5-6岁美式少儿科学课教案:小龙虾的结构.docx
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1、32小龙虾的结构教师知识背景小龙虾是教室里了不起的生物。它们令人兴奋,也易于照顾。通过近距离的观察,学生可以 学习关于动物结构有趣的细节,同时开展对生物体需求的敏感性,知道它是有攻击性的物种。 小龙虾可以像活的磁铁一样,使学生不休息,吸引到你的班级里。简而言之,小龙虾可以给 你的课堂带来新的生命。作为一种工具,可以询问适应性,特征的继承性和特征的变异性, 领土与群体行为,环境在生物上的压力。小龙虾是甲壳类动物。它们生活在水里或者潮湿的环境,通过腮进行呼吸来获得水里的氧气。 它们的外貌很奇怪,有一系列令人困惑的步行足,螯,和其他一些为了进食,感觉,加入其 他小龙虾交易的附体。全身装备有成千上万细
2、小的、像头发的感觉鬃毛,一些对化学物质敏 感,另一些对接触,小龙虾可以闻,感受,准确的听,尽管它们完全被坚硬的外壳覆盖。 小龙虾也有两对触须来感知环境,用复合的眼睛来看移动。它们是水生动物,但是可以在干 燥的陆地上逗留,只要鱼鲤保持潮湿。为了更紧密和个性化的遇见小龙虾,让我们复习一些 这种动物的自然历史。小龙虾喜欢黑暗和凉爽。在白天大局部时候,它们是单独呆在石头或者一丛植物下面,等待 黑暗,到那个时候,它们就可以出来搜寻食物。小龙虾是杂食的,它们吃所有能找到或者抓 到的不管是死还是活着的东西。大的食物被握住,用大钳子撕成碎片,通过在头附近的更小 的专门的脚送到嘴里。这就是小龙虾通常做的:白天游
3、荡,晚上找食物。但也有小龙虾的日常生活被打破的时候。雄性和雌性,被相互交流的信息所驱使,加入周期 性的交配,特别在春天。雄性可以被雌性用更大的钳子和更狭小的尾部告知,但这些特征并 不绝对。要说清楚,你必须把它们拿起来,看下面。雄性有两对改进的游水足(在尾巴下面, 小的像脚一样的腿尾/附属体),有白尖,在最后一对步行足之间。雌性有更长,更柔软的 游水足(为了握住卵),在步行足中间有白色的小孔。有些时候,交配后雌性可以产200 枚卵,它大规模的携带在尾巴下方。几周之后,卵孵化,一分钟一大堆,完美的形成,饥饿的小龙虾后代出现。一开始,它们沿 着雌性小龙虾的尾巴出来,吃微小的水生的食物,但很快,它们离
4、开这个平安的地方,自己 出去了。在最初的几天里,很多被鱼,昆虫和小龙虾吃了,但是一些仍然存活着去实现它们 的命运。思考一个问题:在一套盔甲里生活。小龙虾只有当壳剥落了才能生长(包含甲壳,或者说主 要身体局部的壳,尾巴的壳,腿的壳)。这就是小龙虾在做的。周期性的(在早期较频繁), 小龙虾会脱下老的,坚硬的壳,这个过程叫做蜕皮。没壳的小龙虾会被完整的完美的壳覆盖, 但通常是软的,复杂的,允许小龙虾扩展和生长。一天之后,新的壳会变硬,再一次给动物 装甲的外表以提供保护。学生通过为小龙虾制作住所,知道小龙虾的生活习性,小龙虾是杂食性动物。课后拓展观察生活中的其他生物,观察它们的不同结构。在微信群进行提
5、供,可以获得一张卡片为了准备蜕皮,小龙虾从他的外壳撤回了很多钙,把它们储存在头部的两个白色“药片”里。 钙是主要的小龙虾外壳的硬化剂,也可以加强人类骨头和牙齿。有这些珍贵的钙的提供,新 的壳可以在几小时里变硬,而不是几天或几周。小龙虾对学生来说是极好的用来学习的动物。它们在教室里走路,游泳,吃,隐藏,呼吸, 交配,然后正常的死亡。你的小龙虾栖息地是地球上生命的缩影。学生在和小龙虾一起的时 间里会学习到很多。小龙虾的结构和行为怎样帮助他们生存?你曾经想过为什么鱼生活在水里而不是田野的洞穴里?也许没有,因为从小我们就知道鱼生 活在水里。但是有一个很好的原因:它们适应水里的生活。它们有结构,功能和行
