数字化探究实验室系统
理化生数字化探究实验室建设及配置方案
理化生数字化探究实验室建设及配置方案随着信息技术的不断发展，数字化实验室成为了现代教学实验室建设的重要组成部分。
理化生学科涉及到大量的实验内容，数字化实验室能够使得理化生学科的教学更加灵活、高效，同时也能够提高学生的实践操作能力与实验数据分析能力。
本文将介绍理化生数字化探究实验室建设及配置方案。
一、建设目标理化生数字化实验室主要是针对大量的实验内容进行虚拟化和数字化仿真，以便学生们可以在实验室中进行模拟实验。
建设目标主要包括以下几个方面：1、提高实验教学质量：数字化实验室能够提供精确的实验环境，让学生能够更好地理解实验的原理和过程，从而提高实验的操作技能。
2、降低实验成本：数字化实验室可替代实际实验室的部分实验内容，从而降低实验设备的采购、管理与维护成本。
3、促进创新思维：数字化实验室能够提供更多的实验选择，鼓励学生们思考实验方法和实验结果，从而培养创新思维。
二、建设内容1、数字化实验数字化实验主要是基于科学实验的具体内容与标准化数据集进行计算机仿真，可以在计算机上进行安全、可视、交互的实验操作，并生成实验数据和实验过程记录。
这一部分的建设内容应该包括各种实验设备的二维、三维计算机仿真操作系统，以及具有可视化、数据管理与处理、实验记录等功能的数字实验软件。
2、虚拟化实验虚拟化实验是指通过网络技术，构建出一个可以替代传统实验室的虚拟实验室。
虚拟化实验室主要具有虚拟实验的体验、远程交互、在线检测等特点，能够更好地满足学生、教师和实验室管理人员的需求。
这一部分的建设内容应包括在线实验教学平台、远程交互系统、实验指导视频、实验指导课件等。
三、建设策略理化生数字化实验室建设策略应包括以下几个核心环节：1、建设合理的实验内容体系：根据教学计划与课程目标，综合考虑实验内容的现实需要、学生的学习兴趣和实验设备配置的现实程度，制定实验内容体系。
2、选择合适的数字化实验平台：根据实验内容体系的要求选择适合的数字化实验平台，包括计算机仿真环境、数字实验软件及教学辅助工具等。
数字化实验室
数字化实验室数字化实验室是指利用先进的技术手段和设备，将传统实验室的各项实验活动进行数字化处理和管理的一种创新实验室模式。
数字化实验室不仅能够提高实验的效率，还能促进实验教学和科研工作的创新发展，具有广阔的应用前景和深远的影响。
一、数字化实验室的背景和意义随着信息技术的迅速发展和广泛应用，数字化实验室应运而生。
传统实验室在实验操作、数据采集、结果分析等方面存在一定的局限性：实验操作难度大、数据采集不准确、结果分析麻烦等。
而数字化实验室通过将实验过程数字化，可以降低实验难度、提高数据准确性、简化结果分析，大大提高了实验效率和实验质量。
数字化实验室的出现，使得实验教学不再受限于时间和空间的限制，学生可以在任何时间、任何地点进行实验学习，对于提高学生的实践能力以及培养创新思维具有重要意义。
二、数字化实验室的基本构成数字化实验室主要由以下几个方面组成：1. 虚拟实验平台：虚拟实验平台是数字化实验室的核心。
虚拟实验平台利用计算机模拟实验的整个过程，学生可以通过计算机进行实验操作、数据采集和结果分析，具有实验过程可控、实验设备无损耗等优点。
虚拟实验平台通常由实验设计、实验操作、数据采集、结果分析等模块组成，使学生能够全面掌握实验的过程和要点。
2. 远程实验系统：远程实验系统是数字化实验室的补充和延伸。
远程实验系统通过网络和远程控制技术，使学生可以远程进行实验操作，实现实验设备的共享和远程访问。
远程实验系统能够使学生充分发挥想象力和创造力，提高实验能力和解决问题的能力。
3. 数据管理系统：数据管理系统是数字化实验室的重要组成部分。
数据管理系统能够对实验数据进行存储、管理和分析，提供实验数据的可视化展示和统计分析功能，为实验教学和科研工作提供强有力的支持。
数据管理系统还可以实现对实验过程的记录和跟踪，方便教师对学生实验的指导和评估。
4. 实验教学平台：实验教学平台是数字化实验室的重要载体。
实验教学平台为学生提供实验资料、实验指导、课程安排等服务，方便学生进行实验学习。
初中物理数字化探究实验室配置方案
套
10
浮力定律实验器
15×15升降台一个，溢水桶一只，带刻度的圆桶一个，带刻度的圆柱体一个（重物），
16
套
11
液体内部压强实验器
