能量流动

（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，学生将搭建一个模型，用它来展现阳光与动物生长之间的关系。鼓励学生发挥想象力，设计并搭建富有创意的模型，并强调说明，不存在唯一正确的模型。

• 科学背景 - 能量流动：
  • 来自太阳的能量储存在动物所吃的食物中（例如，它们所吃的植物中便储存着从阳光转化而来的化学能）。
  • 以植物为食的动物有两类，一类是草食动物（只吃植物），一类是杂食动物（既吃植物，- 也吃肉类）。肉食动物则只吃肉类。告诉学生，在展示的时候，不要让肉食动物去吃植物。
• 前期知识铺垫 - 能量流动。利用常备科学材料、共享信息、图片和定义。
  • 阳光、植物和动物中都存在能量。
  • 植物需要从阳光中获取能量，才能不断生长。动物通过吃植物可以获取储存在植物中的能量。
  • 有些动物只吃植物（草食动物），有些只吃其它的动物（肉食动物），而有些动物既吃植物也吃动物（杂食动物）。
  • 动物需要依靠食物中储存的能量来保持正常的生命机能，比如生长、四处行走和保持体温。
  • （可选）如果学生熟悉_草食动物、肉食动物_和_杂食动物的概念，_可以在课程中进行简要的回顾和强化，指出模型中以植物为食的动物属于草食动物或杂食动物。
  • 关键词汇：能量、流动（可选——食草动物、食肉动物、杂食动物）
• 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”菜单中的所有教程强化教学效果。
  • 尝试学习“看不见的科学”单元中的一节或多节其它课程，以积累更多搭建经验，同时熟悉 SPIKE App 应用程序中的“词语模块”。

####A 部分（45 分钟

• 介绍故事的主人公和第一项挑战：丹尼尔、玛丽亚、李欧和苏菲都知道植物的生长离不开阳光。那么动物的生长是否也需要阳光呢？搭建一个模型，向团队展示阳光与动物生长之间的关系。

• 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：

  • 植物从哪里获取生长所需的能量？ （通过太阳获取）
  • 动物从哪里获得所需的能量？（通过吃植物或其它食草动物获取）
  • 动物利用这些能量能够做什么？（生长、活动和身体部位的愈合；如果是恒温动物，还可以用于维持体温）
  • 向学生解释：在从太阳向植物和动物流动的过程中，能量的形式会发生变化。例如，阳光中的能量会转化为植物中储存的化学能。

• 给每个小组分发一套 SPIKE^™ 科创基础套装和一台设备。

• 告诉学生，本课程是一个开放式项目，他们可以设计和搭建自己喜欢的任何模型。强调说明，不存在唯一正确的模型。
• 让学生：
  • 以视觉化方式（例如通过绘制草图）来探究他们的设计方案。
  • 开始搭建模型并进行编程，帮助团队了解阳光与动物生长之间的关系。模型要能够展现出能量的流动，以及动物是如何获取和使用能量的。
• 鼓励学生开展头脑风暴，讨论可以用哪些方式来搭建乐高组件，展现模型的各个部分（例如，用矩阵灯来代表太阳，或者通过用电机驱动乐高动物移动来展现其能量的使用）。
• 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。

• 将学生召集到一起分享彼此的成果和创意。 

• 让每个小组分享并解释他们的模型和草图，指出正在搭建中的哪些部分能够体现下面的内容：

  • 能量存在于哪些地方（例如太阳、植物和动物等）

  • 能量如何从太阳流向植物和动物

  • 动物如何获取和利用这种能量

• 鼓励小组分享在搭建模型各个部分的过程中遇到的困难，并向其他小组寻求建议。

• 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，促使学生在继续搭建模型的过程中进行分享、开展头脑风暴和获取灵感。

• 让学生：

  • （10 分钟）继续搭建和编程，加入从分享活动中获取的灵感。
  • （15 分钟）用搭建好的模型与全班同学分享研究成果，并回答课程挑战中的问题：动物的生长是否也需要阳光？（不是直接需要。但是，动物会吃植物，而植物中的能量确实是从太阳中获取的。）

• （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

• 查看学习目标（_教师支持_部分）。
• 利用清单观察学生的进度：
  • 他们的模型能够准确地展现出能量的流动：植物从太阳中获取能量，在动物吃植物的过程中，能量又从植物流动到动物。
  • 他们的解释能够准确地说明，虽然动物所吃食物中的能量在形式上发生了改变，但仍然来自于太阳。
  • 他们至少能够解释动物利用食物能量的一种方式（用于生长、四处行走，或保持体温）。

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：

• 在学生搭建模型时，指定他们使用一种常见的草食动物，例如兔子或马。

可通过下列方式增加难度：

• 让学生在模型中添加一种吃草食动物的肉食动物，再多展现一种能量流动方式。

• 让学生研究人们利用太阳能满足自身需求的方式，例如利用太阳能电池板发电，或利用太阳能设施取暖。

如果实施该部分内容，课程时间将超过 45 分钟。