資源簡介

Lesson 1毛毛蟲動起來
教學內容
在生物界，僅僅依靠身體變形波傳導獲得有效運動能力的動物（如蚯蚓、毛毛蟲）遍布整個地球，由于特殊的運動模式和省力結構，它們具有很強的環境適應性。本節課利用紙品折疊兩種不同運動方式的毛毛蟲，施加外力，讓毛毛蟲動起來，通過建立假設、制作模型、實驗測試、修改變量，最終得出結論的實驗過程，確定最接近真實毛毛蟲運動方式的模型，建立毛毛蟲身體結構與運動特點之間的聯系。
教學目標
科學知識：在生物界，僅僅依靠身體變形波傳導獲得有效運動能力的動物（如蚯蚓、毛毛蟲）遍布整個地球，由于特殊的運動模式和省力結構，它們具有很強的環境適應性。
科學探究：利用紙質模型，推測毛毛蟲運動方式，根據實驗，驗證推測，并進一步通過修改變量，測試毛毛蟲運動結果，揭示毛毛蟲運動背后的原理。
科學應用：利用變形波傳導的原理，設計運動靈活的毛毛蟲運動鞋。
跨學科內容：技術（T）：使用吸管吹氣，為毛毛蟲模型提供動力。
工程（E）：紙張的結構不同，施力點不同，運動結果不同。
教學重點
揭示毛毛蟲的蠕動是如何發生的原理。
教學難點
毛毛蟲蠕動的運動方式與其身體結構的關系。
教學準備
解決問題所需材料：毛毛蟲的模切卡紙、吸管、木棒、點點膠。教學
教學活動流程
一、引入（5min）
師：STEAM科學大課堂開始啦！
讓我們看一段爆眼球的視頻。
教師根據爆眼球視頻內容，引導學生展開討論。
＊主題引入
師：從視頻中你觀察到毛毛蟲是如何向前運動的？如果把毛毛蟲身體分為頭部，中間，尾部三部分，哪里先開始動？（提示：毛毛蟲是中間腹部先向上拱起，通過向前向后推，重復此動作，完成蠕動。）
師：如果你要到前方去，你要怎么過去？這與毛毛蟲的方式有什么區別？毛毛蟲的身體特點與它的運動方式有什么聯系？（提示：人類因為體內有骨骼支撐，我們通過行走的方式向前運動，單次運動距離較遠。毛毛蟲身體柔軟，尚未進化出骨骼，通過伸展彎曲蠕動的方式向前推進。單次運動距離近。）
＊實驗引入
師：現在給你兩張畫有毛毛蟲身體的紙，想一想，如何折疊毛毛蟲，讓它快速的向前運動呢？（推測：可以用手去推，也可以對著它吹氣，從后面吹、上面吹等。）（提示：引導學生開放式回答）
今天，讓我們一起利用紙來做一個毛毛蟲模型，研究一下毛毛蟲是如何向前運動的吧！
二、實驗過程（30min）
＊認識材料
師：請取出袋子中的材料，看看它們如何幫助你解決實驗問題？
教師帶領學生從袋子中取出材料，根據學生水平及實驗需要，引導學生初步觀察，并了解不同實驗材料特征及使用方法。
＊ 開始實驗
教師引導學生開展探究實驗，（注意：探究過程中，應以學生自主探究為主，如果學生遇到操作問題，教師可根據情況選擇為學生展示相應的手部視頻，幫助學生了解操作方法。）
1．建立假設，制作模型
師：根據手部視頻中老師的方法，首先用紙張折疊兩只不同的毛毛蟲。思考：哪種方式的毛毛蟲可能運動的更快？不同的折疊方式對它的運動會有什么影響？
學生取出毛毛蟲紙質材料，將紙質毛毛蟲取下，分別嘗試兩種不同方式的折疊。推測哪種折疊方式下毛毛蟲運動的更快。
2．驗證推測，確定最優模型
師：現在請用吸管嘗試在毛毛蟲身體多個位置吹氣，觀察兩種不同的折疊方式。
觀察并思考：吸管吹哪個位置可以讓毛毛蟲通過伸縮的方式向前運動？哪種伸縮方式的毛毛蟲運動的更快？請將你的實驗結果記錄在實驗記錄單上。（提示：如果學生多次嘗試仍沒有找到讓毛毛蟲運動起來的施力點，需教師演示手部視頻）。
3．改變實驗條件，設置實驗變量，收集數據
師：現在請兩人一組，再次觀察／比較（ppt中圖片）毛毛蟲和我們人類外形和運動方式的不同，如果我們在毛毛蟲身體里增加骨骼，是否會讓它運動的更好？它會對毛毛蟲的運動帶來什么影響？你得到什么樣的實驗結論？哪種方式才是更接近毛毛蟲運動的方式。（請將你的實驗結論記錄在實驗記錄單上）
學生各自拿出上一步已經確定的毛毛蟲模型，選擇其中一個毛毛蟲身體不做改變（作為對照組），給另外一個毛毛蟲身體增加骨骼（用點點膠將木棒沿著縱向依次粘貼在毛毛蟲腹面），在上一個實驗已確定的最佳位置吹氣，觀察該變化對毛毛蟲的運動帶來什么影響，并將實驗結果記錄在實驗記錄單上。
4．分析數據，得出結論
毛毛蟲的運動更接近哪種模型？它的體內是否有骨骼？為什么？學生分析已有實驗數據，將實驗結果記錄在實驗記錄單上。
5．拓展活動
師：接下來，根據剛才得到的實驗結論，兩人一組，選擇最佳折疊方式以及吹氣的位置，開始一次毛毛蟲的運動會。看誰的毛毛蟲運動最先到達終點。
