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第三節(jié) 中學(xué)生物自制教典型范例 一、反應(yīng)速度測(cè)試儀 1.自制教具的項(xiàng)目名稱：反應(yīng)速度測(cè)試儀 2.教材原實(shí)驗(yàn)方案的缺陷： 目前，在中小學(xué)教科書(shū)中安排的測(cè)定反應(yīng)速度的實(shí)驗(yàn)，測(cè)試者手握一把尺子刻度值大的一端，被測(cè)者將拇指和食指對(duì)準(zhǔn)這把尺子上的刻度值為0的一端。當(dāng)測(cè)試者松手，尺下降時(shí)，被測(cè)者盡快用拇指與食指夾住這把尺子，手指所夾到尺子的刻度的大小，大致反映了被測(cè)者的反應(yīng)速度。這樣的測(cè)定手容易抖動(dòng)，夾尺的手指常偏離尺的零刻度，增大實(shí)驗(yàn)誤差；拇指與食指張開(kāi)的寬度不一，對(duì)夾尺有影響；夾尺時(shí)手指與尺的接觸面積較大，手指邊緣不整齊，無(wú)法精確讀數(shù)。這些不足，使得測(cè)定不能準(zhǔn)確的反映出被測(cè)者的反應(yīng)速度，也就是只能定性，無(wú)法定量。因此，對(duì)人們來(lái)說(shuō)，還缺少一種克服上述缺點(diǎn)，能直接準(zhǔn)確地測(cè)定通過(guò)視覺(jué)引起的反應(yīng)速度的測(cè)試儀或訓(xùn)練工具。 3.設(shè)計(jì)方案及創(chuàng)新點(diǎn)： 設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)介：在底座上安裝一個(gè)支架，支架前面的底座上粘上緩沖墊，支架頂部安裝上滑輪，在滑輪的左下方的支架上安裝一個(gè)按鈕，在支架的正面有根據(jù)自由落體公式換算出時(shí)間與距離對(duì)應(yīng)的刻度表，0刻度在上端的刻度表，支架左下方安裝有固定環(huán)，刻度表的前面設(shè)置有鋼球，鋼球上設(shè)制作一個(gè)環(huán)形指針并系上細(xì)線，細(xì)線穿過(guò)導(dǎo)線環(huán)(同步發(fā)聲控制器)，繞過(guò)滑輪，再穿過(guò)按鈕，由固定環(huán)固定，支架的背面每一毫米所對(duì)應(yīng)的精確到千分之一秒的反應(yīng)時(shí)間的數(shù)據(jù)表，刻度表的0刻度處的支架上設(shè)置有導(dǎo)線環(huán)，能使環(huán)形指針準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)刻度表的0刻度。 本方案的創(chuàng)新點(diǎn)： ①時(shí)間與距離對(duì)應(yīng)的刻度表與數(shù)據(jù)表能直接準(zhǔn)確讀出精確到千分之一秒的反應(yīng)時(shí)間，使測(cè)定由定性提升為定量。②通過(guò)利用支架，靈敏的按鈕，滑輪，細(xì)線，導(dǎo)線環(huán)(聲音同步控制器)能克服因手抖動(dòng)增大誤差的缺陷，使操作簡(jiǎn)單、結(jié)果真實(shí)、重復(fù)實(shí)驗(yàn)穩(wěn)定。③環(huán)形指針準(zhǔn)確示數(shù)，克服了原來(lái)手指邊緣不整齊不能準(zhǔn)確讀數(shù)的缺陷。 4.自制教具的原理圖： 1.滑輪　2.支架　3.導(dǎo)線環(huán)（同步發(fā)聲控制器）　4.細(xì)線　5.刻度表　6.環(huán)形指針　7.鋼球　8.緩沖墊　9.底座　10.固定環(huán)　11.數(shù)據(jù)表　12.控制按鈕 5.