數(shù)字化科學(xué)實驗室解決方案

數(shù)字化科學(xué)試驗室是特地效勞于科學(xué)教學(xué)〔如物理、化學(xué)、生物等學(xué)科〕的專用教室之一。利用傳感器，數(shù)字化試驗系統(tǒng)能夠探測、感受外界的信號，物理條件〔如光、熱、濕度、溫度等〕或化學(xué)組成，并將探知的信息轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號輸出出來，彌補了傳統(tǒng)試驗的缺陷，充分表達了數(shù)字化試驗集數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)分析和自動把握等功能于一體的優(yōu)勢，實現(xiàn)了試驗數(shù)據(jù)采集的數(shù)字化和自動化、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)分析的智能化，很好地解決了傳統(tǒng)科學(xué)試驗中“定性試驗多，定量試驗少；驗證明驗多，探究試驗少”的問題。數(shù)字化的科學(xué)探究試驗室為有效實現(xiàn)信息技術(shù)與科學(xué)教學(xué)的整合供給了的平臺，為學(xué)生探究科學(xué)規(guī)律供給了的契機。一、數(shù)字化科學(xué)試驗室環(huán)境下的資源與活動在數(shù)字化科學(xué)試驗室環(huán)境下，通過使用不同的教學(xué)資源就能夠進展多種不同類型的教學(xué)活動，如高精度實時采集數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)可視化呈現(xiàn)、自動記錄數(shù)據(jù)、分析處理數(shù)據(jù)、關(guān)心生成試驗報告、教師演示試驗、分組試驗、分組爭論等等。具體如以下圖。二、環(huán)境構(gòu)成及其功能〔一〕環(huán)境構(gòu)成概述及功能分析數(shù)字化科學(xué)試驗室主要由傳感器、數(shù)據(jù)采集器、信號發(fā)生器、試驗設(shè)備、計算機和數(shù)據(jù)采集分析軟件系統(tǒng)構(gòu)成。該環(huán)境還可以擴展多種設(shè)備，如擴音器、視頻呈現(xiàn)臺、互動反響系統(tǒng)、液晶書寫屏、多網(wǎng)合一、錄課軟件等，具體狀況如下表所示。傳感器數(shù)據(jù)采集器信號發(fā)生器環(huán)境構(gòu)成 參考報價 略試驗設(shè)備計算機數(shù)據(jù)采集分析軟件n 試驗轉(zhuǎn)變?yōu)槎坑涗浥c分析，加深學(xué)生對試驗原理的理解，提高認(rèn)根本功能

