S5 动力机械进阶 · 备选入门铺垫系列 · 第12讲（B12）
伸缩机械手 —— 纯结构课（无马达），三角形vs四边形对比 + 剪刀式X形伸缩结构
授课教具：Lego 9686 ｜ 课时：90分钟 ｜ 受众：小学一二年级、基础薄弱孩子
一、课程基本信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 课程名称 | B12 伸缩机械手（纯结构课，无马达） |
| 所属阶段 | S5 备选入门系列（受众：小学一二年级） |
| 课时 | 90分钟（1.5小时） |
| 教具 | Lego 9686：光滑带孔梁×8、光滑销×12、3×7拐角梁×4、长摩擦销×4 |
| 前序课程 | B1-B11（已熟悉基础梁与销） |
| 后续课程 | 进入S5官方正课 |
| 核心任务 | 用X形剪刀结构做一个能伸缩的机械手，把远处玩具夹过来 |
| 本课在铺垫序列中的位置 | 纯结构课，让孩子亲手对比"三角形稳vs四边形动"，理解剪刀伸缩原理 |
二、教学目标
1. 知识与技能：
- 通过对比实验，理解三角形稳定性 vs 四边形不稳定性
- 认识新零件：光滑带孔梁、光滑销、3×7拐角梁、长摩擦销
- 理解光滑销（活动）vs 摩擦销（固定）的区别与用途
- 学会搭建剪刀式X形伸缩结构，多个X首尾相连
- 理解2点固定 vs 单点固定的差异
2. 过程与方法：
- 通过"救小猫"故事情境，激发搭建动机
- 能按4个步骤自主完成X形伸缩手搭建
- 能在生活中识别电动伸缩门、折叠门等X形结构
3. 情感态度：
- 在救援游戏中体验"变长变短"的结构乐趣
- 培养观察生活中结构的习惯
三、时间安排总览
| 环节 | 时长 | 核心内容 |
|---|---|---|
| C1 联系 Connect | 10分钟 | 救小猫故事引入（不先展示成品图）→ 看伸缩门/剪刀动画视频 |
| C2 原理（搭建前） | 15分钟 | 二年级大白话+示意图：四边形一推就扁、交叉成X变三角形；X形剪刀一拉就伸缩 |
| 拆解+零件 | 15分钟 | 真实折叠晾衣架照片拆解（红圈标注）→ 新零件实物对比（光滑销vs摩擦销vs半销） |
| C2 建构 Construct | 40分钟 | 图形化线条积木4步：备梁→拼X→串X→装爪子；最后才出示实景完成图 |
| C3+C4 反思延续 | 10分钟 | 复盘原理 + 生活迁移 |
| 1E 评价 | 贯穿+课后 | 课堂观察量规 + 课后小测 |
四、C1 联系 Connect（10分钟）10 min
⚠️ 此处不要先展示最终积木成品图！先让孩子带着问题进入，不要一上来就看到答案。
（一）故事情境引入（5分钟）
故事
"小朋友们，有只小猫咪困在墙缝里出不来！远处还有个玩具我们够不到——可是我们的手不够长，怎么办呀？"
引导："能不能做一个能变长又能变短的'机械手'，把小猫夹出来、把远处东西够过来？"
抛两个思考题：①什么东西能变长又能变短？②伸出去之后怎么稳稳夹住小猫？
引导："能不能做一个能变长又能变短的'机械手'，把小猫夹出来、把远处东西够过来？"
抛两个思考题：①什么东西能变长又能变短？②伸出去之后怎么稳稳夹住小猫？
（二）看视频引入（5分钟）
| 序 | 教师引导 | 学生掌握点 |
|---|---|---|
| 1 | 播放"伸缩门实验原理动画"，问：学校门口的门为什么能缩回去？ | 看到平行四边形一推就扁 |
| 2 | 播放"剪式升降机/彩色变形金刚"，问：这个剪刀一样的架子怎么把东西顶起来？ | 初步认识X形剪刀会动 |
