納米技術(shù)的用處精選(九篇)

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第1篇：納米技術(shù)的用處范文

納米材料在結(jié)構(gòu)、光電和化學(xué)性質(zhì)等方面的誘人特征，引起物理學(xué)家、材料學(xué)家和化學(xué)家的濃厚興趣。80年代初期納米材料這一概念形成以后，世界各國對這種材料給予極大關(guān)注。它所具有的獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)，使人們意識到它的發(fā)展可能給物理、化學(xué)、材料、生物、醫(yī)藥等學(xué)科的研究帶來新的機(jī)遇。納米材料的應(yīng)用前景十分廣闊。近年來，它在化工生產(chǎn)領(lǐng)域也得到了一定的應(yīng)用，并顯示出它的獨(dú)特魅力。

1.在催化方面的應(yīng)用

催化劑在許多化學(xué)化工領(lǐng)域中起著舉足輕重的作用，它可以控制反應(yīng)時(shí)間、提高反應(yīng)效率和反應(yīng)速度。大多數(shù)傳統(tǒng)的催化劑不僅催化效率低，而且其制備是憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，不僅造成生產(chǎn)原料的巨大浪費(fèi)，使經(jīng)濟(jì)效益難以提高，而且對環(huán)境也造成污染。納米粒子表面活性中心多，為它作催化劑提供了必要條件。納米粒于作催化劑，可大大提高反應(yīng)效率，控制反應(yīng)速度，甚至使原來不能進(jìn)行的反應(yīng)也能進(jìn)行。納米微粒作催化劑比一般催化劑的反應(yīng)速度提高10～15倍。

納米微粒作為催化劑應(yīng)用較多的是半導(dǎo)體光催化劑，特別是在有機(jī)物制備方面。分散在溶液中的每一個(gè)半導(dǎo)體顆粒，可近似地看成是一個(gè)短路的微型電池，用能量大于半導(dǎo)體能隙的光照射半導(dǎo)體分散系時(shí)，半導(dǎo)體納米粒子吸收光產(chǎn)生電子——空穴對。在電場作用下，電子與空穴分離，分別遷移到粒子表面的不同位置，與溶液中相似的組分進(jìn)行氧化和還原反應(yīng)。

光催化反應(yīng)涉及到許多反應(yīng)類型，如醇與烴的氧化，無機(jī)離子氧化還原，有機(jī)物催化脫氫和加氫、氨基酸合成，固氮反應(yīng)，水凈化處理，水煤氣變換等，其中有些是多相催化難以實(shí)現(xiàn)的。半導(dǎo)體多相光催化劑能有效地降解水中的有機(jī)污染物。例如納米TiO2，既有較高的光催化活性，又能耐酸堿，對光穩(wěn)定，無毒，便宜易得，是制備負(fù)載型光催化劑的最佳選擇。已有文章報(bào)道，選用硅膠為基質(zhì)，制得了催化活性較高的TiO／SiO2負(fù)載型光催化劑。Ni或Cu一Zn化合物的納米顆粒，對某些有機(jī)化合物的氫化反應(yīng)是極好的催化劑，可代替昂貴的鉑或鈕催化劑。納米鉑黑催化劑可使乙烯的氧化反應(yīng)溫度從600℃降至室溫。用納米微粒作催化劑提高反應(yīng)效率、優(yōu)化反應(yīng)路徑、提高反應(yīng)速度方面的研究，是未來催化科學(xué)不可忽視的重要研究課題，很可能給催化在工業(yè)上的應(yīng)用帶來革命性的變革。

