专利名称：一种教学演示装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种教学演示装置，尤其涉及一种用于分子无规则运动现象及原理的教学演示装置。
背景技术：
由于ー些物理化学领域的知识比较抽象并且用肉眼难以观察科学现象，老师仅仅靠ロ头讲述和PPT演示很难让学生完全理解透彻；通过相关的模型来辅助教学，并让学生亲自动手实践，体验科学原理及其现象，这样不仅能将枯燥的知识变得更生动，让学生能够轻松的接受与理解，还能激发学生的学习兴趣，同时还可以减轻老师的教学负担。虽然现有技术已经出现了各式各样的教学演示装置，但是还没有一种是用于演示 “分子无规则运动”的电子教学演示装置。“分子无规则运动”是微观世界中分子运动的规律，体现分子无规则运动现象的两个重要知识点分别是分子热运动现象和布朗运动现象，分子热运动和布朗运动是中学物理教学中必须掌握的两个重要知识点，其内容比较抽象，微观现象不易表现出来使学生学习时很难辨析这两个知识点。关于分子无规则运动的演示装置，大多作为辅助性的教具和学具，大致可分为机械装置和化学试验装置两大类，并且习惯上以“分子运动模拟演示器来命名这些装置，并没有展示分子热运动和布朗运动的区別，不能让学生亲身体验，以至于学生理解不透彻。
实用新型内容本实用新型的目的就是为了克服现有机械装置和化学试验装置的操作不便、效果欠佳以及人机互动欠佳、不便于学生思考、理解等缺陷而提供ー种结构简单、操作方便、演示效果佳、人机互动好且便于学生理解的用于演示分子无规则运动现象和原理的教学演示装置。该装置不仅使分子热运动现象和布朗运动现象更加形象，使学生更加便于区别两种现象的区别，而且降低了所需单片机的性能要求，降低了成本。本实用新型通过以下技术方案来实现ー种教学演示装置，适用于分子无规则运动现象及原理的教学演示装置，其特征在于，包括ー显示器，用于显示教学演示的内容；ー主控制电路，连接于该显示器，并控制该显示器显示状态；ー电源，用于给该显示器和该主控制电路供电；一控制面板，连接于该主控制电路；以及ー传感器，连接于该主控制电路和该控制面板。根据权利要求I该的教学演示装置，其中该主控制电路包括一 STC单片机，该STC单片机预先设置控制该显示电路的显示状态。根据权利要求2该的教学演示装置，其中该STC单片机是分子运动的剧烈程度随温度的变化而变化显示的核心部分。根据权利要求3该的教学演示装置，其中该单片机为40脚的单片机，通过随机函数randO产生随机数作为分子在显示器上无规则运动的位置。根据权利要求I该的教学演示装置，其中该传感器为防水型温度传感器，并且检测到的温度值通过该显示器显示。根据权利要求I该的教学演示装置，其中该控制面板设有微观按键、宏观按键、组合按键以及连接该传感器的接ロ。根据权利要求6该的教学演示装置，其中该微观按键用于控制显示该分子热运动现象。根据权利要求6该的教学演示装置，其中该宏观按键用于控制显示该布朗运动现象。根据权利要求6该的教学演示装置，其中该组合按键用于控制显示该分子热运动与布朗运动的组合现象。根据权利要求I该的教学演示装置，其中该电源为标准电源。 因此，根据本发明的技术内容，皆由提供ー种教学演示装置，以解决从视觉上识别分子热运动和布朗运动现象的异同点和两种现象所体现的本质内容，使微观现象宏观化、可见化，便于学生区别两种现象、理解两个知识点。
图I为本发明结构图。图2为控制面板的结构图。附图标记I :显示器I. I :显示界面2 :传感器3:主控制电路4 电源5 :控制面板5. I :微观按键5. 2 :宏观按键3. 3:接 ロ5. 4 :温度5. 5 :组合按键
具体实施方式
以下结合附图对具体实施方式
加以说明本实用新型揭露了ー种教学演示装置，如图I所示，本实施例提供ー种教学演示装置，包括显示器1，用于显示该教学演示的内容；主控制电路3，连接于该显示器1，并控制该显示器I显示状态；电源4，用于给该显示器I和该主控制电路3供电；一控制面板5，连接于该主控制电路3 ；以及ー传感器2，连接于该主控制电路3的接ロ 3. 3和该控制面板5。本实施例中，该主控制电路3包含STC单片机，该STC单片机是分子热运动现象显示的核心部分，该单片机通过预先的编程设置和该传感器2检测到的温度5. 4共同控制显示电路的显示效果。本实施例中，优选采用STC-12C5A系列。[0033]本实施例中，该显示器I为分辨率为320X240的2. 