S5 动力机械进阶 · 备选入门铺垫系列 · 第13讲(B13)
十字弩 —— 皮筋动力·弹性势能→动能,第一次让孩子感受"储存力气→松手放出去"
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 | B13 十字弩(备选入门课) |
| 所属阶段 | S5 官方课之前的入门铺垫系列(受众:小学一二年级、基础薄弱孩子) |
| 课时 | 90分钟 |
| 教具 | Lego 9686(白色光滑梁、蓝色拐角梁、红色小连接件、黑色皮筋、销子、黑色长轴) |
| 前序课程 | B1-B12 已完成 |
| 后续课程 | 进入S5官方课 |
| 核心任务 | 搭一把皮筋动力小十字弩,把软积木/纸团弹射出去 |
| 本课核心 | ①认识弹力与弹性形变;②弹性势能→动能的能量转换;③滑道+撞针+两翼结构 |
二、教学目标
1. 知识与技能:
- 认识弹力:皮筋/弓臂被拉长(弹性形变),松手会弹回去
- 初步理解能量转换:皮筋被拉长时把力气"存"起来(弹性势能),松手后力气变成飞出去的速度(动能)
- 认识新零件:白色光滑梁(滑道)、蓝色拐角梁(弓臂)、黑色皮筋(动力源)
2. 过程与方法:
- 通过"拉一点点 vs 拉满满"实验,直观感受"拉得越满飞得越远"
- 能按10步完成搭建并安全试射
3. 情感态度:
- 在古代兵器故事中感受机械的魅力
- 建立"安全第一"的发射规则意识
三、时间安排总览
| 环节 | 时长 | 核心内容 |
|---|---|---|
| C1 联系 Connect | 10分钟 | 引导问题开场(不展示成品图)→看视频→安全说明 |
| C2 原理 Construct(搭建前) | 15分钟 | 大白话讲"皮筋存力气→松手变速度"+拉得越长飞得越远 |
| C3 拆解+零件 | 15分钟 | 看真弓照片红圈拆解→新零件实物+对比(皮筋vs绳子vs弹簧) |
| C4 分步搭建 | 40分钟 | 线条积木分步6步→最后才看实景完成图→试射 |
| C5 反思+延续 | 10分钟 | 复盘问答+生活迁移+拓展实验 |
| 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
⚠️ 课前提醒教师:此处不要先展示最终成品图!不要一上来就把搭好的小弩给孩子看——要先讲故事、提问题、讲原理,最后搭建时才"拆着给"。
(一)引导问题开场(3分钟)
引导
教师开口问:
"小朋友们,古代人用弓把箭射到很远的地方——
可我们怎么把一颗小积木像箭一样弹出去呢?
拉一拉、松一手,小积木就飞出去了。信不信?"
让孩子猜一猜:为什么拉一拉、松一手,东西就会飞出去?
"小朋友们,古代人用弓把箭射到很远的地方——
可我们怎么把一颗小积木像箭一样弹出去呢?
拉一拉、松一手,小积木就飞出去了。信不信?"
让孩子猜一猜:为什么拉一拉、松一手,东西就会飞出去?
引导话术:"弓箭手为什么要把弓拉满?拉一点点箭能飞远吗?"(让孩子自由猜,不急着给答案)
(二)看视频引入(5分钟)
| 序 | 教师引导 | 学生掌握点 |
|---|---|---|
| 1 | 播放"橡皮筋弹力原理小实验",看皮筋怎么把东西弹出去。 | 知道皮筋能拉长、松手弹回去 |
| 2 | 播放"橡皮筋弹力车",问:皮筋的力气怎么变成小车跑的力气? | 初步感受"存力气→放出去" |
| 3 | 播放"十字弓结构3D动画",看古代弩长什么样。 | 知道弩有弓臂、有弦 |
(三)安全红线说明(2分钟)
⚠️ 安全红线(课前必讲):
1. 发射物只能用软积木或纸团,绝对不能用小石子、硬东西!
2. 绝对不能对着人、不能对着眼睛!
3. 只能对准墙上的靶子或空地发射!
1. 发射物只能用软积木或纸团,绝对不能用小石子、硬东西!
2. 绝对不能对着人、不能对着眼睛!
3. 只能对准墙上的靶子或空地发射!
