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用資料看氣候危機:氣候應變機器人

比較吐瓦魯 1994 年和 2024 年 2 月的天氣,再做一台機器人:當資料顯示豪雨或高溫時,就送出模擬的救援物資!

國小五、六年級★★★★★天氣資料

你會學到

  • 說明天氣和氣候的差別
  • 收集公開的天氣資料,讀懂氣溫、降雨量和風速圖表
  • 做一台模型機器人,用天氣條件幫它寫程式
  • 說出資料能呈現什麼,以及它不能證明什麼

準備材料

  • Curo AI Premium Kit:直流馬達、Master、LED、聲音積木(請看零件清單)
  • 可以用 Chrome 和藍牙的電腦或平板
  • Curo AI Weather Data Lab(weather.cubroid.com)
用資料看氣候危機:氣候應變機器人

探索地球的訊號

給老師的說明

國小五、六年級,共 2~3 堂課。需要 Curo AI Premium Kit(直流馬達、Master、LED、聲音積木),以及在 Chrome 中使用的 Curo AI Weather Data Lab(weather.cubroid.com)。

課程連結(韓國 2022 課綱):自然科學 [6과06-01] 氣象要素與日常生活 · 數學 [6수04-03] 收集資料、選擇合適的圖表並解讀 · 實用技藝 [6실05-02] 撰寫解決問題的程式。

請引導學生謹慎下結論:兩個 2 月的樣本只能呈現差異,不能證明氣候趨勢。30 mm 和 30 °C 是課堂用的範例標準,不是官方警報。應變機器人只是課堂上的角色扮演。

海平面上升,對吐瓦魯這種地勢很低的島國會有什麼影響?

吐瓦魯發生了什麼事?

新聞報導影片(韓語) ↗

吐瓦魯的海岸很低,容易受到海平面上升和淹水的影響。海水上升可能威脅到房屋、土地和人們的日常生活。一起討論:新聞呈現了什麼?又有什麼是新聞沒有呈現的?

什麼是氣候危機?

天氣
  • 短時間內的狀態:今天的氣溫、雨和風。
  • 每天都可能不一樣。
氣候
  • 許多年累積下來的天氣模式。
  • 氣候改變可能讓高溫、豪雨和其他極端天氣帶來的風險變大。

💡 這兩年的 2 月只是樣本,不能證明長期的氣候趨勢或造成它的原因。要了解氣候,需要很多年的紀錄。

天氣和氣候的差別(NOAA,英文) ↗

比較吐瓦魯的天氣資料

什麼是公共開放資料?

  1. 政府機關收集資料政府和公家機關會收集並整理資訊。
  2. 資料公開分享開放出來,讓每個人都能使用。
  3. 大家運用資料我們可以提出問題,想一想解決的方法。
天氣資料:決定穿什麼、要不要帶傘
交通資料:公車什麼時候到站
環境資料:空氣品質適合到外面玩嗎?

在 Weather Data Lab 裡收集資料

打開 Curo AI Weather Data Lab

到 hub.cubroid.com 選擇「Weather Data」(天氣資料),或直接打開 weather.cubroid.com。

打開 Curo AI Weather Data Lab ↗

選擇吐瓦魯、2 月、1994 年和 2024 年

選擇「Year compare」(年份比較),搜尋「Tuvalu」(吐瓦魯)。把月份設成 2 月,期間設成「Full month」(整個月)。只勾選 1994 和 2024,再按「Get Weather Data!」(取得天氣資料!)。

檢查資料

檢查日期和單位,再用「Series」(系列)的按鈕分別查看每一年的資料。

💡 1994 年 2 月有 28 天,2024 年 2 月有 29 天。比較時要小心。

先預測

看圖表之前,先預測這兩年的 2 月可能有什麼不同,把你的預測寫下來。

讀懂氣溫圖表

每日最高氣溫(°C)
2628303218152229
1994202430 °C(課堂範例)

x:2 月的日期

Q縱軸代表什麼?

查看答案

氣溫(°C) — 每個點代表某一天的最高氣溫。

Q2024 年 2 月,哪幾天的最高氣溫達到 30 °C 以上?

查看答案

2 月 2 日、18 日、19 日、25 日和 27 日 — 這些點落在紅色虛線上或虛線上方。

Q哪一年 2 月的每日最高氣溫比較高?

查看答案

2024 年 2 月 — 在大多數日子裡,2024 年的線都在 1994 年的線上方。

Q這個比較沒辦法告訴我們什麼?

查看答案

長期的趨勢或造成它的原因 — 這兩年的 2 月只是樣本,不能證明長期的氣候趨勢或造成它的原因。要了解氣候,需要很多年的紀錄。

讀懂降雨量圖表

每日降雨量(mm)
020406018152229
1994202430 mm(課堂範例)

x:2 月的日期

Q縱軸代表什麼?

查看答案

每日降雨量(mm) — 每根長條代表一天的降雨量。

Q哪一天下的雨最多?

查看答案

2024 年 2 月 6 日 · 66.3 mm — 它是最高的那根長條。

Q哪一年的 2 月,降雨量達到 30 mm 以上的日子比較多?

查看答案

2024 年 2 月(9 天;1994 年:0 天) — 數一數高過紅色虛線的長條。別忘了:一個月有 28 天,另一個月有 29 天。

讀懂風速圖表

每日最大風速(km/h)
020406018152229
19942024

x:2 月的日期

Q圖表顯示的是哪一種數值?單位是什麼?

查看答案

每日最大風速,km/h — 比較兩年時,要用同一種數值、同一種單位。

Q2024 年 2 月,哪一天的風最強?