4寸彩屏。本实施例中，如图2，该STC单片机是整个控制核心，在显示分子热运动现象时程序中设置了 Table表，表内包含了全部需要在显示器上点亮的点的代码，Table表用于给这些代码设置位置编号，然后随机函数rand()产生的随机数作为Table表中点的代码的位置编号确定该显示器I上点被点亮的位置，从而模拟分子的无规则运动。如图2，该传感器2检测到的该温度5. 4数据作为亮点被点亮的时间，从而模拟分子无规则运动的剧烈程度随温度的变化；在显示布朗运动现象时程序实现许多红色亮点从不同方向撞击ー个蓝色亮点，使蓝色亮点无规则的运动，大量的红色亮点代表大量的分子，蓝色亮点代表微小颗粒，从而模拟“大量分子进行无规则运动撞击微小颗粒，使微小颗粒产生无规则运动现象”这ー布朗运动现象；在显示分子热运动与布朗运动的组合现象时程序实现许多红色亮点无规则运动，并从不同方向撞击ー个蓝色亮点，使蓝色亮点也无规则的运动，当显示器上温度变化吋，红色亮点和蓝色亮点的无规则运动剧烈程度会随着温度的变化而发生变化，大量的红 现象；本实施例中，该显示器I为分辨率为320X240的2. 4寸彩屏，在该主控制电路3的控制下，通过该传感器2检测到的该温度5. 4的变化实现显示部分分子运动随着温度的变化。本实施例中，如图2，该控制面板5上设有工作模式按键，包括微观按键5. I、宏观按键5. 2、组合按键5. 5。该微观按键5. I和该宏观按键5. 2按键、组合按键5. 5均与该主控制电路3的控制端连接。该微观按键5. I是控制显示分子热运动现象过程；该宏观按键
5.2是控制显示布朗运动现象过程；组合按键5. 5是控制显示分子热运动与布朗运动的组合现象。本实施例中，如图2，该传感器2为防水型温度传感器DS18B20，检测到的该温度
5.4值通过该分辨率为320X240的2. 4寸彩屏显示。本实施例中，该电源4为标准的+5V电源。本实施例中，通过编程在该分辨率为320X240的2. 4寸彩屏上点亮ー个红点，红点随机地出现在该分辨率为320X240的2. 4寸彩屏的某处，可以用手握住温度传感器使温度升高，编程实现红点在某处被点亮时间变短；温度降低，编程实现红点在某处被点亮时间变长。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型而并非限制本实用新型所描述的技术方案；因此，尽管本说明书參照上述的实施例对本实用新型已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换；而一切不脱离本实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。
权利要求1.一种教学演示装置，适用于分子无规则运动现象及原理的教学演示装置，其特征在于，包括一显示器，用于显示教学演示的内容；一主控制电路，连接于该显示器，并控制该显示器的显示状态；一电源，用于给该显示器和该主控制电路供电；一控制面板，连接于该主控制电路；一传感器，连接于该主控制电路和该控制面板。
2.根据权利要求I该的教学演示装置，其中该主控制电路包括一STC单片机，该STC单片机预先设置控制该显示电路的显示状态。
3.根据权利要求I该的教学演示装置，其中该传感器为防水型温度传感器，并且检测到的温度值通过该显示器显示。
4.根据权利要求I该的教学演示装置，其中该控制面板设有微观按键、宏观按键、组合按键以及连接该传感器的接口。
5.根据权利要求I该的教学演示装置，其中该电源为标准电源。
专利摘要本实用新型公开了一种教学演示装置，包括主控制电路、显示器、传感器、电源和控制面板；主控制电路与显示器连接，并控制显示器的显示状态，电源连接主控制电路和显示器，传感器、控制面板与主控制电路连接，使学习者从视觉上感受分子热运动和布朗运动现象的相同点和不同点，便于学习者进一步理解分子热运动和布朗运动现象与温度的关系，以及这两种现象所体现出的科学的本质内容——一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。
文档编号G09B23/06GK202615668SQ20122009642
公开日2012年12月19日 申请日期2012年3月7日 优先权日2012年3月7日
发明者王冠凌, 卢昌靖, 艾宇宙, 陈家杰, 朱灿, 刘国强, 腾笑飞, 韩振飞, 严海玉 申请人:安徽工程大学, 安徽师范大学