南京市高中數(shù)字化物理實驗室建設(shè)指導(dǎo)方案（征求意見稿）一、目標功能（一）數(shù)字化實驗室的目標功能：數(shù)字化實驗室建設(shè)目標是將信息技術(shù)與實驗教學(xué)過程科學(xué)地融合在一起，來營造一種新型互動式的教學(xué)環(huán)境，通過數(shù)字化實驗系統(tǒng)的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生一種新的科學(xué)實驗方法，完善現(xiàn)有實驗教學(xué)手段，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新精神。功能一：完善物理實驗教學(xué)的方式。實驗教學(xué)是理科學(xué)習(xí)的重要方式之一，但是，隨著新課程標準的實施，信息技術(shù)的發(fā)展，大量的數(shù)字化實驗儀器與手段已不斷應(yīng)用于新教材的實驗教學(xué)，使傳統(tǒng)物理實驗室無法完成或者完成不好的實驗得到了很好的改進。功能二：實時實驗、省時省力，提高學(xué)習(xí)效率和質(zhì)量。數(shù)字化信息系統(tǒng)實驗室的基本構(gòu)成為：“力、熱、聲、光、電”等系列傳感器數(shù)據(jù)采集器計算分析顯示+網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。數(shù)字化儀器具備“實時實驗”功能，收集的是實驗真實數(shù)據(jù)，學(xué)生能即時看到實驗結(jié)果。數(shù)據(jù)收集、處理和圖線描繪由計算分析顯示+網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)完成，因此教學(xué)中師生們可以從數(shù)據(jù)讀取、記錄、公式運算和圖線描繪等繁瑣的事情中擺脫出來，為完成學(xué)習(xí)方式的改變與多樣化，扶植學(xué)生的自主探究鉆研，進行廣泛的體驗、合作和交流提供了大量時間。學(xué)生數(shù)字化實驗?zāi)芰Φ奶嵘?，利用實時實驗所節(jié)省的時間，可以對物理景象和規(guī)律進行深入的分析和討論，從而提髙學(xué)習(xí)過程的質(zhì)量。功能三：為學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)和拓展性學(xué)習(xí)的廣泛開展提供有利條件，促進學(xué)生探究精神和探究性思維的發(fā)展。（二）實現(xiàn)功能的方法：1、根據(jù)當前教材的實驗教學(xué)任務(wù)，結(jié)合教學(xué)要求及資源合理利用，學(xué)校配置數(shù)字化物理實驗室一個，面積96平方米，準備室一間（可與普通物理準備室兼用），數(shù)字化儀器配備15套/室（按照4人每組），其中學(xué)生用14套，教師用1套，能同時滿足56人標準班的實驗需要，并配備相應(yīng)的實驗器材，以提高實驗效果，保證教學(xué)質(zhì)量。2、數(shù)字化儀器配備能根據(jù)實驗教學(xué)的要求，充分考慮數(shù)字化儀器的性質(zhì)和特點，按照先進性、實用性、開放性、可靠性、集成性和經(jīng)濟性的原則，進行系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計和配置。既要突出數(shù)字化實驗技術(shù)對實驗教學(xué)改革的促進作用，又要本著“勤儉、務(wù)實”的原則，既要保證實用、夠用，又要考慮建設(shè)成本。3、能夠與現(xiàn)有實驗教學(xué)模式和實驗環(huán)境形成一定的延續(xù)性。充分結(jié)合學(xué)校的自身條件，無論是新建還是更新，都要以實驗教學(xué)為中心，以數(shù)字化實驗技術(shù)為有力手段，以必要的電教技術(shù)為支撐，在繼承中發(fā)展，在兼容中提高，不重復(fù)投入、不浪費財物，力求效益最大化。