2.在涂料方面的應(yīng)用

納米材料由于其表面和結(jié)構(gòu)的特殊性，具有一般材料難以獲得的優(yōu)異性能，顯示出強(qiáng)大的生命力。表面涂層技術(shù)也是當(dāng)今世界關(guān)注的熱點(diǎn)。納米材料為表面涂層提供了良好的機(jī)遇，使得材料的功能化具有極大的可能。借助于傳統(tǒng)的涂層技術(shù)，添加納米材料，可獲得納米復(fù)合體系涂層，實(shí)現(xiàn)功能的飛躍，使得傳統(tǒng)涂層功能改性。涂層按其用途可分為結(jié)構(gòu)涂層和功能涂層。結(jié)構(gòu)涂層是指涂層提高基體的某些性質(zhì)和改性；功能涂層是賦予基體所不具備的性能，從而獲得傳統(tǒng)涂層沒有的功能。結(jié)構(gòu)涂層有超硬、耐磨涂層，抗氧化、耐熱、阻燃涂層，耐腐蝕、裝飾涂層等；功能涂層有消光、光反射、光選擇吸收的光學(xué)涂層，導(dǎo)電、絕緣、半導(dǎo)體特性的電學(xué)涂層，氧敏、濕敏、氣敏的敏感特性涂層等。在涂料中加入納米材料，可進(jìn)一步提高其防護(hù)能力，實(shí)現(xiàn)防紫外線照射、耐大氣侵害和抗降解、變色等，在衛(wèi)生用品上應(yīng)用可起到殺菌保潔作用。在標(biāo)牌上使用納米材料涂層，可利用其光學(xué)特性，達(dá)到儲存太陽能、節(jié)約能源的目的。在建材產(chǎn)品如玻璃、涂料中加入適宜的納米材料，可以達(dá)到減少光的透射和熱傳遞效果，產(chǎn)生隔熱、阻燃等效果。日本松下公司已研制出具有良好靜電屏蔽的納米涂料，所應(yīng)用的納米微粒有氧化鐵、二氧化鈦和氧化鋅等。這些具有半導(dǎo)體特性的納米氧化物粒子，在室溫下具有比常規(guī)的氧化物高的導(dǎo)電特性，因而能起到靜電屏蔽作用，而且氧化物納米微粒的顏色不同，這樣還可以通過復(fù)合控制靜電屏蔽涂料的顏色，克服炭黑靜電屏蔽涂料只有單一顏色的單調(diào)性。納米材料的顏色不僅隨粒徑而變，還具有隨角變色效應(yīng)。在汽車的裝飾噴涂業(yè)中，將納米TiO2添加在汽車、轎車的金屬閃光面漆中，能使涂層產(chǎn)生豐富而神秘的色彩效果，從而使傳統(tǒng)汽車面漆舊貌換新顏。納米SiO2是一種抗紫外線輻射材料。在涂料中加入納米SiO2，可使涂料的抗老化性能、光潔度及強(qiáng)度成倍地增加。納米涂層具有良好的應(yīng)用前景，將為涂層技術(shù)帶來一場新的技術(shù)革命，也將推動(dòng)復(fù)合材料的研究開發(fā)與應(yīng)用。

3.在其它精細(xì)化工方面的應(yīng)用

精細(xì)化工是一個(gè)巨大的工業(yè)領(lǐng)域，產(chǎn)品數(shù)量繁多，用途廣泛，并且影響到人類生活的方方面面。納米材料的優(yōu)越性無疑也會(huì)給精細(xì)化工帶來福音，并顯示它的獨(dú)特畦力。在橡膠、塑料、涂料等精細(xì)化工領(lǐng)域，納米材料都能發(fā)揮重要作用。如在橡膠中加入納米SiO2，可以提高橡膠的抗紫外輻射和紅外反射能力。納米Al2O3，和SiO2，加入到普通橡膠中，可以提高橡膠的耐磨性和介電特性，而且彈性也明顯優(yōu)于用白炭黑作填料的橡膠。塑料中添加一定的納米材料，可以提高塑料的強(qiáng)度和韌性，而且致密性和防水性也相應(yīng)提高。國外已將納米SiO2，作為添加劑加入到密封膠和粘合劑中，使其密封性和粘合性都大為提高。此外，納米材料在纖維改性、有機(jī)玻璃制造方面也都有很好的應(yīng)用。在有機(jī)玻璃中加入經(jīng)過表面修飾處理的SiO2，可使有機(jī)玻璃抗紫外線輻射而達(dá)到抗老化的目的；而加入A12O3，不僅不影響玻璃的透明度，而且還會(huì)提高玻璃的高溫沖擊韌性。一定粒度的銳鈦礦型TiO2具有優(yōu)良的紫外線屏蔽性能，而且質(zhì)地細(xì)膩，無毒無臭，添加在化妝品中，可使化妝品的性能得到提高。超細(xì)TiO2的應(yīng)用還可擴(kuò)展到涂料、塑料、人造纖維等行業(yè)。最近又開發(fā)了用于食品包裝的TiO2及高檔汽車面漆用的珠光鈦白。納米TiO2，能夠強(qiáng)烈吸收太陽光中的紫外線，產(chǎn)生很強(qiáng)的光化學(xué)活性，可以用光催化降解工業(yè)廢水中的有機(jī)污染物，具有除凈度高，無二次污染，適用性廣泛等優(yōu)點(diǎn)，在環(huán)保水處理中有著很好的應(yīng)用前景。在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域，除了利用納米材料作為催化劑來處理工業(yè)生產(chǎn)過程中排放的廢料外，還將出現(xiàn)功能獨(dú)特的納米膜。這種膜能探測到由化學(xué)和生物制劑造成的污染，并能對這些制劑進(jìn)行過濾，從而消除污染。

