建设数字化探究实验室的重要意义

物理学、化学和生物学是以实验为基础的自然科学，可以说理科实验是物理学、化学和生物学赖以生存并不断发展的基础。从一定意义上说，实验就是物理学、化学和生物学学科的生命线。抓住“以实验为基础”这一基础特征，不仅能使学生加深理解，巩固化学基础知识，更重要的意义在于可以培养学生形成科学的思维方式，掌握科学的研究方法。高中新课程物理学、化学和生物学教材把相当多的验证性实验改为探究性实验，更有利于激发学生的学习兴趣，有利于提高学生分析问题和解决问题的能力，有利于培养学生实事求是，严肃认真地科学态度，有利于培养学生的创新欲望和创新能力，也有利于使学生将所学的知识和技能应用于科学技术的创新和日常生活等方面。

在新一轮的课程改革中，科学探究不仅被作为重要的理念强调、作为教学建议提出，而且被列入了课程目标和内容标准之中。但在中学开展探究性实验教学多年来，特别是在实行高中新课改以来，一直存在以下几个困难：一是探究活动需要时间的与紧张课时的矛盾；二是探究实验设备特别是较高精度的数字化实验设备的需要与实际设备不足的矛盾；三是课本上验证性实验过多而探究性实验不足的矛盾；四是定性实验过多，定量实验过少的矛盾；五是探究实验的过程的体验与严谨的实验操作要求的矛盾。

数字化实验室的建设可以解决缺少探究设备的问题；同时由于它的快速直观也可缓解课堂教学时间紧张的问题；它的灵活、方便、易用性可改变部分传统实验过度要求规范操作导致的重细节忽视整体实验过程体验的问题。从此在中学物理学、化学和生物学中大量的定性实验引入定量要素，从关注实验现象转变成关注实验过程与原理，再结合其它科学探究的要素，从而使中学物理学、化学和生物学实验由此进入准科学探究的阶段。

中学物理数字化探究实验室建设方案

序号

名称

规格与性能要求

一、基础设备

1

教师演示台

1、规格：2400mm×700mm×900mm、

2

学生实验台

1、六边形，桌面配电

3

学生凳

与学生实验台配套

4

计算机

PC电脑

二、实验仪器

1数字化实验考试系统

中学物理实验操作考试系统与数字化实验系统配套。系统基于C/S结构，适用于WinXP、Win2000、Win7等操作系统,分为数据库服务器端、教师管理端和学生考试端。系统主要包括考生信息管理、教师信息管理、试题资源管理

2数据采集器

数据采集器与计算机之间、数据采集器与传感器之间均采用USB接口，四通道传感器接口，即插即用。

3传感器蓝牙模块

可插入任何传感器模块,将测量数据通过蓝牙传入计算机，实现实时无线实验。

3分析软件

自动生成实验报告，方便学生编辑和提交实验报告，包括实验数据和图像等;实验数据和图像分别可以保存，自动生成实验课件，支持课件的回放.

4声音传感器

规格：6个功能键，内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。通过数据采集线直接与计算机USB相连；测量范围：30～130 dB，分辨率：0.1db

5温度压强一体传感器

规格：6个操作键，内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。测量范围：温度：-25℃～+125℃，分辨率：0.01℃；压强：0～700Kpa，分辨率：0.02KPa

6电流电压组合传感器

规格：6个操作键，内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。测量范围：电压；-15V～+15V，分辨率：0.006V；电流: -3.0A～+3.0A，分辨率：0.002 A

7光强传感器

规格：6个功能键，内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。测量范围1：0～15000 lX，分辨率：5 lX

测量范围2：0～1000 lX，分辨率：0.2 lX

8位移传感器

规格：6个功能键，内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。测量范围：0.15～1.5m, 分辨率：0.01m

9力传感器

规格：6个功能键，内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。测量范围1：－50～+50N, 分辨率： 0.01N；测量范围2：－5～+5N, 分辨率：0.005N

10微电流传感器

规格：6个功能键，内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。测量范围1：-10μA～10μA, 分辨率：0.01μA；

测量范围2：-1μA～1μA, 分辨率：0.001μA

11磁场传感器

规格：6个功能键，内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。测量范围1：-100mT～+100mT, 分辨率：0.02 mT；

测量范围2：-10mT～+10mT, 分辨率：0.01 mT

12光电门传感器

（可同时连接4个门闸，标配2个门闸）

规格：6个功能键，内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。使用范围：检测器上升时间/500ns以上检测器下降时间/50ns以下.分辨率：0.01mS

13电子罗盘

规格：6个功能键，内置锂电，具有LCD显示、数据储存功能，能脱离计算机进行采集、显示、记录数据。与计算机的连接支持两种方式:（1）通过数据采集线直接与计算机USB相连；（2）通过蓝牙与计算机相连。测量范围：0-360°，分辨率：1°

南京师范大学课程资源研究所

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