视频卡见学生端 goal tab（4个B站视频）。
五、原理小课堂（15分钟·搭建前）15 min
用二年级大白话+学生端principle tab的卡通SVG讲，不要实景照片。
① 四边形 vs 三角形（7分钟）
引导话术："看老师这里——一个正方形（用手比一下），我一推，呀！变成扁扁的平行四边形了（做手势压扁）。可是三角形呢？我怎么推它都不动！"
板书/指图总结：
- 四边形（不稳定）：一推就扁 → 我们今天就要用它"会动"的特点来伸缩！
- 三角形（稳定）：怎么推都不动 → 如果在四边形里加一根斜杆、或者两根梁交叉成X，就变出好几个三角形，就"不散架"了。
关键秘密：四边形会动用来伸缩；交叉成X变出三角形用来不散架——这就是伸缩门能拉伸缩、又不会散架的秘密！
② X形剪刀一拉就伸缩（8分钟）
引导话术："两根梁交叉成X，中间用销子连起来——是不是像剪刀？剪刀一拉一合，X就张开合上，一拉就变长、一推就变短！"
让孩子空手比一个剪刀手势：大拇指和食指一张一合——这就是X形伸缩。多个X首尾连起来，就伸得更长。
六、拆解真实物体 + 认识零件（15分钟）15 min
（一）拆解真实折叠晾衣架（8分钟）
出示学生端build tab第①张图：assets/lesson-b12/build/real_scissor_annotated.jpg（真实折叠晾衣架照片，已画3个红圈）。
| 红圈圈住 | 真实物体是什么 | 我们用积木什么代替 |
|---|---|---|
| 🔴 交叉成X的节 | X形剪刀结构，一拉就伸缩像手风琴 | 两根梁交叉成X |
| 🔴 每个X中间的转轴 | 活动关节，能转动所以才能伸缩 | 光滑销（银色，能转） |
| 🔴 一头钉在墙上不动的端 | 固定端，尾巴固定住另一头才能伸出去 | 爪子/手柄用2点固定 |
过渡提问："真伸缩门一拉就变长变短——那我们用积木，用什么零件搭这个会动的X？关节又该用什么销呢？" → 引出零件认识。
（二）新零件认识对比表（7分钟·重点！）
| 零件 | 样子 | 特点 | 用在哪里 / 为什么选它 |
|---|---|---|---|
| 光滑销（银色） | 细细光杆 | 插进去能转动 | X形中间关节、X与X连接点——要活动，选它！ |
| 摩擦销（蓝色） | 粗粗带棱 | 插进去卡住不滑 | 爪子和手臂固定——要固定，选它！不能用它做X关节，否则卡死伸不开 |
| 半销 | 一半光一半棱 | 半活动半固定 | 今天不用，以后再认识 |
| 光滑带孔梁 | 白色长梁一排圆孔 | 轻、孔是圆的 | 当"小胳膊"做X |
| 3×7拐角梁 | 蓝色弯梁 | 弯成L角 | 当"小爪子"夹小猫 |
七、C2 建构 Construct（40分钟）40 min
建构目标
搭一个4节X形伸缩机械手，前端装蓝色爪子，能推拉伸缩去"夹小猫"。跟着学生端build tab的线条积木SVG示意图一步步搭，全部搭完才出示实景完成图。
Step 1：准备8根光滑带孔梁（8分钟）
点齐8根一样长的白梁，每两根一对。在每根梁中间孔里轻轻插一个光滑销（别插到底）。
操作要点：让孩子数一数"1、2、3…8"，确认梁的数量，避免少搭一节。
Step 2：拼4个X形剪刀单元（12分钟·重难点）
把两根梁交叉成X，中间用光滑销穿过中心孔连起来。
常见错误：①销插太紧 → X转不动，失败！要能活动转动。②两根梁不对齐中心孔 → X歪歪扭扭。引导：插好后用手掰一掰X，能张开合上才算对。
