Mehr

8: Mathematische und konzeptionelle Vorbereitung zum Verständnis der atmosphärischen Bewegung - Geowissenschaften


Lernziele

Am Ende dieses Kapitels sollten Sie in der Lage sein:

  • berechnen partielle Ableitungen
  • Implementieren Sie die Vektornotation, das Punktprodukt, das Kreuzprodukt und den Del-Operator
  • Erklären Sie die verschiedenen Koordinatensysteme und wie sie verwendet werden
  • zwischen mathematischen und meteorologischen Windrichtungen umrechnen
  • Berechnen Sie die Temperaturadvektion an einem beliebigen Punkt auf einer Karte von Isothermen (Linien konstanter Temperatur) und Windvektoren

In früheren Lektionen konnten wir physikalische und chemische Prozesse nur mit Algebra und Differential- und Integralrechnung erklären. Thermodynamik, feuchte Prozesse, Wolkenphysik, atmosphärische Zusammensetzung und atmosphärische Strahlung und ihre Anwendungen können alle (auf dieser Detailebene) mit ziemlich einfacher Mathematik quantifiziert werden. Um die Dynamik der Atmosphäre zu verstehen und zu quantifizieren, sind jedoch mehr mathematische Fähigkeiten erforderlich.

Miniaturansicht: Wetterfahne. Bildnachweis: Justin Otto über Flickr


Fachbereich Atmosphärenwissenschaften

Die Atmosphärenwissenschaften sind ein interdisziplinäres Gebiet, das die Physik und Chemie der Atmosphäre sowie ihre Wechselwirkung mit der Erdoberfläche und den Ozeanen umfasst. Wissenschaftler auf diesem Gebiet nutzen ihr Wissen, um Wettervorhersagen zu verbessern, Wolken- und Niederschlagsprozesse zu modellieren, das Klimasystem zu verstehen, die Atmosphäre mit Radar und Satelliten zu beobachten sowie Atmosphärenchemie und Luftqualität zu untersuchen. Das Studium dieses Bereichs basiert auf Prinzipien aus Physik, Chemie und Mathematik, und gut vorbereitete Studenten verfügen über eine solide Grundlage in allen drei Disziplinen.

Studierende des Fachbereichs Atmosphärenwissenschaften profitieren von relativ kleinen Klassen und einem geringen Lehrer-Studenten-Verhältnis. Es gibt viele Möglichkeiten für die Teilnahme an fakultätsgeleiteten Forschungsprogrammen, einschließlich nationaler und internationaler Feldkampagnen, die oft in Präsentationen auf nationalen Konferenzen gipfeln.

Der Fachbereich Atmosphärenwissenschaften belegt die oberen Stockwerke des 15-stöckigen Gebäudes für Meereskunde und Meteorologie. Das Doppler-Wetterradar auf dem Dach des Gebäudes ist ein Wahrzeichen des Campus und wird sowohl für Forschung als auch für Lehre genutzt. Außerdem betreibt die Abteilung ein mobiles Doppler-Radar für den Einsatz in Forschungsprojekten. Die Abteilung verfügt über vier hochmoderne Chemielabore, in denen Phänomene von Ozon bis zu Aerosolen untersucht werden, sowie Einrichtungen zur Modellierung der chemischen Umwelt. Ein kontinuierlicher, umfassender Strom meteorologischer Daten wird von Bodenstationen, Ballons, Flugzeugen, Radargeräten und Satelliten auf der ganzen Welt empfangen. Zwei gut ausgestattete Computerräume werden regelmäßig auf den neuesten Stand der Unterrichtsausstattung gebracht.

ATMO 201 Wetter und Klima

Credits 3. 3 Vorlesungsstunden.

Struktur, Energie und Bewegungen der Atmosphäre Klimafronten und Zyklone atmosphärische Stabilität Wolken und Niederschlag schwere Stürme.

ATMO 202 Wetter- und Klimalabor

Gutschrift 1. 2 Laborstunden.

Praktische Laborexperimente und Übungen, die in den Meteorologie- und Computerlabors durchgeführt werden, zu den grundlegenden physikalischen Prozessen, die atmosphärischen Phänomenen zugrunde liegen, und die Sammlung, Anzeige und Interpretation von meteorologischen Informationen. Nur für Nicht-Majors.

ATMO 203 Wettervorhersagelabor

Gutschrift 1. 2 Laborstunden.

Nahbereichswettervorhersage praktiziert numerische Leitwetterkartenanalyse und Diskussionen.
Voraussetzung: ATMO 201 oder gleichzeitige Registrierung.

ATMO 251 Wetterbeobachtung und -analyse

Credits 3. 2 Vorlesungsstunden. 2 Laborstunden.

Standard- und experimentelle Wetterbeobachtungstechniken subjektive und objektive Analyse Anwendung konzeptioneller Modelle einfache kinematische und dynamische Randbedingungen.
Voraussetzung: ATMO 203 oder gleichzeitige Registrierung.

ATMO 285 Regiestudien

Credits 1 bis 4. 1 bis 4 Andere Stunden.

Angeboten, um es den Majors der Meteorologie zu ermöglichen, in ihren jeweiligen Spezialgebieten begrenzte Untersuchungen durchzuführen und zu vervollständigen, die von keinem anderen Kurs des etablierten Curriculums abgedeckt werden.
Voraussetzung: Freshman- oder Sophomore-Klassifizierung.

ATMO 289 Sonderthemen in.

Credits 1 bis 4. 1 bis 4 Vorlesungsstunden.

Ausgewählte Themen in einem identifizierten Gebiet der Meteorologie. Kann für Kredit wiederholt werden.
Voraussetzung: Zustimmung des Ausbilders.

ATMO 291 Forschung

Credits 0 bis 4. 0 bis 4 Andere Stunden.

Forschung unter der Leitung eines Fakultätsmitglieds in Atmosphärenwissenschaften. Kann für die Gutschrift 2 Mal wiederholt werden. Die Einschreibung in mehrere Abschnitte dieses Studiengangs ist innerhalb eines Semesters möglich, sofern die Stundenlimite pro Semester nicht überschritten wird.
Voraussetzungen: Erstsemester- oder Zweitklassifizierung und Genehmigung des Ausbilders.

ATMO 321 Computeranwendungen in den Atmosphärenwissenschaften

Credits 3. 2 Vorlesungsstunden. 2 Laborstunden.

Einführung in technische Rechenmethoden in den Atmosphärenwissenschaften Verwendung von spezialisierter Software und Datenanalysesystemen für meteorologische Anwendungen.

ATMO 324 Physikalische und regionale Klimatologie

Credits 3. 2 Vorlesungsstunden. 2 Laborstunden.

Klima verursacht globale und Oberflächenenergiebilanz Wasserkreislauf allgemeine Zirkulation Klimawandel Klimadatenanalyse.
Voraussetzungen: ATMO 201 und ATMO 203 MATH 308 oder Eintragung darin oder Genehmigung des Ausbilders ATMO 321 oder gleichwertige Junior- oder Senior-Klassifizierung.

ATMO 326 Umwelt-Atmosphären-Wissenschaft

Credits 3. 2 Vorlesungsstunden. 2 Laborstunden.

Umweltwissenschaftliche Grundkonzepte der Meteorologie Muster meteorologischer und klimatischer Elemente und deren Relevanz in der terrestrischen Ökologie und Stadtforschung Solar- und Windenergiephysik praktische Erfahrung im Einsatz von Instrumenten zur Messung von Mikroklimaten in Bezug auf meteorologische Bedingungen und Datenanalyse .
Voraussetzungen: ATMO 201 oder GEOG 203 oder Genehmigung des Ausbilders.

ATMO 335 Atmosphärische Thermodynamik

Credits 3. 3 Vorlesungsstunden.

Anwendung der Thermodynamik auf die Phasenänderungen der Erdatmosphäre von Wasserstabilitätskonzepten Einführung in die physikalische Chemie.
Voraussetzungen: CHEM 120 MATH 251 PHYS 206.

ATMO 336 Atmosphärendynamik Dynamic

Credits 4. 3 Vorlesungsstunden. 2 Laborstunden.

Kinematische Konzepte und Beziehungen Bewegungsgleichungen geostrophische und beschleunigte Bewegungen die Vorticity-Gleichung und Rossby-Wellen.
Voraussetzungen: ATMO 321, ATMO 335 und MATH 308 oder gleichzeitige Einschreibung Junior- oder Senior-Klassifizierung.

ATMO 352 Unwetter- und Mesoskalen-Vorhersage

Credits 3. 2 Vorlesungsstunden. 2 Laborstunden.

Pakettheorie für trockene und feuchte Konvektionssondierungsdiagramme und ihre Anwendung auf die Organisation der atmosphärischen Konvektion der Konvektion in mittleren Breiten und die Vorhersage von Unwettern.
Voraussetzung: MATH 152 oder MATH 172.

ATMO 363 Einführung in die Atmosphärenchemie und Luftverschmutzung

Credits 3. 3 Vorlesungsstunden.

Beschreibende Einführung in die Zusammensetzung und Chemie von Natur- und Schadstoffverbindungen in der Atmosphäre Transport, Zyklen und Reaktivität von atmosphärischem Material atmosphärische Messungen, Datenverarbeitung, Luftqualität und menschliche Gesundheitsprobleme Luftverschmutzungstrends und Klimawandel.
Voraussetzungen: CHEM 119 und CHEM 120 oder Genehmigung des Ausbilders.

