江西省安義中學(xué)(330500) 萬曉軍 肖靈華

1 實例一：神經(jīng)反射弧及反射過程演示器

1.1 教具裝置圖

反射弧由感受器、傳入神經(jīng)、神經(jīng)中樞、傳出神經(jīng)、效應(yīng)器5個部分組成,如圖1所示。人體膝跳反射過程模擬演示器原理示意圖見圖2,裝置實物圖見圖3。

圖1 反射弧

圖2 原理圖

圖3 實物圖

1.2 儀器或特點及用途

(1)特點：本教具取材較方便,結(jié)構(gòu)只有簡單電路,制作較簡單,操作簡便。使教學(xué)形象化,模擬現(xiàn)象更為科學(xué)、生動、有趣。

(2)用途：本教具可直觀形象地模擬演示神經(jīng)反射弧結(jié)構(gòu)及其反射過程。

1.3 制作材料

五合板(或有機玻璃板、泡沫板)(涂肉色)、干簧管、低速電機、節(jié)日流水彩燈(或小指示燈和蜂鳴器)、鐵絲、磁鐵塊、導(dǎo)線等。

1.4 制作方法

(1)將五合板切成1條帶足小腿形狀,涂成肉色,在其背面(腿膝關(guān)節(jié)部)安上固定軸(螺桿),軸的徑長為8mm,長約5cm。小電機和蜂鳴器固定在脊髓模型后面。2個小指示燈,一個固定在傳入神經(jīng)節(jié)(細(xì)胞體)上,另一個固定在脊髓神經(jīng)中樞灰質(zhì)中。

(2)把制成的腿從背面在膝關(guān)節(jié)部挖1 個小洞,但不要挖通,把接好線的干簧管放進洞里,以磁鐵隔著五合板能吸合干簧管為宜。

(3)在小腿上打螺絲并用鐵絲將其緊固在電機軸上,然后把線路連接起來。

(4)在面板上根據(jù)制成的腿背面的小周,分別打孔,用螺絲固定。且腿肚上軸孔以膝軸為頂點由電機轉(zhuǎn)動使小腿作意弧運動的孔。

(5)自制帶磁鐵鐵錘的小木錘(或小磁鐵)。

1.5 使用方法

(1)接通電源將帶有磁鐵的錘頭(或小磁鐵)一端靠近并輕輕敲擊膝關(guān)節(jié)下方(有干簧管的地方),電機由于干簧管的吸合而接通(叩擊膝蓋下位的韌帶時,大腿股四頭肌的肌腱和肌肉的感受器接受刺激而產(chǎn)生神經(jīng)沖動)。

(2)小電機轉(zhuǎn)動并通過鐵絲帶動面板上的小腿,使小腿向前運動。同時,小指示燈一明一暗(神經(jīng)沖動沿著傳入神經(jīng)傳動脊髓里的神經(jīng)中區(qū),神經(jīng)中區(qū)發(fā)出的神經(jīng)沖動,通過傳出神經(jīng)傳導(dǎo)效應(yīng)器,引起大腿相應(yīng)的肌肉收縮,使小腿前伸)。

(3)將小腿回到原來的位置。此時,將小錘(或小磁鐵)離開,切斷電源,演示完畢。

2 實例二：葉綠體光合作用原理及影響因素演示器

2.1 教具裝置圖

葉綠體光合作用原理及影響因素演示器裝置圖如圖4所示。

2.2 儀器或特點及用途

(1)特點：本教具借用直觀形象的LED 燈光(七色流水效果或閃爍效果)來模擬葉綠體光合作用光反應(yīng)、暗反應(yīng)過程及光照強弱對光合速率的影響,使高中生物光合作用一節(jié)的教學(xué)形象化,模擬現(xiàn)象更為科學(xué)、生動。

圖4 正面平面圖(動態(tài)LED燈光，機械傳動齒輪)

(2)用途：本教具可模擬以下現(xiàn)象。

①形態(tài)結(jié)構(gòu)：葉綠體的結(jié)構(gòu)及其與線粒體的關(guān)系；②分步講解：光反應(yīng)的物質(zhì)變化、暗反應(yīng)的物質(zhì)變化(原料、產(chǎn)物)；③綜合演示：光合作用完整過程中光反應(yīng)、暗反應(yīng)的關(guān)系；④影響因素：左上方燈泡代表光照強度——1個燈泡亮,一半LED 燈亮；2個燈泡亮,全部LED 燈亮；3 個燈泡亮,全部LED 燈亮(飽和狀態(tài))。

2.3 制作材料

截面為80cm×50cm 的方形鋁塑板(或木板、亞克力裝修材料)1塊,小電機2個,傳動齒輪2個(機械,小電池),小燈泡3 個(獨立電路,開關(guān)),7種顏色的LED 燈管(或單色彩燈,9條燈路)。

2.4 制作方法

(1)截取鋁塑板(也可挖成樹葉型),打印塑料紙覆蓋板面(或油畫)。在板內(nèi)打孔,光反應(yīng)5色燈孔6條燈路；暗反應(yīng)2色燈孔3條燈路,板面紙上標(biāo)注物質(zhì)名稱和方向箭頭,如圖4所示。

