[发明专利]一种中小学生太空生存劳动和科学教育用教具

说明书

本发明属于劳动教育和科学教育领域，特别涉及一种中小学生太空生存劳动和科学教育用教具。本发明旨在为中小学生太空生存劳动和科学教育提供辅助。本发明包括展示箱和机箱，展示箱是多面透明的密封长方体设计，顶面上方安装有向下照射的植物生长灯，展示箱表面和内部安装有气嘴、置物台、风机和传感器等，位于展示箱下方的机箱不透明，内部安装有电路板，外立面安装有显示屏和控制按钮等。本发明中实验材料选择多样，还可将人呼吸纳入实验，可用于辅助中小学生多项生态学演示实验，结合太空生存知识传授，提升学生参与度的同时直观理解物质循环原理，对中小学生教育有重要意义。

技术领域

本发明属于劳动教育和科学教育领域，特别涉及一种中小学生太空生存劳动和科学教育用教具。

背景技术

随着素质教育体系的不断完善，劳动教育和科学教育愈发受到重视。在中小学课程中加入相关教育课程是十分必要的，将两者相结合，不仅能够让学生参与劳动，也有利于科学素质的养成。在针对中小学生的课程中，合理使用教具可以有效提升教学效率，但现有常规教具往往有功能单一、使用场景受限等缺点。

随着空间科学的发展，人类对太空的探索也逐渐向长时间、长距离的深空探测和星球基地发展，太空生存知识科普也逐渐成为中小学重要课程内容。然而，目前在太空生存知识科普不具有合适的教学用具，维持人的长时间太空生存需要依照生态学原理建立闭合生态系统，而闭合生态系统包括植物、动物、发酵微生物、人类，上述生态系统的组成之间的气体交换、代谢非常复杂，该内容的原理演示需要有合适的教具来辅助，而现在中小学教育中还没有合适的相关教具。

发明内容

为解决现有问题，本发明提出一种中小学生太空生存劳动和科学教育用教具。

本发明为解决上述技术问题而采取的技术方案是：

一种中小学生太空生存劳动和科学教育用教具，主要包括展示箱和机箱，其中展示箱安装于机箱上方，展示箱是密封设计，外露部分外形是多面透明的可开启长方体壳体，包括顶面、底面和环绕顶面的四个侧面；其中顶面上方安装有向下照射的植物生长灯，顶面以下的长方体壳体部分在安装时采用密封设计，顶面透明可开闭，四个侧面中有三面透明以便观察，一面不透明用于隐藏顶部植物生长灯延伸到机箱内的管线，展示箱上有气嘴供气体进出使用，气嘴可控制开闭；展示箱内底面安装有置物台，置物台左右两侧设置有通气孔，置物台下方部分形成置物台下方空腔，置物台下方空腔在使用时嵌入到下方的机箱内，置物台下方空腔安装有风机以便形成稳定的空气流通，置物台下方空腔还安装有传感器以便对展示箱内环境参数实时监控；机箱包括电路板、显示屏和控制按钮。

置物台可根据实际需要放置或不放置实验材料；当放置实验材料时，实验材料选择性多样，包括植物材料、动物材料、发酵微生物材料的一种或多种组合，此时教具根据实验材料的种类进行植物、动物、发酵微生物的气体代谢、量化演示，或者进行植物、动物和微生物匹配平衡的试验；当不放置实验材料时，气嘴与人的呼吸连接，此时教具进行人呼吸作用实验，气嘴上设置阀门。机箱由不透明材质组成，通过外接电源或内置电池供电；控制按钮与气嘴、植物生长灯、风机、传感器、显示屏控制连接。传感器包括温度传感器、湿度传感器、氧气传感器、二氧化碳传感器的一种或多种组合。电路板安装于机箱内部，显示屏和控制按钮安装于机箱外立面。植物材料包括谷类作物、豆类作物、薯类作物、蔬菜、水果，动物材料包括昆虫，发酵微生物材料包括固体废物发酵料。

展示箱主要是用于进行密闭生态实验，顶部透明设计可以使植物生长灯照射到展示箱内进行实验的植物，透明的立面方便从外界观察，置物台上方可放置实验材料，两侧有通风孔，风机运行时可以使展示箱内空气平稳流经置物台下方通道，保持空气的均一性，也有利于传感器采集到准确的环境参数，气嘴可开启与关闭，开启后主要用于有人实验时展示箱与外界气体的交互。

机箱采用不透明材质，内部固定有电路板，电源可采用外接或者内置电池形式，外立面安装有显示屏和控制按钮，显示屏可根据实验需求显示环境和实验参数等内容，控制按钮用于控制各部件的运行等。