ATMO 370 Student High Impact Experiences in Meteorology

Credits 1 bis 4. 1 bis 4 Andere Stunden.

Beobachtung, Untersuchung und Analyse meteorologischer Phänomene und Prozesse in den regionalen Umgebungen, in denen sie im In- und Ausland auftreten, einflussreiche Lernerfahrungen.
Voraussetzung: ATMO 201 oder gleichzeitige Registrierung.

ATMO 435 Synoptisch-dynamische Meteorologie

Credits 3. 3 Vorlesungsstunden.

Dynamik und Diagnose von synoptischen Systemstörungstheorien und baroklinen Instabilitätswellenenergetik, Frontogenisierung.
Voraussetzungen: ATMO 336 oder gleichwertiger MATH 308.

ATMO 441 Satellitenmeteorologie und Fernerkundung

Credits 3. 2 Vorlesungsstunden. 2 Laborstunden.

Einführung in die Dynamik von Satellitenbahnen, atmosphärischen Strahlungstransfer, atmosphärische Fernerkundungsmethoden sowie Analyse und Anwendung von meteorologischen Daten aus der Fernerkundung.
Voraussetzungen: ATMO 324, MATH 308 Junior- oder Senior-Klassifizierung.

ATMO 443 Radar Meteorologie

Credits 3. 2 Vorlesungsstunden. 2 Laborstunden.

Grundlagen der Radartheorie, Hardware, Betrieb und Analyse mit Echtzeitradar und computergestützten Fallstudien konventioneller, Doppler- und polarimetrischer Wetterradar Niederschlagsschätzung, Hydrometeoridentifikation und Luftbewegungsanalyse Beobachtungen und Analysen von Gewittern, Mesozyklonen, Tornados und Böenfronten.
Voraussetzungen: ATMO 352 PHYS 207 oder PHYS 219.

ATMO 446 Physikalische Meteorologie

Credits 3. 3 Vorlesungsstunden.

Physik und Meteorologie von Wolken und Niederschlag atmosphärischer Elektrizitätsstrahlungsübertragung.
Voraussetzung: ATM 335.

ATMO 455 Numerische Wettervorhersage

Credits 3. 2 Vorlesungsstunden. 2 Laborstunden.

Grundprinzipien von Computermodellen der Atmosphärenparametrisierungen verwenden und kritische Bewertung von Modellen und Modellausgaben.
Voraussetzungen: MATH 308 ATMO 336 oder Eintragung darin.

ATMO 456 Praktische Wettervorhersage

Credits 3. 1 Vorlesungsstunde. 4 Laborstunden.

Fortschrittliche Wettervorhersagetechniken mit Anwendung auf eine Vielzahl von Vorhersageproblemen, sowohl im öffentlichen als auch im privaten Sektor.
Voraussetzungen: ATMO 435 oder Eintragung darin Junior- oder Senior-Klassifizierung.

ATMO 459 Tropische Meteorologie

Credits 3. 3 Vorlesungsstunden.

Tropische Klimatologie Struktur, Entwicklung und Bewegung tropischer Wirbelstürme tropische Wirbelstürme gefährden große tropische Phänomene.
Voraussetzungen: ATMO 336 ATMO 352 oder gleichzeitige Registrierung.

ATMO 461 Broadcast Meteorologie

Gutschrift 1. 2 Laborstunden.

Unterweisung in der Praxis der Rundfunkmeteorologie Praxis in und Erstellung von Wettervorhersageprodukten und Demonstrationsvideobändern. Kann mit Zustimmung des Fakultätsberaters zweimal zur Anrechnung genommen werden.
Voraussetzungen: ATMO 335 oder Eintragung darin MATH 308 oder Eintragung darin Junior- oder Senior-Klassifizierung.

ATMO 463 Luftqualität

Credits 3. 3 Vorlesungsstunden.

Luftschadstoffquellen, Transport, Senken und Auswirkungen Überwachung von Luftschadstoffemissionen und von Umgebungskonzentrationen Verwendung von Modellen zur Simulation der Luftverschmutzungsregulierung von Emissionen und Umgebungskonzentrationen von Treibhausgasemissionen.
Voraussetzung: CHEM 119 oder CHEM 107 oder Genehmigung des Ausbilders Junior- oder Senior-Klassifizierung.

ATMO 464 Labormethoden in den Atmosphärenwissenschaften

Credits 3. 2 Vorlesungsstunden. 4 Laborstunden.

Unterweisung in chemische Techniken zur Überwachung der Atmosphäre und anderer Erdsysteme Probenahmestrategien Überblick über die aktuelle Literatur mit Schwerpunkt auf der Entwicklung neuer Techniken.
Voraussetzungen: CHEM 119 und ein Semester Mathematik (MATH 171 oder gleichwertig).

ATMO 484 Praktikum

Credits 0 bis 3. 0 bis 3 Andere Stunden.

Beaufsichtigtes Praktikum beim National Weather Service oder in der Rundfunkmeteorologie oder anderswo mit Zustimmung des Fakultätsberaters muss einen Bericht ausfüllen und ein Anrechnungsschreiben des Betreuers haben. Kann dreimal zur Gutschrift genommen werden. Muss mit befriedigend/unbefriedigend genommen werden.
Voraussetzungen: ATMO 251 Genehmigung des Fakultätsberaters.

ATMO 485 gerichtete Studien

Credits 1 bis 23. 1 bis 23 Andere Stunden.

Angeboten, um es den Majors der Meteorologie zu ermöglichen, in ihren jeweiligen Spezialgebieten begrenzte Untersuchungen durchzuführen und mit Credits abzuschließen, die von keinem anderen Kurs des etablierten Curriculums abgedeckt werden.
Voraussetzung: Junioren- oder Seniorenklassifizierung.

ATMO 489 Sonderthemen in.

Credits 1 bis 4. 1 bis 4 Vorlesungsstunden.

Ausgewählte Themen in einem identifizierten Gebiet der Meteorologie. Kann für Kredit wiederholt werden.

ATMO 491 Forschung

Credits 0 bis 4. 0 bis 4 Andere Stunden.

Forschung unter der Leitung eines Fakultätsmitglieds in Atmosphärenwissenschaften. Kann für die Gutschrift 2 Mal wiederholt werden. Die Einschreibung in mehrere Abschnitte dieses Studiengangs ist innerhalb eines Semesters möglich, sofern die pro Semester vorgesehene Stundenzahl nicht überschritten wird.
Voraussetzungen: Junior- oder Senior-Klassifizierung und Genehmigung des Ausbilders.

Bowman, Kenneth P, Professor
Atmosphärenwissenschaften
PhD, Princeton University, 1984

Brooks, Sarah D, Professor
Atmosphärenwissenschaften
PhD, University of Colorado, 2002

Conlee, Don T, Lehrender Professor
Atmosphärenwissenschaften
PhD, Texas A&M University, 1994

Dessler, Andrew E, Professor
Atmosphärenwissenschaften
PhD, Harvard University, 1994

Epifanio, Craig C, außerordentlicher Professor
Atmosphärenwissenschaften
PhD, University of Washington, 1999

Korty, Robert L, außerordentlicher Professor
Atmosphärenwissenschaften
PHD, Massachusetts Institute of Technology, 2005

Liu, Xiaohong, Professor
Atmosphärenwissenschaften
PHD, Universität Nanjing, China, 1992

Logan, Timothy S, Assistenzprofessor
Atmosphärenwissenschaften
PHD, University of North Dakota, 2014

Nielsen-Gammon, John W, Regents Professor
Atmosphärenwissenschaften
PHD, Massachusetts Institute of Technology, 1990

Nowotarski, Christopher J, außerordentlicher Professor
Atmosphärenwissenschaften
PHD, Pennsylvania State University, 2013

Panetta, Richard L, Professor
Atmosphärenwissenschaften
PHD, University of Wisconsin, 1978

Rapp, Anita D, Assistenzprofessorin
Atmosphärenwissenschaften
PhD, Colorado State University, 2004

Saravanan, Ramalingam, Professor
Atmosphärenwissenschaften
PhD, Princeton University, 1990

Schade, Gunnar W, außerordentlicher Professor
Atmosphärenwissenschaften
PHD, Johannes Gutenberg-Universität in Deutschland, 1997

Schumacher, Courtney, Professor
Atmosphärenwissenschaften
PhD, University of Washington, 2003

Szunyogh, Istvan, Professor
Atmosphärenwissenschaften
PHD, Ungarische Akademie der Wissenschaften, 1994

Winkley, Shel, Dozent
Atmosphärenwissenschaften
BS, Texas A&M University, 2007

Xu, Yangyang, Assistenzprofessor
Atmosphärenwissenschaften
PHD, University of California in San Diego, 2014

Yang, Ping, angesehener Universitätsprofessor
Atmosphärenwissenschaften
PHD, University of Utah, 1995

Zhang, Renyi, angesehener Universitätsprofessor
Atmosphärenwissenschaften
PHD, Massachusetts Institute of Technology, 1994

&Kopie 2021-2022 Texas A&M University
College Station, Texas 77843


Eigenschaften

Personalisieren Sie das Lernen mit MasteringMeteorology

MasteringMeteorologie ist ein Online-Hausaufgaben-, Tutorial- und Bewertungsprodukt, das entwickelt wurde, um die Ergebnisse zu verbessern, indem es Schülern hilft, Meteorologiekonzepte schnell zu beherrschen. Die Schüler profitieren von Tutorials zum Selbststudium, die sofortiges Feedback zu falschen Antworten und Hinweise enthalten, die die Sprechstundenerfahrung nachahmen, damit die Schüler auf dem richtigen Weg bleiben. Mit einer breiten Palette interaktiver, ansprechender und zuweisbarer Aktivitäten werden die Schüler ermutigt, aktiv zu lernen und schwierige Kurskonzepte beizubehalten.