Φ11高30的有机圆筒；液体内部演示器；胶管；半圆形凹槽固定器。
16
套
12
★电子感应圈
使用220V，50市电供电；消耗功率≤120W ; 最大火花长度100，火花条数可大于两条；持续工作时间15分钟。
16
只
13
★玻璃导电实验器
16×20，固定立柱1根，电池座1个，玻璃
16
套
14
物理探究实验指导用书
80
册
15
仪器橱
1、规格：（整体）950（宽）*450（厚）*1900（高）
2、结构：上部为玻璃窗对开门，总高900，共两层。下部铁皮对开门，总高1000，共两层。
上、下部共有4层，隔板可活动。
3、材质标准：优质铁板，门板厚度0.8；侧板0.7；背板0.6；隔板0.8，并有三个加强筋。
初中物理数字化探究实验室配置方案
序号
设备名称
型号规格与主要技术参数
数量
单位
备注
一、物理实验室传感器配置清单
1
★触摸数据采集器(屏幕:10.2″)
1、专用图形数据采集器，具备10.2寸屏幕（ 1024×600）显示、大容量锂电池供电可至少工作2小时、具备1G内存，可脱离电脑使用，用户可以在室外采集数据并进行实验。2、自带存储（160G），可存储多组实验数据；能对同一实验多次采样获得的数据进行实验结果分析，显示实验图形。3、在采集器内进行坐标轴的变换，获得不同数据之间的关系曲线。4、对实验结果可以进行线性、正弦、反比等拟合运算，并给出运算结果。5、具备3个接口、网络接口、可升级软件，以支持新开发的传感器或新增加的功能。6、可自动识别传感器，即插即用。并具有扩展，同时采集不同数据。
DIS实验
实际应用
教学实例：验证动量守恒定律源自数字实验：验证牛顿第三定律
数字实验：探究气体压强与体积的关系 其他传感器的用法 光学综合实验箱的应用
光学实验箱能完成的实验一览表
凸透镜成像规律及测定凸透镜焦距 凹透镜成像规律及测定凹透镜焦距 搭制简易显微镜 凹面镜的会聚作用 凸面镜的发散作用 探究光的反射定律
搭制开普勒望远镜
DIS实验简介
特征
DIS是Digital Information System的缩写，中文名称 为数字化信息系统。基于DIS搭建的实验室称为数字化 实验室，也叫探究实验室、创新实验室等。其突出特点 是把长度、时间、温度、力、光照强度、磁感应强度等 非电学量转化成电信号输入计算机进行处理。
历史
DIS实验室最早出现在美国，大约是上世纪70年代开始进
实现了数据记录的时间连续性，实现了瞬间变化“可视化”。例如
将传感器技术引入超重、失重教学，就可以在很短的时间内清晰地 记录下压力随时间变化的图像，具体再现超重、失重的过程，便于
总结超重、失重现象的特点和条件，符合归纳法教学的要求。
主要优势
2.实验设计重点化 数字化实验由传感器和数据采集器代替人眼读取数据，用 计算机软件取代纸笔方式手工记录数据，计算机软件代替人脑
结果更加直观 ③可并行采集数据，例如弹簧振子实验中，利用不同传感器可以同时
测量出回复力、加速度、速度、位移四个物理量，避免了传统实验中
每次只能观测一部分量的尴尬，可以直接建立起完整的物理图景
主要优势
4.实验定量化 定量研究是科学的特征。一些传统实验受到实验条件、实验技术的限 制，难以量化。数字化实验直接使许多物理定性实验升级成定量实验。 从数据的测量到采集再到处理，都是在系统内部完成，避免了传统
智能化学实验室系统设计与实现
智能化学实验室系统设计与实现近年来，随着科技的不断发展和学术创新的不断突破，尤其是在化学领域中，科学家们对实验室的需求也有了越来越高的要求。
为了提高实验效率，降低实验失误率，保证实验结果的准确性和可靠性，智能化学实验室系统应运而生。
本文将会阐述智能化学实验室系统的设计和实现。
一、什么是智能化学实验室系统智能化学实验室系统（intelligent chemical laboratory system）主要由中央处理器、传感器、控制系统和变换器等组成。
它可以通过计算机程序，使整个实验室实现自动化和智能化，方便科研人员完成实验操作并减少实验失败的概率。
二、智能化学实验室系统的设计原则1. 实验室设备的互联互通。
智能化学实验室系统需要解决的第一个问题就是如何连接所有的设备。
传感器和控制系统需要通过高效的通信方式进行互联，以实现实验中的准确控制和数据采集。
2. 保证实验结果的可重复性智能化学实验室系统设计的重要一点是保证实验结果的可重复性。
