[發明專利]一種中小學生太空生存勞動和科學教育用教具

在審

• 申請號: 202011584614.0
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN113133365A
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 劉紅;劉光輝
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: A01G9/16
• 分類號: A01G9/16;A01G9/24;A01G7/04;A01K67/033;G09B19/00;C12M1/38;C12M1/36;C12M1/34;C12M1/00
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本發明屬于勞動教育和科學教育領域，特別涉及一種中小學生太空生存勞動和科學教育用教具。本發明旨在為中小學生太空生存勞動和科學教育提供輔助。本發明包括展示箱和機箱，展示箱是多面透明的密封長方體設計，頂面上方安裝有向下照射的植物生長燈，展示箱表面和內部安裝有氣嘴、置物臺、風機和傳感器等，位于展示箱下方的機箱不透明，內部安裝有電路板，外立面安裝有顯示屏和控制按鈕等。本發明中實驗材料選擇多樣，還可將人呼吸納入實驗，可用于輔助中小學生多項生態學演示實驗，結合太空生存知識傳授，提升學生參與度的同時直觀理解物質循環原理，對中小學生教育有重要意義。

技術領域

本發明屬于勞動教育和科學教育領域，特別涉及一種中小學生太空生存勞動和科學教育用教具。

背景技術

隨著素質教育體系的不斷完善，勞動教育和科學教育愈發受到重視。在中小學課程中加入相關教育課程是十分必要的，將兩者相結合，不僅能夠讓學生參與勞動，也有利于科學素質的養成。在針對中小學生的課程中，合理使用教具可以有效提升教學效率，但現有常規教具往往有功能單一、使用場景受限等缺點。

隨著空間科學的發展，人類對太空的探索也逐漸向長時間、長距離的深空探測和星球基地發展，太空生存知識科普也逐漸成為中小學重要課程內容。然而，目前在太空生存知識科普不具有合適的教學用具，維持人的長時間太空生存需要依照生態學原理建立閉合生態系統，而閉合生態系統包括植物、動物、發酵微生物、人類，上述生態系統的組成之間的氣體交換、代謝非常復雜，該內容的原理演示需要有合適的教具來輔助，而現在中小學教育中還沒有合適的相關教具。

發明內容

為解決現有問題，本發明提出一種中小學生太空生存勞動和科學教育用教具。

本發明為解決上述技術問題而采取的技術方案是：

一種中小學生太空生存勞動和科學教育用教具，主要包括展示箱和機箱，其中展示箱安裝于機箱上方，展示箱是密封設計，外露部分外形是多面透明的可開啟長方體殼體，包括頂面、底面和環繞頂面的四個側面；其中頂面上方安裝有向下照射的植物生長燈，頂面以下的長方體殼體部分在安裝時采用密封設計，頂面透明可開閉，四個側面中有三面透明以便觀察，一面不透明用于隱藏頂部植物生長燈延伸到機箱內的管線，展示箱上有氣嘴供氣體進出使用，氣嘴可控制開閉；展示箱內底面安裝有置物臺，置物臺左右兩側設置有通氣孔，置物臺下方部分形成置物臺下方空腔，置物臺下方空腔在使用時嵌入到下方的機箱內，置物臺下方空腔安裝有風機以便形成穩定的空氣流通，置物臺下方空腔還安裝有傳感器以便對展示箱內環境參數實時監控；機箱包括電路板、顯示屏和控制按鈕。

置物臺可根據實際需要放置或不放置實驗材料；當放置實驗材料時，實驗材料選擇性多樣，包括植物材料、動物材料、發酵微生物材料的一種或多種組合，此時教具根據實驗材料的種類進行植物、動物、發酵微生物的氣體代謝、量化演示，或者進行植物、動物和微生物匹配平衡的試驗；當不放置實驗材料時，氣嘴與人的呼吸連接，此時教具進行人呼吸作用實驗，氣嘴上設置閥門。機箱由不透明材質組成，通過外接電源或內置電池供電；控制按鈕與氣嘴、植物生長燈、風機、傳感器、顯示屏控制連接。傳感器包括溫度傳感器、濕度傳感器、氧氣傳感器、二氧化碳傳感器的一種或多種組合。電路板安裝于機箱內部，顯示屏和控制按鈕安裝于機箱外立面。植物材料包括谷類作物、豆類作物、薯類作物、蔬菜、水果，動物材料包括昆蟲，發酵微生物材料包括固體廢物發酵料。

展示箱主要是用于進行密閉生態實驗，頂部透明設計可以使植物生長燈照射到展示箱內進行實驗的植物，透明的立面方便從外界觀察，置物臺上方可放置實驗材料，兩側有通風孔，風機運行時可以使展示箱內空氣平穩流經置物臺下方通道，保持空氣的均一性，也有利于傳感器采集到準確的環境參數，氣嘴可開啟與關閉，開啟后主要用于有人實驗時展示箱與外界氣體的交互。

機箱采用不透明材質，內部固定有電路板，電源可采用外接或者內置電池形式，外立面安裝有顯示屏和控制按鈕，顯示屏可根據實驗需求顯示環境和實驗參數等內容，控制按鈕用于控制各部件的運行等。