9686科学技术上要点

折叠椅
1你的家里一定有椅子，椅子是什么样子的呢？
2什么样的椅子才是比较舒服的呢？
3什么样子的椅子才可以是比较坚固的呢？
4椅子可以折叠吗？折叠椅一般用在什么地方，有什么作用呢？
5有什么办法可以让椅子既坚固又舒服，又可以折叠呢？
Design：
我们需要设计一把椅子，而且椅子的靠背能够前、后移动。

椅子靠背移动的时候,仍然要保持坚固.
Building：
按照搭建卡蓝1，搭建一个折叠椅。

（初级阶段需要给学生模仿。

）
1．用手用力向下和后压椅子的靠背与座位，为什么椅子一直是坚固的呢？
将折叠椅的靠背推到不同的位置。

当你在椅子的侧面看得时候，会看到什么形状？我们会看到一个三角形。

把三角形的边往里推，会发生什么情况？
没有任何物体发生移动，三角形形状未发生任何变化。

我们把三角形称为“刚性”！
当学生们推或者拉三角形模型上的任意两边，第三边都会撑住它们之间的夹角，阻止它发生变化。

这就是说这个模型的形状不会发生变化。

三角形是刚性的结构。

2.把折叠椅模型调到不同的位置。

为什么无论什么位置椅子都不会倒塌呢? 因为在所有的不同位置上都会有三角形构成,三角形是刚性的,坚固!
而且椅子与地面也构成了一个三角形,来支撑椅子的重量.
如果学生观察到这是一个由座位，靠背和调节杆构成的三角形，就表明他们已经理解了三角形是一种刚性的形状这一概念。

3.将黑色的轴从你的椅子里抽出来。

拿掉椅子的后背。

将轴插到不同的孔里后把椅子重新折叠在一起。

将折叠椅展开。

看看这时候椅子和之前有什么不同？
椅子的靠背比第一个向下倾斜的更厉害。

三角形也有各种不同的样子,一条边的倾斜度也是可以不一样的.但是都是刚性结构.
1这里有家人家，他们的一些家具有点不牢固了，你科研帮助他们来维修一下吗？
2折叠椅一般会用在海边的沙滩上,人们会在沙滩上,打开折叠椅,一边喝喝饮料,一边晒晒太阳.但是太阳太大的时候,会太刺眼睛,对身体也不太好.
你有什么办法吗?
给折叠椅加上一把遮阳伞!
2.如何可以让加上的遮阳伞和椅子一样可以根据阳光的强弱来调节角度,同时又是比较坚固呢?
和靠背一样,利用三角形是刚性的特点来使得遮阳伞也是坚固的.而且也可以调节角度.
遮阳伞的角度可以根据阳光的强弱来调节. 阳光强时候,就把伞的角度向下调低,当阳光弱时,就把伞的角度调高.
(注意:使用灰色的销,不能够使用黑色的销.因为黑色的削摩擦大,不容易转动.)
3.如果有更多的时间,为你的椅子设计一些附属装置，如扶手或者搁脚的踏板。

4.你设计的折叠椅还有什么其它特殊功能吗？
梁、过山车、房屋和其它结构上发现这种形状。

你还可以举出一些例子吗?
坐起来
Design ： 设计并搭建用马达来控制靠背角度的一张床,可以让病人自动坐
起。

.
Building：
引导孩子们，将注意力从马达上引入到关键功能的实现，保证可以将床摇起来！让学
生先完成手动的，再在手动的基础上装上马达即可！
杠杆臂：中间是轴孔，是非常好的抬起床头的一个零件；（套装中的每个零件都有其特
殊的作用！）
转动齿轮箱上的手柄，窗头也会跟着调节角度。

（可以让学生观察齿轮箱的自锁现象）
让学生认识马达、导线和电池箱之间的连接方法！（可以用电厂——电线——家里的风扇来做比喻，让学生记住！）
将马达加到模型上去！
马达与转轴之间的连接，可以使用轴连接！
1你的模型中最重要的部分是什么？杠杆和固着装置。

