以舊換新推陳出新
——以“水力發電演示器的制作”為例

王秀玲　吳小兵

(灌南縣初級中學　江蘇 連云港　222500)

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以舊換新推陳出新
——以“水力發電演示器的制作”為例

王秀玲吳小兵

(灌南縣初級中學江蘇 連云港222500)

實驗室器材更新換代，如何使瀕于淘汰的老舊破損器材發揮余熱，通過老式的水輪機與微風扇的組合，達到以舊換新，推陳出新的效果．在開發課程資源的同時，提升教師專業素養與學生創新能力．

以舊換新推陳出新水力發電演示器水輪機

隨著教育經費投入加大，學校經常會添置一些新的器材，一些老舊破損器材逐步被淘汰而被閑置在倉庫．一線的教師其實都有這樣的體會：新的教具，融入了一些新的設計思想，操作簡單，現象明顯，但是質量欠佳，使用年限短，而老舊器材，質量好，耐用性強．有些器材，因為教材內容刪減的原因，即使器材質量很好，也很少有人問津．在喜歡做教具教師的眼里，放置老舊器材的倉庫實在是塊寶地．他們總能從這些老舊破損器材中發現寶貝，通過對這些器材的局部的取舍、改進和整合，制作出一些新的教具，達到以舊換新、推陳出新的效果．

下面結合實例，以學校老舊的水輪機為例，談談水力發電演示器的制作．

1　水力發電演示器的制作

1.1水輪機的制作說明

如圖1，是學校實驗室里的老舊的水輪機裝置整體圖．如圖2，是水輪機的水箱側面圖．水箱是用長11.5 cm，寬10.1 cm，高23.5 cm鐵皮制作而成．在側面距底面6 cm處開一個3 cm×1 cm的長方形小孔，焊接導流口，便于水的流出．導流口向外延伸過程中，寬度適當減小．如圖3，在出水口的內側，制作一個凹槽，用鐵皮作為插銷，可以通過提起插銷的高度來控制出水口水流的大小．此儲水箱也可以用側面開孔的大可樂瓶來代替，但水流穩定性較差．

圖1　老舊水輪機整體圖

圖2　水箱側面圖

圖3　水箱俯視圖

如圖4，水槽長寬高為38 cm×11 cm×9 cm．在水平方向距出水口12 cm處做一個凹槽支架，凹槽內表面要打磨光滑，便于減小水輪機轉動時的摩擦．如圖1所示，方形支架長寬高為15 cm×10 cm×28 cm．如圖5，是轉動的水輪．圓形水輪的內徑為15 cm，外徑為20 cm，轉動軸軸長12 cm．如圖6，水輪寬度為3 cm，內徑15 cm處用薄鐵皮封閉，每隔2.5 cm，用一個略彎曲的薄鐵皮焊接，便于水流沖擊使其轉動．

圖4　水槽

圖5　水輪

圖6　水輪放大圖

1.2微風扇的處理

如圖7，取一個微風扇，將其主軸部分截去一段，留下約5 cm的長度．導線從電機處留出5 cm的長度，用防水膠布粘好，防止演示時水進入電機內．將原來的塑料蓋正對面分別鉆出兩個小孔，二極管的兩個引線穿過．兩個二極管并聯，并與微風扇的兩個線頭連接．連接時注意二極管的極性，保證發電時兩個二極管交替發光．

圖7　微風扇處理

1.3兩個主軸的連接

做一個長2.6 cm，直徑1.6 cm的圓柱形塑料連接，用于連接微風扇與水輪機的主軸．如圖8，左側開孔的直徑由微風扇的主軸直徑決定，右側開孔的直徑由水輪機的主軸直徑決定．當兩個主軸插入塑料連接時，在塑料連接垂直于轉動軸的方向打入兩個細孔，并以廢棄天平橫梁的平衡螺母(連帶螺絲)穿過固定．

圖8　塑料連接

1.4制作水輪機支架

圖9　制作的水輪機支架

為了便于水輪機的運轉，還需要制作一個支架．如圖9，整體由2.5 cm×2.5 cm不銹鋼方管組成．底座大小為40 cm×30 cm．豎桿高16 cm，在左右兩側距底座6.5 cm和7 cm的豎桿處各焊接一個長為

16 cm的橫桿，便于放置水槽．右側的橫桿位置稍高1～2 cm，是便于水槽內的水流出．在豎桿對面的底座上焊接一根寬1.6 cm，高17 cm的扁鐵，上端開一個小孔，孔的直徑與固定微風扇扇葉的螺絲相匹配，用于固定微風扇．

2　水力發電的演示

在各種配件完成制作后，就可以對配件進行組裝與調試，如圖10所示．

圖10　改造完成后的演示儀器

將儲水箱的插銷按至底部，并向儲水箱內倒入一定量的水．提起插銷，控制水流大小，沖擊水輪機的水輪，帶動其轉動，可以觀察到二極管交替發光．

上面通過以學校老舊的水輪機和微風扇組合，達到以舊換新，推陳出新的效果．以舊換新，推陳出新具有重要的意義．第一，通過這一方式，可以充分利用老舊破損器材，變廢為寶，變舊為新，實現實驗資源的重組與開發，豐富課程資源；第二，通過這一方式，潛移默化中就提高教師自身的實驗技能，提升自身的專業素養；第三，通過這一方式，利用身邊的物品進行物理實驗，還可以使學生真切的感受到物理就在身邊，創新就在身邊，有利于增強學生的創新意識和提高學生的創新能力．

2016-02-12)