引导话术："X形就像剪刀的两片刀刃，中间那个销就是剪刀的螺丝钉——刀刃能张开合上，X也能！"
Step 3：把X首尾相连排成一串（12分钟·重难点）
上一个X的末端孔，和下一个X的首端孔，用光滑销连起来。连4个X。
关键！这是"越串越长"的秘密。常见错误：①连错孔位 → 伸不直。②销插成摩擦销 → 关节死住。连好后让孩子用手推一推整串——是不是像手风琴一样伸缩？
Step 4：装蓝色小爪子（8分钟）
在手臂最前端，用长摩擦销把两个蓝色拐角梁固定成爪子。
重点：爪子要2个点固定！只固定1个点，爪子会晃来晃去转圈圈，夹不住小猫。让孩子晃一晃爪子，晃不动才算固定好。末端让孩子自己创意搭个小手柄。
✅ 全部搭完后，再让孩子看学生端build tab最后1张实景完成图（step04.jpg），和自己的作品对比，找不同。
六、C3 反思 Contemplate（10分钟）10 min
| 教学目标复习（提问） | 参考答案 |
|---|---|
| 1、三角形和四边形，谁能变形？ | 四边形一推就扁（不稳定），三角形推不动（稳定）。我们用了四边形。 |
| 2、X形中间为什么用光滑销？ | 因为中间关节要能转动，光滑销插进去还能转。摩擦销卡住就动不了。 |
| 3、多个X连起来会怎样？ | 一个X伸一点，多个X连起来，手臂就伸得很长。 |
| 4、爪子为什么要2个点固定？ | 单点固定会晃，2点固定卡死才稳，才能夹住东西不掉。 |
七、C4 延续 Continue（10分钟）10 min
生活迁移：生活里还有哪些"X形剪刀伸缩"？
- 学校电动伸缩门：一按遥控器就缩回去
- 家里折叠门：一推就折成一小叠
- 折叠伞骨架：伞骨一节节张开合上
- 夹娃娃机爪子：爪子张开合上抓娃娃
- 阳台外伸晾衣架：推出去拉回来
拓展游戏：让孩子拿自己搭的机械手，去夹一个远处的小玩具，体验"变长够东西"的乐趣。
八、1E 评价 Evaluation 量规
| 维度 | ⭐ 待提升 | ⭐⭐ 良好 | ⭐⭐⭐ 优秀 |
|---|---|---|---|
| 知识理解 | 说不清三角形vs四边形 | 能说出四边形会动 | 能完整解释X形+光滑销+2点固定 |
| 搭建能力 | 需全程协助 | 能跟步骤完成大部分 | 自主完成X串联并装稳爪子 |
| 零件区分 | 分不清光滑销和摩擦销 | 能指出哪个是哪个 | 能说出"活动用光滑销、固定用摩擦销" |
| 表达迁移 | 说不出生活例子 | 能举1个伸缩例子 | 能举多个并说出"都是X形剪刀" |
九、课后反馈模板
课程主题：B12 伸缩机械手（纯结构课，无马达）
学习目标：
1、对比三角形稳定性 vs 四边形不稳定性
2、认识新零件：光滑带孔梁、光滑销、3×7拐角梁、长摩擦销
3、学会搭剪刀式X形伸缩结构，多个X首尾相连
4、理解2点固定爪子才稳
课程内容：
1、故事引入：小猫困在墙缝/玩具够不到，要做一个能变长变短的机械手（先不看成品图）。
2、原理小课堂：正方形一推就扁（四边形会动），三角形推不动（稳定）；交叉成X变三角形就不散架。
3、拆解真实折叠晾衣架：X形交叉节=剪刀结构、中间转轴=活动关节、墙上固定端=2点固定。
4、零件对比：光滑销（能转，做X关节）vs 摩擦销（卡住，做爪子固定）。
5、4步搭建：备8根梁→拼4个X→X首尾相连→装蓝色爪子（最后才看实景完成图）。
6、联系生活：电动伸缩门、折叠门、折叠伞、夹娃娃机、晾衣架。
课后任务：
①回家给家长讲一遍"为什么三角形推不动、四边形会动"
②路过学校大门，找出电动伸缩门里的X形剪刀
③撑开一把折叠伞，看看伞骨的关节
拓展密码：b12b