通过准确重现实验条件，保证实验结果的可靠性，并可以迅速找到实验失误的原因或调整不同实验条件的影响。
3. 自动控制实验智能化学实验室系统需要具备自动控制实验功能。
科研人员可以设置实验的具体要求、操作步骤、参数范围和数据采集方式，系统可以自动完成实验过程，减少实验中的人为操作失误。
三、智能化学实验室系统的实现步骤1. 实验仪器设备的更新在实现智能化学实验室系统之前，需要更新原有设备并采用支持互联功能的新科技设备。
例如，使用支持自动控制系统的电子天平和自动吸管等仪器设备。
此外，需要对实验室进行风险评估，并采取有效的安全措施，确保实验过程中的安全性。
2. 数据采集与实验控制软件的编写为了实现数据采集和实验控制功能，需要配备专门的软件程序。
软件程序要涵盖以下功能：·实验流程的可视化编辑·实验中参数和条件的设置·实验数据的采集和记录·实验数据的统计和分析3. 传感器的配置传感器的作用是监控实验室环境和仪器设备状态。
数字化实验室与科学探究
数字化实验利用传感器、数据采集器和计算机等设备，实时监测和记录实验过程中的温度、压力、流量、电导率、 pH值等参数，并通过数据分析和可视化技术，呈现物质变化的规律和趋势。这有助于学生更好地理解化学反应、 物理变化等物质变化的本质和机制。
利用虚拟仿真技术模拟天体运动
总结词
虚拟仿真技术可以模拟天体运动的复杂过程，帮助学生更好地理解宇宙的奥秘和天文学的基本原理。
数字化实验室的应用领域
物理学
用于研究物理现象和规律，如 电磁波、光学、量子力学等。
化学
用于进行化学反应和物质分析 ，如合成、光谱分析、质谱分 析等。
生物学
用于研究生物分子结构和功能 ，如蛋白质晶体学、基因组学 、生物信息学等。
环境科学
用于监测和评估环境质量，如 大气污染、水质分析、生态监
测等。
科学探究方法
详细描述
通过在野外或实验室内收集生态系统的大量数据，如物种多样性、种群数量、环境因子 等，学生可以利用数据分析软件进行数据处理、统计分析和可视化呈现。这有助于学生
探究生态系统的稳定性和生态平衡的机制，进一步理解生态学的基本原理和应用。
THANKS.
数字化实验室与传统实验室的比较
01
02
03
数据处理与分析
数字化实验室采用计算机 软件进行数据处理与分析， 提高了实验数据的准确性 和可靠性。
实验效率
数字化实验室采用自动化 设备，减少了实验操作时 间，提高了实验效率。
实验安全性
数字化实验室采用远程控 制技术，降低了实验人员 直接接触危险品和仪器的 风险。
数字化实验室与科学探 究
目 录
• 数字化实验室介绍 • 科学探究方法 • 数字化实验设备与技术 • 数字化实验在科学探究中的应用 • 案例分析
高中物理数字化探究实验室配置
个
1
集无延迟
（2）测量并区分不同音色、频率、响度的波形，能够对声波进行频
谱分析 测量范围：20 dB ~120dB，分度：0.1dB，连接插口采用BT接口，具
20
声级传感 有方向性和自锁功能，可以防止传感器脱落保证数据传输稳定，支 器 持与采集器的有线通讯、无线通讯和彩屏独立数据显示三种工作方
个
1
式，支持热插拔，可在windows系统、安卓和iOS系统下进行实验演
个
2
自带硬件调零按钮，可在windows系统、安卓和iOS系统下分别进行
实验演示。
测量范围：-1μA~+1μA；分度：0.01μA，连接插口采用BT接口，具
7
微电流传 有方向性和自锁功能，可以防止传感器脱落保证数据传输稳定，支 感器 持与采集器的有线通讯、无线通讯和彩屏独立数据显示三种工作方
个
1
式，支持热插拔，自带硬件调零按钮，可在windows系统、安卓和
测量范围：0.15m~6m，分度：1mm，连接插口采用BT接口，具有方
11
一体式位 向性和自锁功能，可以防止传感器脱落保证数据传输稳定，可与无 移传感器 线传输模块自由组合，支持热插拔，可在windows系统、安卓和iOS
套
1
系统下进行实验演示
测量范围：0 mm ~50mm，分度：0.1mm，连接插口采用BT接口，具
4
专用充电 器及备件
用可充电锂电池2节，规格7#、3.6V/600 mAh，用于给分体式位移传 感器供电电源充电
套
1
充电器Ⅱ规格：输入AC 110~240V/50~60Hz；输出5.0V/500mA。直
接连接传感器无线发射模块或显示模块进行充电
数字化实验室 工作方案
