王建林

在整個制作簡易制氧機的項目教學中，學生要達成的項目成果是：制作一個簡易制氧機。在教學過程中，教師安排了兩節(jié)課進行匯報交流。一節(jié)課是匯報自己的設計作品，另一節(jié)課是進行最終的產(chǎn)品發(fā)布。具體要求如下：

以過氧化氫為制氧劑，利用身邊易得的材料制作一個制氧機。匯報要點：1.所用的材料；2.展示設計圖，說明各部分的作用。

本項目從設計向制作展開的環(huán)節(jié)中，學生一直在突破兩個重要的問題，并因之有所收獲。初期的問題是：如何保持良好的氣密性？后期的問題是：如何設計裝置的規(guī)格以及如何實現(xiàn)裝置的完美組合？下面就來看王朝玉的3D制氧機制作故事，及其他同學的范例展示。

王朝玉：3D制氧機的制作故事

當收到王老師制作制氧機的要求之后，我便著手開始繪圖并構思第一版的制氧機。我原本的設計思路是使用飲料瓶加以改造進行制氧。經(jīng)過一節(jié)討論及評比課后，我意識到這樣的制氧機并不能完全發(fā)揮制氧的功能，在有些地方（例如洗氣，控制速率等方面）甚至還不如書上的兩個瓶子連起來的裝置好。

于是我開始設計第二版的制氧機。這次我希望更進一步，能把它設計成一個美觀好用的一體式制氧機，就像王老師課上展示的那臺一樣。但是如果使用塑料瓶改造的話無法達到效果，于是我想到了3D打印，便著手開始建模。（見圖1）

首次建模失敗，聯(lián)系老師后得知必須更換方法，于是重新建模。這次更為美觀且方便制造，無接縫也就不易漏水。本體基礎版打印完畢（不含提手、蓋子等便攜及人性化設置）并進行漏水測試，效果不錯，達到了設計目的。

我的第三次設計希望能夠3D打印出高級版（加大，更換了打印機進行打印，設計了蓋子、提手等）。整體打印完畢，發(fā)現(xiàn)了一些問題，包括漏水，精度沒有太高導致提手裝不進去和管道因支撐堵塞等問題。預計增加底座厚度使其不會漏水，更換打印機及切片軟件使管道內沒有支撐并增加精度。加入藥品進行實際測試。下面是我的3D設計圖。

【教師點評】王朝玉的設計是在理解實驗室制取氧氣原理的基礎上以技術設計的思路為主。首先解決的是各部分組合的問題。然后在實際試做以后，不斷改進的是3D打印的氣體和液體密封性問題。最后解決的是根據(jù)投料量來大致估算產(chǎn)品規(guī)格的問題。

其他的制氧機制作范例

制作簡易制氧機項目是一次特別的化學創(chuàng)意制作之旅，從最初的設計到最終的產(chǎn)品展示，學生的創(chuàng)意和用心仿佛為我們打開了另一扇窗，讓我們更深刻地理解了學習的樂趣和意義。下面我們選出部分學生的設計和產(chǎn)品進行展示。

1.設計圖展示

在進行制氧機設計的時候，學生有著不同的認識起點。有的是從模擬實驗室制氧氣的裝置開始畫圖，有的能夠想到身邊常用的材料，如輸液管、可樂或礦泉水瓶來實現(xiàn)相應的功能。也有的能夠從制氧機的應用，如家用制氧機產(chǎn)品和其他產(chǎn)品的角度出發(fā)進行設計。更為可貴的是，已經(jīng)有較多學生能夠想到之后技術制作中對于產(chǎn)品各項規(guī)格的要求。

（1）從模擬實驗室開始。

教師點評：類比實驗室制取氣體的裝置，詳細闡述了材料和過程及注意事項。

（2）從身邊的材料想起。

教師點評：模擬實驗室制取氣體裝置，利用輸液管解決原料的投入和反應速率的控制問題。

（3）受產(chǎn)品啟發(fā)的設計。

教師點評：類比教師展示的制氧機產(chǎn)品，考慮了產(chǎn)品的便攜運送問題。

（4）技術取向的設計。

教師點評：基于制氧機產(chǎn)品的類比，詳細的定量考量了產(chǎn)品規(guī)格設計的問題。

教師點評：在實驗室制取氣體裝置基礎上考慮了裝置組合簡化，說明詳細。同時考慮到了需要定量計算投料的問題。

2.最終產(chǎn)品展示。

教師點評：霧化器、輸液瓶、化妝瓶的組合。他們的展示能夠成功產(chǎn)生氧氣，但他們也意識到了投料量與氣體發(fā)生器需要有所匹配，以防外溢。