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广东省中学理科实验员培训项目 广东教育学院物理系彭哲方2008年6月 实验仪器 用具的设计 制作及改进 当学生有机会用身边的物品及常见材料做实验 会使学生觉得科学和技术更亲切 容易激发学生热爱科学技术的情感 教师用自己制作的教具与使用厂家生产的教具不同 可以更直观地表现实验思想 仪器的内部构造和仪器的工作原理 实证科学的许多重大成和仪器和实验方法的成功设计密切相关 先进国家很重视设计 自制和改进等教学活动 对学生和对教师的意义 除学习知识和培养技能外 做什么 什么值得做 如何做 与情感有关 体现人文思想活动结果不是判断成败唯一标准 与过程相关 体现新技术观 广东省中学理科实验员培训项目 自己做 委托人做 购买 3种玩法 科学 技术 艺术 今天占支配地位的是另外一种科学 就是所谓的近代科学 更准确说是近代西方科学 近代西方科学是在近代欧洲诞生的一种科学类型 它重视数学的运用 重视实验 也称为实验科学 实证科学 中西医之争 科学至上 技术定义形成 技术即技能 的认识 狄德罗把技术定义为 完成特定目标而协调动作的方法 手段和规则体系 80年代以来 技术的内涵得到深化和拓展 如联合国教科文组织则更多强调 技术是一个过程 的技术理念 认为技术是一个包括设计 制作及评价的过程 技术至上 艺术 是什么 不是个新问题 一直让人们感到困惑 引发思考问题 艺术价值如何 广义艺术定义 每个人都有自己的 艺术 学生学习 教师讲课 工人操作 商人经商 母亲安慰哭泣孩子 唱歌 游泳 在游戏中玩 任何人生在人生活动中掌握的精湛技艺都可以被作为是自己的 艺术 艺术共性是艺术的神秘性 精湛技艺 成功操作 是因为精通某种技法 神奇的事情发生了 但往往不能从原理上详细说明怎样取得了成功 广东省中学理科实验员培训项目 鲁班的传说 传统技术创新驱动 与天然作斗争 经验 有准备的头脑传统技术创新的表现形式 外型 结构传统技术创新的方式 工具传统技术创新的时代特征 农业经济 广东省中学理科实验员培训项目 锯条安装小常识 常用安装方向如左图 使齿尖朝着向前推的方向 如果安装方向如右图 则手用力方向为拉 锯条的张紧程度要适当 过紧 容易在使用中崩断 过松 容易在使用中扭曲 摆动 使锯缝歪斜 也容易折断锯条 广东省中学理科实验员培训项目 洛克菲勒焊接故事 38滴型焊接机 近代技术创新驱动 还有获得更大利润 体能解放 大批量 近代技术创新的表现形式 外型 结构 功能近代技术创新的方式 机器 近代技术创新的时代特征 工业经济 广东省中学理科实验员培训项目 用烙铁加热金属线材 将焊锡丝送到加热部位附近刚好能熔化 送锡焊法要点 温度控制 表面预处理 湿润 形成合金 广东省中学理科实验员培训项目 董舰泽与芒果木花瓶的故事 现代技术创新驱动 还有脑力解放 个性的张扬 现代技术创新的表现形式 外型 结构 功能 现代技术创新的方式 以人为本 知识 现代技术创新的时代特征 后工业化 陶瓷的 玻璃的 金属的 广东省中学理科实验员培训项目 木材干燥 材料干燥 器具干燥 干燥与物理实验相关 湿度 静电实验 干燥与生化实验相关 生化产品含水容易引起分解变性 影响质量 通过干燥可以提高产品的稳定性 干燥方法 浓缩干燥 气流干燥 真空干燥 红外干燥 微波干燥 喷雾干燥 冷冻干燥 木材干燥就是要排除木材中的水分 木材内部的含水率高于外部的含水率 木材加热时 木材外部的温度高于内部温度 含水率梯度迫使水分由内部向外部移动 而温度梯度迫使水分由外部向内部移动 这二个方向相反的水分移动互相对抗 致使离木材表层不远的地方呈现了一个水分移动缓慢区 从而对干燥过程产生阻力 广东省中学理科实验员培训项目 DIY是奢侈的 快活的 广东省中学理科实验员培训项目 3种游戏 DIY 委托加工 批量购买 DIY绝对不是心血来潮 你得考虑有没有足够的时间 你有没有足够的耐心确保不会半途而废 你能否找到合适的材料和工具 你能否及时地得到具体的指导 DIY是奢侈的 值得花费吗 DIY结果是精品 还是粗糙不堪的东西 这并不是价值判断的唯一依据 其魅力所在是追求个性 展示个性 要的是所经历过程的种种快活 广东省中学理科实验员培训项目 加热水银 蓝紫光和紫外线使灯管上的白磷发出白光 DVD与CD比较线更密 使同样光源的光谱分得更开 材料 1 一张CD或DVD 2 纸盒子 大小可放入一张CD 3 两张刀片 4 一个纸筒 如卫生纸纸筒 5 玻璃胶纸 