(2)在燈孔中布好9路LED 燈后,裝上控制開關(guān)(流水式需芯片編程4個,閃爍式需多個手動開關(guān)),其中表示水、氧、ATP、NADPH 的6條燈路之間并聯(lián)為一組開關(guān),表示二氧化碳、葡萄糖的3條燈路并聯(lián)為另一組開關(guān),再合并兩組后與電源、開關(guān)組成控制電路。

(3)面板上暗反應(yīng)的卡爾文循環(huán)裝上2個齒輪(立體),背后裝上小電機和傳動軸承,獨立開關(guān)。

(4)左上方裝上燈泡3 個,3 個獨立開關(guān)。如圖4所示。

2.5 使用方法

首先,將教具豎放水平桌面。通過直觀教具,觀察(演示)葉綠體形態(tài)結(jié)構(gòu)與線粒體關(guān)系。

接著,打開左上方1個燈泡,通過程序控制開關(guān)分步講解光反應(yīng)(6條燈)、暗反應(yīng)(3條燈,齒輪傳動)；再綜合演示光、暗反應(yīng)的動態(tài)關(guān)系(9條燈亮一半,齒輪傳動)。

最后,演示光照強度這一影響因素與光合作用速率關(guān)系,打開左上方2個燈泡9條LED 燈全亮；打開左上方3個燈泡9條LED 燈仍然全亮(處于飽和狀態(tài)),如圖5所示。

圖5 光照強度與光合速率的關(guān)系

3 實例三：肝細(xì)胞與內(nèi)環(huán)境物質(zhì)交換演示器

3.1 教具裝置圖

干細(xì)胞與內(nèi)環(huán)境物質(zhì)交換演示器裝置圖如圖6所示。

圖6 正面平面圖(動態(tài)LED燈光，立體管道)

3.2 儀器或特點及用途

(1)特點：本教具借用直觀形象的LED燈光(四色流水效果、或閃爍效果)來模擬人體內(nèi)肝細(xì)胞內(nèi)液與內(nèi)環(huán)境成分之間的物質(zhì)交換,使高中生物人體內(nèi)環(huán)境一節(jié)的教學(xué)形象化,模擬現(xiàn)象更為科學(xué)、生動。

(2)用途：本教具可模擬以下現(xiàn)象。

①形態(tài)結(jié)構(gòu)：肝臟細(xì)胞(或其他各項組織細(xì)胞)的內(nèi)環(huán)境；②循環(huán)方向：毛細(xì)血管(紅色LED燈,閉合回路)、毛細(xì)淋巴管(黃色LED 燈,有盲端,單向)中液體的流動；③關(guān)系演示：細(xì)胞內(nèi)液與內(nèi)環(huán)境3種液體之間關(guān)系。面板上藍(lán)色LED 燈代表血漿與細(xì)胞內(nèi)液之間雙向循環(huán)關(guān)系,綠色LED 燈代表組織液、淋巴與血漿之間單向流動關(guān)系。

3.3 制作材料

截面為60cm×60cm 的方形鋁塑板(或木板、亞克力裝修材料)1塊,半透明紅色、黃色塑料管2根,4種顏色LED 燈管(或單色彩燈,4條燈路)。

3.4 制作方法

(1)截取鋁塑板(也可挖成肝臟形態(tài)),打印塑料紙覆蓋板面(或油畫),如圖6所示。在板內(nèi)打孔,毛細(xì)血管內(nèi)的燈孔布紅色1條燈路并分叉；毛細(xì)淋巴管內(nèi)的燈孔布黃色1條燈路,并結(jié)合到血管上,板面紙上標(biāo)注物質(zhì)名稱和方向箭頭,如圖6所示。

(2)在血漿與組織液、細(xì)胞內(nèi)液之間布1條藍(lán)色LED 燈,并標(biāo)注氧氣、養(yǎng)料進入細(xì)胞內(nèi)和二氧化碳、代謝廢物排出到組織液再回流到血漿。在細(xì)胞內(nèi)液、組織液與淋巴之間布1條綠色LED 燈,并標(biāo)注大分子物質(zhì)進入淋巴管內(nèi)再最后回流到靜脈的血漿中。

(3)孔中布好4路LED燈后,裝上控制開關(guān)(流水式需芯片編程3個,閃爍式需多個手動開關(guān)),其中表示血漿、淋巴的2條燈路之間并聯(lián)為一組開關(guān),表示血漿、組織液、細(xì)胞內(nèi)液之間和細(xì)胞內(nèi)液、組織液、淋巴之間關(guān)系的2條燈路并聯(lián)為另一組開關(guān),再合并兩組后與電源、開關(guān)組成控制電路。

(4)面板上毛細(xì)血管、毛細(xì)淋巴管上粘貼半透明塑料管(立體)。

3.5 使用方法

首先,將教具豎放水平桌面。通過直觀教具,觀察(演示)肝臟細(xì)胞的內(nèi)環(huán)境。

接著,通過程序控制開關(guān)演示循環(huán)方向(毛細(xì)血管——紅色LED 燈、毛細(xì)淋巴管——黃色LED燈)中液體流動；再演示細(xì)胞內(nèi)液與內(nèi)環(huán)境3種液體之間關(guān)系,如圖7所示。

圖7 組織細(xì)胞與內(nèi)環(huán)境成分之間關(guān)系

最后,合并演示毛細(xì)血管、毛細(xì)淋巴管中液體流動和細(xì)胞內(nèi)液、內(nèi)環(huán)境成分關(guān)系的4 條紅、黃、藍(lán)、綠色LED 燈。