一种多用途实验演示装置的设计与试验_杨婷.pdf
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1、0 引言自然科学类课程(如化学、物理、生化等)在理工农医类高校课程中占有非常重要的地位,一般都在大学一年级以公共必修课的形式开设。其主要目的就是通过这类课程的学习让学生掌握扎实的基本理论知识,培养学生的逻辑思维能力;同时通过验证性、综合性及创新性的实验项目,培养学生的实验能力、操作能力和创新思维能力,帮助学生理解和运用所学的知识分析问题、解决问题,为后期其他专业课程的学习以及科研能力的培养奠定基础1-3。但是,自然科学课程的教学经常存在研究结构复杂、理论性抽象,学生在学习过程中难免出现枯燥乏味,晦涩难懂一种多用途实验演示装置的设计与试验杨婷1 赵檑2*(1 昆明医科大学海源学院,云南 昆明 6
2、50106;2 云南开放大学,云南 昆明 650033)第一作者简介:杨婷,硕士,副教授。通信作者简介:赵檑,硕士,副教授。基金项目:云南省教育厅科学研究基金项目(编号:2021J0882)。的情况;同时传统的课堂教学和实验教学是分离教学,尤其是实验课程与理论课程学习内容不一致时,会造成学生对重难点存在理解困难的情况,严重影响学生对该类课程的学习。大量教学实践证明4-8,在理论课程讲授过程中进行丰富多彩、形象生动的教学示教有助于凝聚学生的注意力,减少无效、低效的课堂活动,提高课堂教学的质量和效率,激发学生课堂学习的原动力,提高学生对课程的兴趣9。目前,传统的示教方式是教师站在讲台上进行示教,学
3、生在下面进行观看学习。示教器具一般都放置在三侧均有挡板的多媒体设备讲台上,使得部分学生无法直接看到教具和实验的全部内容,从而使教学效果大打折扣。而如果要让学生全方位完整观看,就需要教师将器具举高并多角度展示。这种演示方式既费时、费力,又降低了示教的效率性。为避免上述缺点,课题组成员在前期调研的基础上,结合教学实际,设计了一种新型实用的多用途实验演示装置。1 装置的总体设计方案装 置 主 要 包 含 以 下 几 个 部 分(见 图 1):装置主体(1)的底端固定安装有底箱(2),底箱底端四角处均固定安装有支撑腿(3),支撑腿底端固定安装有吸盘(301);底箱顶端固定安装有电动伸缩杆(201)及四
4、组伸缩支杆示教实验演示在自然科学的课程教学中具有重要的作用,有助于学生更好地理解知识,提高教师的课堂教学质量。目前市场上对于多功能的示教实验装置基本处于空白阶段,市场上存在的装置功能也比较单一。文中新设计的多用途实验演示装置可以通过调节高度、360平台旋转、固定实验仪器、储存废液等多种功能满足教师和学生的多样化需求。56科技视界Science&Technology Vision NEW THEORY OF SCIENCE&TECHNOLOGY科技新论(202);在电动伸缩杆及支杆的顶端固定安装有升降板(5);底箱内部一侧设有废液箱(4),其顶端固定安装有漏斗(401),且废液箱一侧固定安装含阀
5、门(403)的排液管(402);升降板(5)的顶端固定安装有电机箱(6),电机箱内部底端固定安装有第一固定座(601),第一固定座的顶端固定安装有电机(602),且电机内转轴的输出端通过联轴器与减速机(603)内转轴的接收端连接,减速机内转轴的输出端通过联轴器与连接转轴(604)的底端相连接,连接转轴的顶端固定安装有顶板(7);顶板的顶端设有滑槽(701),滑槽内安装有双向丝杆(702),双向丝杆的一端螺纹处安装有第一滑块(703),其顶端固定安装有第一夹紧板(704),第一夹紧板一侧固定安装有第一护垫(705),双向丝杆的另一端螺纹处安装有第二滑块(706),其顶端固定安装有第二夹紧板(70
6、7),第二夹紧板一侧固定安装有第二护垫(708);滑槽内部一端固定安装有第二固定座(709),双向丝杆的一端与第二固定座相连接,且双向丝杆的另一端与顶板的一侧贯穿连接,且该端固定安装有转手(710)。2 装置的具体实施方式将示教器具放置于顶板(7)处,通过电动伸缩杆(201)的伸缩作用实现对顶板高度的调整,不仅利用教师操作,也能使后排学生更易看清平台上的演示。通过电机(602)带动减速机(603),进而电动连接转轴(604)进行转动,从而实现顶板的 360转动,便于学生能全方位地对示教器具以及器具内的实验进行观察;同时通过转手(710)转动双向丝杆(702),使第一滑块(703)和第二滑块(7
7、06)能相互靠近或者远离,从而实现第一夹紧板(704)和第二夹紧板(707)之间间距的调整,可对易碎示教器具起到保护效果。此外,若进行化学反应实验演示,可通过漏斗(401)将产生的废液倒入废液箱(4)中储存起来,待实验结束后可旋转阀门(403)从排液管(402)中排出。1装置主体;2底箱;201电动伸缩杆;202伸缩支杆;3支撑腿;301吸盘;4废液箱;401漏斗;402排液管;403阀门;5升降板;6电机箱;601第一固定座;602电机;603减速机;604连接转轴;7顶板;701滑槽;702双向丝杆;703第一滑块;704第一夹紧板;705第一护垫;706第二滑块;707第二夹紧板;708
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