4、數(shù)字化實驗儀器配套軟件應(yīng)用高延展性技術(shù)和優(yōu)化算法，提高了數(shù)據(jù)智能分析功能，實現(xiàn)了理科軟件平臺的統(tǒng)一和網(wǎng)絡(luò)資源的合理利用。5、數(shù)字化實驗室配備的計算機采用網(wǎng)絡(luò)連接，老師可方便的進行再線考試、管理學(xué)生、與學(xué)生交流、對學(xué)生進行個別輔導(dǎo)講評。 二、數(shù)字化物理實驗室建設(shè)（一）布局與環(huán)境設(shè)計整體設(shè)計思路：數(shù)字化物理實驗室整體設(shè)計思路應(yīng)體現(xiàn)：科學(xué)性、創(chuàng)新性、開放性與先進性。實驗室內(nèi)應(yīng)提供良好的設(shè)備安裝及運行環(huán)境，避免設(shè)備在惡劣的環(huán)境中運行，這既有利于提高設(shè)備系統(tǒng)的無故障運行時間，也會減少意外事故的發(fā)生。良好的環(huán)境還可以延長設(shè)備的使用壽命。1、桌椅打破傳統(tǒng)雙人式的桌椅模式，可以根據(jù)教室的大小及環(huán)境，采用量體裁衣的個性化設(shè)計，如：長方型、正方型、橢圓型、L型等設(shè)計方式；桌椅材質(zhì)的選擇要質(zhì)量牢固、綠色環(huán)保、方便打掃；桌面材質(zhì)的選擇要做到耐磨、耐熱、耐腐蝕；桌椅的顏色要合理搭配，營造安靜、愉悅、創(chuàng)意的實驗氛圍。2、地面建議使用抗靜電地板（改建），也可采用塑膠地板（新建）。做到地面清爽、整齊美觀、推薦采用經(jīng)久耐用、性價比高、方便打掃的材料鋪設(shè)。3、墻面墻面的設(shè)置不應(yīng)是白墻 + 管理制度，要充分利用空間，制作成文化墻，讓其包含有現(xiàn)代信息技術(shù)和探究性實驗的文化元素。要具備感染力，增強學(xué)生對信息技術(shù)與常規(guī)實驗結(jié)合的認識度。墻上可以布置探究實驗發(fā)展史、各類設(shè)備的圖片介紹、主流信息、實驗程序圖等。4、照明實驗室采用自然光及輔助照明，操作臺面的照度均勻度不應(yīng)低于0.7，室內(nèi)無可見眩光，有良好的照明度。窗戶應(yīng)裝有窗簾，避免陽光直接照射設(shè)備。5、空調(diào)與通風設(shè)備1) 室內(nèi)溫度因設(shè)備而異，通常的要求為540。一般情況下，應(yīng)保證網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運行在1822的室溫環(huán)境下。2) 室內(nèi)濕度因設(shè)備而異，一般為20%80%，不結(jié)露。3) 實驗室需要安裝必要的空調(diào)設(shè)備和通風設(shè)備。保證實現(xiàn)以上提到的溫度和濕度條件。實驗室內(nèi)部還應(yīng)保持空氣清潔，人員出入時應(yīng)換拖鞋，同時，空調(diào)設(shè)備和通風設(shè)備應(yīng)具備空氣凈化功能。6、安全措施配備防火、防潮、防盜等設(shè)施。用電負荷應(yīng)留有余地，按規(guī)范設(shè)強、弱電線，空調(diào)專線鋪設(shè)，安裝漏電過載保護器和可靠的接地保護。至少有一處供水和排水設(shè)施。建議安裝煙霧報警器，便于發(fā)現(xiàn)火警，確保安全。7、數(shù)字化實驗室學(xué)生實驗桌應(yīng)供電到桌，教師演示臺有電源總控制設(shè)備，集中控制學(xué)生實驗電源，配有觸電保護器。光學(xué)實驗室應(yīng)設(shè)遮光窗簾；計算機電源插座應(yīng)固定(或嵌)在實驗桌內(nèi)部。實驗室應(yīng)配置網(wǎng)絡(luò)信息口若干，實驗室配備數(shù)字化多媒體投影設(shè)備（計算機、數(shù)碼投影機、視頻展臺和交互式電子白板、音響系統(tǒng)）。