🐝 學生探究課程
蜂巢建築師：用有限蜂蠟蓋出最大空間
這堂課會把積木梁當成蜜蜂珍貴的蜂蠟。你的任務不是只做出漂亮的六角形， 而是像蜜蜂一樣思考：如何用有限材料，蓋出空間大、能密鋪、又穩定的蜂巢房間？
課程故事
蜂蠟很珍貴，不能浪費
蜜蜂會分泌蜂蠟來建造蜂巢。蜂蠟就像蜜蜂的建築材料，牠們要用它做出一格一格的巢房， 用來存蜂蜜、放花粉、讓幼蟲長大。
今天的積木梁，就代表蜜蜂的蜂蠟。梁用得越少，代表蜂蠟用得越省；圍出的空間越大，代表蜂巢越有效率。
任務提醒：我們要比較的不是「哪個形狀最好看」，而是「哪個形狀在有限材料下最適合當蜂巢」。
一、任務目標
你要解決的工程問題
🧱
材料有限
每組拿到相同數量的積木梁，這些梁就像蜜蜂能使用的蜂蠟。
⬡
空間要大
想辦法用有限的梁圍出更多可以使用的房間或面積。
⚖️
結構要穩
你的蜂巢不能只是大，還要能承受測試，不容易倒塌或變形。
二、先猜一猜
如果你是蜜蜂，你會選哪一種房間形狀？
圓形
三角形
正方形
六角形
| 形狀 | 你的猜想：能不能排滿？ | 你的猜想：會不會浪費材料？ | 你選它的理由 |
|---|---|---|---|
| 圓形 | |||
| 三角形 | |||
| 正方形 | |||
| 六角形 |
三、活動流程
像小小工程師一樣完成探究
1
觀察
看蜂巢照片，找出巢房的形狀與排列方式。
2
排一排
用紙片或積木比較不同形狀能不能密鋪。
3
蓋一蓋
用相同數量的積木梁搭出不同形狀的蜂巢房間。
4
測一測
進行承重、側壓或震動測試，記錄結果。
5
說一說
用觀察與數據說明：哪一種設計最接近蜜蜂的選擇？
四、材料效率挑戰
用同樣的「蜂蠟」，誰能蓋出更有效率的蜂巢？
挑戰規則
- 每組使用相同數量的積木梁，例如 24 根或 36 根。
- 分別嘗試三角形、正方形、六角形結構。
- 記錄使用梁數、完成房間數、是否能共用邊。
- 最後選出你認為最適合蜂巢的設計。
重要觀念
積木梁代表蜂蠟材料。
梁的總長度代表蜂蠟消耗量。
圍出的面積代表可使用空間。
共用邊代表相鄰房間共用牆壁，更省材料。
| 結構形狀 | 使用梁數 | 完成房間數 | 能否共用邊 | 空隙多不多 | 我們的發現 |
|---|---|---|---|---|---|
| 三角形 | |||||
| 正方形 | |||||
| 六角形 |
五、結構測試
大不代表好，還要能穩定
承重測試
逐次放上硬幣、橡皮擦或小積木，記錄最多可以承受多少重量。
側壓測試
從側邊輕輕推壓，觀察哪裡最先變形或鬆開。
震動測試
可用 SPIKE 馬達做震動台，觀察哪一種結構最不容易倒。
| 結構形狀 | 最大承重 | 最先壞掉的位置 | 我們怎麼改良 | 改良後有沒有變好 |
|---|---|---|---|---|
| 三角形 | ||||
| 正方形 | ||||
| 六角形 |
六、成果發表
請用證據說明你的蜂巢設計
發表句型
我們認為＿＿＿＿形最適合蜂巢，因為它：
- 可以／不可以密鋪，空隙＿＿＿＿。
- 用了＿＿＿＿根梁，完成＿＿＿＿個房間。
- 在測試中可以承受＿＿＿＿。
- 我們改良了＿＿＿＿，所以結構變得＿＿＿＿。
最後結論
六角形適合蜂巢，不是因為它每一項都第一名，而是它能密鋪、節省材料、共用牆壁，並且在整體排列後有不錯的穩定性。
七、課後延伸
自然界還有哪些「省材料又穩定」的設計？
泡泡
很多泡泡擠在一起時，也會出現接近多邊形的邊界。
蜻蜓翅膀
翅膀上的網格兼顧輕量與支撐。
樹葉葉脈
葉脈像支架，也像運輸路線。
橋梁桁架
常使用三角形讓結構不容易變形。