多种孔明锁的设计与制作

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来源：《发明与创新·中学生》 2014年第3期

文 浙江安吉高级中学 汪文峰

孔明锁也叫八卦锁、鲁班锁，是中国古代传统的土木建筑固定结合器，它起源于中国古代建筑中首创的榫卯结构。在通用技术课堂上，学生通过三款孔明锁的设计制作，探究各不相同的形状和内部构造，既有利于开发大脑，又能培养观察力和想象力，大大丰富了通用技术课堂的学习内容。

一、三款常见孔明锁

由于通用技术课程要求学生通过“做中学”来体现课程的实践性，近几年来，除了其他的设计制作外，学生制作的孔明锁大致有以下三款，如图1所示。

A 是三支装孔明锁，由三块木块组装而成，形状较为简单，组装也简单。B是六支装孔明锁，由六块木块组装而成，数目多，形状略微复杂，组装也较为复杂。C是十二支装孔明锁，由十二块木块组装而成，数目多，但形状还算简单，组装难度尚可。

二、制作特点

三款孔明锁均采用木工工艺，可让学生掌握木工工具的使用方法，为后面木质小板凳的设计制作做铺垫。

1.准备木工工具：锤子、钢直尺、角尺、凿、手锯、锉、木料。

2.制作过程：刨平—划线—锯割下料—锯槽位—凿槽—修平—安装调试。

3.关键点（以三支装孔明锁为例）：①孔明锁的3根坯件应大小相同，表面光滑；②三根构件的榫结构应尺寸精确；③修正拼装时应精确吻合，无缝隙、松紧合适。

三、课程效果

在本课程中，要学习大量设计的理念，就涉及多方面的知识、技能，包括表达、评价、制作等能力，如果学生要将自己构思的方案制作成模型，需具备相应的实践操作技能，所以相应技能训练必不可少。而孔明锁的制作能提前为下一步设计和制作做好铺垫。

1.设计实践的知识、技能储备

如三支装孔明锁的制作：按要求收集截面是方形的木棒，需要较强的表达和交流能力，还要通过划线、锯割、锉削等工艺来锻炼制作能力，虽然课程标准提到“通用技术课程应当避免机械的、单一的技能训练”，这并不是说不能实施技能训练，相反，这方面的技能训练还需加强。实践证明，这次亲身实践的课程大受同学们的欢迎。

2.具有多维的教育价值

孔明锁的制作虽是一个单元操作项目，但其教育价值并不单一，往往涵盖多维、复杂的技术思想。

如六支装孔明锁的锯加工，主要是让学生掌握钳工工具的使用，但对长度有了明确的精度要求后，就渗透了加工精度的技术思想，并由此递进到对金工工艺的理解。

3.真正实现“做中学”

三款孔明锁中无论哪一款，对学生都是全新的感受，要在小组合作中完成设计和制作，需不断提高各方面的能力，才能取得成功。

自制孔明锁的魅力还在于完成作品后，小组可开展拼装探究或组装比赛，感受木工工艺的榫卯结构的窍门。在小组总结时，可从加工过程的注意事项、加工难点、自己的成功和不足之处、活动中最大的感受或此次活动中的自我评价等方面加以总结，锻炼自我评价和文字表达的能力。

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上海世博会山东馆的鲁班锁可以算作一个“地标性”的符号，它由2016块32cm×16cm的LED模块组合而成，长、宽、高都达到5.3m。从外表上看，六根等长的条形体分成三组，形成30个显示面，组成一段完整的电影片段。四季轮回的景象、万物生长的朝气、洁白天鹅的优雅飞翔，无不展示了人与自然和谐相处的理念与美好愿景。

鲁班锁的两千多个LED模块由60个控制芯片集中到一个电脑控制，需经过大量复杂运算才能精确呈现美丽的画面。仅拼装整个鲁班锁就花了一个月的时间。

据相关人员介绍，鲁班锁的展示正与山东馆的主题“齐鲁青未了”相呼应。用齐鲁的智慧解决城市的问题，在资源和技术都还十分有限的情况下，用一定的文化去改变城市的生活。