五、C2 原理 Construct——搭建前先讲明白(15分钟)15 min
教学原则:给一二年级孩子讲原理,不要用术语堆砌,用"存钱钱包"的比喻,配卡通示意图。
(一)三步看懂:拉 → 存 → 飞(8分钟)
| 步骤 | 教师话术(大白话) | 孩子要记住的 |
|---|---|---|
| ① 拉开皮筋 | "看,老师把这根皮筋拉长——皮筋变长了,它'憋着一股劲'想弹回去!" | 皮筋被拉长 = 弹性形变 |
| ② 力气存起来 | "这股劲就像把力气存进钱包里存起来了。拉得越长,钱包越鼓,存的力气越多!" | 弹性势能 = 存起来的力气 |
| ③ 松手飞出去 | "一松手——钱包打开,存的力气全变成飞出去的速度,小箭就'嗖'地飞出去啦!" | 动能 = 飞出去的速度 |
(二)关键结论(5分钟)
结论
带孩子一起说三遍:
"皮筋拉长 = 存力气!"
"松手 = 力气变速度!"
"拉得越长 → 飞得越远!"
"皮筋拉长 = 存力气!"
"松手 = 力气变速度!"
"拉得越长 → 飞得越远!"
小实验:现场拿一根皮筋,拉一点点 vs 拉满满,弹一张纸团——让孩子亲眼看到"拉满满飞得远"。
(三)过渡提问(2分钟)
"懂了吗?皮筋存力气、松手推小箭飞出去。
那我们搭积木小弩的时候——
· 用什么做弓臂(挂皮筋的两个翅膀)?
· 用什么做皮筋(存力气的)?
· 小箭放在哪里飞出去?
带着这3个问题,我们先看看真弓长什么样!"
那我们搭积木小弩的时候——
· 用什么做弓臂(挂皮筋的两个翅膀)?
· 用什么做皮筋(存力气的)?
· 小箭放在哪里飞出去?
带着这3个问题,我们先看看真弓长什么样!"
六、C3 拆解+零件(15分钟)15 min
(一)看真弓照片,红圈拆解(8分钟)
打开学生端 build tab 第①段,展示真实射箭照片(已用红圈标注):
| 红圈部位 | 真弓上是什么 | 积木小弩用什么代替 |
|---|---|---|
| 弯弯的弓臂 | 木质弯弓身,把弦两头挂在这里 | 蓝色拐角梁(L形)弯过来当两个小翅膀 |
| 弓弦 = 皮筋 | 有弹性的弦,拉它存力气,一松手弹出去 | 黑色皮筋,两头挂在弓臂尖上 |
| 箭飞的方向 | 箭沿着直线飞出去 | 小箭放在白色光滑梁滑道上,沿滑道直直飞 |
引导话术:"真弓是木头做的,我们用积木代替——弯木弓臂→蓝色L形梁,弓弦→黑色皮筋,箭→软积木/纸团。"
(二)认识新零件(7分钟)
新零件
① 白色光滑梁(长直梁):上面一排圆孔,直的——做滑道(小箭的跑道)。
② 蓝色拐角梁(L形弯梁):弯过来像"L"——做两翼弓臂(挂皮筋的翅膀)。
③ 黑色皮筋(橡皮筋):能拉长又弹回来——做动力(力气钱包)。
② 蓝色拐角梁(L形弯梁):弯过来像"L"——做两翼弓臂(挂皮筋的翅膀)。
③ 黑色皮筋(橡皮筋):能拉长又弹回来——做动力(力气钱包)。
同类对比小实验(关键!)
| 材料 | 拉长后松手会怎样 | 能存力气吗 | 选它吗 |
|---|---|---|---|
| 皮筋 | 拉长了松手,弹回去 | 能! | ✅ 选它 |
| 绳子 | 拉长了就拉长了,回不去 | 不能! | ❌ 不选 |
| 弹簧 | 弹回去,但力气太大 | 能,但太猛 | ❌ 小朋友拉不动 |
让孩子亲手拉一拉皮筋、拉一拉绳子,对比感受——"只有皮筋能拉长又弹回来,力气刚刚好!"
七、C4 分步搭建(40分钟)40 min
搭建原则:跟着学生端线条SVG分步走,不要一上来就给实景完成图——按步骤一步步拼,最后才给实景图对照。
Step 1:拼两个L形(5分钟)
蓝色拐角梁(弯的)+ 白色光滑梁(直的),用销子连起来,做两个"L"形。
教师话术:"看,蓝色的弯弯梁 + 白色的直直梁,销子一插,就是一个L!做两个一模一样的。"
常见错误:销子没插到底,L形松松垮垮。强调"插到底,晃不动才算好"。
Step 2:中间夹一根滑道(8分钟·关键)
两个L形中间夹一根白色光滑梁,用销子插紧。这根白色梁就是撞针滑行的滑道。
关键!滑道一定要直直的、牢牢的。歪了撞针就滑不动,小箭飞不直。
Step 3:竖起两个弓臂(5分钟)
把蓝色拐角梁竖起来,一头连在滑道上,一头翘起来——这就是两翼(弓臂)。
教师话术:"看!两个小翅膀翘起来了,像不像一只大蚊子?皮筋等下就挂在两个翅膀尖上。"
Step 4:挂黑色皮筋(8分钟·重难点)
把黑色皮筋一头挂在左弓臂尖、一头挂在右弓臂尖,中间拉住撞针位置。
⚠️ 皮筋挂的时候别松手弹到自己!让孩子用手指捏住皮筋中段再挂。
常见错误:皮筋只挂一头→存不住力气。强调"两头都要挂牢!"
