双层巴士乐高模型教案设计方案

双层巴士乐高模型教案设计方案一、教学背景与设计理念在STEM教育与创客教育融合发展的背景下，乐高模型搭建作为“做中学”的典型载体，能有效培养学生的空间认知、工程思维与问题解决能力。双层巴士作为城市公共交通的标志性载体，其“双层结构、动力系统、空间利用”等特征蕴含丰富的工程设计逻辑。本教案以“双层巴士乐高模型搭建”为核心任务，通过“观察—设计—搭建—优化”的项目式学习路径，引导学生在真实情境中整合机械结构、创意设计、团队协作等素养，实现从“模仿搭建”到“创新设计”的能力进阶。二、教学目标（一）知识与技能目标1.理解双层巴士的核心结构（底盘、上层车体、动力系统、乘客空间），掌握乐高积木“互锁结构”“轴销连接”“对称搭建”等基础技巧；2.能独立完成双层巴士模型的模块化搭建（底盘稳定性设计、层间承重连接、车窗/车门创意装饰），并结合场景需求拓展功能（如添加公交站牌、乘客人偶等）。（二）过程与方法目标1.通过“实物观察—图纸分析—模型搭建”的流程，发展空间想象与工程制图能力；2.在小组协作中经历“问题发现—方案设计—迭代优化”的工程实践过程，提升批判性思维与动手调试能力。（三）情感态度与价值观目标1.激发对城市公共交通与工程设计的兴趣，体会“创意转化为实物”的成就感；2.培养团队协作意识与环保交通的社会责任感（如延伸讨论“新能源双层巴士”的设计方向）。三、教学准备（一）教具与材料乐高积木套装：包含基础颗粒、特殊件（轮子、轴、连接件、透明件）、人偶配件，建议每组配备中型套装（如乐高教育系列“交通工具套装”或创意系列散件组合）；多媒体资源：双层巴士实物图片（含内部结构、不同城市巴士造型）、运行视频（如伦敦红色巴士、香港双层巴士的行驶场景）、结构分解动态图（标注底盘、上层、动力系统的关键连接点）；辅助工具：分类托盘（按积木类型/颜色分区）、设计草图本、安全提示卡（强调“轻拿轻放”“工具归位”）。（二）环境与分组教学空间：配备小组工作台（4-5人/组），设置“展示区”“材料区”“调试区”；分组策略：异质分组（兼顾动手能力、创意表达、协作意识的学生搭配），每组推选“设计师”“搭建师”“调试师”“解说员”角色。四、教学过程（45分钟）（一）情境导入：城市交通的“移动风景”（5分钟）1.视频启发：播放3分钟城市交通混剪视频（含双层巴士穿梭街道、乘客上下车、不同城市巴士特色镜头），提问：“视频中最吸引你的交通工具是什么？它和普通巴士相比，结构上有什么特别之处？”2.问题驱动：展示真实双层巴士的剖面图，引导学生观察“上层与下层如何连接？底盘需要承受多大重量？车窗设计有什么作用？”，引出核心任务：“今天我们要用乐高积木，设计并搭建一辆既稳固又有创意的双层巴士！”（二）结构探究：工程逻辑的“拆解与重构”（10分钟）1.结构分析：结合实物图与乐高模型范例，拆解双层巴士的核心模块：底盘模块：“底盘是巴士的‘骨架’，需要足够稳固才能支撑上层和乘客，乐高里怎么实现？（提示：大颗粒底座、互锁结构、轮子的安装角度）”层间连接：“上层和下层如何‘粘’在一起又不会倒塌？（演示：用长梁、轴销或特殊连接件实现垂直承重）”功能模块：“乘客需要座位、车窗，司机需要驾驶舱，这些细节怎么用积木还原？（展示透明件做车窗、小人偶做乘客的创意）”2.小组讨论：每组围绕“我们的巴士要解决什么问题？（如‘双层空间利用率’‘行驶稳定性’‘外观辨识度’）”展开头脑风暴，记录3个核心设计点。（三）创意设计：从“图纸”到“方案”（8分钟）1.