2病床是病人专用的，医院的病人是有病在身的特殊的人群。

所以这床一定要坚固，稳定。

你是用了什么办法呢？（想想之前我们做的结构活动）
之前的探索和研究只中我们已经接触过了LEGO 积木搭建的标准结构。

（两块板+上下个一根梁+竖直的梁+销）标准结构是一个比较牢固的结构。

我们也可以运用已经学过的“三角形是刚性”的结构基础的知识点来解决咳调节病床的牢固问题。

只需要在病床的床架上构成三角形。

枕头部位可以和床架构成可以活动的三角
形。

由于三角形是刚性的，所以整个床就
会比较稳。

3．观察马达控制靠背的角度与时间的关系.
Challenge：
病床还需要什么呢?医院里面轮椅也是需要的，为病人设计并搭建把轮椅。

活动吊桥
1.你知道世界上有哪几座著名的桥梁? 中国呢?
2.你可以画出桥的图样吗?
3.桥梁一般都是笔直的,但是如果有一艘巨大的万顿轮要开过桥,但是船太高了,过不过去?你有什么办法吗? 大家都会想到：活动的吊桥
Design:
设计并搭建一座非常坚固的桥，但是桥身是随时可以抬起来的，是一座可以活动的吊桥！
Building:
按照搭建卡，让我们来搭一座可以活动的吊桥。

搭建到第9 步。

1．你的桥可以活动吗？
2．为什么桥可以活动呢？
从侧面来观察吊桥，从吊桥的桥身上我们可以
找出四边形。

那么四边形有什么作用呢？
一个挠性的形状是可以改变的。

有的时候挠性的形状也是有用的。

吊桥之所以可以活动，就是因为有四边形的形状容易改变，是挠性的。

3．向下按平衡物（黑色的加重块）来把吊桥升起来。

当吊桥上升的时候，四边形的形状是如何改变的？
平摆着的菱形变成了立着的菱形。

当学生们升起或放下吊桥时，从侧面他们看到四条边的形状是如何改变的，正是这个挠性的形状才使得吊桥能够运行。

4.我们上次学习了三角形是刚性的，在吊桥上有没有利用三角形的刚性
呢？
从侧面来观察吊桥，从吊桥的基座上找出三角形.
如果学生们能指出蓝色卡片2 中的吊桥模型的底座上的三角形的，这表明他们已经知道吊桥的这一部分是刚性的。

世界上的许多桥梁都用到了三角形的钢性的特点来建造桥梁的桥墩和底座.
许多国家在建造斜拉桥的时候,就是考虑到了三角形的钢性.
（让学生说出自己身边的斜拉桥.）
5.桥是越坚固越好,你有什么办法使这座桥可以变得不再可以活动,要非
常地坚固呢?
可以加两根梁上去。

6.现在你再次升起吊桥发生了什么？为什么会这样呢?
我们无法将吊桥升起。

因为在桥身上,有了三角形,三角形是钢性的,形状不会改变.
这个桥梁模型是一个刚性的结构。

学生们可能会指出由加在两边的交叉梁构成的三角形阻止了吊桥的运动。

这表明他们已经理解了三角形是一种刚性的形状的这一概念。

7.原来的形状可以改变的四边形,为什么会变成形状不会改变呢?
可以用梁或者轴来组成三角形.
矩形不是刚性的形状。

但是可以通过增加内部的三角形使矩形变成刚性的。

三角形越多,坚固的程度就越高. 数一下,在你的桥上有几个三角形?
如果学生们能够指出由交叉的梁构成的两个三角形，那么他们就可能明白了这个概念。

连接方法注意:
用连接器来连接两根
轴. 连接器也可以将
轴与梁连接在一起.
8.下面的五边形和六边形都不是很坚固，把它们变得坚固一些！
图中有几个三角形? (一种让学生强化
三角形意识的思维训练! )
1.三角形是坚固的，形状不会发生改变，我们在实际应用中是非常多见的。

那么四边形的形状会发生改变，那么它在实际中有用吗？
敞棚车的车棚就是利用了四边形的形状
可以发生改变而制作的。

延续中的联系,为以后利用形状来解决问
题做准备!
2,比比看,谁的活动桥可以延伸得最长?
(注意在有限的材料中使用,培养学生合理使用材料的意识与能力)
3．活动桥对接（团对游戏）
游戏引导孩子们去同意桥面的高度和对接空的宽度。