MasteringMeteorologie enthält folgende Funktionen:

  • Pre-Lab-Videos begleiten jedes Lab und heben hervor, was die Schüler zu lernen erwarten. Diese mobilfähigen, dreiminütigen Einführungen stellen die Übungen in einen breiteren Kontext, indem grundlegende Konzepte überprüft und spezifische Herausforderungen für das Material identifiziert werden. Von einem Studenten erzählt, bringen sie die Perspektive von jemandem ein, der die Laborübungen abgeschlossen hat.
  • Schnelle Antwort (QR) Codes erscheinen in jedem Lab und verbinden die Schüler schnell mit Online-Ressourcen von Mobilgeräten. Zu den Ressourcen gehören Pre-Lab-Videos sowie reale Daten, Grafiken und Informationen zu den Laborübungen.
  • Pre-Lab- und Post-Lab-Quizfragen begleiten jedes Labor. Pre-Lab-Quizze messen die Vorbereitung der Schüler auf das Labor und sind geeignet, nachdem das entsprechende Pre-Lab-Video angesehen und/oder das Labor selbst überflogen wurde. Post-Lab-Quiztests messen das Verständnis der Schüler zu jedem Laborthema. Diese automatisch bewertbaren Coaching-Elemente können von Lehrern zur Anrechnung zugewiesen werden.
  • Interaktive Medienmodule Begleiten Sie viele der Übungen mit interaktiven Simulationen und Datenvisualisierungen.
  • Geowissenschaftliche Animationen Helfen Sie den Schülern, die schwierigsten physikalischen Prozesse in den physikalischen Geowissenschaften mit schematischen Animationen zu visualisieren, die Audiokommentare enthalten.
  • Videoaktivitäten, aus Quellen wie der BBC und der NASA, bieten den Studierenden praxisnahe Fallstudien zu atmosphärischen Phänomenen und ansprechende Visualisierungen kritischer Daten.
  • MapMaster interaktive Kartenaktivitäten sind von GIS inspiriert und ermöglichen es den Schülern, verschiedene thematische Karten zu überlagern, um räumliche Muster und Daten auf regionaler und globaler Ebene zu analysieren. Dieses Tool umfasst Zoom- und Anmerkungsfunktionen mit Hunderten von Kartenebenen, die aktuelle Daten aus Quellen wie NOAA, NASA, USGS,
  • Vereinten Nationen und der CIA.
  • Begegnungsaktivitäten bieten umfangreiche, interaktive Google Earth-Explorationen zu meteorologischen Konzepten, um die physische Landschaft und atmosphärische Prozesse der Erde zu visualisieren und zu erkunden.
  • GeoTutor Coaching-Aktivitäten helfen den Schülern, die schwierigsten physikalischen geowissenschaftlichen Konzepte mit stark visuellen, kinästhetischen Aktivitäten zu meistern, die sich auf kritisches Denken und die Anwendung der wichtigsten geowissenschaftlichen Konzepte konzentrieren.
  • Mathe- und Chemie-Rezension Module helfen den Studierenden, grundlegende Kenntnisse des Studiums aufzufrischen.
  • Learning Catalytics™ bietet meteorologiespezifische Fragen für das Engagement und die Intelligenz im Klassenzimmer. Mit Learning Catalytics können Sie:
    • Bewerten Sie Schüler in Echtzeit, indem Sie offene Aufgaben verwenden, um das Verständnis der Schüler zu überprüfen.
    • Verstehen Sie sofort, wo sich die Studierenden befinden und passen Sie Ihre Vorlesung entsprechend an.
    • Verbessern Sie die kritischen Denkfähigkeiten Ihrer Schüler.
    • Greifen Sie auf umfangreiche Analysen zu, um die Leistung der Schüler zu verstehen.
    • Fügen Sie Ihre eigenen Fragen hinzu, damit Learning Catalytics genau zu Ihrem Kurs passt.
    • Verwalten Sie Schülerinteraktionen mit intelligenter Gruppierung und Zeitsteuerung.

    • Jetzt auf Smartphones und Tablets verfügbar.

    • Nahtlos integrierte Videos und andere Rich Media.

    • Vollständig zugänglich (Screenreader bereit).

    • Konfigurierbare Leseeinstellungen, einschließlich veränderbarem Typ und Nachtlesemodus.

    • Lehrer und Schüler Notizen machen, hervorheben, Lesezeichen setzen und suchen.

    Übungen zu Wetter und Klima enthält die folgenden Funktionen, um das Lernen zu erleichtern:

    Ein leicht lesbares Format und verständlicher Text, der sich an den Laborgebrauch anpassen lässt

    • Ein zweispaltiges Format mit perforierten Seiten ermöglicht eine einfache Handhabung im Labor.
    • Die Lernziele beschreiben jedes Lab, um den Schülern zu helfen, zu verstehen, welche Kenntnisse und Fähigkeiten sie erwerben sollten.
    • Ein begleitender Antwortschlüssel enthält alle Lösungen zu den Laboren, sodass die Schüler die Antworten zu ihren Experimenten direkt im Labor nachschlagen können.
    • Gleichungen werden mit detaillierten Erklärungen in einen Kontext gestellt, um den Schülern zu helfen, zu verstehen, warum und wann sie verwendet werden, und nicht nur wie.
    • Illustrationen und Karten machen den Text ansprechender und bleiben gleichzeitig leicht verständlich.

    NEU! Mehrere Labs wurden im Umfang erweitert und mit neuen Informationen aktualisiert

    • NEU! Labor 1 hat einen neuen Abschnitt zu variablen Gasen.
    • NEU! Labor 2 enthält stark verbesserte Grafiken von Sonne und Erde.
    • NEU! Labor 4 hat Fragen zu Temperaturkontrollen aktualisiert.
    • NEU! Labor 5 enthält einen neuen Abschnitt über Feuchtigkeit und menschliches Wohlbefinden.
    • NEU! Labs 7 und 10 bieten Übungen an, die auf einem kürzlichen Wintersturm im Süden der USA basieren.
    • NEU! Labor 12 enthält einen neuen Abschnitt zur Tornado-Klimatologie.
    • NEU! Labor 13 erforscht den zerstörerischen Hurrikan Sandy.
    • NEU! Labor 17 enthält neue Daten aus dem neuesten fünften Sachstandsbericht des IPCC.

    Neu in dieser Ausgabe

    Personalisieren Sie das Lernen mit MasteringMeteorology

    MasteringMeteorologie ist ein Online-Hausaufgaben-, Tutorial- und Bewertungsprodukt, das entwickelt wurde, um die Ergebnisse zu verbessern, indem es den Schülern hilft, Meteorologiekonzepte schnell zu meistern. Die Schüler profitieren von Tutorials zum Selbststudium, die sofortiges Feedback zu falschen Antworten und Hinweise enthalten, die die Sprechstundenerfahrung nachahmen, damit die Schüler auf dem richtigen Weg bleiben. Mit einer breiten Palette interaktiver, ansprechender und zuweisbarer Aktivitäten werden die Schüler ermutigt, aktiv zu lernen und schwierige Kurskonzepte beizubehalten.

