自制教具：太阳能摇头电风扇

自制教具：太阳能摇头电风扇 自制教具:太阳能摇头电风扇-教育技术学论文 自制教具:太阳能摇头电风扇 汪文峰 (浙江省安吉高级中学,313300) 目前,通用技术教具较少,需要教师针对教学需要自制,从而使课堂教学更生动直观。众所周知,太阳能技术越来越普及,学生对其应用缺乏直观有效的认识。太阳能摇头电风扇就是为学生了解太阳能应用而研制的,在太阳能硅板的作用下,通过连杆机构、蜗杆减速机构等,了解机械结构不电路的配合,帮助学生树立良好的节能意识。 一、太阳能摇头电风扇的特点及用途 本教具采用太阳能硅板和充电电池为动力,在一块展板上通过直流电机经蜗杆减速机构和连杆机构,带动直杆进行摇头动作,直杆上的电机带动风叶边摇头边转动。本教具完全无须外接电源,能帮助学生认识太阳能,了解电机控制电路及机械结构的工作原理。 二、制作材料 太阳能硅板、充电电池、连杆、开关、电机、风叶、支架及若干电线、木板、铁钉等。 三、创新点 【直观展示讲解1】太阳能硅板不充电电池的电路连接。首先在太阳能硅电池板的选择方面,我分别测出了4块太阳能硅电池板在不同光线下输出电压数值，如1，。 其次,电路连接测试太阳能硅电池板的充电功能。为了确保阴雨天、晚间的摇头电风扇正常工作,我采用充电电池,安装前先用一块太阳能硅电池板对一枚7.2 V充电电池进行充电测试,并分别测出如下数据，如表2，,由此可知,可用小直流电机带动风叶工作。 通过以上实验,我将一块太阳能硅板不一块充电电池连接,通过表2数据可知,可满足正常工作需要。在直观展示过程中,可以讲解选择太阳能硅板和电池觃格的过程和数据,增强学生的认知。 【直观展示讲解2】蜗杆蜗轮传动的常见用法:传递两交错轴之间的运动和动力传动比大,且具有自锁性，如图1，。 为了满足电风扇摇头的实际要求,我采用机械结构中常用的蜗杆蜗轮传动,传动比大,减速比大,使得直流电机的转速直接减至所需速度,带动曲柄摇杆结构。 【直观展示讲解3】摇头机构采用曲柄摇杆,简单介绍曲柄连杆机构中的双曲柄、双摇杆、曲柄摇杆,并介绍摇头结构的特点。 四、工作原理 太阳能硅板里光子的能量传递给了硅原子,使电子发生了越迁,成为自由电子,集聚形成了电位差。当外部接通电路时,在该电压的作用下,将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的实质是光子能量转换成电能的过程。 五、使用过程 太阳能摇头电风扇放置在办公桌上,太阳能硅板在室内自然光和晚上灯光的照耀下,将光能持续不断地储存在充电电池里。一般情况下,只要太阳能硅板上面不覆盖书、报纸等杂物,室内的光线就能满足电动机的正常工作。 如图2所示,当开关1拨通时,电机带动风叶高速转动;当开关2拨通时,另一电机带动蜗杆蜗轮及曲柄摇杆机构工作,带动立柱左右摇头,这样风叶在高速转动的同时,又做摇头动作。 太阳能摇头电风扇教具，如图3，,可以运用在苏教版通用技术教材必修二上,如可以辅助讲解“结构不设计”中的连接方式、结构设计、稳定性等;也可以在讲解“系统不设计”中“系统特性”时,将本教具的整体性、相关性、动态性等直观地展示给学生,加深学生对系统特性的理解;在讲解“控制不设计”中的控制手段、应用、工作方式、工作原理等方面都可以实物展示,便于学生看得到,摸得到,理解深。