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國一上生物⏱ 約 20 分鐘JavalabHHMIMERLOTDb-IV-2

3.3 人體內物質的運輸

任務簡報:小惠量完脈搏後發現:運動前後心跳次數差很多,而且不同人恢復到平靜的速度也不一樣。準備好了嗎?跟著步驟動手探究,一關一關破解它!

小欣老師
1讀故事情境先進入狀況
2動手玩實驗先看步驟再操作
3記錄與闖關填數據、答問題
4自我驗證最後回頭打勾⭐
1

情境引導

小惠同學
🧭 探險情境

小惠量完脈搏後發現:運動前後心跳次數差很多,而且不同人恢復到平靜的速度也不一樣。到底心跳受哪些因素影響?我們可以怎麼「量」出證據來說明?

2

實驗工作站:Javalab

先把 5 個步驟讀完,再動手做!

💻 電腦版:同一個框框裡,左邊讀步驟、右邊做實驗,實驗畫面會一直陪著你。📱 手機版:先讀步驟,往下就是實驗艙。

🧑‍🏫 操作指導語(請依序完成)

小欣老師
  1. 1

    測量前的準備:找一個安靜、光線充足的地方坐下,將裝置(手機或電腦)鏡頭對準食指指腹,輕輕蓋住鏡頭即可,不要用力壓、也不要移動手指,以免影響偵測結果。

  2. 2

    靜息心率測量:安靜坐著休息 3 分鐘,等身體恢復到平常狀態後再開始測量,記錄畫面顯示的心率數值(次/分),填入下方「靜息心率」欄位。

  3. 3

    運動後心率測量:原地跳躍或深蹲 1 分鐘(動作強度以「會喘、心跳明顯加快」為準),運動結束後立刻將手指放回鏡頭前測量,記錄第一筆數值於「運動後立即」欄位。

  4. 4

    恢復期追蹤:之後每隔 1 分鐘測量一次,連續測 3 次,分別記錄於「運動後 1/2/3 分鐘」欄位,觀察心率如何逐漸恢復。

  5. 5

    重複驗證:將整個流程(靜息 → 運動 → 恢復)重複做一次,把兩次數據取平均,可以減少按壓力道不同、光線變化等造成的誤差。

💡 實驗小提醒
  • 若偵測不到心跳訊號,嘗試調整手指位置或改善光源。
  • 測量時盡量保持手指不動、不要說話,才能得到穩定的訊號。
  • 每個人的心率反應不同,數據若和同學差很多是正常的,可以留到討論階段一起分析原因。

🧪 實驗艙(讀完左邊步驟,在這裡動手做):

實驗艙空白或卡卡的?點右上角「🔎 放大操作」在新分頁開啟,手機操作更順手。
3

數據實驗室

小惠同學

把觀察到的結果填進格子;不知道怎麼填?按「填入範例」看看!

📏 小提示:不知道怎麼填?按「✨ 填入範例數據看看」,再改成你自己的觀察!

測量情境第 1 次 (次/分)第 2 次 (次/分)平均平均
靜息心率—
運動後立即—
運動後 1 分鐘—
運動後 2 分鐘—
運動後 3 分鐘—
4

探究關卡

小欣老師

用你的觀察與數據回答問題。卡住了就按提示;先寫下想法(5 個字以上),才能解鎖參考答案喔!

探究 1觀察與定題

從你的數據中,你觀察到什麼現象?你想進一步探究的問題是什麼?

回到實驗艙或數據表,找找看:什麼現象讓你最意外、最好奇?
試著用「我觀察到……」開頭,再問一個「為什麼」或「跟什麼有關」的問題。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

學生應能觀察到運動後心率明顯上升,並隨時間逐漸下降、趨近運動前數值;可探究的問題例如「心率上升幅度和運動強度有什麼關係?」或「不同人恢復到平靜心率所需時間為什麼不同?」

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

探究 2計劃與執行

這次測量中,哪些是操縱變因?哪些是控制變因(例如測量姿勢、休息時間)?為什麼要控制它們?