4.在醫(yī)藥方面的應(yīng)用

21世紀(jì)的健康科學(xué)，將以出入意料的速度向前發(fā)展，人們對藥物的需求越來越高。控制藥物釋放、減少副作用、提高藥效、發(fā)展藥物定向治療，已提到研究日程上來。納米粒子將使藥物在人體內(nèi)的傳輸更為方便。用數(shù)層納米粒子包裹的智能藥物進(jìn)入人體，可主動(dòng)搜索并攻擊癌細(xì)胞或修補(bǔ)損傷組織；使用納米技術(shù)的新型診斷儀器，只需檢測少量血液就能通過其中的蛋白質(zhì)和DNA診斷出各種疾病，美國麻省理工學(xué)院已制備出以納米磁性材料作為藥物載體的靶定向藥物，稱之為“定向?qū)棥?。該技術(shù)是在磁性納米微粒包覆蛋白質(zhì)表面攜帶藥物，注射到人體血管中，通過磁場導(dǎo)航輸送到病變部位，然后釋放藥物。納米粒子的尺寸小，可以在血管中自由流動(dòng)，因此可以用來檢查和治療身體各部位的病變。對納米微粒的臨床醫(yī)療以及放射性治療等方面的應(yīng)用也進(jìn)行了大量的研究工作。據(jù)《人民日報(bào)》報(bào)道，我國將納米技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域獲得成功。南京?？萍瘓F(tuán)利用納米銀技術(shù)研制生產(chǎn)出醫(yī)用敷料——長效廣譜抗菌棉。這種抗菌棉的生產(chǎn)原理是通過納米技術(shù)將銀制成尺寸在納米級的超細(xì)小微粒，然后使之附著在棉織物上。銀具有預(yù)防潰爛和加速傷口愈合的作用，通過納米技術(shù)處理后的銀表面急劇增大，表面結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，殺菌能力提高200倍左右，對臨床常見的外科感染細(xì)菌都有較好的抑制作用。

微粒和納粒作為給藥系統(tǒng)，其制備材料的基本性質(zhì)是無毒、穩(wěn)定、有良好的生物性并且與藥物不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。納米系統(tǒng)主要用于毒副作用大、生物半衰期短、易被生物酶降解的藥物的給藥。

納米生物學(xué)用來研究在納米尺度上的生物過程，從而根據(jù)生物學(xué)原理發(fā)展分子應(yīng)用工程。在金屬鐵的超細(xì)顆粒表面覆蓋一層厚為5～20nm的聚合物后，可以固定大量蛋白質(zhì)特別是酶，從而控制生化反應(yīng)。這在生化技術(shù)、酶工程中大有用處。使納米技術(shù)和生物學(xué)相結(jié)合，研究分子生物器件，利用納米傳感器，可以獲取細(xì)胞內(nèi)的生物信息，從而了解機(jī)體狀態(tài)，深化人們對生理及病理的解釋。

第2篇：納米技術(shù)的用處范文

1 在物理課堂引入中運(yùn)用生活實(shí)例

在一堂課中，“引入”是個(gè)領(lǐng)頭羊，帶領(lǐng)的好，前面就是一片遼闊的草原，帶領(lǐng)的不好，前面或許就是一條幽深的小徑。鑒于學(xué)生已有的生活經(jīng)驗(yàn)，可以在整堂課的開始就給學(xué)生強(qiáng)烈的熟悉感，以此調(diào)動(dòng)課堂氣氛。

當(dāng)然，課堂引入的方法有許許多多，然而運(yùn)用生活實(shí)例的引入是最容易讓學(xué)生接受的。我們可以把自動(dòng)扶梯上的乘客作為“勻速直線運(yùn)動(dòng)”這節(jié)課的引入，我們可以把人能看到不發(fā)光的物體作為“光的反射”這節(jié)課的引入，我們可以把地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)作為“機(jī)械運(yùn)動(dòng)”這節(jié)課的引入。在引入的同時(shí)，其實(shí)也是在慢慢培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力。物理學(xué)的發(fā)展史表明：人類的物理知識來源于生產(chǎn)實(shí)踐和對自然界的觀察，學(xué)生對物理環(huán)境的認(rèn)識從根本上說始于觀察，并從觀察中獲得感性材料。通過每節(jié)課的引入讓學(xué)生自然而然地養(yǎng)成觀察的習(xí)慣，學(xué)生也就會(huì)在不知不覺中把物理與生活聯(lián)系起來。

2 在物理實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用生活實(shí)例

實(shí)驗(yàn)是學(xué)好物理的基礎(chǔ)，沒有實(shí)驗(yàn)的物理課堂是不完整的。任何物理概念的確立、物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)，都必須以嚴(yán)格的科學(xué)實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)；人們所提出的理論是否正確，也必須通過科學(xué)實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐來檢驗(yàn)。然而，我們不能為了做實(shí)驗(yàn)而去做實(shí)驗(yàn)，不能單純地讓學(xué)生把玩實(shí)驗(yàn)器材最終卻一無所獲，應(yīng)把生活實(shí)例充分運(yùn)用在實(shí)驗(yàn)中。

