课程教学大纲

课程:物理1130

部门:自然科学与数学
部门:物理
Title:气象学概论

学期批准2023年春季
五年制复习学期: 2027年秋季
学期结束: 2028年秋季

目录描述本课程向学生介绍大气的物理、化学和动态过程. 分析了控制大气的科学原理, 包括大气的形成, 热不平衡, 云的形成, 天气预报, 以及常见的大气特征，如天气锋面, 恶劣的天气. 该课程还考察了犹他州和当地地区常见的天气灾害和模式. 历史天气事件也在其各自的空间和时间背景下进行评估.

通识教育要求:物理科学(PS)
学期提供:秋天
信贷/时间要求: Credit: 3; 讲座: 3; Lab: 0

先决条件:数学0850，数学1010，或同等

并修课程:物理1135 -介绍气象实验室


的理由当前位置气象学是一门复杂的学科，它结合了许多物理和生命科学的概念来描述世界的天气和气候. 讨论的主题包括物理、化学、地质、地理、植物学等. 天气以这样或那样的形式影响着每个人的生活. 了解气象学背后的科学可以让人们更容易地适应他们的环境. 自然科学是对自然现象的系统研究, 将这些观察整理并浓缩成可测试的模型和假设, 理论或定律. 科学的成功和可信度取决于科学家是否愿意:1)将他们的想法和结果暴露给其他科学家独立测试和复制，这需要完整和开放的数据交换, 程序, and materials; 2) abandon or modify accepted conclusions when confronted with more complete or reliable experimental evidence. 遵守这些原则提供了一种自我纠正的机制，这是科学可信度的基础. (改编自1999年美国物理教师协会执行委员会批准的美国物理学会公共事务小组的声明.)

通识教育成果:
1: 完成GE课程的学生对人类文化和自然世界有了基本的了解. 学生将发展物理科学家使用的技能，帮助他们了解自然世界. 他们将能够识别和评估天气和气候对世界各地文化和人民的影响. 学生将通过家庭作业、小测验和考试进行评估.

2: 完成GE课程的学生可以有效地阅读和研究学科. 学生将能够评估记录的天气和气候数据和报告，以了解历史模式和当前事件. 学生还将学习如何使用历史和当前数据来预测未来天气. 他们将通过家庭作业、测验、考试和项目进行评估.

3: 完成通用电气课程的学生可以从多个学科中汲取知识来解决复杂的问题. 学生将能够应用物理学的基本原理, 化学, 地理位置, 地质, 生物学, 经济学, 政治, 和其他领域来描述过去, 现在, 以及未来的大气和气候状况. 他们将通过家庭作业、测验、考试和项目进行评估.

4: 完成GE课程的学生可以进行分析性、批判性和创造性的推理. 学生将能够从这门课程的概念，并创建一个详细的解释，当前的天气和预报. 学生还将能够使用本课程中的概念来描述自然界中的特定事件. 他们将通过作业、考试和项目来评估.

5: 完成GE课程的学生可以通过写作和口语进行有效的交流. 所有气象学家的首要责任是公共安全. 关键是沟通当前和预测的情况. 学生将被要求就当前的天气状况进行天气讨论并做出预测. 学生将通过家庭作业和项目展示他们的沟通技巧.

6: 完成GE课程的学生可以进行定量推理.  气象学遵循物理学的基本定律，因此遵循特定的模式和方程. 通过这门课程, 学生们被教导进行分析性的推理, 批判性和创造性地看待各种物理现象，以及如何利用它们来达到预期的解决方案. 学生将通过作业展示他们对大气进行基本测量和计算的能力, 小测验, 和考试, 项目, 或者课堂参与.

通识教育知识领域成果:
1: 本课程学习的主题, 比如牛顿的运动定律, 重力, 行星运动, 能量守恒, 等.是支配我们周围世界的法则. 学生将能够将这些主题应用于日常问题，如预测天气锋面和风暴运动的行为. 学生运用这些概念解决日常问题的能力将通过家庭作业进行评估, 小测验, 和考试. 本课程学习的主题, 比如牛顿的运动定律, 重力, 行星运动, 能量守恒, 等.是支配我们周围世界的法则. 学生将能够将这些主题应用于日常问题，如预测天气锋面和风暴运动的行为. 学生运用这些概念解决日常问题的能力将通过家庭作业进行评估, 小测验, 和考试.

2: 展示对物理世界力量的理解. 学生将能够描述驱动风和恶劣天气事件的力量. 重力的具体作用, 压力梯度力, 科里奥利力, 向心力, 并讨论摩擦及其在驱动风中的作用. 学生将通过家庭作业、测验和考试来展示他们对这些力量的理解.

3: 讨论物质和能量在系统中的流动(大尺度和小尺度). 学生将学习热传递的机制. 具体地说, 学生将能够描述太阳在地球大气层中的作用, 潜热在大气和个人周围的重要性和影响, 温室效应, 以及整个地球大气层的能量平衡. 学生将通过家庭作业展示他们对物质和能量流动的理解, 小测验, 和考试.

4: 就人类活动对地球的影响提出基于证据的论点. 学生将能够描述大气的形成, 从地球最初形成的最早的大气层一直到今天. 这一描述包括人类在这一发展过程中所扮演的角色. 学生还将了解人类对本地和全球大气的影响. 学生将通过家庭作业展示他们对人类活动影响的理解, 小测验, 和考试.

5: 描述物理科学是如何塑造和被历史塑造的, 道德, 以及社会背景. 自从地球最初形成的原始大气层以来，地球大气层的结构已经改变了很多次. 学生将了解大气是如何被物理现象影响的, 比如放气, 地球表面的自然和人为变化, 火山, 核冬天, 污染, 和其他人. 学生们还将了解到为什么气候变化问题难以解决, 基于今天的道德和社会规范, 以及影响我们未来大气的生活方式. 学生将通过家庭作业、小测验或考试来展示他们对这些问题的理解.


内容:
使用的讲座, 课堂讨论, 以及互动模型, 本课程将包括讨论大气形成的主题, 大气的运动, 恶劣天气, 预测, 以及地球的气候. 讲座将讨论基本的天气模式，以及天气和气候对世界各地不同地区和文化的影响. 还将讨论各种社会对大气和气候变化的影响.

主要业绩指标:
家庭作业10% - 30%

测验占10%到15%

考试30% - 50%

出勤率0 - 10%

项目15 - 20%


代表性文本和/或用品:
Ahrens C. 唐纳德和罗伯特·汉森, 今日气象学:天气概论, 气候, 与环境, 现行版


教育学声明:
气象学是一门涉及许多领域的课程:物理学, 化学, 生物学, 地质, 地理位置, 经济学, 政治科学, 等. 课堂讨论将包括学生的经历和个人观察. 鼓励学生从世界各地带来他们的个人经验，以加强这些讨论. 学生们也被鼓励把他们的经验和观察(过去和现在)带到课堂上，这样我们就可以发现这些观察背后的科学. 学生将有机会运用他们在课程中学到的知识来创建预测，并在课堂上引导预测讨论.

教学手段:
讲座

最大班级人数: 24
最佳班级规模: 20