6、为让它们 有可能不止生活在水里,但是在那儿大量生长。任何结构和行为都会提高生物在环境里生存 的机会,就是适应。环境是由不同局部组成的系统,有生命的和没有生命的相互影响。金枪鱼的流线型外形,强健的身体,钱接式的鳍片,球状的眼球,用来提取水里氧气的腮都 是适应水里生活的。同样的一套适应在草地上对金枪鱼来说是没用的。适应为生物在特殊环 境下提供生存和繁殖的需求。小龙虾的结构有帮助它生存和繁殖的功能。坚硬的壳帮助它们阻碍捕食者,弹尾巴和在水里 向后弹跳也有同样的作用。它们有钳子来使它们免受其他种类的攻击。它们使用两对触须来 感受周围的环境,用眼睛来观察移动。它们有步行足和口器来帮助它们追逐,抓住和吃食
7、物。在这个探究里,会介绍适应的基本概念。通过这个探究,学生会观察小龙虾的物理结构,决 定这些结构的功能。鼓励学生比照小龙虾和他们自己的结构来发现相似的功能。例如,小龙 虾的钳子和人类的手很像。学生可以识别这些相似的功能。在几次仔细观察后,学生可以描 述小龙虾的一些行为,例如,在白天的时候回到黑暗的环境休息,转动一侧,使腮暴露在空 气里,当有物体靠近时会抬起钳子。所有的小龙虾,实际上是所有生物,都有从父母继承来的结构。雄性和雌性小龙虾交配后, 雌性会产下受精卵。年轻的小龙虾从卵里孵化出来会长得很像它们的父母。有很多小龙虾的 种类,每个种类都有很容易观察到的结构,让它们能和其他种类区分开。通过生物
8、的科学名 字是最好识别它们的。科学名称在物种名称后包含了属名。例如,一种小龙虾叫克氏原鳌虾。特质的变异在物种的个体里怎样影响生存?在一类小龙虾里,会有一些不同,学生会在班级里的小龙虾上观察到外观的变异。一些是因 为年龄或者性别,一些是因为和其他小龙虾打架。但一些变异是因为继承的特质。这儿是其他的例子。彩色的蹲鱼生活在高原湖泊形成了一个鱼的种群。当这些鱼都是彩虹的 特质,一些比其他的大,一些在鳍片上有斑点,一些背上的颜色更深,一些有更大的嘴。在 东部小河里的蹲鱼形成了另一个种群,分开的物种。彩虹蹲鱼和东部小河的鲜鱼是生活在高 原湖泊许多生物种群中的两个。鱼的这些变异可以观察到。但是种群的其他变异
9、很难观察到,除非你长期检测种群。同种类 的个体,它们的特征有些时候不同会给个体生存和繁殖提供优势。有些可能有的更快或者擅 长获得食物。另一些擅长躲避捕食者。一些在承受水温变化的范围更广一些。在环境给它们 增加压力时,这些个体可以生存并茁壮成长,更容易繁殖,有后代来继承这些特征。这些特 征会帮助后代在同样的环境里茁壮成长,并把它们的特征传递给后代。学生有机会来探究这些特征的变异,通过用电脑模拟昆虫繁殖和生存。模拟的昆虫是行走的 竹虫。颜色变异一一棕色、绿色、棕绿色的。学生会预测,探究在一个环境里,经过几代后, 每种颜色的竹虫会发生什么。学生可以探究同一个种群的竹虫在两个不同环境下,看环境怎 样影