例如在上“平面鏡成像”這一課時(shí)，利用學(xué)生已有的照鏡子經(jīng)驗(yàn)讓學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)“蠟燭照鏡子”的實(shí)驗(yàn)，并且能夠驗(yàn)證平面鏡成像的特點(diǎn)。有了實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生設(shè)計(jì)起這個(gè)實(shí)驗(yàn)來并不算困難，不一會(huì)兒就有多個(gè)小組想出了設(shè)計(jì)方案，再通過教師指導(dǎo)，平面鏡成像的特點(diǎn)就能形象地刻印在學(xué)生的心中。

課程標(biāo)準(zhǔn)指出：物理教學(xué)的任務(wù)是要使學(xué)生獲取實(shí)驗(yàn)事實(shí)、概念、定理、基本理論以及物理學(xué)科方面的知識；發(fā)展學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立獲取和運(yùn)用知識、觀察和解釋物理現(xiàn)象的能力；讓學(xué)生體會(huì)到周圍世界的物質(zhì)性及其可認(rèn)識性。依據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)來做實(shí)驗(yàn)，學(xué)生的積極性會(huì)被完全調(diào)動(dòng)起來，因?yàn)樽龅膶?shí)驗(yàn)都是生活中經(jīng)常接觸到的事情，這樣一來，學(xué)生的參與度就很高，師生之間的配合就會(huì)愈加完美。

3 在物理探究過程中運(yùn)用生活實(shí)例

探究實(shí)驗(yàn)?zāi)艹浞终{(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，使學(xué)生的被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)。初中生的性格好動(dòng)，一旦他們的積極性被調(diào)動(dòng)起來，就會(huì)顯得異常活躍，教師可以充分利用這個(gè)特點(diǎn)使他們的發(fā)揮不僅僅局限于課堂。

物理教材配備了《學(xué)習(xí)活動(dòng)卡》，其中的“進(jìn)一步探究小實(shí)驗(yàn)”可以推動(dòng)學(xué)生們學(xué)好物理的積極性。如“用一次性塑料杯、線，自制一個(gè)土電話，研究線的松緊和材料（塑料、尼龍線或細(xì)金屬絲）對通話效果的影響；研究紙杯、牛奶盒和易拉罐對通話效果的影響”和“用一把吉他（或提琴、二胡等弦樂器），研究振動(dòng)發(fā)聲時(shí)音調(diào)的高低與該弦的長短、粗細(xì)、松緊之間的關(guān)系”，等等。這些實(shí)驗(yàn)材料都能取自于生活，很大程度上方便了學(xué)生的探究。

4 讓物理知識與生活有機(jī)地結(jié)合

現(xiàn)在的初中學(xué)生都是九零后新生代，他們都很有自己的想法。有些學(xué)生認(rèn)為他們所學(xué)的科目對他們來說毫無用處，他們不會(huì)在生活中用古文對話，也不會(huì)在生活中運(yùn)用代數(shù)和幾何算賬，更不會(huì)到外國去用英語與其他人交流，所以在學(xué)習(xí)的同時(shí)往往會(huì)產(chǎn)生抵觸心理。而物理這門科目對他們來說是未知的，學(xué)生抱有好奇的同時(shí)也產(chǎn)生了懷疑的態(tài)度，到底學(xué)習(xí)物理有什么用處呢？

第3篇：納米技術(shù)的用處范文

二、《科學(xué)與技術(shù)》課程中教具和學(xué)具的設(shè)計(jì)

《科學(xué)與技術(shù)》是一門新的課程，目前在上海三個(gè)區(qū)試用。為什么國家要發(fā)展《科學(xué)與技術(shù)》這門課呢？

第一是時(shí)代的需求，社會(huì)的需求。我們生活在一個(gè)越來越離不開科學(xué)與技術(shù)的世界?？茖W(xué)與技術(shù)已成為推動(dòng)當(dāng)今人類發(fā)展的核心力量，它不僅對社會(huì)、政治、經(jīng)濟(jì)、文化等領(lǐng)域產(chǎn)生著重大影響，并且還滲透到人類生活的各個(gè)方面。隨著社會(huì)的日益發(fā)展，科學(xué)與技術(shù)之間的關(guān)系也越來越密切，科學(xué)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化為技術(shù)成果，而技術(shù)成果的應(yīng)用又促進(jìn)了科學(xué)的發(fā)展。這兩者之間是密切相連的?？茖W(xué)發(fā)現(xiàn)肯定會(huì)給技術(shù)進(jìn)步帶來力量，而技術(shù)又會(huì)反過去推動(dòng)科學(xué)的發(fā)展。