    MasteringMeteorologie enthält folgende Funktionen:

    • Pre-Lab-Videos begleiten jedes Lab und heben hervor, was die Schüler zu lernen erwarten. Diese mobilfähigen, dreiminütigen Einführungen stellen die Übungen in einen breiteren Kontext, indem grundlegende Konzepte überprüft und spezifische Herausforderungen für das Material identifiziert werden. Von einem Studenten erzählt, bringen sie die Perspektive von jemandem ein, der die Laborübungen abgeschlossen hat.
    • Schnelle Antwort (QR) Codes erscheinen in jedem Lab und verbinden die Schüler schnell mit Online-Ressourcen von Mobilgeräten. Zu den Ressourcen gehören Pre-Lab-Videos sowie reale Daten, Grafiken und Informationen zu den Laborübungen.
    • Pre-Lab- und Post-Lab-Quizfragen begleiten jedes Labor. Pre-Lab-Quizze messen die Vorbereitung der Schüler auf das Labor und sind geeignet, nachdem das entsprechende Pre-Lab-Video angesehen und/oder das Labor selbst überflogen wurde. Post-Lab-Quiztests messen das Verständnis der Schüler zu jedem Laborthema. Diese automatisch bewertbaren Coaching-Elemente können von Lehrern zur Anrechnung zugewiesen werden.
    • Interaktive Medienmodule Begleiten Sie viele der Übungen mit interaktiven Simulationen und Datenvisualisierungen.
    • Geowissenschaftliche Animationen Helfen Sie den Schülern, die schwierigsten physikalischen Prozesse in den physikalischen Geowissenschaften mit schematischen Animationen zu visualisieren, die Audiokommentare enthalten.
    • Videoaktivitäten, aus Quellen wie der BBC und der NASA, bieten den Studierenden praxisnahe Fallstudien zu atmosphärischen Phänomenen und ansprechende Visualisierungen kritischer Daten.
    • MapMaster Die interaktiven Kartenaktivitäten sind von GIS inspiriert und ermöglichen es den Schülern, verschiedene thematische Karten zu überlagern, um räumliche Muster und Daten auf regionaler und globaler Ebene zu analysieren. Dieses Tool umfasst Zoom- und Anmerkungsfunktionen mit Hunderten von Kartenebenen, die aktuelle Daten aus Quellen wie NOAA, NASA, USGS,
    • Vereinten Nationen und der CIA.
    • Begegnungsaktivitäten bieten umfangreiche, interaktive Google Earth-Explorationen zu meteorologischen Konzepten, um die physische Landschaft und atmosphärische Prozesse der Erde zu visualisieren und zu erkunden.
    • GeoTutor Coaching-Aktivitäten helfen den Schülern, die schwierigsten physikalischen geowissenschaftlichen Konzepte mit stark visuellen, kinästhetischen Aktivitäten zu meistern, die sich auf kritisches Denken und die Anwendung der wichtigsten geowissenschaftlichen Konzepte konzentrieren.
    • Mathe und Chemie-Rezension Module helfen den Studierenden, grundlegende Kenntnisse des Studiums aufzufrischen.
    • Learning Catalytics™ bietet meteorologiespezifische Fragen für das Engagement und die Intelligenz im Klassenzimmer. Mit Learning Catalytics können Sie:
      • Bewerten Sie Schüler in Echtzeit, indem Sie offene Aufgaben verwenden, um das Verständnis der Schüler zu prüfen.
      • Verstehen Sie sofort, wo sich die Studierenden befinden und passen Sie Ihre Vorlesung entsprechend an.
      • Verbessern Sie die kritischen Denkfähigkeiten Ihrer Schüler.
      • Greifen Sie auf umfangreiche Analysen zu, um die Leistung der Schüler zu verstehen.
      • Fügen Sie Ihre eigenen Fragen hinzu, damit Learning Catalytics genau zu Ihrem Kurs passt.
      • Verwalten Sie Schülerinteraktionen mit intelligenter Gruppierung und Zeitsteuerung

      • Jetzt auf Smartphones und Tablets verfügbar.

      • Nahtlos integrierte Videos und andere Rich Media.

      • Vollständig zugänglich (Screenreader bereit).

      • Konfigurierbare Leseeinstellungen, einschließlich veränderbarem Typ und Nachtlesemodus.

      • Lehrer und Schüler Notizen machen, hervorheben, Lesezeichen setzen und suchen.

      Mehrere Labs wurden im Umfang erweitert und mit neuen Informationen aktualisiert


      8: Mathematische und konzeptionelle Vorbereitung zum Verständnis der atmosphärischen Bewegung - Geowissenschaften

      Viersemestrige Einheiten (3 Einheiten Vorlesung, 1 Einheit Labor)* . (Erfüllt die Anforderungen der Allgemeinbildung Lower Division Physical Science (B1) und Lab Science (B3)).

      • Stull Roland, 2015: Praktische Meteorologie: Eine algebrabasierte Erfassung der Atmosphäre
        Wissenschaft:
        Verfügbar zur kostenlosen Nutzung und Weitergabe unter einer Creative Commons-Lizenz.
      • Vasquez, T., 2008, Handbuch zur Wetterkarte. Verlag: WEATHER GRAPHIC TECHNOLOGIES, Ausgabe: 2nd, Erscheinungsjahr: NA, Preis: 39.95 USD
      • Williams, J, 1997: USA Today Weather Book (Rev & Upd ), Verlag: Penguin Random House, Inc , Auflage: 2nd, Erscheinungsjahr: 1997, Preis: 27.50 USD

      Universitätsziele für allgemeinbildende Physik (B1):

      1. Sammeln und interpretieren Sie wissenschaftliche Informationen aus einer Vielzahl von Quellen und verwenden Sie diese Informationen, um wissenschaftliche Fragen zu diskutieren
      2. ethische oder soziologische Dilemmata beschreiben, die sich aus wissenschaftlicher Forschung und Anwendungen ergeben, einschließlich solcher im Zusammenhang mit sozialer Gerechtigkeit, und die Auswirkungen auf lokale und/oder globale Gemeinschaften haben können
      3. verwenden wissenschaftliche Theorien und Untersuchungsmethoden, um Phänomene zu erklären, die im Labor oder im Feld beobachtet wurden
      4. die Relevanz wichtiger wissenschaftlicher Theorien und/oder Forschung für das moderne Leben diskutieren

      Universitätsziele für Allgemeinbildung Lab Science (B3):

      1. Anwendung geeigneter Analysemethoden auf Rohdaten
      2. gängige Laborverfahren richtig durchführen und Anweisungen zur Laborsicherheit einhalten Gefahrensituationen erkennen und angemessen handeln
      3. Führen Sie ein zeitnahes, umfassendes Laborbuch, einschließlich aller externen oder Hintergrundforschungen, mit ausreichenden Details, um die Wiederholbarkeit der Experimente zu ermöglichen
      4. Erklären Sie die wissenschaftliche Methode, einschließlich der Konzepte von Hypothesen und experimentellen Kontrollen, und warum Objektivität unerlässlich ist
      5. wenden kritisches Denken im Labor an und erkennen, ob Ergebnisse und Schlussfolgerungen sinnvoll sind.

      ERTH 260 wurde entwickelt, um die oben aufgeführten Ziele der Universität auf verschiedene Weise zu erreichen (angezeigt als UO 1, 2, 3 oder 4)

      Erstens verfolgt ERTH 260 zwei allgemeine Ziele:

      • bieten sowohl eine tiefere Einführung in grundlegende Konzepte der Meteorologie, als dies typischerweise in einführenden allgemeinbildenden Kursen der Meteorologie für nicht-naturwissenschaftliche Studiengänge (UO 3 und 4) geboten wird
      • Studierende der Meteorologie, Ozeanographie und anderer Geowissenschaften in die strukturierte, quantitative, algebrabasierte physikalische und quantitative Problemlösung einführen (UO 1)

      ERTH 260 wurde entwickelt, um einige spezifische thematische Ziele und Zwecke zu erfüllen:

      • zeigen den Schülern, dass die Entwicklung und Evolution von Mustern, die den Klimawandel steuern, auf der Grundlage eines Verständnisses der grundlegenden atmosphärischen Physik, Dynamik und Thermodynamik sowie der synoptischen und (Aspekte) der mesoskaligen Meteorologie (UO 2, 3 und 4) verstanden werden kann
      • gleichzeitig einige der "kleinen Bilder"-Konzepte und den Hintergrund, die zum Verständnis von Wettersystemen erforderlich sind, "einfüllen" UND kontinuierlich den Kontext bereitstellen, der es den Schülern ermöglicht, das "große Bild" (dh die allgemeine Zirkulation der Atmosphäre) zu sehen, all dies von grundlegender Bedeutung für das Verständnis der Meteorologie hinter dem Klimawandel (UO 2, 3 und 4)
      • Zeigen Sie den Schülern, dass die physikalischen Gesetze, die zur Erklärung des Verhaltens von Flüssigkeiten erforderlich sind, verwendet werden können, um sowohl meteorologische als auch ozeanographische Zirkulationssysteme zu verstehen (UO 2, 3 und 4)
      • den Schülern zeigen, wie Wissenschaftler physikalische (mathematische) und konzeptionelle Modelle verwenden, um die Entwicklung von Wettersystemen auf verschiedenen Skalen (UO 2, 3 und 4) zu verstehen (und vorherzusagen)
      • Einführung in subjektive und objektive Analysen zur Unterstützung der tatsächlichen Wetter- "Operationen" (UO 1)
        • Die Schüler lernen Aspekte der subjektiven und objektiven Sondierung und des Diagramms kennen ichInterpretation und Analysen(UO 1)
        • Die Studierenden analysieren und interpretieren Aspekte der synoptischen und subsynoptischen Atmosphäre, einschließlich der Entwicklung von synoptischen Drucksystemen einschließlich der subtropischen Höhen, der dreidimensionalen Struktur von Wellenzyklonen und schweren Gewittern (UO 1)

        Materialien, die zur Unterstützung der Klassenaktivitäten benötigt werden. Da ERTH 260 das Thema manchmal quantitativ angeht, bringen Sie bitte einen preiswerten Taschenrechner mit. Sie sollten auch ein günstiges Set Buntstifte für die Kartenarbeit kaufen.

        Präsenz und Teilnahme am Unterricht. Regelmäßige Teilnahme am Unterricht ist für Ihren Erfolg unerlässlich und ich ermutige Sie dringend, mit mir und den anderen Schülern in Kontakt zu treten. Ich nutze intensiv forschungsbasierte Problemlösungsübungen in kleinen Gruppen, die auf aktuellen Wetterereignissen basieren, als Unterrichtsstrategie, und Ihre Anwesenheit ist entscheidend, damit Sie von diesen Übungen profitieren können.

