展。

5 新型校園科普氣象站的概念模型設(shè)想

新型校園科普氣象站的概念模型 概念模型：由政府在中小城市建“氣象科普館”，用市場(chǎng)化的方式在廣大中小學(xué)建“校園科普氣象站”，即“1個(gè)氣象科普館+n個(gè)校園科普氣象站”。

“校園科普氣象站”歸具體學(xué)校管理，讓社會(huì)捐贈(zèng)直接落實(shí)到學(xué)校。讓專業(yè)氣象科普技術(shù)公司負(fù)責(zé)建造。由地理教師任輔導(dǎo)教師，“氣象科普館”義務(wù)對(duì)本地區(qū)的“校園科普氣象站”做技術(shù)支持和科普輔導(dǎo)，義務(wù)對(duì)本地區(qū)的輔導(dǎo)教師進(jìn)行培訓(xùn)。這種1+n的模式將會(huì)極大地推動(dòng)課堂教學(xué)和氣象科普的發(fā)展。

校園科普氣象站的主要任務(wù) 校園科普氣象站應(yīng)當(dāng)成為一個(gè)“科普型”的育人平臺(tái)。其主要任務(wù)應(yīng)當(dāng)是：滿足地理教學(xué)的實(shí)際需要，提高青少年學(xué)生的科技意識(shí)，活躍學(xué)生的課余生活，進(jìn)行素質(zhì)教育，優(yōu)化校園科技教育環(huán)境，進(jìn)行地理科學(xué)探究和實(shí)踐活動(dòng)，進(jìn)行氣象防災(zāi)減災(zāi)、安全防范、災(zāi)害自救的科普教育及技能培訓(xùn)，進(jìn)行應(yīng)對(duì)氣候變化、踐行低碳生活的理念科普宣傳。

校園科普氣象站應(yīng)分級(jí)建站，各有偏重 校園科普氣象站應(yīng)按小學(xué)、初中、高中、大學(xué)進(jìn)行分級(jí)建站，從硬件配置到科普內(nèi)容應(yīng)該體現(xiàn)出差異，各有偏重。每個(gè)校園科普氣象站除“多要素氣象地面觀測(cè)站”室內(nèi)和室外部分外，其教學(xué)和科普內(nèi)容應(yīng)當(dāng)與課堂教學(xué)內(nèi)容相銜接，與學(xué)生年齡段相適應(yīng)進(jìn)行分級(jí)。

“小學(xué)站”要結(jié)合氣象自然知識(shí)的教學(xué)實(shí)踐、生活安全防范的教學(xué)實(shí)踐，利用校園“氣象地面觀測(cè)站”使小學(xué)生了解各類物候和天氣現(xiàn)象，能夠看懂電視氣象預(yù)報(bào)節(jié)目，突出氣象自然災(zāi)害的正確避險(xiǎn)和防范教育，在通俗性和趣味性上下功夫。

“初中站”要結(jié)合物理、地理和科技知識(shí)的教學(xué)實(shí)踐，利用校園科普氣象站平臺(tái)，能夠“看云識(shí)天氣”，能夠理解和解釋部分“天氣諺語(yǔ)”，探索各種天氣和物候現(xiàn)象的科學(xué)道理，突出各類危險(xiǎn)傷害和天氣自然災(zāi)害的正確避險(xiǎn)和自救，在趣味性和動(dòng)手能力上下功夫。

“高中站”要結(jié)合高中物理、化學(xué)、地理等學(xué)科的教學(xué)實(shí)踐，校園科普氣象站利用國(guó)家氣象局現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)上資源，建立“互聯(lián)網(wǎng)氣象預(yù)報(bào)室”，使高中生能夠看懂氣象云圖和天氣圖，能夠?qū)夂蜃兓?、空氣污染、低碳生活等概念有所了解，?duì)陸地水文和自然地理地貌有所了解，突出各類搶險(xiǎn)和救援知識(shí)的應(yīng)用，在知識(shí)與實(shí)際運(yùn)用結(jié)合上下功夫。

“大學(xué)站”接近國(guó)家專業(yè)氣象臺(tái)站，只針對(duì)部分學(xué)生建造和開(kāi)放，突出教學(xué)科研功能，可以兼科普類氣象站，不是本文的重點(diǎn)。

校園科普氣象站應(yīng)引入市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)機(jī)制 隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程的推進(jìn)，將會(huì)有越來(lái)越多的中小學(xué)?？释纳平虒W(xué)配套設(shè)施，也就是說(shuō)校園科普氣象站將會(huì)有很大的市場(chǎng)需求。在社會(huì)主義市場(chǎng)化經(jīng)濟(jì)下，校園科普氣象站應(yīng)引入市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)機(jī)制。

建校園科普氣象站是沒(méi)有直接經(jīng)濟(jì)收益的項(xiàng)目，在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速的今天，不會(huì)有人直接投資的，因?yàn)橘Y本的根本目標(biāo)就是獲利。因此，校園科普氣象站建設(shè)要走向社會(huì)化，要把建校園氣象站當(dāng)作一項(xiàng)社會(huì)公益事業(yè)來(lái)做，廣泛接受社會(huì)、企業(yè)和個(gè)人的捐資和愛(ài)心捐贈(zèng)，讓一些非盈利機(jī)構(gòu)在全國(guó)招募或成立一些氣象科普技術(shù)服務(wù)公司，以市場(chǎng)化的方式建設(shè)和運(yùn)行校園科普氣象站。

6 總結(jié)

本文通過(guò)對(duì)我國(guó)校園氣象站發(fā)展歷程的回顧，充分肯定了校園氣象站在“科教興國(guó)”戰(zhàn)略上的重要作用和地位；通過(guò)對(duì)我國(guó)校園氣象站發(fā)展的規(guī)模和現(xiàn)狀與國(guó)家氣象站的對(duì)比，分析了制約我國(guó)校園氣象站發(fā)展的因素，并對(duì)新時(shí)期校園氣象站的發(fā)展方向進(jìn)行了探討，最后給出發(fā)展新型校園科普氣象站的“1+n”概念模型。

[1]孫楠,任俊.全國(guó)校園氣象站工作縱覽[N].中國(guó)氣象報(bào),2012-12-5.

[2]任詠夏.我國(guó)校園氣象站的規(guī)模結(jié)構(gòu)格局與評(píng)價(jià)[J].中國(guó)教育技術(shù)裝備,2008(10):9-10.

[3]任詠夏.學(xué)校氣象站的規(guī)劃思路[J].中國(guó)教育技術(shù)裝備,2005(5).

[4]阮煜琳.中國(guó)近3萬(wàn)個(gè)自動(dòng)氣象觀測(cè)站投入使用覆蓋全國(guó)[EB/OL].中國(guó)新聞網(wǎng),2010.