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?
🔑 參考答案
你應該觀察到:運動後心率明顯上升,並隨時間逐漸下降、趨近運動前的數值。可以探究的問題例如:「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的時間為什麼不同?」
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 💪
任務簡報:小惠發現運動前後心跳次數差很多!你的任務是——用虛擬心率偵測器量出自己的數據,破解心臟快遞的祕密。
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?
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)
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。
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。
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。
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。
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。
🧪 實驗艙(讀完左邊步驟,在這裡動手做):
把剛才測到的數字填進格子,「平均」會自動算好;不知道怎麼填?按「填入範例」看看!
| 測量情境 | 第 1 次 (次/分) | 第 2 次 (次/分) | 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 | — |
用你的數據回答四個問題。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!
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?
你應該觀察到:運動後心率明顯上升,並隨時間逐漸下降、趨近運動前的數值。可以探究的問題例如:「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的時間為什麼不同?」
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 💪
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?
操縱變因是「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。控制它們才能確保心率的變化只反映運動的影響,而不是測量誤差。
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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 💪
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?
折線圖應該呈現「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。多數人在運動後 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 💪
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。再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?
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 💪
還不過癮?點開下面的挑戰卡,繼續探險!
在這個模擬中,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?(英文介面)
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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「身體如何維持穩定狀態」有什麼相似之處?
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最後兩題,沉澱一下今天學到的東西!
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」?
虛擬實驗能讓你「即時看到」自己的心率隨運動而變化的實際數字與趨勢,比課本的靜態文字敘述更直觀,有助於把「心輸出量增加」等抽象概念與具體數據連結起來。
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 💪
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?
若改用真人操作(如把脈、聽診器),需注意:測量者應避免過度用力壓迫、避免讓有心血管疾病史的同學進行劇烈運動;測量時的情緒緊張、環境溫度、手部出汗等都可能造成誤差,應盡量控制環境一致並多次測量取平均。
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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 💪
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。