查看答案

2 月 6 日 · 53.0 km/h — 那天也是雨下得最多的一天。

這兩個樣本告訴我們什麼?

最熱的一天30.8°C2024年2月27日
最低氣溫25.4°C1994年2月7日
雨最多的一天66.3mm2024年2月6日

用你自己的話,說說這兩年的 2 月有什麼不同。

💡 這兩年的 2 月只是樣本,不能證明長期的氣候趨勢或造成它的原因。要了解氣候,需要很多年的紀錄。

做一台氣候應變機器人

我們來做一台模型機器人,把模擬的救援物資送到藍色的豪雨區或紅色的高溫區。這是課堂上的角色扮演。

為什麼人們可能需要救援物資?

保護健康:毯子、冰敷袋、急救用品
支援日常生活:雨衣、手電筒、緊急糧食
快速送達:決定先送什麼

認識 Curo AI 積木

  • 直流馬達積木把物資送往豪雨區或高溫區。
  • Master積木用燈光的顏色顯示是哪一種危險。
  • LED積木用表情顯示天氣狀態。
  • 聲音積木發出警告音。

需要的零件

  • × 1
  • × 1
  • × 1
  • × 1
  • × 22
  • × 4
  • × 1
  • × 1
  • × 2
  • × 1
  • × 1
  • × 19

這 19 個小方塊裡,有豪雨區用的藍色方塊,也有高溫區用的紅色方塊。

組裝應變機器人

  • 完成!氣候應變機器人
  • 模擬救援物資用連接積木當作救援物資。

幫應變機器人寫程式

讓 Curo AI 積木連線

在 Weather Data Lab 裡選擇「Connect Blocks」(積木連線)。設定群組編號,按「Connect」(連線),打開積木的電源,完成配對。

用天氣資料寫程式

Weather Data Lab 會重新播放記錄好的每日資料,一秒播一天(一般速度)。它不是即時感測器。

認識程式積木

新一天的資料傳來時,程式就開始執行。
when new day data arrives :: hat #FFBF00
比較今天的降雨量和 30 mm,或比較今天的最高氣溫和 30 °C。
<(today's precipitation :: #5CB1D6) ≥ (30) :: #59C059>

<(today's max temperature :: #5CB1D6) ≥ (30) :: #59C059>
如果條件成立,裡面的積木就會執行。
if <(today's precipitation :: #5CB1D6) ≥ (30) :: #59C059> do {
LED [Sad v] show :: #9966FF
} :: #FFAB19

設計「天氣 → 機器人」規則

豪雨規則(藍色區)
  • 今天的降雨量 ≥ 30 mm
  • 馬達向右轉 1 秒
  • LED:難過的臉 · Master:藍色
  • 聲音:警告音
高溫規則(紅色區)
  • 今天的最高氣溫 ≥ 30 °C
  • 馬達向左轉 1 秒
  • LED:生氣的臉 · Master:紅色
  • 聲音:自己選

寫豪雨規則的程式

如果今天的降雨量達到 30 mm 以上,機器人就把物資送到藍色的豪雨區。

💡 這是課堂用的規則,不是淹水警報。

when new day data arrives :: hat #FFBF00
if <(today's precipitation :: #5CB1D6) ≥ (30) :: #59C059> do {
DC Motor 1 (1) seconds [rotate right v] :: #4C97FF
LED [Sad v] show :: #9966FF
Set master to [#1f8bf0] color :: #8E9199
sound [Warn v] play :: #0FBD8C
} :: #FFAB19

加入高溫規則

加入第二條規則:如果今天的最高氣溫達到 30 °C 以上,就把物資送到紅色的高溫區。

💡 同一天可能兩條規則都會執行。兩條都要測試,也要檢查你的模型上馬達往哪個方向轉。

when new day data arrives :: hat #FFBF00
if <(today's precipitation :: #5CB1D6) ≥ (30) :: #59C059> do {
DC Motor 1 (1) seconds [rotate right v] :: #4C97FF
LED [Sad v] show :: #9966FF
Set master to [#1f8bf0] color :: #8E9199
sound [Warn v] play :: #0FBD8C
} :: #FFAB19
if <(today's max temperature :: #5CB1D6) ≥ (30) :: #59C059> do {
DC Motor 1 (1) seconds [rotate left v] :: #4C97FF
LED [Angry v] show :: #9966FF
Set master to [#e8453c] color :: #8E9199
sound [Big effect v] play :: #0FBD8C
} :: #FFAB19

執行重播

按「Start」(開始),看看在符合規則的日子裡,機器人怎麼動。按「Example」(範例)會重新載入範例程式。

寫學習報告

打開「Learning Report」(學習報告)分頁,寫下你調查了什麼、有什麼想法,再按「Generate Report」(產生報告)。

改良與反思

我們可以怎麼更謹慎地使用天氣資料?

挑戰任務

  • 任務 1加入風速條件。

  • 任務 2只有在降雨量和風速「都」很高時才行動。

  • 任務 3用LED積木、聲音積木和Master積木,訂出你自己的規則。

💡 自己決定標準值,測試你的規則,記錄結果,並說明你為什麼這樣選。

我們學到了什麼?

Q你用了哪些天氣資料?哪一段期間?

查看答案

範例 — 吐瓦魯,1994 年 2 月和 2024 年 2 月:每日最高氣溫、降雨量和風速。

Q條件成立時,機器人做了什麼?

查看答案

範例 — 下大雨的日子,它向右轉、顯示難過的臉、亮藍燈,還發出警告音。

Q這個角色扮演模擬了什麼?又沒有證明什麼?

查看答案

範例 — 它展示了資料可以怎麼觸發行動,但沒有證明氣候趨勢。

把零件放回原位

課程完成!

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