动物的身体结构

（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，搭建一头鼻子能够活动的大象。鼓励他们设计并搭建一头富有创意的大象，它的鼻子能够活动。

• 前期知识铺垫 - 动物的身体结构 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。
  • 动物体内部由心脏、胃和肺等器官组成。动物体外部由鼻子、耳朵、眼睛、象牙、腿、脚等身体结构组成。
  • 动物需要依靠这些身体结构来维持重要的身体机能，比如摄取食物，从而能够生长并生存下去。
  • 大象的鼻子有很多作用，比如呼吸、嗅各种气味、获取食物和水，以及和同伴进行交流。
  • 大象的鼻子能够闻到远在 12 英里（约 19 公里）之外的食物和水源。大象能够利用鼻子每天卷起并吃掉多达 400 磅（约 181 公斤）的食物。大象的鼻子可以储存多达 2.4 加仑（约 9 升）的水量，可以从 22 英尺（约 6.7 米）高的树枝上摘取食物，并且可以举起超过 650 磅（约 295 公斤）的重物。
  • 支撑关于某种自然现象的观点或陈述（例如，大象的鼻子能够帮助它生存下来）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 外部结构、内部结构、身体机能、生存/存活
• 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“电机”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“事件模块”、“声音模块”和“电机模块”提供更多支持。

A 部分（45 分钟

• 介绍故事的主人公和第一项挑战：玛丽亚看到一头大象正在吃东西。她很想知道大象的鼻子都有哪些用处。快来帮她了解一下吧！

• 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。

  • 大象都有哪些内部和外部的身体结构？ （内部：心脏、大脑、胃、肾、肺等；外部：眼睛、大大的耳朵、带褶皱的皮肤、长长的鼻子、象牙、腿、脚、尾巴等）
  • 大象的鼻子有哪些作用？ （移动物体，寻找食物和水源，发出声音）
  • 鼻子是如何帮助大象生存的？ （大象靠鼻子呼吸，寻找食物和水源，同时也依赖鼻子来与同伴沟通，确保彼此的安全）
  • 大象的其它身体结构又会如何帮助它生存？ （巨大的耳朵和充满皱纹的皮肤有助于散热降温；象牙具有自我保护和觅食的双重作用）

• 给每个小组分发一套 SPIKE^™ 科创基础套装和一台设备。

• 在学生搭建和编程的过程中，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，搭建一头大象，让它的鼻子能够动起来。

• 让学生：

  • 用基础模型搭建一头鼻子能够活动的大象。
  • 对模型进行编程，用它来展示大象是如何用鼻子获取食物和/或发出声音的。

• 鼓励学生开展头脑风暴，讨论如何使用乐高^®组件或手工材料来搭建食物、水或土堆等物体，让模型能够更好地展现大象鼻子的功能。此外，鼓励学生试着更改程序中的电机圈数和声音。

• 在活动进行到一半的时候，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。

创意示例

• 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：

  • 大象如何将鼻子伸到高高的树枝上获取食物，以及这种能力对于它的生长有什么帮助。
  • 大象如何用鼻子发出响亮的声音，以及这种能力对于它的交流有什么帮助。

• 鼓励学生分享他们为了改善模型性能都进行了哪些修改。

如果要继续学习“B 部分 — 解释”，请让学生保留搭建好的模型，或者给他们一些时间重新进行搭建。

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。

• （5 分钟）分享背景知识，帮助学生更好地进行拓展：
  • 内部身体结构虽然在动物体内，但学生可以通过给模型的外部添加组件来代表动物内部的身体结构。
  • 可以添加的内部身体结构包括肺、胃、心脏和大脑。
  • 这些内部身体结构具有不同的功能，比如呼吸（肺）、进食（胃）、泵送血液（心脏）以及思考和控制（大脑）。
• 一些用积木来展示身体结构的方案：1）用红色积木代表心脏，并通过用灯或声音模块对模型进行编程来产生“跳动”的效果，2）用两块白色或透明的积木来代表肺，并对模型进行编程，让它能够播放他们录制的自己的呼吸声，以及 3）用传感器代表大脑，并通过编程使它能够控制模型的另一部分，比如让耳朵动起来。
• （15分钟）让学生迭代并测试模型，完成 App 应用程序中的下一项挑战：
  • 用新组件制作一个内部的身体结构并将它添加到大象模型中。对模型进行编程，展示大象是如何利用这个身体结构生存下来的，例如用肺进行呼吸，或者用胃消化食物。

示例

• （10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

• 他们能够论证：大象可以借助鼻子获取食物和发出声音，从而生存下来。
• 查看学习目标（_教师支持_部分）。
• 利用清单观察学生的进度：
  • 他们通过搭建模型和编写程序，创造出鼻子能动并且拥有肺或胃的大象。有些模型还能够让鼻子发出声音。
  • 他们能够利用模型来帮助他们更好地解释，大象的鼻子是如何帮助它获取食物，并通过发出声音来进行交流的。
  • 他们能够利用模型进行论证，说明大象是如何通过肺进行呼吸或用胃来消化食物，从而生存下来的。

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：

• 在第一项挑战结束后停止。只关注外部的身体结构，让学生展示大象是如何用鼻子来获取食物的。在“拓展”部分，只关注搭建，而忽略编程。

可通过下列方式增加难度：

• 扩展“拓展”部分的挑战：让学生修改他们在“拓展”部分搭建的模型，使它能够同时展示两个身体结构的功能，例如用鼻子获取食物和用胃消化食物。让他们解释这两个身体结构是如何共同帮助大象实现生长和生存的。

• 提供有关动植物内部和外部身体结构的学习材料。让学生挑选一种动物或植物，然后制作一本自然博物馆手册，用它来介绍这种植物或动物是如何借助这些身体结构在自己的生活环境中茁壮成长的。

如果实施该部分内容，课程时间将超过 45 分钟。