绘制草图：学生分组绘制“双层巴士设计图”，要求标注：结构比例（如底盘长度：上层长度=1:1或1:1.2）；关键连接点（层间用哪种连接件？底盘用多少个轮子？）；创意亮点（如“观光式全景车窗”“可开合的上层车门”“环保主题涂装”）。2.方案优化：教师巡视指导，针对“结构稳定性”（如上层过轻/过重）、“功能合理性”（如车门位置是否便于乘客上下）提出建议，每组修改方案后确定最终搭建计划。（四）实践搭建：工程思维的“落地生根”（15分钟）1.分步实施：底盘搭建：先完成“底盘+轮子”的基础结构，测试“行驶流畅度”（用手推动模型，观察是否跑偏、卡顿），调整轮子安装角度或底盘重量分布；上层搭建：用“框架+面板”的方式构建上层车体，重点解决“层间连接”（如用4根长梁从底盘垂直向上固定，确保上层不晃动）；细节装饰：添加车窗、车门、座椅、司机人偶，用彩色积木设计“城市主题涂装”（如“环保公交”“文化宣传巴士”）。2.教师支持：针对共性问题（如“上层倒塌”“轮子脱落”），用“问题引导法”启发学生解决（如“如果底盘太轻，能不能加几块积木？”“轴和孔的连接不紧，有没有其他零件替代？”）。（五）调试优化：从“成品”到“精品”（5分钟）1.性能测试：每组进行“三项测试”：稳定性测试：轻轻晃动模型，观察上层是否脱落；功能性测试：打开车门/车窗，检查是否顺畅；创意性测试：是否实现设计图中的亮点（如“全景车窗”是否透明美观）。2.迭代改进：根据测试结果，用“5分钟快速优化”时间调整结构（如加固层间连接、替换松动的零件、完善装饰细节）。（六）展示分享：创意成果的“交流碰撞”（2分钟）1.小组汇报：每组“解说员”用1分钟介绍：“我们的巴士叫什么名字？解决了什么问题？最满意的设计是哪里？”（如“‘彩虹号’双层巴士，用彩色面板做车窗，既美观又能让乘客看到风景，层间用了十字轴连接，特别稳固！”）2.互评启发：其他组用“一个优点+一个建议”的方式评价（如“优点：车门可以打开，很逼真；建议：上层的座位如果能更整齐会更好”）。五、教学评价（一）评价维度维度评价要点星级标准（★）-----------------------------------------------------------------参与度全程投入、主动协作、创意贡献★★★★★设计创意结构创新、功能实用、主题鲜明★★★★★搭建质量结构稳固、连接合理、细节精致★★★★★问题解决能发现问题、尝试多种方案优化★★★★★团队协作角色分工明确、互助高效、成果共享★★★★★（二）评价方式过程性评价：教师记录学生在“设计、搭建、调试”中的表现，结合小组互评；成果性评价：根据模型的“完整性、创意性、稳定性”进行星级评定，颁发“最佳结构奖”“最具创意奖”“环保设计奖”等特色奖项。六、教学延伸1.跨学科拓展：数学：测量巴士模型的长宽高，计算“上层空间利用率”（上层体积/总体积）；科学：探究“轮子数量与行驶稳定性的关系”，设计“三轮/五轮巴士”对比实验；美术：以“未来城市巴士”为主题，用绘画/乐高拓展设计（如“飞行双层巴士”“水下观光巴士”）。2.社会联结：实地调研：参观本地公交公司，采访设计师“真实巴士的设计难点”；社区展示：将模型陈列在学校展厅或社区活动中心，宣传“绿色出行”理念；家庭任务：与家长合作搭建“家庭版双层巴士”，记录亲子协作的创意点。七、教学反思与改进本教案通过“真实问题驱动+模块化搭建+创意拓展”的路径，兼顾了乐高搭建的“技能性”与“创造性”。教学中需注意：①