第二是教育的需求?！犊茖W(xué)與技術(shù)》課程的開設(shè)順應(yīng)了科技發(fā)展的時(shí)代需求，同時(shí)也符合兒童的認(rèn)知特點(diǎn)。它不僅有利于整合科學(xué)與技術(shù)的教育資源，減少學(xué)科課程門類，提高教學(xué)效率，減輕學(xué)生負(fù)擔(dān)，而且有利于兒童整體認(rèn)識自然界與人工世界，促進(jìn)他們對科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境相互關(guān)系的理解，培養(yǎng)其綜合應(yīng)用多重知識的技能與解決實(shí)際問題的能力。

關(guān)于探究與設(shè)計(jì)，這是科學(xué)與技術(shù)兩者不同的地方。先看看科學(xué)探究。探究就是要讓兒童了解、感受到科學(xué)家的經(jīng)歷，體驗(yàn)探究的過程和方法。提出問題――收集證據(jù)――分析與解釋――交流與質(zhì)疑――拓展與應(yīng)用，這就是科學(xué)探究的一個(gè)過程。

技術(shù)主要是什么呢？主要是設(shè)計(jì)。就是要讓兒童了解感受工程師的設(shè)計(jì)，體驗(yàn)設(shè)計(jì)的過程和方法。發(fā)現(xiàn)需求――收集信息――設(shè)想與創(chuàng)新――加工與制作――評價(jià)與改進(jìn)。

科學(xué)起源于對自然界的疑惑，然后采用調(diào)查的方法進(jìn)行探究，提出解釋，然后形成反饋和新的疑惑。對這一解釋和解決辦法的社會(huì)應(yīng)用，就交給技術(shù)了。

技術(shù)起源于人類在適應(yīng)環(huán)境過程中遇到的問題，產(chǎn)生的需求。例如，吃生的肉，拉肚子，吸收不了，就用火來烤或煮，這就是需求了。當(dāng)然這個(gè)需求很多，一直延續(xù)到現(xiàn)在。然后要想出解決問題的策略，這個(gè)過程就是設(shè)計(jì)，提出解決問題的辦法，就是設(shè)計(jì)完成。但是這里邊也會(huì)產(chǎn)生新的問題，不斷地會(huì)有反饋和改進(jìn)，不是一次就可以結(jié)束的。最后，會(huì)在社會(huì)上應(yīng)用。

下面的模型圖反映了科學(xué)和技術(shù)兩者之間的差別及其相互作用，也反映了它們與我們教育目標(biāo)的聯(lián)系。

科學(xué)與技術(shù)到底是怎么回事？下面來講“器”，這個(gè)“器”就是我們自己設(shè)計(jì)，根據(jù)教材要求，利用學(xué)到的科學(xué)知識去做一些技術(shù)上的事情。比如說空氣壓力，在科學(xué)教材里邊有。講了壓縮空氣的一些知識以后，要告訴學(xué)生壓縮空氣有什么用處，怎樣來為我們的生活服務(wù)，為我們的工業(yè)服務(wù)，為我們的軍事服務(wù)，在《科學(xué)與技術(shù)》教材里邊就會(huì)呈現(xiàn)出來。

為了使學(xué)生上課有興趣，就要?jiǎng)?chuàng)設(shè)情景。例如，教學(xué)內(nèi)容為“空氣有力量”，教師可如下圖設(shè)計(jì)一個(gè)空氣噴泉，直接跟“器”結(jié)合起來。筒里邊放了水，然后壓縮空氣從右邊進(jìn)去，如果是真的噴霧器，是直接把氣打在這個(gè)筒里邊的，然后水從里邊噴出來，噴成霧或者水柱都可以，現(xiàn)在把它做成透明的，從右邊把壓縮空氣打進(jìn)去，看看它會(huì)發(fā)生什么情況？

教師向筒里打壓縮空氣：我們剛才已經(jīng)打過氣了。這里邊的壓縮空氣有什么用呢？可以用來噴霧。從而激發(fā)學(xué)生的興趣，進(jìn)一步探究：壓縮空氣有什么用途？（放映幻燈片）

上圖是核潛艇在水下發(fā)射導(dǎo)彈。發(fā)射魚雷可能大家都知道，魚雷放在一個(gè)筒里邊，然后打開壓縮空氣的閥門，魚雷就會(huì)沖進(jìn)水里去。它用什么發(fā)射？用壓縮空氣。海底下的潛艇要發(fā)射導(dǎo)彈，把艙門打開 ，用壓縮空氣把它噴出去，離開水面后再點(diǎn)火，這是在軍事上的應(yīng)用。右邊這個(gè)模型我們叫做“娃娃發(fā)射器”，下面放了個(gè)氣球，壓縮空氣進(jìn)到氣球里邊之后，這旁邊有個(gè)孔，用針一戳，氣球爆炸里邊的壓縮空氣就出來了，那個(gè)娃娃可以被彈到很高的位置。還有旁邊的空氣炮，也是利用這個(gè)原理做出來的?？諝馀谙旅嬗幸粋€(gè)裝壓縮空氣的桶，打開閘門以后，里面的乒乓球也可以彈出大概四五米遠(yuǎn)。跟魚雷發(fā)射，跟海底導(dǎo)彈發(fā)射原理是完全一樣的。

