文档介绍：生活中的发明创造
——研究性学****辅导课例
一、教学设计部分

案例题目
生活中的发明创造

活动主题设计
学生围绕“生活中的发明创造”这个主题，结合通用技术、关窗后空气不流通，造成空气质量下降，同时
容易引起流行性病毒的传播。如果不关窗，由于室内外
空气的转换和热的传递，又会影响室内的降温效果，耗
费额外的能源；
2、下窗帘同样会影响空气的流通，同时由于窗帘
阻挡了阳光，白天也需要灯光照明，同样造成能源的浪
费。如果不下窗帘，由于太阳直射，室内的气温上升，
室内的降温效果就会大打折扣。
制作完成后的实物模型照片
那么，有没有解决上述两个矛盾的方法呢？带着对这个问题的思考，我们从窗户的设计入手，发明了一种新型的百叶窗，我们把它称为“水帘式”节能百叶窗，并初步完成其模型的制作。
研究过程
1、确定课题
酷热夏天，上课时课室的风扇已经起不到有效的降温作用，然而由于成本及耗能的原因，学校不可能在所有的课室和宿舍安装使用空调。这时我们就萌生了一个想法： “有没有办法在成本低、耗能少的情况下实现较好的降温效果？”
于是，我们尝试着考虑各种解决的方案，并最终决定从窗户入手，结合“百叶窗空气流通性好”、及“水有较好的隔热效果，及反射、散射部分光线的作用”等思路，设计一种具有能耗低、隔热、通风、透光性能好等特点的新型窗户。
2、收集资料，确定具体设计方案，并完成设计图
带着我们的思路，我们首先通过网络查找有关百叶窗的资料，了解其结构功能特点。我们发现：一般的百叶窗虽然有通风的作用，但没有起到隔热的作用。因此，将水的隔热性能与百叶窗结合起来的构思值得尝试。
我们的设计方案是这样形成的：
1）初步构想。我们设计在窗户内侧上方装上带密集细孔的水管，利用水泵抽水进行垂直喷撒。这种设计有两个缺点：一是喷撒水流不好控制，水珠四溅，造成水资源的浪费；二
2
是百叶窗的玻璃没有直接接触水流，无法有效散热，在太阳的照射下仍旧会积累热能，影响隔热降温效果；
2）改进。我们设想在百叶窗的每一片窗叶上方都装上带密集细孔的水管，这样玻璃散热效果明显改善，达到了较好的隔热效果，同时也满足了我们原来设想的“能耗低、隔热、通风、透光性好”等性能；
3）最终方案。有了上面的构思后，我们又进一步思考：能不能改进我们的设计，在功能不减的前提下，使窗户结构更加简单、耗能更少呢？
于是我们又对设计方案作了改进，使百叶窗的部分窗叶可以转动（从上至下，奇数窗叶
固定，偶数可转动 90 度），构成一个内流系统，从而使水流可以顺着所有窗叶流下来。这样
只需最上方的一根喷撒水管就能达到原先的效果，结构上简化了，所需水泵的功率也减小了。
4）完成设计图。根据方案我们完成了设计图，并确定我们要制作模型的各部件尺寸。
3、确定并购买制作材料
我们结合网络查找的相关资料，在指导老师的帮助下，依照设计方案确定了制作模型所需的材料，然后分头去各五金、铝材、电机等店铺购买。
4、模型制作及试验
在老师的带领下，我们把模型分为窗体和水槽两个部分，利用学校通用技术实验室、维修部的设备，自己动手制作。我们用了一个多月的时间完成了模型从零件加工、到连接组装、再到细节处理的过程。
制作模型的过程我们解决了几个实际问题：
1）窗体和水槽两个部分的连接。由于水槽是不锈钢材料制成，怎样和窗体连接且保证
不漏水是一个很大的难题。我们在请教了几位金工师傅之后，放弃最初用玻璃胶连接的设想，决定在水槽的上边缘打出三个细孔，采用铆接的方式与窗体固定，这样在不引起漏水的同时，使连接更加牢固。
2）水泵功率过高。市场上能购买到的水泵最小功率的都有 25W，然而由于模型比实际产品小，不需要这么大的功率。在找不到更小功率的水泵代替的情况下，我们只好想办法解决
水流过快的问题。
首先我们尝试用风扇的旋钮式开关来控制水泵的实际功率，结果调节后水泵运转不理想。经过检测，我们发现原因是功率调小后水泵两端的实际电压也降低了，这样就达不到水泵的额定电压（ 220V-240V）了。因此这种方法行不通。
于是我们把思路转向了如何减少水的流量。我们决定给水流增加阻力。在权衡了“水管里塞海绵”和“水泵进水口堵布料”两种方案的利弊后，我们选择了第二种，因为后种方案便于我们调节水的流量。
然而由于制作水平及设备的局限，在模型制作的过程中尚有几个问题有待解决：
1）需在水槽底部增加一个可开关的出水口