上坡

——本节课的主题是*能量转化*。学生将了解到，如果想让骑自行车的人在上山时保持恒定的速度（即恒定的动能），他/她需要提供能量。本节课使用电动自行车模型。它的能量将来自电机的能量损耗。在现实生活中，这种能量来自骑自行车的人额外做的功。
——利用各种教学材料，激发学生学习*能量转化*主题的兴趣。

发起一次讨论

通过提出与本节课相关的问题，展开一次讨论。以下是一些示例：

——上山时，你的速度会发生什么变化？
——上山时，你会获得什么能量？
——当你骑自行车（自身系统）时，需要做什么来保持恒定的能量水平？
——为什么你认为是这样？

让学生写下自己的猜测。

——让学生搭建一辆智能自行车，使其能够记录自身电机的功耗和坡道的角度。他们既可以创建自己的模型，也可以根据 App 应用程序中的搭建手册搭建智能自行车模型。
——让学生使用 SPIKE App 应用程序中建议的程序，在平面上试验自己的模型。
——让学生查看图形，并记录他们所观察到的内容：
——为什么两条绘制的线条跟它们的动作一致？

——让学生使用坡道重复实验，他们可以使用 SPIKE™ Prime 科创套装的盒子和板材搭建坡道。
——让学生解释，智能自行车的电机如何提供能量，使其保持恒定的速度。
——让他们解释电机功耗与坡道角度之间的关系。
——让学生将数据导出为 CSV 文件，这样他们可以根据需要在其它软件中对其进行操作。

——如果学生仍然可以使用 SPIKE™ Prime 科创套装，让他们完成 SPIKE App 应用程序中的任务，通过动手实践方式深入探究，例如：
——向学生提出挑战，让他们创建自己的路径。路径中需包含平面、上坡和下坡部分。
——让他们跟踪自己预测的电机功耗图。然后让他们沿着路径运行自行车，看自己的预测是否正确。
——如果学生无法使用他们的套装，可以让他们完成“学生创意笔记本”，或向他们布置一项下面建议的扩展活动。大多数扩展活动可以通过动手实践期间收集的数据完成
——组织一次分享会，促进学生交流想法和实验结果。可以使用最有效的方法/工具（即面对面或在线）进行。

——对每位学生的课堂表现给予反馈。
——可借助所提供的评价标准来简化此环节。

观察检查清单
可根据教学需要设定等级，例如：

——部分完成
——全部完成
——超额完成

请使用下列成功完成任务的标准来评估学生的进度：

——能够对设备进行编程，实现在线形图上记录数据。
——能够解释线形图中的值。
——能够使用恰当的术语解释能量转化。

自我评估
让每位学生选择一块最能代表自己当前水平的积木。

——蓝色：能够使用 App 应用程序中提供的程序将数据绘制成图形。
——黄色：能够创建自己的线形图并解释结果。
——紫色：能够独立创建新实验。

同伴互评

鼓励学生通过下列方式向同伴提供反馈：

——让一位学生根据上述彩色积木评价标准对另一位学生的表现进行评分。
——要求学生相互提供建设性反馈，提高他们在下一堂课中的表现。这是一个在混合式学习情境中使用视频会议工具或博客发布工具的好机会。

可通过如下方式简化本节课：

——花时间向学生描述什么是正比例。
——让学生举出日常生活中有关正比例的一些例子。

可通过如下方式提高学生的学习水平：

——要求学生搭建自己的智能自行车
——向学生提出挑战，让他们创建科学方案，并决定跟踪哪些值以及如何去做

搭建要诀

编程要诀

本课的设计是在通过 USB 或蓝牙连接智能集线器时开始动起来。 连接时，智能集线器收集的数据将直接传输到设备，并可通过线形图进行实时跟踪。

主程序

科学数据使用诀窍

下面示例展示了学生可从实验中获得的数据。

数学拓展

引入数学能力培养环节：

——让学生意识到，本节课绘制的两种值会随着时间记录（即随时间变化的角度和电机功率）
——让学生通过手动方式和在线工具处理数据，跟踪电机功率与坡道角度的关系图。

注意：这将需要额外的时间。

语言艺术拓展

引入语言艺术能力培养环节：

——让每位学生写一份科学日志，就像科学家一样记录他们的假设和结论。
——让每位学生写一篇报纸文章，报道一项重大的科学新发现。让他们像记者那样记录所使用的科学方案。
——提供科学报纸文章和科学日志的范例。让学生比较两种文体，并记录他们的观察结果。

注意：这将需要额外的时间。

职业连接

喜欢这节课的学生可能会对以下相关职业产生兴趣：

——健康科学
——教育与培训
——科学、技术、工程、数学
——运输、配送和物流