核心概念
- 生物需要水、空气、光、空间和合适的环境才能存活。
- 植物和动物与生态系统中有生命和无生命的部分互相作用。
- 科学家会长期观察生命系统，以了解它们如何变化。
- 工程师可以设计出帮助生物生长或存活的工具。
生物——植物、动物，甚至你自己——要活下去就需要一些东西：水、空气、光、空间，还有适合它的地方。一个区域里所有有生命和无生命的东西共同运作，就构成一个生态系统。花园里有植物和虫子（有生命），也有土壤、水和阳光（无生命），它们彼此依赖。和一天就能做完的实验不同，生物变化得很慢，所以科学家要连着好几天甚至好几周去观察。这一周你要种一颗种子，并改变它生活条件中的一样，然后长期观察哪种条件最有利于它生长。
需要掌握的词
- 有生命的
- 会生长、需要食物或水、并且能繁殖的东西，比如植物。
- 无生命的
- 没有生命的东西，比如水、石头或阳光。
- 生态系统
- 一个区域里所有有生命和无生命的东西，共同运作。
- 环境
- 生物所生活的周围条件。
- 发芽
- 种子开始生长、冒出成为植物的过程。
- 存活
- 通过获得所需要的东西而活下去。
实验： 种子生长实验
先做预测
在动手拿材料之前，先写下你认为这个实验会发生什么，以及为什么。先做预测，才把动手变成科学。之后你要把预测和真正观察到的结果做对比。
步骤
- 1
提问：种子要长得最好，需要什么——水、光，还是两者都要？
- 2
把一张湿纸巾折好放进每个透明杯子里，再把一颗种子贴着杯壁塞好，这样你能看见它。
- 3
布置不同条件的种子：一颗有水有光，一颗有水但放在暗处，一颗有光但没有水。
- 4
预测：你觉得哪颗种子会长得最好？写下你的预测。
- 5
公平测试：让种子本身保持一致，每次只改变一个条件。
- 6
长期观察：大约一周里每天检查一次。画下来、量一量你看到的变化，并写上日期。
- 7
解释并改进：比较这些种子，说明哪些条件有帮助，然后设计一个更好的方案，再种一颗种子来验证。
为什么会这样
一颗种子里装着一株小小的幼苗和一点储备的养分。当它得到水、空气和温暖时，它就会发芽——幼苗醒过来，用掉储备的养分，冒出芽来。长出叶子之后，植物需要光来自己制造养分、继续生长。这就是为什么没有水的种子根本无法起步，而放在暗处的种子虽然发了芽，之后却长得又弱又白。你看到的，正是生物存活所需条件的直接证据。
工程师如何运用它
工程师设计各种帮助生物生长和存活的工具：留住温度和光照的温室、慢慢给植物浇水的滴灌系统、自动补水的花盆，甚至给动物用的栖息地和庇护所。搞清楚生物需要什么，是设计出能帮到它们的东西的第一步。
你注意到了什么？
回头看看你的预测和结果，然后一起讨论这几个问题。
- 哪颗种子长得最好，哪颗最差？
- 没有水的那颗种子怎么样了？没有光的呢？
- 科学家为什么必须连着很多天观察这个实验？
- 你的种子需要哪些有生命和无生命的东西？
反思
画出你那颗长得最好的种子这一周的变化，并写一句话说明生物需要什么。
小挑战
设计你能想到的最好的种植方案，并预测你的种子一周能长多高。
想再深入一点吗？
在一个透明罐子里用土壤、一株小植物和一点水做一个迷你生态系统，观察它两周内的变化。
结束之前
- 我布置了不同条件的种子，并且只做了一处公平的改变。
- 我预测了哪颗种子会长得最好。
- 我连着好几天观察并记录了这些种子。
- 我能解释生物存活需要什么。
- 我设计了一个更好的方案并做了测试。
做完实验和反思了吗？把本周标记为完成，就能记录你在这门 6 周课程中的进度。
实验笔记
一边做一边写下自己的科学笔记，它们遵循你这周用的同一个循环。笔记只保存在本设备上，不会发送到任何地方。你也可以打印本课，用手写。
你想弄清楚什么？
你原本以为会发生什么，为什么？
为了做到公平测试，你只改了哪一样？
你看到、听到或量到了什么？
把你观察到的当作证据。
你会改什么来让它更好用？
把发生的事画下来
画出你的实验或改进后的设计，并把你改动的部分圈出来。