十分钟乐高搭建伦敦塔桥模型，用它开展STEM活动

步骤2：

用薄砖将吊桥的两个桥板搭建出来，如图所示为桥板的正反面。

步骤3：

将桥体与吊桥框架组合在一起，并用梁类零件将框架加固。

步骤4：

在吊桥框架上端加上齿轮和摇杆，我们就可以手动控制吊桥的开合。

步骤5：

在连接齿轮的长轴的另一端，安装卷线筒，并在两侧安装两个滑轮。

步骤6：

如图所示，用一根绳子穿过卷线筒打结后绕过滑轮，两端分别连接下边的吊桥，我们的吊桥就完成了。

摇动摇杆，齿轮带动卷线筒转动，将绳子卷起来，这样就能开启大桥了。

我们可以将开合桥的制作与STEM课程《桥世界》（点击链接了解课程）结合起来，通过认知、实践和讨论，认识在同样的限制条件下，工程师能够提出多少方案解决一个问题。

认识工程约束条件：

桥与水面交通常常是冤家一对，如果桥梁高度太低，就会对水面交通造成阻碍，船只无法通过。桥梁能让船只通过的最高高度称为“通航净空”（引入认知概念）。

当然，最容易又最好方法就是将桥做得非常高，这样既不影响水面交通，又不会对路面交通形成影响。但是，建造超高的桥梁需要很长的引桥，也需要很高的投资，这意味着不是每个地区都能建造这样的桥梁。那么解决的方法就是开合桥。

伦敦塔桥是世界上最有名的开合桥，桥梁全长244米，桥板关闭时，净空8.6米，仅可容纳小型船只通过。桥板打开时，净空达到42.5米，大型船只就可以通过泰晤士河。不仅如此，伦敦塔桥哥特式的桥塔和空中走廊更是可以让游客欣赏到伦敦的美景。因此，伦敦塔桥成为了去英国的游客必打卡的一个地标。

接下来，我们就要用手上的乐高，完成一个伦敦塔桥模型的设计。大家一边制作，一边思考，开合桥有什么优势和劣势。

模型制作：

这一步，教师不必直接向学生公开搭建步骤，而是事先搭建好一个开合桥，并作公开展示。每组学生拿到材料后，观摩教师的开合桥并自行搭建出来。

如果学生无法完成，教师可进行一些必要的指点即可。

工程讨论：

学生搭建完开合桥后，教师分发以下表格，我们可以用某个开合桥（如伦敦塔桥）为例，引导学生从各个方面进行工程讨论。

异想天开的开合桥：

除了伦敦塔桥这一类的上开桥，工程师还做出了哪些开合桥呢？经过讨论后，学生说出他们已经了解的开合桥种类，甚至可以异想天开，提出自己对于开合桥的设想。

教师准备多种类型开合桥的图片和视频，用于讨论内容的补充。我们为你准备了以下案例

上开桥

天津解放桥（万国桥）

吊拉桥

城门吊桥

卷桥

伦敦卷桥

倾斜桥

盖茨黑德千禧桥

运渡桥

西班牙比斯开桥

平旋桥

苏伊士埃尔费丹铁路桥

升降桥

鹿特丹升降铁路桥

简要介绍这些开合桥的案例后，每一个小组可以选择一座桥梁进行讨论，并完成相应的表格（与上方的表格一样），并进行简要汇报。如果时间充裕，我们还可以让学生进一步搜集资料，做成ppt演讲，甚至自行用乐高设计相应的模型进行演示。

评估：

本教案中，我们可以从实践和讨论两个阶段进行评估。如，学生是否能独立完成开合桥的模型设计；能否在模型基础上进行创新；能否较为全面地认识开合桥各个方面的问题；能否对案例进行清楚描述等；都是我们可以重点关注的地方。

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