        Behandelten Themen.

        1. Einführung
        2. Richtlinien für eine gute physikalische Problemlösung beim Arbeiten mit Dimensionen und Einheiten
        3. Zusammensetzung und Struktur der Atmosphäre
        4. Strahlungsenergie
          1. Strahlungsgesetze
          2. Prinzip der Energieerhaltung
            1. Ideales Gasgesetz
            2. Energieerhaltung/Erster Hauptsatz der Thermodynamik Übersicht
            3. Hypsometrische Beziehung
            4. Bewegungsgleichung Überprüfung
            5. Massenerhaltung in der Atmosphäre
              1. Übersicht der Auflagenstaffeln
              2. Massenerhaltung skaliert für die Atmosphäre im synoptischen Maßstab und ihre Implikationen
              3. Modelle der allgemeinen Zirkulation der Atmosphäre und deren Begrenzung als konzeptionelle Modelle
              4. Synoptische Skalensysteme in den mittleren Breiten und Tropen: Wellenzyklone und Hurrikane
                1. Einsatz von Sondierungsanalysen zur Unterstützung der Gewittervorhersage
                2. Synoptische Wettersysteme in drei Dimensionen (Wellenzyklone)
                3. Analyse und Vorhersage von Wetterkarten im synoptischen Maßstab
                4. Gewittertypen, einschließlich Superzellen-Gewitter
                5. Unwetteranalyse und Vorhersage
                6. Ensemble-Prognose

                Prüfungen, Aufgaben und Noten.

                Die Beiträge zu Ihrer Gesamtpunktzahl werden wie in der folgenden Tabelle zusammengefasst ermittelt. Sie müssen alle Kursarbeitsprodukte aufbewahren. Das letzte Lab ist einfach eine Zusammenstellung, Indexierung und Zusammenfassung von Aufgabensätzen in einem Ordner (der von mir bis Mitte des Semesters bereitgestellt wird).

                Aufgaben/Quiz

                Beitrag zum Gesamtergebnis

                Hausaufgaben und kurze Unterrichtsaufgaben (`0-12 insgesamt niedrigster Verlust)

                Wöchentliche Inclass-Übungen und Labore (20 oder so der niedrigste Gesamtverlust)

                Zweiwöchentliche Quizze (7-8 insgesamt)

                Qualität der Teilnahme am Unterricht (Präsenz und Engagement in der Klasse, begeisterte Teilnahme an Diskussionen)*

                *Anmerkung: Um den Teil „Diskussion und Synthese“ des Kurses zu bewerten, hatte ich basierend auf Ihrem Niveau im Programm entschieden, wie jeder von Ihnen dazu beigetragen hat. Diese machten 10 % der Note des Kurses aus. Dies ist die Bewertungs-Rubrik:

                Verpasste nicht mehr als einen dreistündigen Unterricht und beteiligt sich häufig konstruktiv

                Mehr als einen dreistündigen Unterricht verpasst, ohne Erklärung, beteiligt sich konstruktiv

                Mehr als zwei dreistündige Kurse verpasst, ohne Erklärung, beteiligt sich konstruktiv constructive

                Mehr als drei Unterrichtsstunden verpasst, nimmt teil

                Mehr als vier Unterrichtsstunden verpasst, nimmt teil

                Mehr als fünf Unterrichtsstunden verpasst, nimmt teil

                Ziehen Sie 10 Punkte für jedes "Verschwinden" ab (d. h. für die Teilnahme am Unterricht und dann für das Verschwinden für die Laborstunde oder nach der ersten Pause).

                Teilnahme Die Note 0 wird jedem Schüler zuerkannt, der nicht teilnimmt, wenn er anwesend ist.

                Bitte beachten Sie, dass für Quizze und Hausaufgaben KEIN Make-up erlaubt ist. Sollten Sie jedoch durch Krankheit oder andere Notfälle daran gehindert werden, ein Quiz zu absolvieren oder die Hausaufgaben abzugeben, müssen Sie sich VOR dem Abgabetermin bzw. der Quizzeit mit mir in Verbindung setzen.

                Späte Arbeit - 10 Punkte eine Woche zu spät. -20 Punkte für zwei Wochen oder mehr Verspätung. Nach dem 9. Mai 2018 wird aus irgendeinem Grund keine Spätarbeit mehr angenommen.
                Dies ist eine Hauptfachklasse und die Benotung erfolgt auf einer absoluten Skala:

                Sollten die Aufgaben für die Klasse jedoch aus irgendeinem Grund zu schwierig erscheinen, behalte ich mir das Recht vor, stattdessen auf einer Kurve zu benoten, was die Note für viele Leute effektiv erhöhen sollte.

                Barrierefreier Zugang

                Schüler mit Behinderungen, die angemessene Vorkehrungen benötigen, werden ermutigt, sich an den Lehrer zu wenden. Das [Disability Programs and Resource Center (DPRC)] steht zur Verfügung, um angemessene Vorkehrungen zu erleichtern. Das [DPRC] befindet sich im [Student ServiceBuilding und ist telefonisch (Sprache/TTY 415-338-2472) oder per E-Mail ([email protected]) erreichbar.? (http://www.sfsu.edu/

                Offenlegungen von Schülern zu sexueller Gewalt

                Der Staat SF fördert einen Campus, der frei von sexueller Gewalt ist, einschließlich sexueller Belästigung, häuslicher Gewalt, Dating-Gewalt, Stalking und / oder jeglicher Form von Geschlechts- oder Geschlechtsdiskriminierung. If you disclose a personal experience as an SF State student, the course instructor is required to notify the [Dean of Students].


                We are seeking activity submissions for K-12 classrooms that address the Earth Science Week 2021 theme: "Water Today and For the Future." Do you have a K-12 activity that fits the theme? Submit it today to the Teach the Earth portal!

                We're excited to announce that registration and abstract submission are now open for the seventh annual Earth Educators' Rendezvous, taking place online, from July 12-16, 2021!

                NAGT continues to support the crucial movement and petition for the Call for a Robust Anti-racism Plan for the Geosciences.


                8: Math and Conceptual Preparation for Understanding Atmospheric Motion - Geosciences

                • Stulll, Roland, 2014: Practical Meteorology: An Algebra-based Survey of Atmospheric
                  Science:
                  Available to use and share under a Creative Commons License, free of charge. Chapters distributed to students via email and/or iLearn.

                  students will learn aspects of subjective and objective sounding and chart ichnterpretation and analyses

                METR 201 sometimes takes a quantitative approach to the subject, so we recommend that you bring an inexpensive calculator to class.

                Class Attendance and Participation. regular class attendance essential to your success and I strongly encourage you to interact with me and the other students. I make extensive use of inquiry-based, small-group problem solving exercises based upon current weather events as an instructional strategy, and your attendance is crucial for you to benefit from those exercises.

                Topics Covered.

                • Guidelines for good physical problem solving working with dimensions and units
                • Composition and Structure of the Atmosphere
                • Radiative Energy
                  • Laws of Radiation
                  • Principle of Conservation of Energy
                  • Ideal Gas Law
                  • Conservation of Energy/First Law of Thermodynamics Review
                  • Hypsometric Relation
                  • Equation of Motion Review
                  • Conservation of Mass Applied to the Atmosphere
                  • Scales of circulation overview
                  • Mass conservation scaled for the synoptic-scale atmosphere and its implications
                  • Models of the General Circulation of the atmosphere and their limitation as conceptual models
                  • Synoptic scale systems in the middle latitudes and tropics: wave cyclones and hurricanes
                  • Use of sounding analysis in support of thunderstorm forecasting
                  • Synoptic-scale weather systems in three dimension (wave cyclones)
                  • Synoptic-scale weather chart analysis and forecasting
                  • Thunderstorm types, including supercell thunderstorms
                  • Severe weather analysis and forecasting
                  • Ensemble forecasting

                  Exams, Assignments, and Grades . Two faculty members (Drs. Dempsey and Monteverdi) teach METR 201, and the work you do for each will contribute 50% to your final grade. In my portion of the class, the contributions to your overall score will be determined as follows:

                  *Note: To evaluate the &ldquodiscussion and synthesis&rdquo part of the class, I had decide how each of you contributed, based upon your level in the program. This comprised 10% of the grade in the course. This is the scoring &ldquorubric&rdquo:

                  Always/mostly on time/participates

                  Mostly on time/participates

                  Mostly on time/half not/participates/unexplained absences

                  Mostly Not on time/participates

                  never on time/misses discussions

                  Misses class/never on time

                  Please note that there will be NO makeups allowed for Quizzes and Homeworks. However, should illness or other emergencies prevent you from taking a quiz or turning in the homework, you need to contact me BEFORE the due date or the quiz time.


                  This is a majors class and grading will be on an absolute scale:

                  90�% A's
                  80󈠩.9% B's
                  70󈠟.9% C's
                  60󈠕.9% D's
                  below 60% F

                  However, if for some reason the assignments seem too difficult for the class, I reserve the right to grade on a curve instead, which should effectively raise the grade for many people.