常见错误:皮筋只挂一头→存不住力气。强调"两头都要挂牢!"
Step 5:装红色撞针(8分钟)
把红色小连接件装在白色滑道上,中间穿一根黑色长轴当撞针。
教师话术:"往后拉撞针——皮筋被拉长了,力气存起来了!松手——嗖!撞针往前弹!"
Step 6:装手柄+试射(6分钟)
用蓝色长梁做一个握把。放软积木或纸团在撞针前面,对着空地或靶子,往后拉撞针、松手——"嗖!"纸团飞出去啦!
⚠️ 再强调安全:发射物只能用软积木或纸团,绝对不能对着人、对着眼睛!
Step 7:看实景完成图 + 调整实验(课前最后)
全部搭完后,再打开学生端 build tab 最后一段,给孩子看实景完成图对照:"看,你搭的和这个一样吗?"
小实验:试试皮筋拉一点点 vs 拉满满——哪个飞得远?(答案:拉得越满飞得越远!)
八、C5 反思+延续(10分钟)10 min
(一)复盘问答(5分钟)
| 提问 | 参考答案 |
|---|---|
| 1、皮筋被拉长时,力气去哪里了? | 被皮筋"存"了起来,像存钱进钱包。 |
| 2、松手后,力气变成了什么? | 变成了纸团飞出去的速度。 |
| 3、拉一点点和拉满满,哪个飞得远? | 拉满满!皮筋拉得越长,存的力气越多。 |
| 4、为什么用皮筋不用绳子? | 皮筋能拉长又弹回来(存力气);绳子拉长了回不去(存不住)。 |
| 5、小弩发射物能用小石子吗? | 不能!只能用软积木或纸团,绝对不能对着人。 |
(二)生活迁移(5分钟)
生活里还有哪些"皮筋力气"的东西?
- 古代弓箭:弓臂拉弯存力气,松手箭飞出去
- 弹弓:皮筋拉长存力气,松手弹珠飞出去
- 诸葛连弩:古代连发弩,就是小弩的放大版
- 皮筋弹射玩具:发光飞箭,皮筋一拉飞上天
- 射箭运动:现在是正式比赛,拉弓射靶心
拓展小实验:
- 用更粗/更长的皮筋,试试纸团是不是飞得更远?
- 把滑道搭得更直更滑,试试纸团飞得更稳吗?
九、1E 评价 Evaluation 量规
| 维度 | ⭐ 待提升 | ⭐⭐ 良好 | ⭐⭐⭐ 优秀 |
|---|---|---|---|
| 知识理解 | 说不清皮筋存力气 | 能说出皮筋拉长存力气 | 能完整解释"存力气→变速度"+拉满飞更远 |
| 搭建能力 | 需全程协助 | 能跟步骤完成大部分 | 自主完成并能安全试射 |
| 安全意识 | 忘记不能对人 | 能记住软积木发射 | 主动提醒同学安全规则 |
| 表达迁移 | 说不出生活例子 | 能举1个例子 | 能举多个并说出"都是皮筋存力气" |
十、课后反馈模板
课程主题:B13 十字弩(备选入门第13课)
学习目标:
1、认识弹力:皮筋被拉长会弹回来
2、初步理解能量转换:皮筋存力气→松手变速度
3、认识新零件:白色光滑梁(滑道)、蓝色拐角梁(弓臂)、黑色皮筋(动力)
课程内容:
1、引导问题开场(古代弓怎么把箭射远?),看皮筋弹力实验视频。
2、先讲原理:皮筋拉长=存力气(像存钱进钱包),松手=力气变速度。
3、看真弓照片红圈拆解:弓臂/弓弦/箭飞方向,对应积木的梁/皮筋/滑道。
4、认识新零件+对比实验(皮筋vs绳子vs弹簧:只有皮筋能拉长又弹回)。
5、6步线条积木搭建→装撞针→装手柄→试射纸团。
6、实验:拉一点点 vs 拉满满,发现拉得越满飞得越远。
7、联系生活:弓箭、弹弓、诸葛连弩、皮筋玩具、射箭运动。
安全提醒:
发射物只能用软积木或纸团,绝对不能对着人、对着眼睛,对准空地或靶子。
课后任务:
①回家给家长讲"皮筋怎么存力气"
②观察家里1个皮筋/弹弓/射箭玩具
③下节课带好9686教具