上圖是一個(gè)升降舞臺。教師可以用它將一個(gè)娃娃升起來，然后告訴學(xué)生，壓縮空氣可以用在舞臺表演方面，將演出平臺升起來或者降下去。當(dāng)然，有的是用液壓，但原理還是一樣的。升降臺模型用的是兩個(gè)注射器，一個(gè)朝正方向推，一個(gè)朝反方向推這也是“空氣有力量”這一課的內(nèi)容。

升降臺模型（上） 升降臺（下）

第三個(gè)是空氣發(fā)動(dòng)機(jī)。壓縮空氣其實(shí)就是能量的儲存。打氣使空氣壓縮，把能量儲存在容器里邊，釋放壓縮空氣的時(shí)候這個(gè)能量就會(huì)轉(zhuǎn)換。有些發(fā)達(dá)國家已經(jīng)在做實(shí)驗(yàn)，汽車上裝的不是汽油，而是裝有壓縮空氣的瓶，每次裝六個(gè)瓶放在車上，下圖是一位工程師設(shè)計(jì)的小車，里邊放了壓縮空氣的瓶，在家里先充好能量，把電能轉(zhuǎn)換為壓縮空氣里邊的勢能，然后就可以上路了。

空氣渦輪模型

為了讓學(xué)生了解這個(gè)情況，教師可以做這樣一個(gè)空氣發(fā)動(dòng)機(jī)。（演示空氣發(fā)動(dòng)機(jī)），先打打氣，把能量儲存進(jìn)去。這就像水輪機(jī)一樣，里邊是個(gè)汽輪，是個(gè)空氣渦輪?，F(xiàn)在把壓縮空氣放進(jìn)去了，氣打得足，就能上路了。

壓縮空氣動(dòng)力發(fā)電機(jī)

上圖是一個(gè)發(fā)電機(jī)。原來的設(shè)計(jì)有兩種，一種是直接用壓縮空氣來驅(qū)動(dòng)汽車，還有一種就是利用壓縮空氣推動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)以后發(fā)電。這里邊也是一個(gè)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，跟剛才是一樣的，發(fā)動(dòng)機(jī)后面連著一個(gè)發(fā)電機(jī)。一發(fā)電，上面一個(gè)LED燈會(huì)亮。小學(xué)生看了以后覺得很開心，覺得“這個(gè)很奇怪啊”！以前的教材里邊沒有壓縮空氣，只有彈性這些東西。壓縮空氣在技術(shù)上的應(yīng)用使他們覺得很感興趣，此時(shí)可以適時(shí)引導(dǎo)他們發(fā)揮自己的想象力：“我可以用它去做些什么？”

下面一個(gè)例子，在教材中有“電的傳輸”這樣一個(gè)內(nèi)容，里邊講到了利用電纜，然后又提到電的無線傳輸。大家都知道交流電通過兩個(gè)線圈的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)。很久以前就有這樣一個(gè)課題：兩個(gè)線圈，一個(gè)有電流通過，是交流電，這是一個(gè)發(fā)射的交流線圈，這邊有個(gè)接收的，產(chǎn)生電流感應(yīng)的時(shí)候，就會(huì)把電傳輸過去。這個(gè)理念提出來以后，發(fā)展很快。

電的無線傳輸怎么來演示呢？怎么讓學(xué)生知道這個(gè)過程呢？我們又去找了一些比較合適的材料做。有一種電動(dòng)牙刷，它插在柱子上，充電的時(shí)候下面是沒有接觸點(diǎn)的，沒有銅片之類的什么東西放在上面，一個(gè)晚上電就充好了。這其實(shí)就是無線輸電的一種，現(xiàn)在發(fā)展得更快了。

無線充電器

上圖就是一個(gè)無線手機(jī)充電器，或者是電腦充電器，下面是一個(gè)底座，上面放了手機(jī)、筆記本電腦。它們之間是沒有線連接的，當(dāng)然手機(jī)上一定要有個(gè)接收器。我們用了一個(gè)電動(dòng)牙刷的一個(gè)充電器，把牙刷放上去不知道有沒有在充電，于是放了一個(gè)LED的發(fā)光板，不通電它不發(fā)光的，通電它就發(fā)光。拿起來給學(xué)生看，下面有沒有接觸的地方，沒有銅線，沒有什么東西的，沒有接觸片的，是完全分開的。