                  8: Math and Conceptual Preparation for Understanding Atmospheric Motion - Geosciences

                  All articles published by MDPI are made immediately available worldwide under an open access license. No special permission is required to reuse all or part of the article published by MDPI, including figures and tables. For articles published under an open access Creative Common CC BY license, any part of the article may be reused without permission provided that the original article is clearly cited.

                  Feature Papers represent the most advanced research with significant potential for high impact in the field. Feature Papers are submitted upon individual invitation or recommendation by the scientific editors and undergo peer review prior to publication.

                  The Feature Paper can be either an original research article, a substantial novel research study that often involves several techniques or approaches, or a comprehensive review paper with concise and precise updates on the latest progress in the field that systematically reviews the most exciting advances in scientific literature. This type of paper provides an outlook on future directions of research or possible applications.

                  Editor’s Choice articles are based on recommendations by the scientific editors of MDPI journals from around the world. Editors select a small number of articles recently published in the journal that they believe will be particularly interesting to authors, or important in this field. The aim is to provide a snapshot of some of the most exciting work published in the various research areas of the journal.


                  8: Math and Conceptual Preparation for Understanding Atmospheric Motion - Geosciences

                  All articles published by MDPI are made immediately available worldwide under an open access license. No special permission is required to reuse all or part of the article published by MDPI, including figures and tables. For articles published under an open access Creative Common CC BY license, any part of the article may be reused without permission provided that the original article is clearly cited.

                  Feature Papers represent the most advanced research with significant potential for high impact in the field. Feature Papers are submitted upon individual invitation or recommendation by the scientific editors and undergo peer review prior to publication.

                  The Feature Paper can be either an original research article, a substantial novel research study that often involves several techniques or approaches, or a comprehensive review paper with concise and precise updates on the latest progress in the field that systematically reviews the most exciting advances in scientific literature. This type of paper provides an outlook on future directions of research or possible applications.

                  Editor’s Choice articles are based on recommendations by the scientific editors of MDPI journals from around the world. Editors select a small number of articles recently published in the journal that they believe will be particularly interesting to authors, or important in this field. The aim is to provide a snapshot of some of the most exciting work published in the various research areas of the journal.


                  Conceptual Understanding Procedure (CUP)

                  A Conceptual Understanding Procedure, or CUP, is a teaching procedure designed to aid development of understanding of concepts that students find difficult. They have been developed in physics but could be designed for other areas of study such as chemistry, mathematics and biology.

                  They are constructivist in approach, i.e. they are based on the belief that students construct their own understanding of concepts by expanding or modifying their existing views. The procedure also reinforces the value of cooperative learning and the individual student’s active role in learning.

                  CUPs are set in real-world rather than idealised or contrived situations so they encourage the learner to explore authentic contexts. For example, in situations concerned with motion, students are expected to qualitatively consider the friction between objects moving relative to one another, air resistance, and energy losses to the surroundings. They should not expect to assume that they are working in an idealised world where friction can be modelled as negligible.

                  CUPs were developed in 1996 by David Mills and Susan Feteris (Department of Physics, now School of Physics at Monash University) and Pam Mulhall and Brian McKittrick. This website was updated most recently in 2014 by Pam Mulhall and Brian McKittrick.

                  What does a CUP consist of?

                  The procedure involves students considering a qualitative question requiring an answer in a diagrammatic form. There are drei distinct stages:

                    1. Individual
                      Each student thinks privately about their personal response to the question and annotates a supplied individual A4 work sheet.
                      1. Triplets
                        In groups of three, students discuss their individual responses and try to reach group consensus. The agreed group response is then drawn onto an enlarged version of the question printed onto an A3 sheet.
                      1. Whole class
                        The A3 sheets from each group are then collected and displayed so the whole class can view them. The teacher facilitates a whole class discussion in which groups explain, defend or modify their responses. The aim is to reach a whole class consensus about the answer to the question.

                      Student Worksheets - Examples

                      Master copies of both A4 and A3 problem sheets are provided in Adobe Acrobat (.pdf) format. (Acrobat Reader is available free on the Web.) These are suitable for senior high school, college or first year university students and may be copied without changes and distributed for educational purposes.

                      Title Worksheet Masters Concepts targeted
                      1. Driving to Hilary’s A4 sheet, A3 sheet Displacement, velocity and acceleration in 1-D.
                      2. Throwing a hockey ball A4 sheet, A3 sheet Velocity and acceleration during vertical flight.
                      3. Hitting a golf ball A4 sheet, A3 sheet Action/reaction pairs (Newton’s third law). Dependence of motion on net force.
                      4. Dropping a golf ball and a foam ball A4 sheet, A3 sheet Forces acting on falling objects.
                      5. Forces on a can of peaches A4 sheet, A3 sheet Forces on an object coming to rest on a surface.
                      6. Swinging the billy can A4 sheet, A3 sheet Forces on an object moving in a vertical circular path.
                      7. Rudolph’s trouble with Newton’s third law A4 sheet, A3 sheet The motion of an object depends on the net force on the object.
                      8. Hot stuff A4 sheet, A3 sheet Heating and temperature change.
                      9. What is the current? A4 sheet, A3 sheet The electrical current in basic series and parallel circuits.
                      10. What is the reading on the voltmeter? A4 sheet, A3 sheet The potential difference (voltage) between points in basic series and parallel circuits.
                      11. Energy of a soccer ball in flight A4 sheet, A3 sheet Conservation of energy.
                      12. Momentum and traffic accidents A4 sheet, A3 sheet Conservation of momentum.
                      13. Where did the light go? A4 sheet, A3 sheet Reflection and refraction of light at an interface

                      How do I use a CUP with my class?

                      The link below provides access to a ‘Step-by-Step’ guide on how to use a CUP in your classroom.

                      This guide explains the procedure in detail and describes how to best set up the room, how to select students for the triplets and how to approach the class discussion in a way that encourages your students to do the thinking.

                      Frequently Asked Questions

                      1. What is the most demanding part of using a CUP?
                      2. What if my students don’t reach consensus by the end of the session?
                      3. What if my class reaches consensus but they’re wrong?
                      4. How do I overcome the temptation to just tell them the ‘right’ answer?
                      5. Won’t my students find it embarrassing having to explain their group’s response to the whole class?
                      6. Why not skip the initial working alone phase and just start with the small group discussions?
                      7. Won’t it take too long for students to learn this way?
                      8. Why do you suggest three as the optimum group size?

                      1) What is the most demanding part of using a CUP?

                      Most teachers find the third stage, the interpretive discussion, to be the most challenging to conduct. You need to facilitate the class discussion of the understandings shown on the A3 sheets rather than simply telling the class the correct scientific view. The potential for students to develop a strong conceptual understanding of the ideas is more likely to be realised when they have had a chance to grapple with the range of ideas advanced in the class. This requires the teacher to relinquish familiar techniques of leading students straight to the accepted scientific view or confirming correct ideas by an agreeing nod or other non verbal body language.

                      Another challenging stage can occur when you put up all the A3 sheets and wonder “What I am going to do with such a wide range of ideas?” Two possible suggestions:

                      • A valuable preparation before commencing the CUP session is to spend some time thinking through the range of conceptions that your students are likely to provide.
                      • As you move around the room during the small-group discussions, observe the similarities and differences the groups are recording on their A3 sheets and begin to think you can unpack the ideas.

                      2) What if my students don’t reach consensus by the end of the session?

                      In such a case, students will probably leave the class dissatisfied unless you provide some reassurance that you will return to the problem next class. Summarise the stage reached, e.g. “We haven’t reached agreement yet and that’s OK. You’re at the stage where four groups think A … and the other groups think B … Think a bit more about these options before our next class. We will complete the discussion then.”
                      3) What if my class reaches consensus but they’re wrong?

                      As the designers of CUPs, we are yet to hear of a ganze class reaching an incorrect consensus, although of course it may be possible. In that case, rather than just telling the class that they are wrong and giving them the accepted scientific view, you may need to devise other strategies, e.g.

                      • present an idea with which they would probably agree but which challenges the incorrect class consensus view currently held,
                      • show a relatively straightforward demonstration which might advance their thinking,
                      • do some direct teaching that addresses, in a particular situation or context, the concepts that pose a stumbling block.

                      The time students have already invested in thinking about the CUP exercise means they are likely to be highly receptive to approaches that promote alternative ways of engaging with the concepts involved.
                      4) How do I overcome the temptation to just tell them the ‘right’ answer?

                      Some examples of approaches you could use to help the groups to think about their present understanding of the situation:

                      • “Karen’s group said that the graph here should be horizontal, but Daniel’s group has drawn it sloping down. Daniel, could you tell us your group’s reasoning for this?”
                      • “Afsheen, your group’s first ammeter pointer is further to the right that your second pointer. Could one of you please explain why you chose to draw it this way?”
                      • “Four groups have the arrow pointing downwards, but the other groups have it pointing upwards. Can any group tell us why they believe it should be pointing downwards?”
                      • “Vinh, your group thinks the other groups are all wrong? Could you explain why your group thinks that?”
                      • “Claire, you just said you’ve changed your mind. Could you tell us why?”

                      5) Won’t my students find it embarrassing having to explain their group’s response to the whole class?