三、分享與討論（10min）
教師引導學生對以下問題展開討論，分享自己的觀點。
1．讓毛毛蟲動起來你想了哪些辦法？
2．你是如何得到了毛毛蟲最佳運動方案？
3．毛毛蟲運動的伸縮和簡單的彈簧伸縮有什么不同？
4．想一想：這樣的運動特點在生活中會有什么應用呢？
四、實驗結論（5min）
師：通過這個實驗，請陳述一下你所看到的現象，并解釋這個實驗現象背后的科學原理。（教師可根據學生分享與討論的內容，結合以下信息做簡要總結。）
總結：
師：我們通過紙張的折疊并在恰當位置施加外力，模擬毛毛蟲的運動。通常折疊方式有兩種，一個是波紋狀，一個是“Ω”狀。通過測試施力點，“Ω”狀更符合真實的毛毛蟲的運動方式。通過改變其中一個變量（在確定的“Ω”狀身體的毛毛蟲身體上增加木棒，或改變施力點），測試實驗推測，最終確定，毛毛蟲身體內沒有骨骼，且是以拱起身體中后段，接下來向前向后伸展并重復此動作，形成蠕動完成運動。
在生物界，僅僅依靠身體變形波傳導獲得有效運動能力的動物（如蚯蚓、毛毛蟲）遍布整個地球，由于特殊的運動模式和省力結構，它們具有很強的環境適應性。毛毛蟲的爬行行動在于其自由伸縮的身體和交替運動的多足之間的相互配合。
（提示：教師可根據師訓視頻中的實驗總結部分，了解本次實驗的原理。）
五、拓展與遷移（5min）
教師可利用“科學大講堂”視頻，幫助學生拓展本節課相關知識。
師：科學大講堂中發生了哪些有意思的事情和有趣的實驗呢？讓我們一起去看看吧。播放科學大講堂視頻。
六、回顧與總結（5min）
教師請學生拿出活動單頁，引導學生完成自我反思與評價。
師：經過本節課的學習，你得到哪些收獲和成長？請將你本節課的實驗收獲和心得以及還需提高和優化的部分記錄在《回顧與總結》中，并對自己本堂課在科學興趣、科學實踐、科學思維方面的成長給予評價。(共20張PPT)
毛毛蟲動起來
1. 從視頻中你觀察到毛毛蟲是如何向前運動的？
2.觀察毛毛蟲的身體特點與它的運動方式有什么聯系？
現在給你一張畫有毛毛蟲身體的紙。
思考一下：如何讓你所制作的紙模型以最接近毛毛蟲真實運動的方式，快速的向前運動呢？
今天，讓我們一起利用紙來做一個毛毛蟲模型，研究一下毛毛蟲是如何移動的吧！
毛毛蟲卡紙×2
彩色吸管
木棍×5
點點膠
1.折疊毛毛蟲模型
首先用紙張折疊兩只不同的毛毛蟲。
思考：哪種方式的毛毛蟲可能運動的更快？不同的折疊方式對它的運動會有什么影響？
2. 吸管吹氣，讓兩只毛毛蟲動起來
用吸管嘗試在毛毛蟲身體多個位置吹氣，觀察兩種不同的折疊方式，吸管吹哪個位置可以讓毛毛蟲通過伸縮的方式向前運動？
哪種伸縮方式的毛毛蟲運動的更快？請將你的實驗結果記錄在實驗記錄單上。
3.毛毛蟲為什么可以這樣運動？
現在請2人一組，再次觀察、比較、討論毛毛蟲和我們人類外形和運動方式的不同。
4.給毛毛蟲增加骨骼會運動的更好嗎？
如果我們在毛毛蟲身體里增加骨骼，是否會讓它運動的更好？
它會對毛毛蟲的運動帶來什么影響？
5.給毛毛蟲增加骨骼會運動的更好嗎？
小組各自拿出毛毛蟲模型，其中一個毛毛蟲身體不做改變（作為對照組），給另外一個毛毛蟲身體增加骨骼（用點點膠將木棒沿著縱向依次粘貼在毛毛蟲腹面）
在最佳位置吹氣，觀察該變化對毛毛蟲的運動帶來什么影響，并將實驗結果記錄在實驗記錄單上。
6.拓展活動
接下來，2人一組，開始一次毛毛蟲的運動會。看誰的毛毛蟲運動最先到達終點。
1.讓毛毛蟲動起來你想了哪些辦法？
2.你是如何得到了毛毛蟲最佳運動方案？
3.毛毛蟲運動的伸縮和簡單的彈簧伸縮有什么不同？
4.想一想：這樣的運動特點在生活中會有什么應用呢？
我們通過紙張的折疊并在恰當位置施加外力，模擬毛毛蟲的運動。通常折疊方式有兩種，一個是波紋狀，一個是歐姆狀。通過測試施力點，歐姆狀更符合真實的毛毛蟲的運動方式。通過改變其中一個變量（在確定的歐姆狀身體的毛毛蟲身體上增加木棒，或改變施力點），測試實驗推測，最終確定，毛毛蟲身體內沒有骨骼，且是以拱起身體中后段，接來下向前向后伸展并重復此動作，形成蠕動完成運動。
在生物界，僅僅依靠身體變形波傳導獲得有效運動能力的動物（如蚯蚓、毛毛蟲）遍布整個地球，由于特殊的運動模式和省力結構，它們具有很強的環境適應性。毛毛蟲的爬行行動在于其自由伸縮的身體和交替運動的多足之間的相互配合。
請你回顧本堂課的學習過程
用心記錄下自己的成長與收獲吧！

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