想一想:這個實驗中你改變了什麼?哪些條件保持不變?
照著操作步驟回顧你實際做了哪些動作,把觀察到的結果寫下來。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

操縱變因為「身體活動狀態」(靜息/運動後/恢復期各時間點);控制變因包含測量姿勢、每次測量前的休息時間、環境光線與手指按壓方式等,確保心率變化只反映運動的影響,而非測量誤差。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

探究 3分析與發現

將你的數據畫成折線圖(橫軸:時間,縱軸:心率)。心率恢復到靜息值大約花了多久?

看看你填的數據表:數字怎麼變化?有什麼規律或差異?
用「因為……所以……」把數據和背後的原因連起來。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

折線圖應呈現「運動後心率驟升 → 隨時間遞減 → 漸趨平緩並接近靜息值」的曲線;多數國一學生的心率通常在運動後 3~5 分鐘內大致恢復到接近靜息值,但仍因個人體能差異而不同。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

探究 4討論與傳達

運動時肌肉需要更多氧氣與養分,心臟為什麼要加快跳動?這跟循環系統的哪個功能有關?請用「心臟」「血液」「循環系統」等詞彙說明你的推論。
和同組同學比較恢復時間,若有人恢復特別快,可能的原因是什麼?

想想看:生活中哪裡也看得到類似的現象或應用?
試著用這一課學到的科學詞彙,把想法說清楚給同學聽。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

運動時肌肉細胞需要更多氧氣與養分以進行代謝,心臟因此加快跳動、增加每分鐘的心輸出量,透過循環系統把帶有氧氣與養分的血液更快運送到全身細胞,同時加速代謝廢物(如二氧化碳)的排除;心肺功能較好的人,心臟每次搏動能輸送更多血液,因此恢復到平靜心率所需的時間通常較短。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

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延伸挑戰(進階,選做)

還不過癮?點開下面的挑戰卡,繼續探險!

🚀 延伸挑戰:使用 HHMI Cardiology Virtual Lab 進行病例判讀 ▶

連結:https://media.hhmi.org/biointeractive/vlabs/cardiology3/content/index.html HHMI Cardiology Virtual Lab(英文介面,若未顯示,請點上方連結直接開啟) 在此模擬中,你將扮演醫生,透過聽診、心電圖等工具替病人做初步診斷。試著記錄:這位病人的心音/心電圖與正常人有何不同?可能對應到哪一種循環系統的異常?

🚀 前往挑戰

🚀 延伸挑戰:使用 MERLOT CardioLab 探討血壓恆定 ▶

連結:https://virtuallabs.merlot.org/vl_biology_blol_cardio.html > 此頁為資源介紹頁,需點擊進入後才能操作實際模擬,故不適合直接嵌入,請點連結開啟。 嘗試改變心率、血管半徑、血液黏度等變因,觀察血壓如何變化。這與下一個單元「血糖的恆定」中提到的「身體如何維持穩定狀態」有什麼相似之處?

🚀 前往挑戰

6

反思時光

最後幾題,沉澱一下今天學到的東西!

反思 1學習反思

這次的虛擬實驗和課本上的敘述比較起來,哪裡讓你更容易理解「循環系統的運輸功能」?

課本是文字和圖片,虛擬實驗多了什麼?(動手做?數據?變化?)
寫下最真實的想法就可以,反思沒有標準答案。
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🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

這題沒有標準答案,寫下你的真實想法就很棒!

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

反思 2學習反思

如果要在教室裡用真人(非虛擬工具)重現這個實驗,需要注意哪些操作安全或誤差來源?

課本是文字和圖片,虛擬實驗多了什麼?(動手做?數據?變化?)
寫下最真實的想法就可以,反思沒有標準答案。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

這題沒有標準答案,寫下你的真實想法就很棒!

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

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自我驗證:我學會了嗎?

跑完一整輪了!現在回頭檢查——下面四件事你真的會了嗎?會就打勾;不太確定?點旁邊的按鈕回那一關再練一次。

小惠同學小欣老師
🏆 探究迴圈完成!
你剛剛做了真正的科學探究:觀察 → 實驗 → 記錄 → 分析 → 表達 → 回頭驗證。
這就是科學家的一天。幫自己鼓掌!👏