4．设计一种转动摇柄，可以控制桥身的升起和下降。

引导孩子们自己去想出这个方法！可以利用“齿轮箱+连杆”
摇动手柄，桥身被抬起，由于齿轮箱自锁作用，所以桥身不会落下来。

转动式敲鼓器
1大家都喜欢音乐吗？
2你可以说出几种乐器呢？例如：钢琴，鼓等等。

3钢琴是如何来发音的？
让我们研究一下钢琴是如何来产生声音的。

Design: 设计并搭建一架可以敲打出声音的机器。

一根鼓锤的！
Building:
搭建蓝色卡片3 上的模型，但是只做到第6 步。

曲柄半径越小越省力。

注意：齿轮只能往一个方向旋转。

这一部分机械装置类似于棘爪与棘轮机构。

1．试着旋转黑色的把手几次，先向一边旋转，再向另一边旋转，看看分别发生了什么？
当向一边旋转的时候，模型发出敲击的声音。

把手无法向另一边旋转。

2．请找到你模型中的杠杆。

把它画下来并标上：作用力，支点和负载。

敲鼓器就是一根杠杆。

销的位置就是支点。

鼓锤部分就是负载。

学生们可以证明模型中的鼓槌就是杠杆。

如果学生能指出齿轮上的那个往下压长梁末端的灰色的连接销就是作用力的话，而敲击的那一端就是负载，那么他们可能已经理解了这个概念了。

2．杠杆上的力是从哪里传递过来的？让学生找到实力点！
从摇动手柄，再通过齿轮上的销传递到杠杆上。

鼓锤的运动方向和力是相反的。

3．不看搭建卡，搭出第二根鼓棒。

当你反复旋转黑色的手柄时，会产生一种什么样的敲击声？
这是一种连续的敲击声，就象水不停地往下滴的声音。

当手柄转动一圈，会敲击两次。

两边销的数量是一样的：两根杠杆，一边一个销，轮流依次对杠杆施力。

所以可以听到每根鼓棒敲出来的声音节奏是一样的。

1在两根杠杆的情况下，观察一下每根杠杆的两端移动的距离。

2节奏的变化可以音乐动听的体现。

学生们可能还会指出鼓槌用来敲击的那一端比另一端上下移动的距离要大。

这是因为用来敲击的那一端离支点较远。

这就是一个杠杆被用来增加上下移动距离的例子。

想一个办法，让钢琴演奏出节奏变化的音乐！
观察：销的数量不一样，节奏还一样吗？如果一边是5 个销，另一边是3 个销，那么节奏是怎么样的呢？
6．“把黑色的重压砖放到其中一个鼓槌的顶部，就可以使敲击声变大。

”你认为这种说法是正确的吗？
我们认为是正确的。

试一试! 正确吗? 是的。

Challenge
我们现在用的鼓锤是一样的积木，在套装中有各种不一样的积木块，试一下每块积木，选出你认为最喜欢的积木作为你的鼓锤。

钢琴的声音非常动听，因为钢琴可以敲打出许多的音符。

我们也在模型上试一下，可以敲打出更加多的音符！三个甚至更多！
有几个音符，就需要几根杠杆。

注意，鼓锤处的积木块也可以不一样。

钢琴有几个音符? 两组合作设计出一架钢琴,最多可以设计出几个音符呢?
7 个音符的注意,现在需要敲击的音符要有次序,必须是依次来敲击的,你如何来做到呢?
3．除了钢琴和鼓以外，还有什么是利用杠杆原理来发音的？
例：打字机
打字机也有许多键，敲打下去也会发出许多的声音，有没有仔细地听过？
4．游戏：
(1).给学生们分组，让他们画出自己的敲鼓装置的设计图，然后看其它组的同学能否照图纸把它们制作出来。

