智造内燃机演示实验及其教学应用(2) - 内燃机工程杂志社投稿_期刊论文发表|版面费|电话|编辑部- 内燃机工程

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智造内燃机演示实验及其教学应用(2)

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2实用效果与反思

本实验装置在教学中应用时,需要从火花塞模拟点火装置、“V形”飞轮驱动装置顺序依次展示,与教科书中内燃机的“四个冲程”内容有机结合,深度展示“内燃机”的工作原理.本实验克服了仅用flash动画、视频来演示内燃机(汽油机)工作原理的不足,更让学生能直观深度体验内燃机(汽油机)的工作过程.在课堂教学应用中,学生惊叹不绝,效果显著.

本实验模拟密闭气缸用的塑料材质透明酒精瓶,除了取材方便、成本低廉特点外,还具有突出优势:一是增强了实验现象的可视性和安全性,不至于像采用同样容积的玻璃瓶会因受热不均而引起破裂带来安全隐患;二是大小适中,用常见花露水瓶喷头喷洒酒精,一次喷洒的剂量刚好适中,不至于瓶内酒精浓度过大而燃烧剧烈容易引发危险,也不至于像用更大容积的塑料瓶那样,酒精浓度太低而不能顺利引燃,造成演示失败或效果不佳.

需要说明的是,本实验中“V形”飞轮驱动装置所用到的原理是斯特林发动机,它也属于热机的一种,尽管是采用外热的方式,但不同于已有相关研究,[2]本实验中的侧重点并不是探讨其具体的工作原理,而是向学生展示热机活塞的往复运动驱动飞轮转动的真实情景,增加演示实验的趣味性、可视性和体验感.[3]同时该实验可作为初、高中学生课外科技实践活动、通用技术、STEAM教育中趣味课程内容,让学生亲自动手参与制作,进一步提升学生的科学素养与创新实践能力.

1 人民教育出版社课程教材研究所物理课程教材研究开发中心. 义务教育教科书物理九年级全1册[M]. 北京:人民教育出版社, 2013:18-20.

2 陈俊华.斯特林发动机原理及制作方法[J].物理教师,2015,36(10):47-48.

3 朱成巧,王健浩,王浙伟,孔兴隆.高中物理实验创新与自制教具[M].南京:南京师范大学出版社,2011：4-11.

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