                      Some of the more timid students will. Teachers using CUPs report this occurs much less than they expected, probably because the procedure requires explaining the ideas held by the group rather than their own personal views. Also, it is important to encourage an atmosphere of trust where all initial contributions are considered equally important and respected. You, the teacher, needs to lead by example here.
                      6) Why not skip the initial working alone phase and just start with the small group discussions?

                      It is essential that students have time allein to really consider their understanding of the situation presented so that they can formulate a personal view which can then be presented and tested by argument in the subsequent group discussion.
                      7) Won’t it take too long for students to learn this way?

                      While CUPs employ valuable learning procedures that you probably use on other occasions, it is envisaged that CUPs would be used only occasionally, as they may take 40 to 60 minutes to successfully implement. However, teachers using CUPs tend to report that the time is well spent as the students are often highly engaged and frequently achieve greater understanding of the concepts. The vast majority of students find a well managed CUP exercise challenging, rewarding and most enjoyable.
                      8) Why do you suggest three as the optimum group size?

                      Research suggests that three is the optimum size for effective, engaged small-group discussion. Where the class size is not a multiple of three, four is preferable to two. Researchers also found that involvement increases when the group is of mixed ability, and that female students’ engagement is greater if there is at least another female in the triplet.

                      Feedback on using CUPs

                      These quotes from teachers and students were recorded during research into the use of CUPs at senior high school and first year university level (where “T” indicates teachers and “S” students).


                      Preparation Manual

                      The resources listed below may help you prepare for the TExES exam in this field. These preparation resources have been identified by content experts in the field to provide up-to-date information that relates to the field in general. You may wish to use current issues or editions to obtain information on specific topics for study and review.

                      Subject Exam I&mdashEnglish, Language Arts, and Reading

                      Journals

                      1. Exceptional Children, Council for Exceptional Children.
                      2. Instructor, Scholastic, Inc.
                      3. Journal of Adolescent and Adult Literacy, International Reading Association.
                      4. Language Arts, National Council of Teachers of English.
                      5. Reading Research Quarterly, International Reading Association.
                      6. The Elementary School Journal, University of Chicago Press.
                      7. The Reading Teacher, International Reading Association.
                      8. Voices from the Middle, National Council of Teachers of English.

                      Other Resources

                      Bear, D. R., Invernizzi, M., Templeton, S., and Johnson, F. (2007). Words Their Way: Word Study for Phonics, Vocabulary, and Spelling. Columbus, Ohio: Pearson/Prentice Hall.

                      Lapp, D., Flood, J., and Farnan, N. (2004). Content Area Reading and Learning: Instructional Strategies. Boston, Mass.: Allyn and Bacon.

                      Texas Education Agency. Texas Essential Knowledge and Skills (TEKS).

                      Tompkins, G. (2005). Language Arts Essentials. Upper Saddle River, N.J.: Pearson Merrill/Prentice Hall.

                      Tompkins, G. (2010). Literacy for the 21st Century: a Balanced Approach, Fifth Edition. Upper Saddle River, N.J.: Pearson.

                      Online Resources

                      1. Capital Community College Foundation, Guide to Grammar & Writing&mdash http://grammar.ccc.commnet.edu/grammar/
                      2. Education Resources Information Center (ERIC)&mdash http://www.eric.ed.gov/
                      3. International Reading Association&mdash www.literacyworldwide.org/
                      4. Kids.gov, U.S. General Services Administration&mdash www.usa.gov/education?source=kids
                      5. National Council of Teachers of English&mdash http://www.ncte.org/
                      6. National Writing Project&mdash https://www.nwp.org/
                      7. Navigating the ELPS, Using the New Standards to Improve Instruction for English Learners, Canter Press, John Seidlitz&mdash https://www.region10.org/r10website/assets/File/Navigating%20the%20ELPS.pdf
                      8. Paradigm Online Writing Assistant&mdash http://www.powa.org/
                      9. The Purdue Online Writing Lab&mdash https://owl.purdue.edu/owl/purdue_owl.html
                      10. readwritethink&mdash www.readwritethink.org
                      11. Texas Assistive Technology Network&mdash www.texasat.net
                      12. Texas Education Agency&mdash https://tea.texas.gov/
                      13. University of Arkansas at Little Rock University Writing Center&mdash http://ualr.edu/writingcenter/index.php/home/resources/handouts
                      14. Writing Center San Jose State University&mdash http://www.sjsu.edu/writingcenter/writingresources/

                      Subject Exam II&mdashMathematics

                      Journals

                      1. Mathematics Teacher, National Council of Teachers of Mathematics.
                      2. Mathematics Teaching in the Middle School, National Council of Teachers of Mathematics.

                      Other Resources

                      Brahier, D. J. (1999). Teaching Secondary and Middle School Mathematics. Needham Heights, Mass.: Allyn and Bacon.

                      Burns, M. (2000). About Teaching Mathematics: A K–8 Resource, Second Edition. Sausalito, Calif.: Math Solutions Publications.

                      Coxford, A., Usiskin, Z., and Hirschhorn, D. (1998). The University of Chicago School of Mathematics Project: Geometry. Glenview, Ill.: Scott, Foresman and Company.

                      Demana, F., Waits, B. K., Clemens, S. R., and Foley, G. D. (2007). Precalculus: A Graphing Approach, Seventh Edition. Menlo Park, Calif.: Addison-Wesley.

                      Foerster, P. A. (1998). Calculus Concepts and Applications. Berkeley, Calif.: Key Curriculum Press.

                      Hungerford, T. W. (2001). Contemporary College Algebra and Trigonometry: A Graphing Approach. Philadelphia, Pa.: Harcourt College Publishers.

                      Ma, L. (1999). Knowing and Teaching Elementary Mathematics: Teachers’ Understanding of Fundamental Mathematics in China and the United States. Mahwah, N.J.: Lawrence Erlbaum Associates, Inc.

                      Morrow, L. J., and Kenney, M. J. (Eds.). (1998). The Teaching and Learning of Algorithms in School Mathematics. Reston, Va.: The National Council of Teachers of Mathematics, Inc.

                      National Council of Teachers of Mathematics. (1995). Assessment Standards for School Mathematics. Reston, Va.: The National Council of Teachers of Mathematics, Inc.

                      National Council of Teachers of Mathematics. (2000). Principles and Standards for School Mathematics. Reston, Va.: The National Council of Teachers of Mathematics, Inc.

                      Newmark, J. (1997). Statistics and Probability in Modern Life, Sixth Edition. Philadelphia, Pa.: Saunders College Publishing.

                      Rogawski, J. (2008) Calculus, Early Transcendentals. New York, N.Y.: W. H. Freeman and Company.

                      Serra, M. (2008). Discovering Geometry: An Inductive Approach, Fourth Edition. Emeryville, Calif.: Key Curriculum Press.

                      Swanson, T., Andersen, J., and Keeley, R. (2000). Precalculus: A Study of Functions and Their Application. Fort Worth, Texas: Harcourt College Publishers.

                      Texas Education Agency. Texas Essential Knowledge and Skills (TEKS).

                      Triola, M. F. (2001). Elementary Statistics, Eighth Edition. Boston, Mass.: Addison Wesley Longman, Inc.

                      Wallace, E. C., and West, S. F. (2003). Roads to Geometry, Third Edition. Upper Saddle River, N.J.: Prentice Hall.

                      Williams, G. (2000). Applied College Algebra: A Graphing Approach. Philadelphia, Pa.: Harcourt College Publishers.

                      Wu, H. (1999). Basic Skills Versus Conceptual Understanding: A Bogus Dichotomy in Mathematics Education. American Educator v 23 n3, 14&ndash19, 50&ndash52.

                      Online Resources

                      1. National Council of Teachers of Mathematics&mdash www.nctm.org
                      2. Texas Education Agency, Texas Essential Knowledge and Skills&mdash https://tea.texas.gov/Academics/Curriculum_Standards/TEKS_Texas_Essential_Knowledge_and_Skills
                      3. West Texas Middle School Math Partnership&mdash http://wtmsmp.mspnet.org

                      Subject Exam III&mdashSocial Studies

                      Journals

                      1. History Matters!, National Council for History Education.
                      2. Journal of Geography, National Council for Geographic Education.
                      3. Social Education, National Council for the Social Studies.

                      Other Resources

                      Arreola, D. D., Smith Deal, M., Petersen, J. F., and Sanders, R. (2003). World Geography, Texas Edition. Evanston, Ill.: McDougal Littell.

                      Banks, J. A. (2001). Teaching Strategies for the Social Studies, Fifth Edition. Reading, Mass.: Addison-Wesley Publishing Company.

                      Bentley, J., and Ziegler, H. (2011). Traditions and Encounters: A Global Perspective on the Past, Fifth Edition. Boston, Mass.: McGraw-Hill Higher Education.

                      Calvert, R. A., and De León, A. (2007). The History of Texas, Fourth Edition. Arlington Heights, Ill.: Wiley-Blackwell.

                      Center for Civic Education. (1994). National Standards for Civics and Government. Calabasas, Calif.: Center for Civic Education.

                      Faragher, J. M., et al. (2012). Out of Many: A History of the American People, Sixth Edition. Upper Saddle River, N.J.: Prentice Hall.

                      Gabler, R. E., et al. (2011). Physical Geography, Tenth Edition. Austin, Texas: Cengage Learning.

