| 品牌师大教育 | 类别数字化 |
| 货号2018709 | 材质塑料 电子 |
| 规格40*70 | 是否跨境货源否 |
理化生数字化探究实验室建设方案
一、建设数字化探究实验室的重要意义
物理学、化学和生物学是以实验为基础的自然科学，可以说理科实验是物理学、化学和生物学赖以生存并不断发展的基础。从一定意义上说，实验就是物理学、化学和生物学学科的生命线。抓住“以实验为基础”这一基础特征，不仅能使学生加深理解，巩固化学基础知识，更重要的意义在于可以培养学生形成科学的思维方式，掌握科学的研究方法。高中新课程物理学、化学和生物学教材把相当多的验证性实验改为探究性实验，更有利于激发学生的学习兴趣，有利于提高学生分析问题和解决问题的能力，有利于培养学生实事求是，严肃认真地科学态度，有利于培养学生的创新欲望和创新能力，也有利于使学生将所学的知识和技能应用于科学技术的创新和日常生活等方面。
在新一轮的课程改革中，科学探究不仅被作为重要的理念强调、作为教学建议提出，而且被列入了课程目标和内容标准之中。但在中学开展探究性实验教学多年来，特别是在实行高中新课改以来，一直存在以下几个困难：一是探究活动需要时间的与紧张课时的矛盾；二是探究实验设备特别是较高精度的数字化实验设备的需要与实际设备不足的矛盾；三是课本上验证性实验过多而探究性实验不足的矛盾；四是定性实验过多，定量实验过少的矛盾；五是探究实验的过程的体验与严谨的实验操作要求的矛盾。
数字化实验室的建设可以解决缺少探究设备的问题；同时由于它的快速直观也可缓解课堂教学时间紧张的问题；它的灵活、方便、易用性可改变部分传统实验过度要求规范操作导致的重细节忽视整体实验过程体验的问题。从此在中学物理学、化学和生物学中大量的定性实验引入定量要素，从关注实验现象转变成关注实验过程与原理，再结合其它科学探究的要素，从而使中学物理学、化学和生物学实验由此进入准科学探究的阶段。
建设数字化实验室有以下几方面的重要意义：
1、 可拓展探究问题的深度和广度。
问题是探究活动的核心，但是枯燥、平淡的问题味同嚼蜡，不仅无法引起学生的兴趣和注意，反而会使学生感到厌烦。
数字化实验室拓展问题探究的广度，借助数字化实验室，把很多原来只能意会的问题数字化、外显化，它的可携带性使实验可直接应用于真实情境，更容易解决生活中的实际问题，如可用数字化实验设备测定酸雨、水质污染等环境污染问题。
数字化设备对探究问题的深度提出了更高的挑战，如在原电池实验中，利用简单的实验，电极、溶液的相互组合判断原电池的形成条件及相应的正负极，让学生在学习交叉分类法的同时又参与了探究活动。
2、 预测和假说更具方向性和指导性。
预测与假说是学生根据初步的资料与事实材料，运用已知的科学原理,充分发挥想象力和创造力，对所研究的物质的本质和规律提出的一种初步设想。假设是一种带方向性的、有待验证的思想，又是一种组织研究的过程，确定研究逻辑、制定研究途径的方法。
在数字化设备的支持下，通过初步方向性探究，提供了大量的有用的数据提示，使我们可以缩小预测范围，有效控制预测和假说的变量，让对问题的预测和假说更具方向性和指导性。
3、 丰富了探究方案的选择。
数字化设备的引入，扩大了学生的参与面，降低了实验操作水平的要求，同时也降低了分析难度，由原来的演示实验变成了可让每个学生都能参与探究的实验。数字化设备的引入，使很多原本传统中小学阶段教学中无法实施的实验方案变得可能，给了我们更多的选择空间。
4、 方便了证据的收集。
数字化实验设备含：传感器——数据采集器——计算机——应用软件，计算机和传感器的介入更快更准确的获得可连续的监测和采集实验数据，从而节省了教学时间，使精力投入更有创造性的方面。实践证明，过分要求操作的实验，让学生的精力主要集中在实验操作上，不利于学生探究思维的培养。利用探究实验设备测出来的数据和证据以数字、图表为主，更客观、真实地展现实验过程和收集到的证据。