(2).击鼓传声：老师安排学生轮流敲打自己的鼓。

先轮流传
一个音。

再轮流传几个音乐。

也可以集体演奏进行曲。

(3).全班一起来演奏一曲鼓乐.
汽车刮雨器
1司机会用什么方法来解决呢？
2如果雨下得很大的话,司机会怎么办?
3你知道在汽车窗上的这个可以刮掉雨水的装置叫什么吗?
4刮雨器又是如何来工作的呢?
Design
为小汽车设计并搭建一把雨刷 (在图上画出你的雨刷驱动方式
).
Building:
找到蓝色卡片 4，搭建蓝色活卡片4 上的刮雨器，只要进行到步骤
8
1. 哪里是雨刷？在模型中指出雨刷的位置。

让学生仔细观察这个机构的运动规律,是不是有点象火车的轮轨?记住这个机构的作用!
2．连续朝一个方向转动黑色的手柄几次，然后再朝反方向转动。

转动手柄的时候方刮雨器是如何动作的？
不管我们朝哪个方向转动手柄，刮雨器都是前后摆动。

3．在黑板上画出这根雨刷的轨迹
孩子们会发现,雨刷运动所产生的轨迹是一个扇形!
学生们可以分别测量一下刮雨器底端所移动的距离和顶端所移动的距离,并进行比较。

取决于不同的测量方式，学生们会发现，刮雨器顶端所移动的距离通常是底端距离的3－4 倍。

4．再一次转动黑色的手柄。

请注意刮雨器的底端只移动了一点点，而它的顶端却已移动了很大一段距离。

为什么要这样？
刮雨器的顶端必须能移动很长的距离，只有这样才能擦干净整块玻璃。

所以，离开支点越远的地方，它移动的距离就越大。

杠杆能将运动的距离放大。

挡风玻璃上的刮雨器是也是利用杠杆的这个原理来进行工作的。

5．随着汽车工业的发展，雨刷变成了两根。

不看搭建卡,让孩子们设计并搭出两根雨刷。

6．为两根雨刷会朝着会朝一个方向摆动？雨刷当中的那根梁有什么作用？
两根杠杆，两个支点。

两根雨刷就是一套联动的杠杆。

第一根杠杆会通过连杆给第二根杠杆再一个力的作用。

仔细观察一下，要使得两根雨刷朝一个方向摆动，当中连杆的两个销的位置
有什么关系？
是在同一个位置的孔上。

7．在一面玻璃或纸上试一下？观察一下，两根雨刷和一根雨刷相比，哪个刷的面积大？
让学生明白技术发展的重要性，知道两根雨刷的优点和进步。

1.改变你的模型上支点的位置，变成一个鼓掌的模型。

可以一下拍手，再一下就想张开双臂一样。

（老师动作演示）
2.如果要让连根雨刷象拍手一样摆动的话，应该如何连接连接梁？
梁的连接就不能在一个位置了,一高一低,让孩子们找出这种方法!
3．连续转动黑色手柄时，会发生什么情况？
刮雨器的两个雨刷朝相反的方向摆动，就像鼓掌一样。

4.生活中你在车上最常见到的刮雨器是哪种？
5.那么三根或四根雨刷，你可以吗？
要让雨刷样拍手一样，注意连接梁的销与雨刷的支点的位置。

飞轮车
1你乘过哪几种汽车？
2汽车为什么会开动？
3轮子对汽车来说有什么作用？
4如果车子要开得快的话,它应该是怎么样的?F1为什么会开得这么快? 5如果一辆车子,它没有汽油和电,你相信它还会向前开动吗?
6你知道飞轮车吗?
7驼螺为什么一直可以转下去,转很长时间?
Design:
设计并搭建一辆车子,转动它的轮子,放手后可以让它向前行驶一段距离!
Building:
搭建蓝色卡片5 中的车辆模型，只进行到步骤8
只让孩子们模范出一辆飞轮车的底盘结构,飞轮的添加留在反思部分!
底盘有负载的齿轮单位的放置,孩子们可能会出现粗心,为后面的搭建造成一点麻烦,所以要孩子们一开始就要仔细!
1. 在模型车上找到轮轴:
4 个轮子就是轮轴。