8、實驗室相關(guān)的設(shè)施（水、電、氣、網(wǎng)絡(luò)）應(yīng)該盡量采取隱埋式，電線切勿外露。9、準備室盡量放在實驗室一側(cè)，準備室安裝有控制實驗室水、電的總閥門。10、地板開槽受樓層、樓板厚度、材質(zhì)限制即有的樓板薄無法開槽，建議學(xué)校使用防靜電地板或強化地板，即方便施工、維修又美觀。平面結(jié)構(gòu)圖：（參考式樣）設(shè)計說明：1、 物理數(shù)字化實驗室采用一個多功能實驗講臺，7張實驗操作臺，1個儀器櫥，56張學(xué)生椅的設(shè)計；2、 實驗臺采用兩端為直邊的橄欖型設(shè)計，每條弧邊各坐四名學(xué)生，四人一組，每張實驗臺供兩組學(xué)生使用；3、 橄欖型實驗臺的設(shè)計增加了實驗室的活潑與靈動，符合學(xué)生的年齡特點，也體現(xiàn)了創(chuàng)意與探究的理念；4、 實驗臺采用墨綠色的理化實芯板臺面，臺身則用藍白兩色，安靜而不失活潑，給人以清新的感覺，又充滿了學(xué)習(xí)的氛圍；5、 7張實驗臺橫向分布，前排為2張，中排為3張，后排為2張，充分利用實驗室內(nèi)有限的空間，避免了擁擠的感覺； 6、 實驗臺長邊達1.9m，不僅有充分的電腦液晶顯示屏放置空間，同時，也為做實驗留置了充分的實驗物品擺放空間與操作空間，方便四名同學(xué)的分工合作；7、 實驗臺較長的設(shè)計便于電腦的液晶顯示屏分放兩端，又保證了動力學(xué)實驗時軌道的擺放長度；8、 實驗室后排設(shè)計了寬大的儀器櫥，方便實驗室管理老師放取常用產(chǎn)品與儀器，也增加了實驗室的整潔度；立體效果圖（參考式樣）：（二）配置方案1、基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備配置目錄（樣表）（要求：按照環(huán)境裝修類、強弱電綜合布線類、木器設(shè)備類、計算機與多媒體設(shè)備類等對序號、名稱、規(guī)格參數(shù)、單位、配置數(shù)量列表歸類提供目錄）類別序號名稱材料或品牌規(guī)格參數(shù)單位數(shù)量備注環(huán)境裝修1刷墻前面找平，刷環(huán)保漆據(jù)實自辦2吊頂輕鋼龍骨、礦棉石膏板96自辦3格盞等30*120cm或60*60cm套據(jù)實自辦4窗簾主體顏色與室的文化協(xié)調(diào)一致?lián)嵶赞k5地板按規(guī)范安裝防靜電地板或強化地板96自辦強弱電綜合布線1綜合布線2.5平方、4平方、6平方國標電線，品牌安全插排，PVC防阻燃管、品牌網(wǎng)線；電線連接部分采用焊接方式防水膠布2層，絕緣膠布2層，加以保護，配電采用鋁塑管護套,內(nèi)穿BV塑銅線。強弱電分置管線到終端。網(wǎng)絡(luò)線采用六類線。室12電源控制有總電源控制開關(guān)、漏電保護器，保障安全。電流分配均衡。套1木器設(shè)備（實驗桌椅講臺等）1教師講臺參考規(guī)格：（3000）700850帶水槽臺臺面：臺面采用威盛亞貼面理化板。預(yù)含有儲藏柜、媒體功能架、電腦主機箱柜、側(cè)拉式視頻展臺抽屜，電源總控臺等。提供四組220v五孔多用插座（隱藏式設(shè)計）。臺12學(xué)生實驗臺鋼木結(jié)構(gòu)橢圓形或長方形；參考規(guī)格：24001200780，臺面：臺面采用威盛亞貼面理化板。2組電腦機位。柜體：柜體為鋼木結(jié)構(gòu)，4柜門樣式。實驗臺設(shè)計有電腦鍵盤、主機柜，柜體內(nèi)設(shè)置能擺放斜面軌道。柜身板材采用滁州華能18mm三聚氰胺飾面雙貼面板。導(dǎo)軌、鉸鏈等五金配件均為知名品牌。提供四組220v五孔多用插座（隱藏式設(shè)計）。臺73實驗凳固定鋼架結(jié)構(gòu)，鋼材厚度1.5 mm，主柱直徑50 mm，高度480 mm ，玻璃鋼凳面或采用工程塑料ABS注塑成型，凳面直徑300-330 mm，凳面顏色和臺身相近色。只564儀器柜規(guī)格尺寸：10005002000材質(zhì)：側(cè)板采用16mm厚三聚氰胺雙貼面板，截面PVC封邊帶用機械高溫熱熔膠封邊。