作为实验数据的记录，传统实验是采样的方法来记录，容易有疏漏，在数字化实验设备中如实记录了每一个实给过程的数据。特别是对那些现在没法解释的数据，记录下来在以后的学生中尤为重要。
5、 解释与结论更加真实有效。
借助数字化设备和相关的数学工具进行的数据分析，利用已有的原理和方法，充分利用各种科学探究中的统计方法，让我们能透过反应现象看反应本质，使我们的结论更加科学，使我们对问题的解释更加客观，真实、有效。
学生间相互讨论各自对问题的解释，能够引发新的问题，有助于学生将实验证据、已有的科学知识和他们所提出的解释这三者之间更紧密地联系起来。***终，学生能解决彼此观点中的矛盾，巩固以实验为基础的论证。
6、 反思与评价更加客观有效的。
数字化实验设备的引入让探究活动反思更细致，借助设备可记录整个实验过程。如在实验中存在一些数据异常，给了我们分析、质疑、反思、评价时更客观的依据。特别是对实验结果和预测不同的分析，通过同学们相互质疑和讨论分析，就可搞清楚数据结果有误的原因。
数字化实验设备的引入使评价更客观，更具备发展性，有利于学生的成长。如在配制一定物质的量浓度的溶液时，由于课堂教学中教师不可能一一观察到所有学生的实验操作是否规范，只凭***后定容是否准确而不是根据溶液浓度是否准确来判断，这种做法当然有失偏颇。借助离子电极或电导率仪或密度计可以立即测定出氯化钠溶液浓度是否与要求相符，也给了学生反思的空间，学会误差分析，学会如何在实验中有效的控制误差。这种误差分析和控制也是新课标对学生提出的能力要求。
7、 表达和交流更加清晰、明了的。
数字化实验设备让学生分享探究心得的体会时的表达与交流更清晰、明了，利用实验的同步回放，可分析每一实验不同时间段的情况，更方便的再现实验当时的真实情境，在这种回放情境中相互的表达和交流是更加容易让人理解，产生共鸣。同样的功能若用在高考实验复习阶段，复习效率将会大大提高。
二、师大教育数字化探究实验室设计与应用的指导思想
师大教育数字化探究实验室是南京师范大学课程资源研究所自主研制的理、化、生及科学学科的数字化教学实验平台。师大教育数字化探究实验室将数字文化与课程标准理念相结合，开创了崭新的理科实验教学体系，为理科教学提供了全新的技术手段和教学平台；师大教育数字化探究实验室应用计算机、多媒体、仿真实验等技术，扩大了理科实验的内涵和理科实验的教育功能：在观察环节上，师大教育数字化探究实验室可以极大地扩展实验的可视性和可重复性；在数据采集环节上，南京师范大学课程资源研究所dis可以更快更准地得到实验数据；在数据分析环节上，南京师范大学课程资源研究所dis利用计算机的强大数据处理能力，可以将学生从简单、机械、繁琐的数据处理过程中解脱出来，让他们的时间和精力用在更有创造力的方面。
师大教育数字化探究实验室为学生创设一个利用信息技术开展探究来学习物理、化学和生物的新环境，充分体现以学生发展为本的教育理念。
师大教育数字化探究实验室着眼点是努力在信息技术平台上寻求一种适应时代发展的新的基础知识和基础能力，并探索如何通过有效的学习使得学生们掌握这些新的知识和能力。具体地说，主要培养学生以下几个方面的能力：
? 师大教育数字化探究实验室致力于培养学生的数据处理过程中的计算、作图能力以及属性结合、
探索规律、归纳结论的能力。
? 师大教育数字化探究实验室致力于培养学生的独立设计实验方案的能力及基于探究的钻研和创新能力。
? 师大教育数字化探究实验室致力于培养学生的拓展联想猜测能力。
? 师大教育数字化探究实验室致力于培养学生的观察能力。
? 师大教育数字化探究实验室致力于培养学生的实验操作能力。
三、 师大教育数字化探究实验室组成
数字化实验室不是一个单一的产品，而是提供一套整体的解决方案。它由“采集器（包括嵌入式系统、显示屏幕、处理软件为一体）＋传感器（包括满足各种常规实验和探究性实验要求的理、化、生传感器）＋配套实验辅助材料”+“数据分析处理软件”组成。
