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數字化探究實驗室產品應運而生,為中學理科實驗教學提供解決方案。其次,數字化探究實驗平臺具有實驗數據自動采集的功能,采集頻率一般在10kHz以上。對比傳統(tǒng)實驗室,數字化探究實驗室在上述幾個方面都擁有巨大的優(yōu)勢:首先數字化實驗室采用傳感器作為采集實驗數據的工具,其分辨率遠遠高于傳統(tǒng)實驗儀器。以物理實驗室中簡單、常用的測力工具為例,傳統(tǒng)實驗室大多用彈簧測力計作為測力工具,其分辨率一般為0.1N,而數字化探究實驗室采用力傳感器作為測力工具,其分辨率一般可達到0.005N,準確度遠高于傳統(tǒng)測力工具。
數字化探究實驗平臺采用各種類型的高分辨率傳感器作為實驗數據采集工具,準確度大大優(yōu)于傳統(tǒng)實驗室,為科學規(guī)律的再發(fā)現提供了工具;其次,數字化探究實驗平臺具有實驗數據自動采集的功能,采集頻率一般在10kHz以上。許多的知識、規(guī)律不再是由教材直接給出后通過教師灌輸給學生,而是要求讓學生通過探究性實驗來再發(fā)現,這就對理科實驗室提出更高的要求。足夠高的數據采樣率保證了實驗結果的準確度,同時可以輕松解決許多傳統(tǒng)實驗室無法解決的涉及到連續(xù)快速變化的量的各種實驗;數字化探究實驗平臺的軟件部分具有強大的數據處理功能,可以幫助學生輕松的對實驗結果進行分析處理,讓學生通過探究實驗對科學規(guī)律進行再發(fā)現,使理科實驗教學得到大大的簡化。
學生們可以根據研究需要設計出個性化的實驗,進行探究性的學習,為學生的探索提供了廣闊的想象空間與研究平臺。通過計算機軟件以數值、圖表、曲線等各種方式表現實驗數據,并可根據教學要求對實驗數據進行各種分析與處理。在玩中學的情境,有利于提高學生對于科學實驗的興趣,激發(fā)學生學習的內在動力,從而樂于探究、熱愛科學。教師也可以根據教學需要,選擇不同的傳感器與傳統(tǒng)儀器相結合進行實驗演示,現象更直觀,實驗更方便,大大節(jié)省了傳統(tǒng)實驗數據記錄、計算、分析的時間,使學生的注意力集中在現象所體現的原理上。
實驗室設計前應根據該實驗流程來確定儀器的種類、數量、規(guī)格型號、外形尺寸、電壓功率等參數以及擺放位置,設計師針對性的做出儀器電源、給排水、供氣、純凈水以及排風管道接口的設計。比如:實驗室使用面積、位置、照明、通風條件、噪聲控制、溫度、供水、供電、安全措施、環(huán)保、環(huán)境、數字化、IT等。因為用過的器具已被微生物污染。因此,在條件允許的情況下設置洗滌室。房間里應該有一個加熱器。、蒸籠,洗衣盆、桶等,還應有各種瓶刷、去污粉、肥皂、洗衣粉等。