識水平。n 高精度、快速呈現(xiàn)試驗結(jié)果：借助數(shù)字試驗設(shè)備，在試驗數(shù)據(jù)采可擴展功能

集的同時自動以數(shù)據(jù)表、圖像等形式呈現(xiàn)試驗的結(jié)果。同時，數(shù)字n 自動記錄數(shù)據(jù)：無需手動對試驗數(shù)據(jù)逐個記錄，節(jié)約教學(xué)時間，使學(xué)生可以將更多的時間與精力用在試驗分析及重復(fù)試驗探究的過程中。n到的數(shù)據(jù)，以及在常規(guī)試驗中手動錄入的數(shù)據(jù)，進展多種形式的處理和分析。n常學(xué)科試驗教學(xué)以及學(xué)科科研活動之中。2 無失真地再現(xiàn)出來，使教師的講授更加輕松自然，增大了授課教師的活動范圍，學(xué)生可以更加清楚地傾聽教師講授。2 視頻呈現(xiàn)臺：實現(xiàn)對實物教具、學(xué)具、學(xué)生作品等物品放大呈現(xiàn)的功能，便于呈現(xiàn)事物的細(xì)節(jié)，以及在此根底上師生開放爭論、評價等活動。2 互動反響系統(tǒng)：學(xué)生對教師的問題可做出即時答復(fù)，教師能馬上得知并統(tǒng)計學(xué)生的評測結(jié)果，為課堂的教學(xué)決策供給依據(jù)。2 液晶書寫屏：利用專用的書寫筆代替鼠標(biāo)操作電腦，使教師或者學(xué)生獲得全的操作體驗。2 中控：實現(xiàn)對投影機、電動幕等設(shè)備的集成把握和遠程把握，其中多媒體網(wǎng)絡(luò)中控，這種中控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化進展使中控兼具了設(shè)備把握和設(shè)備治理功能。2多網(wǎng)合一：在攝像頭、視頻采集卡/視頻效勞器、IP機頂盒/PC機/視頻效勞終端等硬件的支持下，實現(xiàn)音視頻的并發(fā)點播、雙向電視教學(xué)、校園網(wǎng)、校園電視臺等各項功能。2錄課軟件：一種簡潔易用的課堂授課/培訓(xùn)內(nèi)容錄播工具。協(xié)作視音頻采集設(shè)備，可將教學(xué)/培訓(xùn)中的音視頻場景、PPT演示文稿、電腦操作等內(nèi)容錄制為一體化的多媒體課件?！捕硵?shù)字化物理試驗室環(huán)境構(gòu)成例如1.數(shù)字試驗設(shè)備配置包〔單組配置〕功能組合名稱數(shù)量數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集器數(shù)字試驗室多媒體教學(xué)關(guān)心系統(tǒng)1個1套動力學(xué)光電門傳感器位移傳感器2個1套2.整體配置方案2.整體配置方案整體配置方名稱數(shù)量案如下：依據(jù)一班拉壓力傳感器2個電壓傳感器1個電磁學(xué)電流傳感器微電流傳感器1個1個磁感應(yīng)傳感器1個聲學(xué)聲音/聲強傳感器1個光學(xué)光強傳感器1個熱學(xué)溫度傳感器壓強傳感器1個1個信號發(fā)生器1個信號源數(shù)控功率電阻1個把握開關(guān)1個線材1套附材及配套傳感器專用儀器箱1套資源試驗指導(dǎo)手冊1套產(chǎn)品使用說明1套力學(xué)動力學(xué)組合導(dǎo)軌1套電學(xué)電學(xué)試驗平臺1套56名學(xué)生計算，分14組，每組4名學(xué)生，每學(xué)生分組各使用1套設(shè)備，老師用1套。課室面網(wǎng)、氣等裝修布線施工符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。功能組合數(shù)字試驗設(shè)備15套試驗設(shè)備試驗教具設(shè)備15套交互式電子白板1塊投影機1臺網(wǎng)絡(luò)化互動式電電腦15臺教平臺網(wǎng)絡(luò)集線器1臺網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)輔助系統(tǒng)1套桌椅設(shè)施1間根底施工電、網(wǎng)布線1間〔三〕數(shù)字化化學(xué)試驗室環(huán)境構(gòu)成例如1.數(shù)字試驗設(shè)備配置包〔單組配置〕功能組合名稱數(shù)量數(shù)據(jù)采集器1個數(shù)據(jù)采集數(shù)字試驗室多媒體教學(xué)關(guān)心系統(tǒng)1套電壓傳感器1個電流傳感器1個溫度傳感器1個常規(guī)傳感器壓強傳感器1個pH1個色度傳感器1個電導(dǎo)率傳感器1個線材1套傳感器專用儀器箱1套附材及配套資源試驗指導(dǎo)手冊1套產(chǎn)品使用說明1套2.2.整體配置方案整體配置方案如下：依據(jù)一班56名學(xué)生計算，分14組，每組4名學(xué)生，每學(xué)生分組各使用1套設(shè)備，教師用1套。課室面積約96m2，水、電、網(wǎng)、氣等裝修布線施工符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)?！菜摹硵?shù)字化生物試驗室環(huán)境構(gòu)成例如1.數(shù)字試驗設(shè)備配置包〔四〕數(shù)字化生物試驗室環(huán)境構(gòu)成例如1.數(shù)字試驗設(shè)備配置包〔單組配置〕功能組合名稱數(shù)量數(shù)字試驗設(shè)備15套試驗設(shè)備試驗教具設(shè)備15套交互式電子白板1塊投影機1臺網(wǎng)絡(luò)化互動式電教平臺電腦15臺網(wǎng)絡(luò)集線器1臺網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)關(guān)心系統(tǒng)1套桌椅設(shè)施1間根底施工電、網(wǎng)、水、氣布線1間功能組合名稱數(shù)量數(shù)據(jù)采集器1個數(shù)據(jù)采集數(shù)字試驗室多媒體教學(xué)關(guān)心系統(tǒng)1套微電流傳感器1個光強傳感器1個傳感器溫度傳感器1個壓強傳感器1個2.整體配置方案整體配置方案如下：依據(jù)一班56名學(xué)生計算，分14組，每組4名學(xué)生，每2.整體配置方案整體配置方案如下：依據(jù)一班56名學(xué)生計算，分14組，每組4名學(xué)生，每學(xué)生分組各使用1套設(shè)備，教師用1套。課室面積約96m2，水、電、網(wǎng)、氣等裝修布線施工符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。pH1個色度傳感器1個濕度傳感器1個溶解氧傳感器1個二氧化碳傳感器1個線材1套附材及配套傳感器專用儀器箱1套資源試驗指導(dǎo)手冊1套產(chǎn)品使用說明1套功能組合名稱數(shù)量試驗設(shè)備數(shù)字試驗設(shè)備試驗教具設(shè)備15套15套交互式電子白板1塊網(wǎng)絡(luò)化互動投影機1臺式電教平臺電腦15臺網(wǎng)絡(luò)集線器1臺網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)關(guān)心系統(tǒng)1套網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)關(guān)心系統(tǒng)1套桌椅設(shè)施1間根底施工電、網(wǎng)、水布線1間三、環(huán)境點評〔一〕根本配置、操作及維護數(shù)字化科學(xué)試驗室利用由傳感器和計算機組成的多功能測量系統(tǒng)，能夠獨立地或與傳統(tǒng)的試驗儀器結(jié)合起來進展試驗，充分發(fā)揮傳統(tǒng)試驗儀器設(shè)備的成效，并對其功能實現(xiàn)了進一步拓展。選擇搭配不同的數(shù)字試驗設(shè)備配置包，即可以完成相應(yīng)的物理、化學(xué)、生物試驗，全面滿足初高中不同學(xué)科的試驗教學(xué)需求。在試驗室整體配置方案中，通過增加交互式電子白板、投影機、電腦等設(shè)備，可構(gòu)建起網(wǎng)絡(luò)化的數(shù)字科學(xué)試驗室，產(chǎn)生更大的功能和效益。〔二〕教學(xué)應(yīng)用利用數(shù)字化科學(xué)試驗室系統(tǒng)，可以實現(xiàn)快速、高精度地實時采集數(shù)據(jù)，自動記錄以及分析處理、生成試驗報告等功能。能夠完成教師和學(xué)生自行設(shè)計的很多試驗，以及用傳統(tǒng)儀器做不成或做不好