四、师大教育数字化探究实验室的主要功能与特点
师大教育数字化探究实验室以人为本，便于使用，符合人性化教学实验的要求。师大教育数字化探究实验室主要有以下功能与特点：
1. 数据采集器与计算机之间、数据采集器与传感器之间均采用usb接口，四通道传感器接口，即插即用，经久耐用。
2. 采用传感器液晶屏幕显示，方便观察和分析。配备学生分组实验室时，也可以省去计算机。传感器自带显示屏，可方便进行室内外开展实验，既可单独使用，又可直接插入计算机使用。
3. 便携式设计，方便组织开展室外探究实验教学活动。
4. 硬件结构设计精美、小巧。
5. 两种供电模式，传感器可以充电，携带方便，使用电池供电，方便室外实验。
6. 传感器具有存储功能，便于脱机工作。
7. 具有大量的满足理、化、生学科教学需要的传感器，并且可以使用同一采集器。
8. 提供人性化操作平台，方便探究实验学习。
9. 自动生成实验报告，方便学生编辑和提交实验报告，包括实验数据和图像等。
10. 实验数据和图像分别可以保存，自动生成实验课件，支持课件的回放。
11. 图像点对应数据点可以实现闪动，便于观察。
12. 选用多种保存形式，方便数据和图像的处理和使用。可同时保存在同一次实验过程中因改变不同实验条件而产生的多张数据表格和多个实验图象，便于比较。
13. 软件分为专用软件和通用软件，专用软件操作简捷，重点突出，直观性强，通用软件功能强大，适合探究式学习，支持教师和学生自主搭建实验，鼓励学生动手实践，支持多传感器组合实验。根据教学需要，教师可编写新实验脚本，扩充专用实验。
14. 可以多窗口显示数据和图像，方便比较。
15. 可用多种形式显示实验结果——窗口可切换为数字、指针和波形等模式显示；
16. 同一传感器可以波形-数字、波形-仪表、波形-波形等同步组合多模显示，大大方提高了实验现象的观察效果。可同时显示接入的多种变量，也可将某一变量放大单一显示。可对任一接入的变量实现数据、表格、图像的并行或单一显示。
17. 任何一种传感器可自动在组合图线和计算表格中生成变量，方便数据的采集、导入以及其他处理。
18. 数据记录：数据以自动记录、点击记录、外部调入等方式导入表格，传感器对应的变量在表格中自动生成。
19. 可将数据导入到excel表格等软件进行其他处理，也可直接将数据保存，方便下次调用。可以在计算表格中可直接新建文档，不必关闭软件。
20. 公式及变量：可通过运算编辑窗口将公式手动输入或从公式库输入到表格并自动生成独立的记录单元；变量可手动输入或自动生成，可输入变量和恒量；可自行编辑公式保存到模板，方便下次调用。
21. 设立多种数据拟合方式，供教学时选用。
22. 数据计算： 支持常规四则运算，支持对数、指数、三角函数、反三角函数等运算。
23. 坐标绘图——可自动生成二维平面坐标系，根据实验需要可自定义x轴和y轴变量，可在标系中绘出变量-时间、变量-变量等实验图像，亦可在同一坐标系内重复绘制多组实验图像以方便比较。
24. 图线处理——基本功能：图像可整体放大、缩小，也可单轴拉伸、压缩、平移，可选择单一图线进行综合处理，任何一条图线均可被锁定-解锁、隐藏-显示，实验数据可单点显示，也可图线显示，也可图线-单点组合显示，也可以脚标方式实时显示数据点坐标值。可对图像以x轴镜像显示，也可暂态显示，可调图线的线型，可整体移动图像，也可框选并直接显示框选范围在x轴和y轴的截距。
25. 可整体复制实验界面道图像编辑器、可将实验界面直接保存为图像，
26. 可打印和保存实验数据、实验图像；
27. 操作功能按钮集中在“控制面板”，为老师熟悉软件提供方便，“控制面板”可隐藏以便放大图像。需要时再调出。
28. 具有网络教室功能，利用教师机，可以调阅学生实验屏幕。
29.在实验中，可以调阅实验帮助资料。
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