王秀玲　吳小兵

(灌南縣初級(jí)中學(xué)　江蘇 連云港　222500)

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以舊換新推陳出新
——以“水力發(fā)電演示器的制作”為例

王秀玲吳小兵

(灌南縣初級(jí)中學(xué)江蘇 連云港222500)

實(shí)驗(yàn)室器材更新?lián)Q代，如何使瀕于淘汰的老舊破損器材發(fā)揮余熱，通過老式的水輪機(jī)與微風(fēng)扇的組合，達(dá)到以舊換新，推陳出新的效果．在開發(fā)課程資源的同時(shí)，提升教師專業(yè)素養(yǎng)與學(xué)生創(chuàng)新能力．

以舊換新推陳出新水力發(fā)電演示器水輪機(jī)

隨著教育經(jīng)費(fèi)投入加大，學(xué)校經(jīng)常會(huì)添置一些新的器材，一些老舊破損器材逐步被淘汰而被閑置在倉庫．一線的教師其實(shí)都有這樣的體會(huì)：新的教具，融入了一些新的設(shè)計(jì)思想，操作簡單，現(xiàn)象明顯，但是質(zhì)量欠佳，使用年限短，而老舊器材，質(zhì)量好，耐用性強(qiáng)．有些器材，因?yàn)榻滩膬?nèi)容刪減的原因，即使器材質(zhì)量很好，也很少有人問津．在喜歡做教具教師的眼里，放置老舊器材的倉庫實(shí)在是塊寶地．他們總能從這些老舊破損器材中發(fā)現(xiàn)寶貝，通過對(duì)這些器材的局部的取舍、改進(jìn)和整合，制作出一些新的教具，達(dá)到以舊換新、推陳出新的效果．

下面結(jié)合實(shí)例，以學(xué)校老舊的水輪機(jī)為例，談?wù)勊Πl(fā)電演示器的制作．

1　水力發(fā)電演示器的制作

1.1水輪機(jī)的制作說明

如圖1，是學(xué)校實(shí)驗(yàn)室里的老舊的水輪機(jī)裝置整體圖．如圖2，是水輪機(jī)的水箱側(cè)面圖．水箱是用長11.5 cm，寬10.1 cm，高23.5 cm鐵皮制作而成．在側(cè)面距底面6 cm處開一個(gè)3 cm×1 cm的長方形小孔，焊接導(dǎo)流口，便于水的流出．導(dǎo)流口向外延伸過程中，寬度適當(dāng)減?。鐖D3，在出水口的內(nèi)側(cè)，制作一個(gè)凹槽，用鐵皮作為插銷，可以通過提起插銷的高度來控制出水口水流的大小．此儲(chǔ)水箱也可以用側(cè)面開孔的大可樂瓶來代替，但水流穩(wěn)定性較差．

圖1　老舊水輪機(jī)整體圖

圖2　水箱側(cè)面圖

圖3　水箱俯視圖

如圖4，水槽長寬高為38 cm×11 cm×9 cm．在水平方向距出水口12 cm處做一個(gè)凹槽支架，凹槽內(nèi)表面要打磨光滑，便于減小水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的摩擦．如圖1所示，方形支架長寬高為15 cm×10 cm×28 cm．如圖5，是轉(zhuǎn)動(dòng)的水輪．圓形水輪的內(nèi)徑為15 cm，外徑為20 cm，轉(zhuǎn)動(dòng)軸軸長12 cm．如圖6，水輪寬度為3 cm，內(nèi)徑15 cm處用薄鐵皮封閉，每隔2.5 cm，用一個(gè)略彎曲的薄鐵皮焊接，便于水流沖擊使其轉(zhuǎn)動(dòng)．

圖4　水槽

圖5　水輪

圖6　水輪放大圖

1.2微風(fēng)扇的處理

如圖7，取一個(gè)微風(fēng)扇，將其主軸部分截去一段，留下約5 cm的長度．導(dǎo)線從電機(jī)處留出5 cm的長度，用防水膠布粘好，防止演示時(shí)水進(jìn)入電機(jī)內(nèi)．將原來的塑料蓋正對(duì)面分別鉆出兩個(gè)小孔，二極管的兩個(gè)引線穿過．兩個(gè)二極管并聯(lián)，并與微風(fēng)扇的兩個(gè)線頭連接．連接時(shí)注意二極管的極性，保證發(fā)電時(shí)兩個(gè)二極管交替發(fā)光．

圖7　微風(fēng)扇處理

1.3兩個(gè)主軸的連接

做一個(gè)長2.6 cm，直徑1.6 cm的圓柱形塑料連接，用于連接微風(fēng)扇與水輪機(jī)的主軸．如圖8，左側(cè)開孔的直徑由微風(fēng)扇的主軸直徑?jīng)Q定，右側(cè)開孔的直徑由水輪機(jī)的主軸直徑?jīng)Q定．當(dāng)兩個(gè)主軸插入塑料連接時(shí)，在塑料連接垂直于轉(zhuǎn)動(dòng)軸的方向打入兩個(gè)細(xì)孔，并以廢棄天平橫梁的平衡螺母(連帶螺絲)穿過固定．

圖8　塑料連接

1.4制作水輪機(jī)支架

圖9　制作的水輪機(jī)支架

為了便于水輪機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，還需要制作一個(gè)支架．如圖9，整體由2.5 cm×2.5 cm不銹鋼方管組成．底座大小為40 cm×30 cm．豎桿高16 cm，在左右兩側(cè)距底座6.5 cm和7 cm的豎桿處各焊接一個(gè)長為

16 cm的橫桿，便于放置水槽．右側(cè)的橫桿位置稍高1～2 cm，是便于水槽內(nèi)的水流出．在豎桿對(duì)面的底座上焊接一根寬1.6 cm，高17 cm的扁鐵，上端開一個(gè)小孔，孔的直徑與固定微風(fēng)扇扇葉的螺絲相匹配，用于固定微風(fēng)扇．

2　水力發(fā)電的演示

在各種配件完成制作后，就可以對(duì)配件進(jìn)行組裝與調(diào)試，如圖10所示．

圖10　改造完成后的演示儀器

將儲(chǔ)水箱的插銷按至底部，并向儲(chǔ)水箱內(nèi)倒入一定量的水．提起插銷，控制水流大小，沖擊水輪機(jī)的水輪，帶動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)，可以觀察到二極管交替發(fā)光．

上面通過以學(xué)校老舊的水輪機(jī)和微風(fēng)扇組合，達(dá)到以舊換新，推陳出新的效果．以舊換新，推陳出新具有重要的意義．第一，通過這一方式，可以充分利用老舊破損器材，變廢為寶，變舊為新，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)資源的重組與開發(fā)，豐富課程資源；第二，通過這一方式，潛移默化中就提高教師自身的實(shí)驗(yàn)技能，提升自身的專業(yè)素養(yǎng)；第三，通過這一方式，利用身邊的物品進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)，還可以使學(xué)生真切的感受到物理就在身邊，創(chuàng)新就在身邊，有利于增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和提高學(xué)生的創(chuàng)新能力．

2016-02-12)