——反應速度測試儀的發明

名師

作者:陳水章

“各就各位,預備……跑!”槍一響,運動員衝了出去。這個瞬間,每個人的反應速度並不相同,優秀的運動員必須對發令槍聲做出迅速反應。快速的反應在生活中也非常有用,如駕駛員發現障礙迅速做出反應,就能避免一些交通事故的發生。那麼,我們又如何能了解自己的反應速度呢?

直尺測定法隻能定性

期望定量測反應速度

“測定反應速度”在初中生物教材中采用了“直尺測定法”,測定方法簡單,但測出的結果是用長度來反映快慢,隻能定性,無法定量。自己的反應速度到底是多少,無從知曉。很多學生對直尺測定法大失所望,測定也就失去了價值。

學生的眼神和態度,傳遞給我的就是他們的心聲和需求。這深深觸動了我的心,一味照本宣科,沒有創新無法滿足學生的需求,更無法充分調動學生學習的積極性,真愧對教師“人類靈魂工程師”的神聖稱號。我下定決心,要進行創新,改變這種狀況。

缺點列舉研製測試儀

精確到0.01秒

我反複分析直尺測定法,認真查閱資料,與學生一起進行反複的嚐試,發現了直尺測定法有很多不足,便逐一想辦法進行克服與改進。

首先,針對手容易抖動,采用製作一個可伸縮的支架及零刻度定位導線環來克服;接著針對不能直接讀出反應時間,利用自由落體的公式h=1/2gt2進行換算,製作一個距離與時間對應的刻度表,固定在支架上;再針對手指與直尺的接觸麵大,無法精確讀數,采用帶有指針、係細線的鋼球作自由落體,代替直尺;然後又針對抓尺的動作,采用製作一個靈敏的控製按鈕製動的辦法來解決。這樣,我設計並製作成了“反應速度測試儀”。

這個測試儀操作簡單,穩定性好,每一次測試都能直接讀出精確到0.01秒的反應時間,既滿足了學生的要求,也調動了學生的積極性。

拓展聽覺感知功能

精確度升到0.001秒

在教學中多次使用後,我發現反應速度測試儀還有缺陷,還有改進的需求,如精確度的提高。因為測試儀上的指針能準確地指示到每一毫米,而每個毫米對應的反應時間卻不能反映出來,現有的水平還隻能局限在測定出人眼睛到手這種神經通路的反應速度。原來製作成功的喜悅,又被缺陷帶來的失望替代了。

為了再次拯救希望,我又一次進行了改進。我將每一毫米對應的反應時間製成數據表,貼在支架背麵,方便每次測試進行查詢,這樣就把該測試儀的精確度由0.01秒提升到了0.001秒。通過設計製作同步發聲控製器,可以測定通過聽覺引起的反應速度,通過設計製作同步腳踩控製裝置,可以測定由眼睛或耳到腳的神經通路的反應速度,大大實現了功能的拓展。

快速精準測定反應速度

尋覓出寬闊的成功之路

測試者在固定環處拉住細線,讓鋼球的環形指針對準0刻度,然後突然放鬆細線,鋼球迅速往下落。當受測者看到鋼球下落(或聽到聲音),立即按住按鈕不放,此時鋼球停在某一高度。根據指針所指刻度表右邊的時間刻度,可直接讀出精確到0.01秒的反應時間,根據指針所指的刻度表左邊的毫米刻度值,可從裝置後麵的距離與時間的對應數據表中查詢出精確到0.001秒的反應時間。

反應速度測試儀能快速準確高精度測量,得出人們通過視覺或聽覺引起的反應速度。它的測量快速、精準,可作為中小學的教學儀器,或駕駛員培訓學校對參加培訓的人員反應能力測試與訓練的工具,也可作為生活娛樂、休閑的測試器具。

“功夫不負有心人。”我們做人做事都一樣,隻要做有心人,做創新事,我們總能在失望的黑夜中,找到黎明的曙光,在失望的迷途中,尋覓出寬闊的成功之路。

(本項目獲2011年第二十屆全國發明展覽會金獎。作者:湖南省長沙市長郡芙蓉中學教師)