动物的行为

（注意：本课程包含 A 和 B 两个部分，它们对于完全达到教学标准都至关重要。如果时间有限，请根据学生的需要从这两部分中选取一些内容进行讲解。）

在本课程中，学生将从图片示例中获取灵感，搭建一个非洲水牛模型。鼓励他们设计并搭建一头富有创意的水牛。

• 科学背景 - 动物的行为： 在本节课的简化模型中，水牛利用视觉来检测附近的捕食者。在现实世界中，许多动物会利用其他的感觉功能（例如嗅觉）来检测捕食者。这有助于它们在捕食者靠近之前便能有所察觉。
• *前期知识铺垫 - 动物的行为: *利用常备科学材料、共享信息、图片和定义来完成前期的知识铺垫。
  • 包括非洲水牛在内的很多动物过的都是群居生活。
  • 群居动物往往有着不同的分工，有的负责狩猎，有的负责觅食，还有的负责抚养幼崽。
  • 对于非洲水牛，它们中的一些会负责侦查捕食者，并在危险来临时及时警告同伴。这让它们能够有足够的时间逃离危险，从而生存下来。
  • 动物能够运用不同的感觉功能（例如视觉与嗅觉）来检测捕食者。
  • 支撑关于某种自然现象的观点或陈述（例如，群居动物更容易生存下来）的论据。可以是理由之类的证据、事实之类的数据和/或展示观察结果的模型。
  • 关键词汇：牛群、捕食者、生存、论据、观点
• 搭建和编程提示: 请查看学习单元中的建议。针对本课程的建议：
  • 利用 SPIKE App 应用程序“开始”菜单中的“颜色传感器”教程强化教学效果。
  • 利用 SPIKE App 应用程序“帮助”>“词语模块”菜单中的“颜色传感器”部分提供更多支持。
  • 关于颜色传感器的使用说明，可参考湿地探险课程中的内容。
• 材料：如果您打算开展“拓展”部分的活动，请提前准备一些方格纸，等到活动时给每个学生各分发几张。

A 部分（45 分钟

• 介绍故事的主人公和第一项挑战： 玛丽亚看到非洲水牛成群结队地生活在一起。她想知道为什么它们选择群居，而不是独自生活。

• 思考 — 引导学生围绕课程主题展开简短的讨论，期间可根据需要使用故事图片：

  • 哪些动物过的是群居生活？（答案会有所不同：奶牛、山羊、水牛、麋鹿和斑马。）
  • 群居生活是如何帮助动物生存的？（他们可以互相帮助，有的负责觅食，有的负责照顾幼崽，还有的负责侦查危险和警告同伴。）
  • 让我们来探究群居生活是如何帮助动物们躲避捕食者的。

• 给每个小组分发一套 SPIKE^™ 科创基础套装和一台设备。

• 在学生搭建或编程的过程中，可以通过分享下面的示例来给他们提供协助。告诉学生，图片中展示了一种解决方案，他们需要根据此方案发挥创造力，搭建一头能够在吃草时检测到捕食者的水牛。

• 让学生：

  • 用基础模型搭建一头正在吃草的水牛，在它的头部安装一个朝向食物的颜色传感器，并搭建一个捕食者作为检测对象。
  • 对他们的模型进行编程，让水牛在看到黄色（代表狮子等捕食者）时能够发出声音。
  • 测试他们的模型，观察当将黄色乐高^®组件放到颜色传感器下方时，模型会不会发出声音。

• 鼓励学生开展头脑风暴，讨论如何利用乐高^®组件搭建一头向下看食物的水牛和一个位于水牛视线范围内的捕食者。必要时向学生说明，基础模型代表一只独自专心吃草的动物，黄色的板子代表捕食者。

• 在搭建进行到一半的时候，让学生按照他们习惯的方式交流想法，并利用在分享中获得的灵感进一步完善他们的模型。

• 将学生召集到一起分享彼此的成果和创意。 

• 让每个小组用他们的模型进行演示并解释：

  • 它是如何检测到捕食者的。
  • 为什么埋头吃草的动物可能直到危险近在咫尺，才能有所察觉。

• 鼓励学生分享他们为了改善模型性能都进行了哪些修改。

让学生保留搭建好的模型，以便在 B 部分继续使用。

B 部分（45 分钟

• 重复“A 部分 — 解释”中的步骤，让其他小组演示并解释他们的学习成果。

• 分享背景知识，帮助学生更好地进行拓展：

  • A 部分的水牛只顾着埋头吃草，可能直到危险近在咫尺，才察觉到捕食者。
  • 在现实世界中，动物希望在捕食者逼近之前便能够有所觉察。
  • 在群居动物中，有些会专门负责侦查捕食者，当发现危险时能够及时提醒正在进食的同伴。

• 让学生：

  • 修改和测试模型，以完成 App 中的下一项挑战：调整动物头上的颜色传感器，让它指向前方而不是下方。
  • 演示他们的模型能够检测到逐渐靠近的捕食者（黄色乐高^®组件）。
  • 描述相比第一个模型，第二个模型在检测捕食者方面的出色之处。（相比朝向下方的传感器，朝向前方的传感器应该能够检测到更远处的捕食者。）
  • 论证为什么这样的群居生活能够帮助非洲水牛更好地生存。（负责侦查的动物能够及时观察到靠近的捕食者，并向其他的同伴发出警报，让它们可以有更多的时间逃跑。）

• 必要时可以提醒学生，在重新搭建的过程中不要挡住颜色传感器，这会让它无法检测到捕食者。

• （5 分钟）鼓励学生分享：

  • 帮助他们完成挑战的知识、想法或技能。
  • 在搭建过程中获得的知识、想法或技能。

• 让学生整理套装和工作区。

• 在学生构思、搭建和编程的过程中，利用引导性问题促使他们进行思考和做出决策。

教师观察清单

• 查看主要目标（_教师支持_部分）。
• 利用清单观察学生的进度：
  • 他们能够论证群居生活能够帮助非洲水牛更好地生存下来。
  • 他们能够用模型来解释，负责侦查的动物可以更早地发现捕食者，而埋头吃草的动物要等到危险逼近才能够察觉。
  • 他们能够使用模型进行论证，说明负责侦查的动物可以通过以下方式来帮助牛群生存下来：1）及时侦查到远处的捕食者，让牛群能够有足够的时间逃脱； 2）让牛群能够更安全地进食。

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。

• 蓝色积木：我觉得自己能够按照说明创建程序。
• 黄色积木：我能够按照说明创建程序。
• 绿色积木：我能够按照说明创建程序，还能帮助同伴达到相同水平。

同伴反馈

让学生在各自小组内讨论他们的合作经验。
鼓励他们使用如下表达方式：

• 当你……我非常感兴趣
• 我想了解更多关于你如何……

可通过如下方式简化本节课：

• 允许学生在 B 部分将朝向外侧的颜色传感器安装到动物的身上，而不是一定要安装到头上。
  可通过下列方式增加难度：
• 让学生通过让“捕食者”以不同的距离或方向靠近水牛，来进行搭建、编程，测试传感器。水牛能够检测到多远之外的捕食者？方向是否会对结果产生影响？

• 让学生编写一个关于群居动物的故事，用他们的模型充当故事中的角色，包括专注于进食的动物和四处张望防范危险的动物。向学生分发方格纸，让他们按照一定的比例来画图，要画出若干群居动物和一个捕食者，并通过标注单位来展示两个群居动物能够看到的逻辑距离。

如果实施该部分内容，课程时间将超过 45 分钟。