結(jié)構(gòu)：上部木制框架鑲嵌25mm厚玻璃對開門，內(nèi)部三層活動隔板采用16mm厚三聚氰胺雙貼面板；下部櫥柜對開門。個5計算機與多媒體設(shè)備1計算機知名品牌機，2.4G以上雙核CPU/2G DDR3 800/320G SATA2(7200轉(zhuǎn))/集成顯卡/集成聲卡/網(wǎng)卡/顯示器：17”LCD/，主板集成硬盤還原功能/主板預(yù)留2個PCI插槽， /光電鼠標/教育專用耳麥/防水鍵盤/支持USB啟動/硬盤防震技術(shù)/頂置開關(guān)， 原廠服務(wù)，主機、顯示器五年免費保修，要求原廠工程師上門安裝驗機服務(wù)。6個USB口（前置不少于2個）；預(yù)裝正版Windows XP臺152網(wǎng)絡(luò)教室軟件主流電子教室或網(wǎng)絡(luò)教室管理軟件套13實物展臺80萬像素、VGA輸出， 450TV線 ，光學(xué)變焦16倍、數(shù)碼變焦8倍，燈數(shù)2個臺14網(wǎng)絡(luò)中控知名品牌臺15網(wǎng)絡(luò)交換機24口全千兆交換機臺16投影機短焦投影機，并與交互式白板用吊架整合臺17交互式白板與投影機相配套臺18輔教設(shè)備音響系統(tǒng)：含功放、無線領(lǐng)夾話筒2只、喇叭2-4只臺1其它1教學(xué)軟件與課程教學(xué)相配套。套12書寫板教學(xué)專用白板，（1.2m*4m）含書寫筆2支、專用板擦1個）與實現(xiàn)交互式白板功能相配套。套13空調(diào)國內(nèi)品牌產(chǎn)品 臺1-22、 數(shù)字實驗系統(tǒng)配置目錄（要求：以一個班級56名學(xué)生為例，每四名學(xué)生配備一套數(shù)字化產(chǎn)品，教師另配一套用于演示與備份，共計15套產(chǎn)品。按照數(shù)據(jù)傳感設(shè)備類、數(shù)據(jù)采集設(shè)備類、數(shù)據(jù)分析與顯示設(shè)備類、軟件類、實驗系統(tǒng)輔助器材類、附件類等對序號、名稱、規(guī)格參數(shù)、單位、配置數(shù)量列表歸類提供目錄）類別序號名稱材料或品牌規(guī)格參數(shù)單位數(shù)量備注數(shù)據(jù)傳感設(shè)備標準配置傳感器1電流傳感器-2A量程2A；分辨率：0.01A只152微電流傳感器-10A量程10A；分辨率：0.01A；只153電壓傳感器-20V量程20V；分辨率：0.01V只154磁場傳感器-100mT量程100mT；分辨率：0.01 mT只155力傳感器量程范圍不小于：-50N量程50N；分辨率：0.01N；可用于測拉力（顯示正值）和壓力（顯示負值）；含附件：固定螺釘。對156位移傳感器由發(fā)射器和接收器構(gòu)成。發(fā)射器由電池供電，易與實驗裝置（運動小車、彈簧振子等）組合；接收器與采集器連接， 0m量程2m，分辨率：1mm。無測量盲區(qū)；可實時測量顯示v-t圖線。套157光電門傳感器1分辨率10S；用于測量速度、加速度等實驗，有記數(shù)功能。對158聲音傳感器能測量聲音的波形，研究聲音的頻率、周期、振幅等特征；0dB量程120dB，0分辨率1dB只159溫度傳感器-25量程120；分辨率：0.1；不銹鋼探針。只1510壓強傳感器0kPa量程700 kPa；分辨率：0.1 kPa；含測量氣體的絕對壓強配件。只1511加速度傳感器-6G量程6 G，三維；分辨率：0.01 G只15拓展性傳感器（選配）12電流傳感器具有分辨率為0.01A、1mA、0.1 mA三個可自由選擇量程范圍的多量程傳感功能。只113電壓傳感器具有分辨率為0.01V、1m V、0.1mV三個可自由選擇量程范圍的多量程傳感功能。只114光傳感器用于測量平面內(nèi)的相對光照度分布，適用于比較光強和距離的關(guān)系；研究光干涉/衍射/偏振，含光學(xué)附件。只115旋轉(zhuǎn)運動傳感器最大30轉(zhuǎn)/秒，分辨率0.2只1數(shù)據(jù)采集