雙層巴士樂高模型教案設(shè)計方案一、教學(xué)背景與設(shè)計理念在STEM教育與創(chuàng)客教育融合發(fā)展的背景下，樂高模型搭建作為“做中學(xué)”的典型載體，能有效培養(yǎng)學(xué)生的空間認知、工程思維與問題解決能力。雙層巴士作為城市公共交通的標志性載體，其“雙層結(jié)構(gòu)、動力系統(tǒng)、空間利用”等特征蘊含豐富的工程設(shè)計邏輯。本教案以“雙層巴士樂高模型搭建”為核心任務(wù)，通過“觀察—設(shè)計—搭建—優(yōu)化”的項目式學(xué)習路徑，引導(dǎo)學(xué)生在真實情境中整合機械結(jié)構(gòu)、創(chuàng)意設(shè)計、團隊協(xié)作等素養(yǎng)，實現(xiàn)從“模仿搭建”到“創(chuàng)新設(shè)計”的能力進階。二、教學(xué)目標（一）知識與技能目標1.理解雙層巴士的核心結(jié)構(gòu)（底盤、上層車體、動力系統(tǒng)、乘客空間），掌握樂高積木“互鎖結(jié)構(gòu)”“軸銷連接”“對稱搭建”等基礎(chǔ)技巧；2.能獨立完成雙層巴士模型的模塊化搭建（底盤穩(wěn)定性設(shè)計、層間承重連接、車窗/車門創(chuàng)意裝飾），并結(jié)合場景需求拓展功能（如添加公交站牌、乘客人偶等）。（二）過程與方法目標1.通過“實物觀察—圖紙分析—模型搭建”的流程，發(fā)展空間想象與工程制圖能力；2.在小組協(xié)作中經(jīng)歷“問題發(fā)現(xiàn)—方案設(shè)計—迭代優(yōu)化”的工程實踐過程，提升批判性思維與動手調(diào)試能力。（三）情感態(tài)度與價值觀目標1.激發(fā)對城市公共交通與工程設(shè)計的興趣，體會“創(chuàng)意轉(zhuǎn)化為實物”的成就感；2.培養(yǎng)團隊協(xié)作意識與環(huán)保交通的社會責任感（如延伸討論“新能源雙層巴士”的設(shè)計方向）。三、教學(xué)準備（一）教具與材料樂高積木套裝：包含基礎(chǔ)顆粒、特殊件（輪子、軸、連接件、透明件）、人偶配件，建議每組配備中型套裝（如樂高教育系列“交通工具套裝”或創(chuàng)意系列散件組合）；多媒體資源：雙層巴士實物圖片（含內(nèi)部結(jié)構(gòu)、不同城市巴士造型）、運行視頻（如倫敦紅色巴士、香港雙層巴士的行駛場景）、結(jié)構(gòu)分解動態(tài)圖（標注底盤、上層、動力系統(tǒng)的關(guān)鍵連接點）；輔助工具：分類托盤（按積木類型/顏色分區(qū)）、設(shè)計草圖本、安全提示卡（強調(diào)“輕拿輕放”“工具歸位”）。（二）環(huán)境與分組教學(xué)空間：配備小組工作臺（4-5人/組），設(shè)置“展示區(qū)”“材料區(qū)”“調(diào)試區(qū)”；分組策略：異質(zhì)分組（兼顧動手能力、創(chuàng)意表達、協(xié)作意識的學(xué)生搭配），每組推選“設(shè)計師”“搭建師”“調(diào)試師”“解說員”角色。四、教學(xué)過程（45分鐘）（一）情境導(dǎo)入：城市交通的“移動風景”（5分鐘）1.視頻啟發(fā)：播放3分鐘城市交通混剪視頻（含雙層巴士穿梭街道、乘客上下車、不同城市巴士特色鏡頭），提問：“視頻中最吸引你的交通工具是什么？它和普通巴士相比，結(jié)構(gòu)上有什么特別之處？”2.問題驅(qū)動：展示真實雙層巴士的剖面圖，引導(dǎo)學(xué)生觀察“上層與下層如何連接？底盤需要承受多大重量？車窗設(shè)計有什么作用？”，引出核心任務(wù)：“今天我們要用樂高積木，設(shè)計并搭建一輛既穩(wěn)固又有創(chuàng)意的雙層巴士！”（二）結(jié)構(gòu)探究：工程邏輯的“拆解與重構(gòu)”（10分鐘）1.結(jié)構(gòu)分析：結(jié)合實物圖與樂高模型范例，拆解雙層巴士的核心模塊：底盤模塊：“底盤是巴士的‘骨架’，需要足夠穩(wěn)固才能支撐上層和乘客，樂高里怎么實現(xiàn)？（提示：大顆粒底座、互鎖結(jié)構(gòu)、輪子的安裝角度）”層間連接：“上層和下層如何‘粘’在一起又不會倒塌？（演示：用長梁、軸銷或特殊連接件實現(xiàn)垂直承重）”功能模塊：“乘客需要座位、車窗，司機需要駕駛艙，這些細節(jié)怎么用積木還原？（展示透明件做車窗、小人偶做乘客的創(chuàng)意）”2.小組討論：每組圍繞“我們的巴士要解決什么問題？（如‘雙層空間利用率’‘行駛穩(wěn)定性’‘外觀辨識度’）”展開頭腦風暴，記錄3個核心設(shè)計點。（三）創(chuàng)意設(shè)計：從“圖紙”到“方案”（8分鐘）1.