一種反射過程與機理的動態演示儀的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于科教儀器類文教用品技術領域，涉及一種動態演示儀，具體涉及一種反射過程與機理的動態演示儀。
【背景技術】
[0002]反射是神經活動的基本方式，完成反射活動的結構基礎是反射弧。反射弧由“感受器、傳入神經、神經中樞、傳出神經、效應器”五個部分組成。在中學生物或科學教學中，反射的機理及其結構基礎是教學中的一個重點，但因其神經傳導與結構基礎的不可見性，使其成了教學的一個難點。目前關于神經反射的演示模型，很多停留在靜態表現和外部動作的模擬上。未能準確地將反射過程的機理以動態的形式呈現，演示過程靜態化和表面化，不能直觀表達反射過程中的神經信息傳導過程，以及反射弧的具體結構。
[0003]為使學生更好地了解反射的機理與結構基礎，目前，也出現了一些動態的演示模型，如專利號為CN201320013233.6的中國實用新型專利《反射弧演示模型》，由脊髓模型、由光纖束制成的傳入、傳出神經纖維模型、感受器、效應器組成，其中光纖束的內端頭分別代表傳入神經元、聯絡神經元、傳出神經原和效應器內的刺激作用點，其特征在于，效應器上置有充氣氣囊，感受器為雙層結構轉盤，外層為圓環，光纖束的一端固定在圓環上，轉盤內層為轉環，中間裝有紅色LED小燈一只，轉環設小開口為透光道，微動開關設在轉環頂端。這種演示模型在反射弧模型上加設了動態光纖束，使神經刺激的反應動作效果更加逼真，但是在操作過程中不能進行分解動作操作而分別顯示反射活動的整體過程或每一環節的過程，而且沒有發射弧結構破壞的演示操作，因此在結構上還需要進一步的改進及完善。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是針對上述的技術現狀而提供一種結構合理、操作方便的反射過程與機理的動態演示儀，能更直觀、準確地演示反射的操作，具有反應速度快、動態模擬逼真的效果。
[0005]本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為:一種反射過程與機理的動態演示儀，其特征在于:包括一可視面板和程序控制裝置，可視面板上印刷有膝跳反射的反射弧結構圖，在可視面板上對應于反射弧的感受器、傳入神經、神經中樞、傳出神經以及效應器這5個反射環節依次設置有用于模擬神經信號的發光體，在效應器的位置設有模擬膝跳動作的膝跳裝置，程序控制裝置連接各個發光體及膝跳裝置，并控制發光體按序逐個閃亮來模擬反射過程以及膝跳裝置的動作，在可視面板上還設有與程序控制裝置相連接的按鍵開關。
[0006]作為改進，所述發光體采用LED燈，LED燈分別鑲嵌在可視面板上，其中位于神經中樞的發光體為整個區域發光的多個LED燈或LED發光板，而其他四個反射環節的發光體呈線狀發光形式分布。
[0007]作為改進，所述膝跳裝置包括一模擬小腿、驅動機構和用于觸發總電路連通的膝部動作開關，模擬小腿通過轉軸設置在可視面板的前部對應于效應器的位置，驅動機構設置在可視面板的背面與程序控制裝置相連接，驅動機構的輸出端通過連接桿與轉軸的一端相連，膝部動作開關為觸發開關，當神經信號傳遞至效應器，效應器的發光體發光時，驅動機構開始工作并帶動模擬小腿轉動，當模擬小腿轉動彈起時，膝部動作開關觸發電路自動切斷。
[0008]作為改進，所述驅動機構為電機或電磁鐵。
[0009]再改進，所述程序控制裝置設置在可視面板的背面，包括電腦編程的電路板，電路板與發光體、按鍵開關及膝跳裝置電性連接，按鍵開關設置在可視面板的下端角落位置，按鍵開關包括啟動開關、分步模式開按鍵、連續模式開關以及調速開關。
[0010]再改進，所述分步模式開按鍵是由一個分步模式開關和五個單步控制開關組成，當按下分步模式開關時，程序從連續模式切換至分步模式，按下單步控制開關時，則運行相應環節的反射演示。
[0011]再改進，所述調速開關為采用無極調速的旋鈕。
[0012]進一步改進，所述可視面板上還設有結構破壞發光標志，結構破壞發光標志分別以X形紅光的模式設置在感受器、傳入神經、神經中樞、傳出神經以及效應器的位置，按鍵開關還包括用來控制相應結構破壞發光標志的發光體發光的結構損壞探究按鍵，結構破壞發光標志和結構損壞探究按鍵均與程序控制裝置相連接。
[0013]與現有技術相比，本發明的優點在于:
[0014]1、更加直觀。不僅將反射的外部現象呈現給觀看者，更是進一步把反射弧內部神經興奮的產生、傳導與處理過程通過物理手段加以模擬，觀看者不但能直觀地體驗反射的外部動作，而且能了解相應的內部運行機制。
[0015]2、更加動態。可以看到人體“感受器接受外部刺激，產生神經沖動”、“神經沖動通過傳入神經傳入神經中樞”，“神經中樞對信息進行處理”,“神經沖動再由傳出神經傳出到效應器”、“效應器接收相關信號刺激并作出特定的反應”等反射過程中各個環節依次出現的動態過程，從而更加清楚地了解每一個過程的先后順序、發生時機及機理，進一步理解完成反射活動所需要的結構基礎(反射弧)，以及相應結構破壞所產生的現象的本質原因。
[0016]3、觀看效果逼真。以LED發光二極管作為模擬神經興奮或傳導的光源，具有亮度高、反應速度快、動態模擬逼真等優點，以電動機或電磁鐵帶動膝部運動，與真實的人體膝跳反射動作具有較高的相似度。
[0017]4、教學演示操作更加簡單可靠。設有調速按鍵及分步、連續模式開關，在教學演示過程中可根據教學實際的需要，選擇不同的演示速度，也可以選擇連續動作或分解動作操作而分別顯示反射活動的整體過程或每一環節的過程，有利于教師根據不同的學生水平差異而選擇不同的演示速度或演示方法，以突出對反射過程及其結構基礎的感性認識，從而取得更好的教學效果。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明的正面結構示意圖；
[0019]圖2.1-2.2為本發明的正面結構示意圖和側視圖。
【具體實施方式】
[0020]以下結合附圖實施例對本發明作進一步詳細描述。
[0021]如圖1、2.1-2.2所示，本實施例的反射過程與機理的動態演示儀，該動態演示儀包括一可視面板9、程序控制裝置10和模擬膝跳動作的膝跳裝置，可視面板9上印刷有膝跳反射的發射弧結構圖，在可視面板9上對應于發射弧的感受器、傳入神經、神經中樞、傳出神經以及效應器這5個反射環節依次設置有用于模擬神經信號的發光體，膝跳裝置位于效應器的位置，程序控制裝置10連接各個發光體及膝跳裝置，通過程序控制裝置10控制發光體按序逐個閃亮來模擬反射過程以及膝跳裝置的動作，在可視面板9上還設有與程序控制裝置10相連接的按鍵開關；發光體采用LED燈，其中位于神經中樞的神經中樞發光體8為整個區域發光的整體發光板，而其他四個發射環節的LED燈5呈流線狀發光形式分布；膝跳裝置包括一模擬小腿、驅動機構和用于觸發總電路連通的膝部動作開關，模擬小腿通過轉軸11設置在可視面板9的前部對應于效應器的位置，驅動機構為一電磁鐵13，電磁鐵13設置在可視面板9的背面與程序控制裝置10相連接，電磁鐵13的輸出端與連接桿12的一端轉動