該自制教具所材料工具及加工技法： 材料：長(zhǎng)21cm寬13cm的不銹鋼板，高70cm，寬5cm厚1.5cm的不銹鋼扁形材，直徑4cm的小滑輪，一個(gè)塑料探制按鈕，一個(gè)小門(mén)鈴，細(xì)電線2m，一個(gè)直徑約2cm的鍍鉻鋼球，120cm長(zhǎng)的細(xì)線一段，直徑2cm環(huán)形金屬片，自制根據(jù)自由落體公式換算制成的長(zhǎng)度與時(shí)間對(duì)應(yīng)的刻度表。每一每毫米對(duì)應(yīng)時(shí)間的數(shù)據(jù)表，海綿塊長(zhǎng)6cm寬3cm高3cm作緩沖墊，502快干膠一支。 工具：電烙鐵，尖嘴鉗，裁紙刀，小剪刀，起子。 加工技法：不銹鋼底座與支架，導(dǎo)線環(huán)與滑輪的焊接請(qǐng)專業(yè)的不銹鋼制作間制作，其他的制過(guò)工藝自己完成。 6.自制教具簡(jiǎn)要的制作過(guò)程： ⑴截取不銹鋼板材制成底座和支架。 ⑵在支架焊接滑輪、固定環(huán)和導(dǎo)線環(huán)，并安裝好控制按鈕、。 ⑶按自由落體公式換算出距離與時(shí)間對(duì)應(yīng)關(guān)系，并制成時(shí)間與距離刻度表與數(shù)據(jù)表。將刻度表貼有支架的前面，確?？潭缺淼牧憧潭扰c導(dǎo)線環(huán)對(duì)準(zhǔn)。并將數(shù)據(jù)表貼在支架后面。 ⑷用環(huán)形金屬片在鋼球上制成環(huán)形指針，在鋼球上系上細(xì)線。然后將細(xì)線穿過(guò)導(dǎo)線環(huán)，繞過(guò)滑輪，經(jīng)過(guò)控制按鈕，最后系在支架左下方的固定環(huán)上。 ⑸將家用小門(mén)鈴控制開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)兩端引出導(dǎo)線，在導(dǎo)線環(huán)處制成能由鋼球的環(huán)形指針控制的同步聲音控制開(kāi)關(guān)，從而將門(mén)鈴改裝成同步發(fā)聲器，固定的支架后面的底座上。 ⑹將海綿緩沖墊固定在支架前的底座上。 二、簡(jiǎn)易顯微攝像儀 1.自制教具的項(xiàng)目名稱：簡(jiǎn)易顯微攝像儀 2.教材原實(shí)驗(yàn)方案的缺陷：通常的顯微鏡的觀察要用眼睛靠近目鏡，不方便，時(shí)間久了眼睛容易疲癆，不方便教師進(jìn)行直觀演示，而專業(yè)的顯微攝像儀價(jià)格非常昂貴，少則幾千，多則幾萬(wàn)，很多普通學(xué)校或鄉(xiāng)村學(xué)?？捎豢汕?。 3.設(shè)計(jì)方案及創(chuàng)新點(diǎn)： 設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)介：利用了照相機(jī)近攝鏡頭與近攝接圈的原理，自制一個(gè)顯微近攝鏡頭，把該鏡頭連接到普通的電腦視頻頭上，自制一個(gè)簡(jiǎn)易的支架，將簡(jiǎn)易顯微攝像儀安裝在報(bào)廢的顯微鏡上，把報(bào)廢的顯微鏡及普通的電腦視頻頭改裝成一臺(tái)簡(jiǎn)易的顯微攝像儀，通過(guò)電腦進(jìn)行攝像，拍照，也可直接投影到大屏幕上。 本方案創(chuàng)新點(diǎn)：自制顯微攝像鏡顯，節(jié)約經(jīng)費(fèi)，只要花幾十元錢(qián)，就能達(dá)到準(zhǔn)專業(yè)的顯微投影教學(xué)。而且變廢為寶。 4.自制教具的原理圖： 5.該自制教具所需的材料和工具，及加工技法： 材料：報(bào)廢的顯微鏡一臺(tái)，普能的電腦視頻頭一個(gè)，502快干膠一支，寬5cm厚1.5cm的不銹鋼扁形材與2cm不銹鋼圓管小許。 工具：鑷子，剪刀，尖嘴鉗，裁紙刀，小鋼銼，起子等。 