《基于变压控制的多级地震模拟装置》此教具适用于教科版的科学五年级上册中《地震的成因及作用》一课进行演示模拟使用，用于帮助学生理解地震是如何形成的，以及地震来临时的场景。包括地震会对地球表面带来怎么样的破坏。

一、创新特点

①运用现代教育技术，创新性的应用3D打印，结构简单、便于操作；知识性、趣味性强。

②创新性的应用了变压器，能清楚直观的演示在按下总开关按钮时，房屋与植物产生产生震动的现象，改变电源的电压模拟不同的地震强度对地球表面带来的破坏现象。

③学生自主参与控制开关以及控制地震等级，在这过程中探索、理解地震产生的原因，以及地震后对地表带来的变化。

二、制作材料

复合方木板、亚克力板、3D打印材料、变压器、LED灯、1个震动电机、1个电源、细软沙、房屋树木模型、导线若干铝合金管。

三、工作原理与结构说明

本教具分为多级地震演示区、沙石地震演示盒、旋钮控制区三大部分。

（1）多级地震演示区 

如图房子部分是教具的效果多级地震演示区，使用亚克力板和震动马达组成。利用热熔胶作为助粘可以更好的固定，利用热熔胶将2个方形长条支架黏贴在底板上，使其能够支撑盛放在上方的演示物体以便有更好的演示效果。

如图多级地震演示区的供电部分，一共有2个部分，分别是右侧220V输入0-12伏输出和左侧9伏的电源对装置进行供电。当需要演示某个级别的地震时，旋转变压控制旋钮即可。

（2）沙石地震演示盒 

如图沙石地震演示盒，设置该装置的目的是为了更加真实的演示地震来临时地球表面的土壤分裂的现象。实验共有两种。

沙石地震演示盒第一种是干燥沙石地震演示，分为5步：

   第一步： 在盒内放入三分之二的沙石，放入后轻微抖动盒子让沙石铺匀称。

   第二步： 在沙子上方均匀的放上植物以及房屋。

   第三步： 通电后旋转震级调整旋钮。

   第四步： 观察沙子的抖动，发现中间的沙子抖动明显，以此为震源中心。

   第五步：在模拟地震过程中，让学生观察房屋与树木在地震过程中是否有倒塌现象，然后递增地震等级再次观察并记录现象。

沙石地震演示盒第二种是含有定量水分的沙石地震演示实验，分为5步：

    第一步：在盒内放入三分之二的沙石，在放入沙石三分之一的水分。等水分充分进入沙底部后。轻微抖动盒子让沙子铺匀称。

    第二步：在沙子上方均匀的放上植物以及房屋。

    第三步：通电后旋转震级调整旋钮。

    第四步： 观察在此状态下的有水分的沙子不在抖动，而是底部的水分会往外溢出。

    第五步： 观察当水分溢出时，房屋和树木的情况与干燥沙子做对比，会发现房屋和树木开始慢慢往下陷入泥沙内，并且出现了地裂的现象。

四、使用演示方法

本教具操作演示简单，主要分为6步操作。

1.给主板与电机分别通电，9伏电源插入主板入电口，检查主板灯是否亮起，亮起通电。

2.通电后，顺时针旋转旋钮，启动电机，观察震动状态判断地震等级。

3.电机启动后，观察地震演示区的各个模块是否正常。

4.正常后，观察两个演示部分的模拟地震效果记录对比并得出初步结论。

5.然后再次观察，重点对比演示板上的房屋结构受地震影响的因素，以及干燥土壤与湿润土壤突然受地震影响的效果。

6.再次逆时针旋转旋钮停止电机运行，操作演示结束，拔出两端电源即可。

五、教学情况和使用效果

在“《地震的成因及作用》”教学板块，学生通过顺时针旋转旋钮，便能观察到地震的过程，让平时书本上的观察地震变得可感可观。自主参与操控旋转旋钮达到多个地震演示的过程，激发了学生的学习积极性，又落实了重点，突破了难点。