6 反光纸 如铝薄或铝胶贴带 1 反射式分光计的制作 反射衍射 反射光栅 观察孔与刀口 广东省中学理科实验员培训项目 刀口 分光用CD和观察孔的相对安装位置 广东省中学理科实验员培训项目 刀口 分光用CD 观察孔 观察管的安装与调节 广东省中学理科实验员培训项目 用反光胶贴带封住盒子所有可能漏光的地方 用反光胶贴带将观察圆纸筒固定在纸盒的椭圆孔上 调节角度 在白光照射情况下 应能看到从红光到紫光的所有光谱 2反射式分光计的使用 反射衍射 反射光栅 广东省中学理科实验员培训项目 540nanometers veryfaint green585nanometersyellow588nanometersyellow603nanometersorange607nanometersorange616nanometersorange621nanometersred orange626nanometersred orange 633nanometersred638nanometersred640nanometersred650nanometersred660nanometersred692nanometersred703nanometersred 被加热的氖气发出若干种颜色的光 主要分布在红橙色区域 广东省中学理科实验员培训项目 Redlight emitting diode LED Greenlight emitting diode LED Laserdiode 荧光和磷光 广东省中学理科实验员培训项目 Whitelight emitting diode LED 实际上是蓝色LED与磷光的组合 与日光灯有些相似 图中的黑线是靠近CD中心的无反射条纹的空心圆 荧光 10 7 10 9s 第一激发单重态的最低振动能级 基态 磷光 10 4 10s 第一激发三重态的最低振动能级 基态 荧光现象实验观察结果 观察叶绿素提取液时 对着光源 透射光 将看到试管内提取液呈绿色 背着光源 反射光 将看到试管内提取液呈红色 叫做荧光现象 荧光出现后 立即中断光源 继续辐射出极微弱的红光 这种光称为磷光 这种现象称为磷光现象 注意要用照相方法观察 3透射式分光计的制作 透射衍射 透射光栅 广东省中学理科实验员培训项目 还可以利用透射光栅原理制作分光计 与观察反射光栅的反射光 lookat 不同 观察透射光栅要观察透过光栅的投射光 lookthrough 分光元件采用彩虹眼镜 rainbowglasses 上的彩虹膜 rainbowfilm 有机大分子链经过机械拉伸 延拉伸垂直方向形成有序结构 光栅 光透过光栅 形成干涉衍射现象 还可以到装饰材料市场彩虹膜 广东省中学理科实验员培训项目 与制作CD分光计类似 制作彩虹膜 一维光栅 的制作材料和方法与上面描述大致一样 仅仅是纸盒的外形不同 分光器件不是CD 而是成彩虹膜 透射光直线传播 无须调节圆纸筒观察管 制作材料 纸盒刀片1和2彩虹薄膜反光胶贴带 广东省中学理科实验员培训项目 刀口的制作 观察孔的制作 光栅固定 将两片透明薄板夹持光栅膜胶粘作成组合镜片 再将组合镜片固定纸盍内镜架上 刀口 光栅和观察孔平面沿同一直线安装 广东省中学理科实验员培训项目 4透射式分光计的使用 透射衍射 透射光栅 Holdtheslituptoafluorescentlightbulb andlookintotheplasticwindow Youwillseesomethinglikethephotobelow Thephotoabovewastakenusingaveryfastshutterspeed sincetheimagewasquitebright Thefastshutterspeedonlycapturestheprimaryrainbows thoseclosesttotheslit Therearealsosecondaryrainbowsfartherfromtheslit andtheyarespreadoutmore allowingustomoreeasilyseethebrightlinesinthespectrum Thesecondphotousedaslowershutterspeed andshowsthesecondaryspectra whilewashingouttheprimary 粘接技法及常用粘接胶 直接经验的误导 贴使用浆糊 信封 贴海报 非金属材料 金属材料 装饰材料 实验器材 表面预处