10、响种群。适应的保护色会显现。小龙虾在它们的栖息地会展现什么行为?小龙虾是夜间的追踪者。因为它们多数活动发生在晚上。在自然栖息地很难观察它们的活动 进食、交配、寻找庇护所,争夺空间。当小龙虾把栖息地当作自己的家之后,在教室里 人为的栖息地更好观察。我们可能误解一些小龙虾的行为,认为小龙虾是暴躁的或者胆小的。它们都不是。这是在尝 试把人类的性格放到动物上,但是这不是有效的预测小龙虾行为。我们知道,当小龙虾抬起 钳子,或者突然快速的逃走,这是在它们栖息地里对额外刺激的先天反响。观察这种类型的 行为帮我们理解小龙虾怎样生活,它们怎样繁殖,确保这个物种的生存。在自然界里,小龙虾会在岩石、木头下面,或者挖
11、一个洞,找到一个舒适的庇护所。可以帮 助它们阻碍其他物种的入侵。这个“私人空间”是小龙虾的领土。为了保护它的领土,小龙 虾会与其他尝试入侵的小龙虾战斗。许多小龙虾只有一个钳子,很可能是因为在和其他小龙 虾为领土战斗时失去的。而不是和捕食者(绘鱼、浣熊、水獭)近距离的遭遇中丧失的。小龙虾有另一个神奇的适应。小龙虾失去一只脚或者钳子可以长出一个新的。这个过程称作 再生,会花一些时间,但是小龙虾确实会长出新的。动物每次蜕皮,新的肢体会更大一些。 许屡次蜕皮之后,就会具备功能。如果你看到小龙虾的一个钳子或者步行足明显比其他小, 很有可能是再生的肢体。为了观察领土行为,可以做标记,记录在一周或者更长时间
12、里观察它们在哪儿度过时间。栖 息地的石头和木头可以用标记的花盆进行替代。如果几天后可以通过圆点判断小龙虾出现在 哪个遮蔽物下。我们可以说“大红点”是它的领地。学生观察小龙虾的领土行为时,可以观察到其他有趣的行为。比方交配、携带卵、孵化、蜕 皮、打架、进食、游泳、行走和附器的再生。小龙虾和其他动物有什么相似的和不同的特征?其中一种学生们在校园中观察并与小龙虾做过比拟且被提过的生物体就是陆生蜗牛。这种陆 生蜗牛是自然的杰作之一。但因为它有着花园入侵者的名声,它许多优良的特质却不为人所 熟知。仅仅是因为它为了生存而对我们的菠菜、卷心菜和生菜造成危害,我们便与它们处于 一种对立的关系之中。但是在课堂上
13、,因为对学习更多生命的多样性的兴趣,让我们可以撇 开过往的偏见。陆生蜗牛属于腹足纲动物,其成员包括水生蜗牛(包含海洋的种类)和蜡蝠。这个名称的意 思是“胃足”。这是有一定道理的,因为它们整个躯体是通过腹部底面的肌肉结构的滑动来 运动,这一结构被称为足。这一动作产生的运动非常协调,足底肌肉波浪状的收缩可使腹足 动物在任何外表平滑地移动。以人类移动的标准而言,这一动作不够迅速,但你和你的学生 会为当你们转身思考的那么一瞬间,蜗牛可以移动多远而感到惊讶。一只坚决的蜗牛可以在 5分钟内轻易地走过1米,所以一整晚的时间,蜗牛可以走过一个足球场大小的长度。蜗牛 依靠它的足来移动,而小龙虾那么有步足和尾来推
14、动它在水中行进。陆生蜗牛有许多特征使得它们可以轻易被识别。它们只有一个外壳,通常呈螺旋状,集防卫 和保湿于一体。这个坚硬的外壳可以抵挡猎食者的进攻,同时在干旱时期提供庇护所。蜗牛 是湿生的种群,如果一只蜗牛不能找到盛水的洞穴来补足水分,它便会退回到受保护的藏身 处一一缩入它的壳内,并以一个坚固的外表封住壳口。蜗牛将守在壳中一直等到雨水、晨露 或者花园洒水器再次湿润周围的环境。这种被动的适应,很像冬眠,但却是被干旱所驱动而 非寒冷,故被称之为夏眠。蜗牛壳本身就是一项杰出的作品。壳的颜色和图案十分好看,螺旋盘卷是一种以高效而设计 的杰作。蜗牛的生长通过围绕粗糙壳的边缘来增添新原料。通过扩张居所的长
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