無線充電器模型

上圖是我做的一個(gè)模型，大家看一下：這兒像一個(gè)發(fā)射器一樣的，上面我貼了一塊紅色有機(jī)玻璃，應(yīng)該裝在底座里面；這兒有個(gè)接收器，很小，約0.5×1.5cm，高約為0.5cm。中間沒有電線連接，只要通電以后把接收的東西放上去，上面這塊板就會(huì)發(fā)光。這樣給學(xué)生去演示，做起來也很簡單。無線輸電的應(yīng)用已經(jīng)很廣泛了，應(yīng)該要讓學(xué)生知道，這是一個(gè)技術(shù)上的發(fā)展。

在《科學(xué)與技術(shù)》教材中還有散熱和保溫。散熱在科學(xué)課里也有。但是教材就把散熱面積大、周圍空氣流通快等這些規(guī)律用到技術(shù)上去。它的連接點(diǎn)就是在技術(shù)上的應(yīng)用。

大家看上圖這三個(gè)罐子，一個(gè)是不帶散熱翅的，一個(gè)是帶了散熱翅的，還有一個(gè)不僅有散熱翅，還帶了一個(gè)風(fēng)扇。這是要做什么探究呢？同樣的熱水裝在罐子里，不帶散熱翅的和帶了散熱翅的散熱速度哪個(gè)快？加了個(gè)風(fēng)扇，空氣流動(dòng)快了，散熱速度哪個(gè)快？這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)做下來，學(xué)生會(huì)得出來一個(gè)圖表。我們看到“紅顏色的是不帶散熱翅的，藍(lán)顏色的是帶散熱翅的，綠顏色的是帶散熱翅加風(fēng)吹的”這樣三種不同情況。這就是一個(gè)典型的科學(xué)探究的過程。這些把科學(xué)和技術(shù)聯(lián)系起來的實(shí)例，學(xué)生比較感興趣，他們也理解了為什么要這樣做。我們會(huì)給他們看一些實(shí)物，也給他們看一些照片，還有些是讓他們回去找家里有沒有需要它散熱快的東西，看看它有什么特點(diǎn)等類型的活動(dòng)。這個(gè)就叫探究規(guī)律，學(xué)習(xí)科學(xué)方法。

探究風(fēng)車葉片的實(shí)驗(yàn)器

在講“能源”這個(gè)內(nèi)容時(shí)，我們研究風(fēng)力發(fā)電的葉片。上圖有一個(gè)電風(fēng)扇，前面還有一個(gè)整流罩，即帶網(wǎng)格形狀的，它就是使風(fēng)扇出來的氣流比較平行一點(diǎn)，不帶渦流。這里有一個(gè)風(fēng)車，很簡單的一個(gè)風(fēng)車。上面有葉片，要學(xué)生們探究什么呢？就是探究風(fēng)車收集風(fēng)能的效果與風(fēng)葉的大小有沒有關(guān)系。我們用了兩種不同大小的風(fēng)葉，讓他們來試，同樣用這個(gè)實(shí)驗(yàn)器材，還可以做“風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)的角度跟它收集風(fēng)能的效果有什么關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。如果全是對著風(fēng)的，這個(gè)風(fēng)葉肯定不會(huì)轉(zhuǎn)；如果一個(gè)正一個(gè)反的，也不會(huì)轉(zhuǎn)；如果是全平的，或者這樣平行的也不會(huì)轉(zhuǎn)。它要成一定的角度，而且兩個(gè)是要相反的。它轉(zhuǎn)的時(shí)候，帶動(dòng)機(jī)械裝置，吊著一個(gè)重物，比如放回形針之類的，看它能不能被提起來。這是五年前我們教材里邊的東西。五年后，有新的產(chǎn)品出現(xiàn)了，我們馬上修改了這個(gè)內(nèi)容。這個(gè)新的產(chǎn)品讓學(xué)生來探究很好用，為什么呢？一個(gè)是它的葉片可以調(diào)整，最多可以放八片，放六個(gè)也好，放八個(gè)也好，放三個(gè)也好，可以讓學(xué)生自己去做；它還有一個(gè)最好的特點(diǎn)，就是葉片的角度都是可以調(diào)整的，而且上面有刻度，轉(zhuǎn)了以后，葉片都會(huì)成一定的角度。讓學(xué)生做這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)探究的活動(dòng)就更有效，比五年前做出來的東西好得多。它又能定量，而且發(fā)出來的電，只要用一個(gè)萬用表就可以測量，風(fēng)車旋轉(zhuǎn)后會(huì)發(fā)電，我覺得這樣一個(gè)“器”對科學(xué)技術(shù)教育是非常有幫助的。所以，現(xiàn)在的《科學(xué)與技術(shù)》教材里邊就采用了這樣一個(gè)風(fēng)車，讓學(xué)生去探究這些內(nèi)容。它的角度、風(fēng)葉的大小等，還配有短的葉片，這是很好的一個(gè)“器”。

