生活中的能量常??床灰?jiàn),但能被我們感知。有沒(méi)有辦法讓能量變得有形,讓我們能觀察到它呢?
根據(jù)教材提示,教師常利用注射器、紅墨水、橡皮帽等實(shí)驗(yàn)器材,通過(guò)“向下推動(dòng)活塞,注射器內(nèi)的空氣被壓縮,松開(kāi)手后,壓縮空氣回彈”等實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,得出“壓縮空氣有能量”的結(jié)論。但在教學(xué)實(shí)踐中,我發(fā)現(xiàn)該實(shí)驗(yàn)操作不便、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯、趣味性較低,也不適合學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。為此,我嘗試制作一個(gè)操作簡(jiǎn)單、現(xiàn)象明顯、趣味性強(qiáng)的新型演示裝置。
一、演示裝置的改進(jìn)與創(chuàng)新
(一)靈感來(lái)源
在婚禮上,人們常用禮花筒來(lái)營(yíng)造熱鬧的氛圍。禮花筒的工作原理是先將空氣壓縮,然后瞬間釋放壓縮空氣產(chǎn)生強(qiáng)大的推力,將筒內(nèi)的彩色紙片沖向空中,形成類似禮花的效果。這個(gè)過(guò)程能很好地將能量可視化,吸引學(xué)生的注意力,但是,現(xiàn)有的禮花筒是一次性用品,不適合課堂教學(xué)。于是,我以禮花筒為靈感,在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一個(gè)新型演示裝置。
(二)制作步驟
1.將小型注射器換成打氣筒,這樣能提高空氣壓縮的強(qiáng)度,讓實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯。
2.準(zhǔn)備一個(gè)能承受一定壓力的高壓氣罐,與打氣筒連接。為了保證空氣只進(jìn)不出,我將一個(gè)止回閥安裝在打氣筒與高壓氣罐的連接處。
3.如何釋放壓縮空氣呢?我在高壓氣罐內(nèi)安裝一根兩端密封的小管作為排氣管。在排氣管的前端鉆一個(gè)小孔,小孔處連接一段有螺紋的水管,作為排氣口;在排氣管的末端鉆一個(gè)小孔,作為壓縮空氣的入口,小孔處覆蓋一塊橡膠墊,上有彈簧按壓,保證空氣不泄漏,下端連著一根細(xì)桿。
4.為了達(dá)到瞬間觸發(fā)的效果,我模仿手槍的扳機(jī)制作了一個(gè)觸發(fā)裝置。當(dāng)手指扣動(dòng)“扳機(jī)”時(shí),細(xì)桿向上頂,橡膠墊脫離空氣入口,高壓氣罐內(nèi)的壓縮空氣便進(jìn)入排氣管。
5.去掉礦泉水瓶的瓶底,將瓶口套在排氣口,再用膠水粘合,加強(qiáng)密封性。在瓶?jī)?nèi)放一個(gè)絲網(wǎng),防止彩色紙片掉進(jìn)排氣管。
(三)改進(jìn)方案
創(chuàng)新的過(guò)程是不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的過(guò)程。在試用時(shí),我發(fā)現(xiàn)礦泉水瓶的口徑略粗,空氣沖出來(lái)時(shí)力量不夠強(qiáng),實(shí)驗(yàn)效果欠佳。于是,我在瓶?jī)?nèi)加裝一段細(xì)管,這樣排氣口變小了,沖擊力變大了,彩色紙片被全部沖出,產(chǎn)生了很好的視覺(jué)效果。
二、新型演示裝置的優(yōu)點(diǎn)
1.該裝置操作簡(jiǎn)單,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯,趣味性強(qiáng),適合小學(xué)課堂使用,能極大地豐富學(xué)生的感官體驗(yàn),提高學(xué)生的探究熱情。
2.打氣筒推壓的次數(shù)越多,空氣被壓縮得越厲害,產(chǎn)生的沖擊力越大,彩色紙片飛得越高,落在地面的范圍就越廣。通過(guò)多次對(duì)比實(shí)驗(yàn),學(xué)生更容易理解和掌握相關(guān)知識(shí)。
發(fā)明與創(chuàng)新·小學(xué)生2024年11期