数字化实验室工作方案一、实验室介绍数字化实验室是一个配备先进的数字化设备和软件的实验室，专门用于进行数字化相关实验和研究项目。
该实验室主要服务于信息科学、计算机科学、数字媒体等相关专业，提供数字化相关方面的实验、测试、研究等服务。
二、实验室设备数字化实验室配备了以下设备：1. 多功能数字化实验仪：可用于数字信号处理、嵌入式系统开发等实验。
2. 电脑：配置高性能CPU和GPU，安装有各种数字化相关软件，包括图像处理、音频处理、视频处理、数据分析等。
3. 数字化设备：包括数字化相机、音频采集设备、视频采集设备、光学扫描仪、数字化仪等。
4. 其他设备：例如投影仪、音响系统、打印机等。
三、实验室管理1. 实验室开放时间：周一至周六，上午9点至下午5点。
2. 实验室借用规定：学生需经过实验室管理员的许可才可使用实验室设备进行实验或研究。
借用实验室设备的时候需要填写借用申请单，并在使用完毕后，将实验室设备还给管理员。
3. 实验室安全保障：实验室管理员会对实验室设备进行定期维护，确保设备的正常使用。
同时还需要保证实验室的清洁和安全。
四、实验室服务1. 数字化实验室提供数字化方面的实验和研究项目，包括数字信号处理、图像处理、音频处理、视频处理、嵌入式系统等。
2. 实验室提供技术指导和咨询服务，包括数字化设备的使用和维护、数字化软件的应用、数字化相关科研项目的指导和辅导等。
3. 实验室还提供数字化培训和进修课程，为学生和职业人士提供数字化技术的培训和进修机会。
五、实验室规章制度1. 实验室内禁止吸烟、食物和饮料。
2. 实验室内使用设备时需谨慎操作，禁止随意更改设备设置。
3. 学生在使用实验室设备中遇到问题或设备出现故障时，必须立即向实验室管理员报告。
4. 学生在使用实验室设备时必须保持实验室的整洁和安全，使用完毕后必须将设备归还到指定位置。
5. 禁止非法参与实验室的商业活动或其他违法行为。
六、实验室经费实验室设备维护、更新等方面的经费由学校或部门负责承担。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
数字化探究实验室系统
数字化探究实验室，是在我国新一轮的新课程改革大背景下，在新课程标准的指导下，对中学理科实验教学数字化而新生的探究实验室。
探究实验室能为学生提供了必要的探究工具，是课程改革非常重要的组成部分，也是进一步深化改改革，切实提高教学质量的关键。
有“软件”指引，“硬件”支持，从而，在真正意义上有力保证了中学实验教学从传统模式迈入数字化信息技术化，与社会时代发展接轨。
探究实验室引进现代先进测量技术，基于计算机平台使用【数字化技术】，是一种融合传感技术、光机电一体化技术及软件技术，共同完成对物理、化学、生物等学科的探究实验室。
探究实验室系统充分支持新课改下学生进行多方面探究学习的环境，创设一个面对真实事物进行探究的环境。
探究实验室可由学生自己设计实验步骤，进行实验得出结论。
显然，探究实验室所进行的实验活动更能体现学生主体性，增加学生的参与度，既有利于学生基本知识技能的形成，又有利于培养学生的科学态度和精神。
创能亿科科技开发有限公司成立于2003年，是一家专门从事教育类软件、硬件产品研发、生产的高新技术企业。
公司在软件开发、集成电路、光机电一体化和传感器领域一直处于领先地位。
创能亿科引入加拿大Prodigy Lab数字化信息系统，接轨国际教育模式，结合中国新课改的基本理念、设计思想，研发出适合中国
本土化科学教育的思迈Prodigy Lab ——思迈数字化探究实验室系统。
思迈Prodigy Lab，综合考虑一线教育的方便性与灵活性，在Prodigy Lab 的高精度数据采集的基础上，开发出具有通用性与专用性的物理、化学、生物等实验学科的软件，产品外观（专利）设计新颖，更具吸引力。
思迈Prodigy Lab适用于根据国家新课程标准(新课标)编制的理科新教材，提供探究实验室(Inquiry Education)整体解决方案，包括：数字化物理实验室、数字化化学实验室、数字化生物实验室。
产品实现了信息技术和理科教学的整合，开启了理科实验教学的数字化时代。
创能亿科科技开发有限公司，将自身定位成为一个为教育服务，致力于打造一个国内领先、国际一流的教育科技品牌的高科技公司。
我们将以最精湛的技术和最执着的信念服务于中国的教育事业，为实现中国教育从传统应试教育向素质教育的数字化时代转变提供最优质的服务。