再來看下面這個(gè)：

還是“能源”這節(jié)課里邊的，即太陽光轉(zhuǎn)化為熱的探究。所用器材也簡單，一個(gè)可樂瓶，還有一盤透明的塑料管，探究的是什么呢？就是如果增大接收太陽光的水管的面積，能使水熱得快嗎？這兩個(gè)就是對照。一個(gè)是一大盤塑料管，大概有三米；另一個(gè)只有一米。同樣放在太陽底下，同樣時(shí)間來比較，可樂瓶上面插有溫度計(jì)，就可以比較出來面積大的，還是面積小的吸熱快。如果拓展的話，還可以研究水管的顏色，如果是黑色的話可能會(huì)吸熱更快；如果是白色的話呢可能會(huì)慢一點(diǎn)?？茖W(xué)教材里也有這個(gè)內(nèi)容。

再看一個(gè)，這個(gè)是突出重點(diǎn)、化解教學(xué)難點(diǎn)的教具。我們講“齒輪傳動(dòng)”的時(shí)候，往往對傳動(dòng)的方向比較關(guān)注，但是《科學(xué)與技術(shù)》教材里邊講了一個(gè)傳動(dòng)速度的比例問題，原來的教具就不適用了。

我們來看一下，這是兩個(gè)齒輪嚙合，如果要講方向，一個(gè)朝著順時(shí)針方向轉(zhuǎn)，另一個(gè)就向相反的方向轉(zhuǎn)，這個(gè)很好理解。但是，不是僅僅研究方向，主要是用來研究轉(zhuǎn)數(shù)的比例。小齒輪和大齒輪之間齒數(shù)的比例是整數(shù)，大齒輪是二十五個(gè)，小的齒輪是五個(gè)，主動(dòng)輪轉(zhuǎn)了一圈以后，從動(dòng)輪應(yīng)該轉(zhuǎn)幾圈？學(xué)生很容易算出來。當(dāng)然，這些齒輪的齒數(shù)都是成比例的。搭配以后，根據(jù)老師或小朋友自己的想法來轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣，就解決了齒輪傳動(dòng)的難點(diǎn)。下面我想對科學(xué)課老師提幾點(diǎn)建議。

一是確立學(xué)科的責(zé)任心。

二是要有創(chuàng)新的積極性。老跟著人家走，你給我什么器材我做什么，這個(gè)對科學(xué)教學(xué)不是最好的方法，最好自己有創(chuàng)新。為什么呢？因?yàn)橄胂罅Ρ戎R更重要。教師的創(chuàng)新會(huì)給孩子帶來幫助，知識是有限的，而想象力概括世界上的一切，推動(dòng)著世界的進(jìn)步，并且是知識進(jìn)化的源泉。三年前有一項(xiàng)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)中國孩子比英國孩子普遍多學(xué)了百分之七十的知識，但是，關(guān)于創(chuàng)造力的測試卻沒有明顯的差異。在許多場合的各國青少年比賽中，中國孩子有超群的計(jì)算、背誦和模仿能力，但是想象力、創(chuàng)造力的表現(xiàn)幾乎總是排名最后，令人非常尷尬。國際上評論中國學(xué)生的最大問題也就是這個(gè)問題。他能應(yīng)考，他能考高分，但是他的想象力相對來說就比較差。而想象力是創(chuàng)新的一個(gè)最基本的源泉，所以，教師要有這樣的積極性，要去創(chuàng)新，要發(fā)揮自己的想象力，去改進(jìn)我們的課堂教學(xué)，改進(jìn)我們的教具和學(xué)具。

三是培養(yǎng)專業(yè)的敏感性。我們要對在我們教學(xué)工作中有用的東西產(chǎn)生強(qiáng)烈的興趣。在《新材料》這一課里邊，就講到了新穎的陶瓷。大家都知道陶瓷易碎、易破。當(dāng)然它夠硬，一次我在商場看到商品介紹，說一種新的瓷器摔不壞。為什么它會(huì)這么厲害呢？其實(shí)就是用了納米技術(shù)，它用非常精細(xì)達(dá)到納米級的瓷土材料燒制出來。對于這個(gè)內(nèi)容，我們馬上加到《新穎陶瓷》里邊，把它的照片也放進(jìn)了教材，讓學(xué)生看了以后覺得非常有興趣。

請大家看，這是新穎陶瓷，這把剪子，是陶瓷，透明的，你試一試（摸起來不是很鋒利）；我還發(fā)現(xiàn)了一把刀，陶瓷能做刀嗎？不是一摔就破嗎？看看它，夠鋒利吧？新穎陶瓷，但這個(gè)陶瓷不能摔，那種陶瓷能摔。