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數字化實驗室

簡單的説就是理化生實驗採用傳感器來完成。比如傳統物理實驗的牛頓第三定律，傳統方式是採用兩個彈簧秤對拉看刻度基本相等，而數字化探究實驗採用兩個力傳感器對拉，通過兩根USB線將傳感器數據傳入電腦，然後同軟軟件可以以數字和曲線的形式顯示出力的大小變化曲線和數據是相等的和對稱的，並且可通過軟件進行曲線的擬合。愛迪凱興探究室是對傳統實驗的一個非常好的補充，在傳統實驗一些只能定性無法定量的實驗以及一些微小或瞬間數據的測量上，數字化實驗室能發揮出巨大作用。

中文名: 數字化實驗室
外文名: DIS

原理: 理化生實驗採用傳感器來完成
技術: 實時測量、數據採集、數據分析等
適用: 中學理科新教材

數字化實驗室產生背景

數字化探究實驗室產生背景：

1．國家實施的2000－2010年的課程改革對科學教育的反思（強調科學探究、強調學生科學素養、創造性思維、問題解決能力的培養）；

2．2個主流的科學教育觀點：“做中學”科學，“科學學習與生活結合”；

3．現代信息技術和傳感技術的發展，對探究實驗室的產生提供了技術支撐；

4．當前已有13個省（市）出台數字化探究實驗室配備標準（北京、天津、上海、山東、廣東、江蘇、浙江、福建、河北、山西、陝西、湖南、湖北）。

數字化實驗室定義

數字化實驗室運用實時測量、數據採集、數據分析和智能控制等先進技術，實現了中學理科實驗教學與信息技術的全面整合，適合於中學理科新教材，能夠完成新教材要求的數字化物理、化學、生物等各學科實驗。

數字化實驗室構成示意圖

數字化實驗室要有被測量的自然量，比如：“温度、濕度、電源、力、長度、壓力”等等，通過傳感器的轉換，統統轉換為電信號並通過放大或縮小到合適的電壓，再通過採集器進行編碼為可被計算機利用的數字信號，最後通過計算機實驗軟件，進行計算和總結，形成最後的實驗結果文檔。

數字化實驗室示意圖

數字化實驗室主要功能特點

數字化探究實驗室主要有以下功能與特點：

1. 數據採集器與計算機之間、數據採集器與傳感器之間均採用 USB 接口，四通道傳感器接口並行採集，即插即用，經久耐用；

2. 採用大尺寸液晶屏幕顯示，方便觀察和分析，配備學生分組實驗室時，也可以省去計算機；

3. 便攜式設計，方便組織開展室外探究實驗教學活動；

4. 硬件結構設計精美、小巧；

5. 兩種供電模式，使用電池供電，方便室外實驗；

6. 具有存儲功能，便於脱機工作；

7. 具有大量的滿足理、化、生學科教學需要的傳感器，並且可以使用同一採集器；

8. 提供人性化操作平台，方便探究實驗學習；

9. 自動生成實驗報告，方便學生編輯和提交實驗報告，包括實驗數據和圖像等；

10. 實驗數據和圖像分別可以保存，自動生成實驗課件，支持課件的回放；

11. 圖像點對應數據點可以實現閃動，便於觀察；

12. 選用多種保存形式，方便數據和圖像的處理和使用。可同時保存在同一次實驗過程中因改變不同實驗條件而產生的多張數據表格和多個實驗圖象，便於比較；

13. 軟件分為專用軟件和通用軟件，專用軟件操作簡捷，重點突出，直觀性強，通用軟件功能強大，適合探究式學習，支持教師和學生自主搭建實驗，鼓勵學生動手實踐，支持多傳感器組合實驗。根據教學需要，教師可編寫新實驗腳本，擴充專用實驗；

14. 可以多窗口顯示數據和圖像，方便比較；

15. 可用多種形式顯示實驗結果——窗口可切換為數字、指針和波形等模式顯示；

16. 同一傳感器可以波形 - 數字、波形 - 儀表、波形 - 波形等同步組合多模顯示，大大方提高了實驗現象的觀察效果。可同時顯示接入的多種變量，也可將某一變量放大單一顯示。可對任一接入的變量實現數據、表格、圖像的並行或單一顯示；

17. 任何一種傳感器可自動在組合圖線和計算表格中生成變量，方便數據的採集、導入以及其他處理；

18. 數據記錄：數據以自動記錄、點擊記錄、外部調入等方式導入表格，傳感器對應的變量在表格中自動生成；

19. 可將數據導入到 EXCEL 表格等軟件進行其他處理，也可直接將數據保存，方便下次調用。可以在計算表格中可直接新建文檔，不必關閉軟件；

20. 公式及變量：可通過運算編輯窗口將公式手動輸入或從公式庫輸入到表格並自動生成獨立的記錄單元；變量可手動輸入或自動生成，可輸入變量和恆量；可自行編輯公式保存到模板，方便下次調用；

21. 設立多種數據擬合方式，供教學時選用；

22. 數據計算及組合圖線：支持常規四則運算，支持對數、指數、三角函數、反三角函數等運算，並對數據進行圖線描繪；

23. 座標繪圖——可自動生成二維平面座標系，根據實驗需要可自定義 X 軸和 Y 軸變量，可在標系中繪出變量 - 時間、變量 - 變量等實驗圖像，亦可在同一座標系內重複繪製多組實驗圖像以方便比較；

24. 圖線處理——基本功能：圖像可整體放大、縮小，也可單軸拉伸、壓縮、平移，可選擇單一圖線進行綜合處理，任何一條圖線均可被鎖定—解鎖、隱藏—顯示，實驗數據可單點顯示，也可圖線顯示，也可圖線 - 單點組合顯示，也可以腳標方式實時顯示數據點座標值。可對圖像以X軸鏡像顯示，也可暫態顯示，可調圖線的線型，可整體移動圖像，也可框選並直接顯示框選範圍在X軸和Y軸的截距；

25. 可整體複製實驗界面道圖像編輯器、可將實驗界面直接保存為圖像；

26. 可打印和保存實驗數據、實驗圖像；

27. 在實驗中，可以調閲實驗幫助資料。