繪制草圖：學(xué)生分組繪制“雙層巴士設(shè)計圖”，要求標注：結(jié)構(gòu)比例（如底盤長度：上層長度=1:1或1:1.2）；關(guān)鍵連接點（層間用哪種連接件？底盤用多少個輪子？）；創(chuàng)意亮點（如“觀光式全景車窗”“可開合的上層車門”“環(huán)保主題涂裝”）。2.方案優(yōu)化：教師巡視指導(dǎo)，針對“結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性”（如上層過輕/過重）、“功能合理性”（如車門位置是否便于乘客上下）提出建議，每組修改方案后確定最終搭建計劃。（四）實踐搭建：工程思維的“落地生根”（15分鐘）1.分步實施：底盤搭建：先完成“底盤+輪子”的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，測試“行駛流暢度”（用手推動模型，觀察是否跑偏、卡頓），調(diào)整輪子安裝角度或底盤重量分布；上層搭建：用“框架+面板”的方式構(gòu)建上層車體，重點解決“層間連接”（如用4根長梁從底盤垂直向上固定，確保上層不晃動）；細節(jié)裝飾：添加車窗、車門、座椅、司機人偶，用彩色積木設(shè)計“城市主題涂裝”（如“環(huán)保公交”“文化宣傳巴士”）。2.教師支持：針對共性問題（如“上層倒塌”“輪子脫落”），用“問題引導(dǎo)法”啟發(fā)學(xué)生解決（如“如果底盤太輕，能不能加幾塊積木？”“軸和孔的連接不緊，有沒有其他零件替代？”）。（五）調(diào)試優(yōu)化：從“成品”到“精品”（5分鐘）1.性能測試：每組進行“三項測試”：穩(wěn)定性測試：輕輕晃動模型，觀察上層是否脫落；功能性測試：打開車門/車窗，檢查是否順暢；創(chuàng)意性測試：是否實現(xiàn)設(shè)計圖中的亮點（如“全景車窗”是否透明美觀）。2.迭代改進：根據(jù)測試結(jié)果，用“5分鐘快速優(yōu)化”時間調(diào)整結(jié)構(gòu)（如加固層間連接、替換松動的零件、完善裝飾細節(jié)）。（六）展示分享：創(chuàng)意成果的“交流碰撞”（2分鐘）1.小組匯報：每組“解說員”用1分鐘介紹：“我們的巴士叫什么名字？解決了什么問題？最滿意的設(shè)計是哪里？”（如“‘彩虹號’雙層巴士，用彩色面板做車窗，既美觀又能讓乘客看到風景，層間用了十字軸連接，特別穩(wěn)固！”）2.互評啟發(fā)：其他組用“一個優(yōu)點+一個建議”的方式評價（如“優(yōu)點：車門可以打開，很逼真；建議：上層的座位如果能更整齊會更好”）。五、教學(xué)評價（一）評價維度維度評價要點星級標準（★）-----------------------------------------------------------------參與度全程投入、主動協(xié)作、創(chuàng)意貢獻★★★★★設(shè)計創(chuàng)意結(jié)構(gòu)創(chuàng)新、功能實用、主題鮮明★★★★★搭建質(zhì)量結(jié)構(gòu)穩(wěn)固、連接合理、細節(jié)精致★★★★★問題解決能發(fā)現(xiàn)問題、嘗試多種方案優(yōu)化★★★★★團隊協(xié)作角色分工明確、互助高效、成果共享★★★★★（二）評價方式過程性評價：教師記錄學(xué)生在“設(shè)計、搭建、調(diào)試”中的表現(xiàn)，結(jié)合小組互評；成果性評價：根據(jù)模型的“完整性、創(chuàng)意性、穩(wěn)定性”進行星級評定，頒發(fā)“最佳結(jié)構(gòu)獎”“最具創(chuàng)意獎”“環(huán)保設(shè)計獎”等特色獎項。六、教學(xué)延伸1.跨學(xué)科拓展：數(shù)學(xué)：測量巴士模型的長寬高，計算“上層空間利用率”（上層體積/總體積）；科學(xué)：探究“輪子數(shù)量與行駛穩(wěn)定性的關(guān)系”，設(shè)計“三輪/五輪巴士”對比實驗；美術(shù)：以“未來城市巴士”為主題，用繪畫/樂高拓展設(shè)計（如“飛行雙層巴士”“水下觀光巴士”）。2.社會聯(lián)結(jié)：實地調(diào)研：參觀本地公交公司，采訪設(shè)計師“真實巴士的設(shè)計難點”；社區(qū)展示：將模型陳列在學(xué)校展廳或社區(qū)活動中心，宣傳“綠色出行”理念；家庭任務(wù)：與家長合作搭建“家庭版雙層巴士”，記錄親子協(xié)作的創(chuàng)意點。七、教學(xué)反思與改進本教案通過“真實問題驅(qū)動+模塊化搭建+創(chuàng)意拓展”的路徑，兼顧了樂高搭建的“技能性”與“創(chuàng)造性”。教學(xué)中需注意：①