                      Greenburg, E. S., and Page, B. I. (2010). The Struggle for Democracy, Tenth Edition. New York, NY.:Longman.

                      Henretta, J. A., Edwards, R., and Self, R. O. (2011). America’s History, Seventh Edition. Boston, Mass.: Bedford/St. Martin.

                      Janda, K., et al. (2012). The Challenge of Democracy: Government in America, Tenth Edition. Boston, Mass.: Wadsworth.

                      Kagan, D., et al. (2013). The Western Heritage, Eleventh Edition. Boston, Mass.: Pearson.

                      Kraemer, R. H., et al. (2011). Texas Politics, Eleventh Edition. St. Paul, Minn.: West Publishing Company.

                      McConnell, C., Brue, S., and Flynn, S. (2009) Economics: Principles, Problems, and Policies, Eighteenth Edition. Boston, Mass.: McGraw-Hill.

                      Michaelis, J. U., and Garcia, J. (2011). Social Studies for Children: A Guide to Basic Instruction, Twelfth Edition. Old Tappan, N.J.: Allyn and Bacon.

                      National Center for History in the Schools. (1996). National Standards for History. Los Angeles, Calif.: National Center for History in the Schools.

                      Norton, M. B., et al. (2012). A People and a Nation: A History of the United States, Ninth Edition. Boston, Mass.: Wadsworth.

                      Texas Education Agency. Texas Essential Knowledge and Skills (TEKS).

                      Welch, S., et al. (2005). American Government, Tenth Edition. St. Paul, Minn.: West Publishing Company.

                      Welton, D. A., and Mallan, J. T. (2004). Children and Their World: Strategies for Teaching Social Studies, Eighth Edition. Boston, Mass.: Houghton Mifflin Company.

                      Online Resources

                      1. National Council for Geographic Education&mdash www.ncge.org
                      2. National Council for the Social Studies&mdash www.socialstudies.org
                      3. State Board for Educator Certification (SBEC), Approved Educator Standards&mdash www.tea.texas.gov/Texas_Educators/Preparation_and_Continuing_Education/Approved_Educator_Standards
                      4. Texas Essential Knowledge and Skills for Social Studies&mdash http://ritter.tea.state.tx.us/rules/tac/chapter113/index.html

                      Subject Exam IV&mdashScience

                      Journals

                      1. American Biology Teacher, National Association of Biology Teachers.
                      2. American Scientist, the Scientific Research Society.
                      3. ChemMatters, American Chemical Society.
                      4. Geology Today, Geologist’s Association.
                      5. Natural History, American Museum of Natural History.
                      6. Natur, The Nature Publishing Group.
                      7. Science and Children, National Science Teachers Association.
                      8. Science Scope, National Science Teachers Association.
                      9. Himmel und Teleskop, Sky Publishing.
                      10. Texas Science Teacher, Science Teachers Association of Texas.
                      11. The Earth Scientist, National Earth Science Teacher’s Association.
                      12. The Physics Teacher, American Association of Physics Teachers.
                      13. The Science Teacher, National Science Teachers Association.

                      Other Resources

                      Arny, T. T., and Schneider, S. E. (2013). Explorations: An Introduction to Astronomy, Seventh Edition. New York, N.Y.: McGraw-Hill.

                      Arons, A. B. (1996). Teaching Introductory Physics. New York, N.Y.: Wiley.

                      Audesirk, T., Audesirk, G., and Byers, B. (2013). Life on Earth with Physiology, Tenth Edition. San Francisco, Calif.: Benjamin Cummings.

                      Biggs, A., Kapicka, C., and Lundgren, L. (2004). Biology: The Dynamics of Life, Texas Edition. New York, N.Y.: Glencoe.

                      Center for Science, Mathematics, and Engineering Education, National Research Council. (2000). Inquiry and the National Science Education Standards: A Guide for Teaching and Learning. Washington, D.C.: National Academy Press.

                      Chang, R. (2013). Chemistry, Eleventh Edition. New York, N.Y.: McGraw-Hill, Inc.

                      Chiappetta, E. L., and Koballa, T. R. (2010). Science Instruction in the Middle and Secondary Schools, Seventh Edition. Upper Saddle River, N.J.: Pearson.

                      Crotts, D. (1995). Critical Thinking Skills: Science. Torrance, Calif.: Frank Schaffer Publications, Inc.

                      Cunningham, W. P., and Cunningham, M. A. (2011). Environmental Science: A Global Concern, Eleventh Edition. Dubuque, Iowa: The McGraw-Hill Companies, Inc.

                      Halliday, D., Resnick, R., and Walker, J. (2013). Fundamentals of Physics, Tenth Edition. Hoboken, N.J.: Wiley.

                      Hamblin, W. K. (2003). Earth’s Dynamic Systems, Tenth Edition. Upper Saddle River, N.J.: Prentice Hall.

                      Hewitt, P. G., Suchocki, J. A., and Hewitt, L. A. (2011). Conceptual Physical Science, Fourth Edition. Boston, Mass.: Addison-Wesley Publishing Company, Inc.

                      Joyce, B. R., and Weil, M. (2008). Models of Teachings, Eighth Edition. Upper Saddle River, N.J.: Pearson.

                      Kotz, J. C., Treichel, P. M., and Townsend, J. (2011). Chemistry and Chemical Reactivity, Eighth Edition. Belmont, Calif.: Brooks Cole.

                      Levin, H. L. (2013). The Earth Through Time, Tenth Edition. Hoboken, N.J.: Wiley.

                      Lutgens, F. K., Tarbuck, E. J., and Tasa, D. (2009). The Atmosphere: An Introduction to Meteorology, Eleventh Edition. Upper Saddle, N.J.: Prentice Hall.

                      National Research Council. (1998). National Science Education Standards, Fifth Printing. Washington, D.C.: National Academy Press.

                      Ostlund, K. L. (1992). Science Process Skills: Assessing Hands-On Student Performance. Menlo Park, Calif.: Addison-Wesley Publishing Company, Inc.

                      Project 2061 (American Association for the Advancement of Science). (1994). Benchmarks for Science Literacy. New York, N.Y.: Oxford University Press.

                      Rakow, S. J. (Ed.). (2000). NSTA Pathways to the Science Standards: Guidelines for Moving the Vision into Practice, Middle School Edition. Arlington, Va.: National Science Teachers Association.

                      Reece, J. B., Urry, L. A., et. al. (2010). Campbell Biology, Ninth Edition. San Francisco, Calif.: Benjamin/Cummings.

                      Rezba, R. J., et al. (2010). Learning and Assessing Science Process Skills, Fifth Edition. Dubuque, Iowa: Kendall/Hunt Publishing Company.

                      Santa, C. M., and Alverman, D. E. (Eds.). (1991). Science Learning: Processes and Applications. Newark, Del.: International Reading Association, Inc.

                      Serway, R. A., and Faughn, J. S. (2011). College Physics, Ninth Edition. Boston Mass.: Brooks Cole.

                      School Specialty Publishing (2006). Teaching Science Process Skills. Torrance, Calif.: Frank Schaffer Publications, Inc.

                      Starr, C., Taggart, R., Evers, C., and Star, L. (2012). Biology: The Unity and Diversity of Life, Thirteenth Edition. Belmont, Calif.: Brooks/Cole.

                      Tarbuck, E. J., Lutgens, F. K., and Tasa, D. G. (2013). Earth: An Introduction to Physical Geology, Eleventh Edition. Upper Saddle River, N.J.: Prentice Hall.

                      Tarbuck, E. J., Lutgens, F. K., and Tasa, D. (2011). Earth Science, Thirteenth Edition. Upper Saddle, N.J.: Prentice-Hall.

                      Texas Education Agency. (2010) Texas Essential Knowledge and Skills (TEKS).

                      Texas Education Agency. (2010). Texas Safety Standards: Kindergarten through Grade 12, Fourth Edition. Austin, Texas.

                      Thompson, G., and Turk, J. (2009). Earth Science and the Environment, Fourth Edition. Belmont, Calif.: Thomson Brooks/Cole.

                      Whitten, K. W., Davis, R. E., Peck, M. L., and Stanley, G. G. (2013). Chemistry, Tenth Edition. Belmont, Calif.: Brooks Cole.

                      Online Resources

                      1. American Association for the Advancement of Science&mdash www.aaas.org
                      2. American Association of Physics Teachers&mdash www.aapt.org
                      3. American Astronomical Society&mdash www.aas.org
                      4. American Chemical Society&mdash www.acs.org
                      5. American Institute of Biological Sciences&mdash www.aibs.org
                      6. American Physical Society&mdash www.aps.org
                      7. National Association of Biology Teachers&mdash www.nabt.org
                      8. National Association of Geoscience Teachers&mdash www.nagt.org
                      9. National Science Standards Matrix&mdash www.ucmp.berkeley.edu/fosrec/Matrix.html
                      10. National Science Teachers Association&mdash www.nsta.org
                      11. Texas Education Agency&mdash www.tea.state.tx.us
                      12. The Geological Society of America&mdash www.geosociety.org

                      Copyright © 2020 by Texas Education Agency (TEA). Alle Rechte vorbehalten.


                      Schau das Video: Elementare Mathematik mit Alltagsmaterial (Oktober 2021).