2．许多车的轮子比较大，比如说：吉普车。

改变模型，在车的后轮换上大轮子。

比较一下，大的轮子好吗？
3．把模型拿在手上，转动它的一个后轮。

请注意，飞轮是如何被带动起
来的。

把车子放在地面上。

让车贴地面，并推动它，使之向前滚动大约1 米，然后放开它。

z 你的又车走了多远？48厘米。

z 请写下使你的车走得更远的办法。

推得再用些力，再快些。

z 试一试!对吗？正确
4．飞轮：
风车转动，就会产生能量。

风车转动得越快，能量也就储藏得越多。

我们现在有用风车
来发电的。

车也一样，轮子转动得越快，就越难停下来，转动得越快能量就越大。

飞轮是一种加重的轮子。

转动的飞轮储存有能量。

正是这种能量使飞轮
不停地旋转。

(惯性!)
5.飞轮为何会比四个车轮要滚动得快?
这辆车上的飞轮是通过齿轮装置与后轮相连的。

转动后轮同时也带动了飞轮。

这种“加速传动”使飞轮比后轮转动速度要快。

飞轮转得越快，它储存的能量就越多。

6.让小车在紧贴地面的情况下，缓慢地推动它。

首先学生们会发现有一点阻力，随着飞轮转速的加快，这种阻力越来越小。

松开手后，车继续向前运动，直到飞轮停止转动。

7. 学生们可测量一下松手后车移动的距离。

比比谁开得最远?
通常飞轮的转速越快，小车跑的距离就越远。

由于小车每次滑行的距离都不同，因此学生们可能会想到要把平均值算出来,多赛几次,比比平均值!
Challenge
1.给车再添加一个飞轮!
1. 在小车安上第二个作为飞轮的大的轮胎，看看效果有什么不同。

推动小车的阻力会比先前的模型大。

因为他们要让更大的飞轮转起来。

他们会发现，虽然飞轮的旋转速度没变，但是这个模型比第一个滑行的距离远。

这是因为这个飞轮的质量更大，储存的能量也更多。

2. 学生可能还想通过更换齿轮，使飞轮转得更快一点。

如果他们预见到这样的一辆车能走得更远的话，他们可能已经明白了飞轮能够储存能量的概念.一些用来推动模型的能量传递给了飞轮。

少部分能量因为摩擦的作用转化为热能，但是大部分能量都已储存在运动的飞轮中。

当车滑动时，飞轮中的能量又反过来通过齿轮传递给车轮。

3.比比，最终谁的飞轮车最远?
老师可以从9649 中，挑选出轮子给孩子们使用，把两个轮子叠在一起，这样他们的飞轮的质量就更大，
小车会跑得更远了！让孩子们挑战最远的距离！
（板书上记录成绩）
滚桶式传送带
1你有没有去过工厂？在工厂里面传送货物是用什么来传递的呢？2有没有看见过传送带？有没有看见过流水线？
3传送带为什么能够传送货物并且将它们传送到指定的区域呢？4货物为何可以在传送带上面被运走呢？
Design:为一家工厂设计并搭建一条滚桶式(利用轮轴)的传送带.可以根据需要来
转变传送货物的角度,可以水平传送,也可以从上下传送
.
Building:
1．找到传送带上面的轮轴。

仔细地分清轮态的内侧与外侧。

轴套要装在轮胎的外
侧。

货物可以在轮轴上，通过轮轴的滚动，来带动货物的传送。

2．将滚筒式传送带平放，下面那一种更容易？
在滚筒式传送带上推动黑色的加重积木块。

在桌子上推动黑色的加重积木块。

再用力来推动它。

比较一下，两种方法，哪种更省力？
滚筒式传送带通常是水平使用的。

学生们搭建第一个模型后，他们就可以研究水平放置传送装置是如何工作的的。

当他们把类似于加重积木快物体沿着滚筒推动时，会发现不需要花多大力气。

他们还可以用不同长度的物体来做试验。

轮轴有省力的作用。

3．有的工厂里面根据工作的需要，要上下地传送。

所以需要把传送带调节成一个角度传送。

将滚筒式传送带倾斜着摆放。

从顶部把加重积木块放下，会发生什么情况？
加重积木块沿滑到底部。

将滚筒式传送带摆放成一个较缓的斜坡。

从顶部把加重积木块放下，会。