加工技法：不銹鋼簡(jiǎn)易支架由專業(yè)制作間制作，其他的制作過(guò)程，均由自手工制作。 6.自制教具簡(jiǎn)要的制作過(guò)程： 于是便有了本教具的制作，具體制作方法如下： 1、購(gòu)買(mǎi)普通電腦視頻頭(免驅(qū))一個(gè)，拆下原有的廣角鏡頭。 2、將兩組鏡片根據(jù)它們的焦距制成一個(gè)簡(jiǎn)易顯微攝像鏡頭，將顯微攝像鏡 頭連接到已拆掉廣角鏡頭的視頻頭上，確保簡(jiǎn)易顯微攝像鏡頭與視頻頭的光電感應(yīng)元件(CCD)中心軸重合，保證成像質(zhì)量。制成簡(jiǎn)易顯微攝像儀。 3、將一臺(tái)報(bào)廢的顯微鏡的鏡筒取下，用一小段不銹材料制成顯微攝像儀的支架，安裝在原來(lái)鏡筒的位置，替代原來(lái)的鏡筒。 三、驗(yàn)證人呼出氣體中含有較多的二氧化碳的裝置 1.自制教具的項(xiàng)目名稱：驗(yàn)證人呼出氣體中含有較多的二氧化碳的裝置 2.教材原實(shí)驗(yàn)方案的缺陷： 教材中的此實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖，要用兩手分別在A與B處，捏緊與松開(kāi)的辦法分別控制氣體的流動(dòng)，當(dāng)不小心手控制松錯(cuò)了邊的時(shí)候，很容易吸進(jìn)石灰水。別外通向兩個(gè)石灰水瓶中的氣體量無(wú)法控制，因此無(wú)法實(shí)現(xiàn)單一變量的原則。 3.設(shè)計(jì)方案及創(chuàng)新點(diǎn)： 設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)從：如圖所示，在一具大貯氣瓶中，放入一個(gè)小方便袋，袋口接一根管子穿過(guò)貯氣瓶瓶口的像皮塞，經(jīng)過(guò)三通開(kāi)關(guān)，連接到一個(gè)裝有澄清石灰水的反應(yīng)瓶，反應(yīng)瓶別的另一端接一個(gè)吹嘴，貯氣瓶由一管子穿過(guò)瓶塞，經(jīng)過(guò)三通開(kāi)關(guān)，連接到別一具裝有澄清石灰水的反應(yīng)瓶和單向鼓氣瓶。 創(chuàng)新點(diǎn)：在大貯氣瓶中放入小方便袋，以氣排氣，解決了同時(shí)等量的問(wèn)題。 4.自制教具的原理圖： 1.反應(yīng)瓶1，2.反應(yīng)瓶2，3.貯氣瓶，4.小方便袋，5.吹嘴，6.單向鼓氣瓶，7.三通開(kāi)關(guān)，8.三通開(kāi)關(guān)。 5.該自制教具所需的材料和工具，及加工技法： 材料：大橡皮塞1個(gè)，小橡皮塞2個(gè)，100ml無(wú)色透明小瓶，兩個(gè)，1000ml飲料瓶1個(gè)，礦泉水瓶1個(gè)，有彈性的小塑料瓶1個(gè)，三通開(kāi)關(guān)2個(gè)，廢注射器，方便袋，廢塑料板，橡膠軟管若干，502膠。 工具：剪刀，裁紙刀，尺子，小鋼鋸，打孔器，尖嘴鉗，砂紙。 加工技法：所有的制過(guò)過(guò)程，均由自己手工制作。 6.自制教具簡(jiǎn)要的制作過(guò)程： ⑴將上述材料做好消毒處理。 ⑵用礦泉水瓶剪一個(gè)吹嘴，用砂紙把邊磨圓滑。 ⑶用有彈性的小塑料瓶，注射器做一個(gè)單向鼓氣瓶， ⑷將各種材料及部件組裝起來(lái)即可。 練習(xí)與實(shí)踐：請(qǐng)參考以上兩個(gè)制作范例，繼續(xù)補(bǔ)充完善前面所制定的自制教具設(shè)計(jì)方案，并按自己設(shè)計(jì)方案準(zhǔn)備相應(yīng)的材料與工具，按設(shè)計(jì)的制作過(guò)程與加工技法完成該自制教具項(xiàng)目的制作，準(zhǔn)備與大家一起分享與交流。