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二学科专用教室建设的原则（第3页）

物理数字化实验室一般由传感器、数据采集器、计算机及相关数据处理软件和物理实验仪器装备组成。

数字化实验室是信息技术与传统实验课程整合的教学环境。

基于传感器的计算机实时数据采集和基于计算机数据处理软件的建模和图像分析等技术是开展中学物理探究教学的两大技术支撑，也是中学物理实验面向现代化、加速实现中学教学与国际接轨的一条重要途径。

1.初中数字化实验系统的设计原则

（1）科学性原则。

数字化探究活动的实验原理、实验方法要科学。

数字化环境中开展的实验要符合物理教学规律，遵循物理原理。

（2）针对性原则。

数字化实验设计应该围绕实验教学的目标，在改进传统实验的同时仍然要突出实验的目的和意义。

数字化实验所要替代的只是探究活动中数据读取和处理等环节，因此数字化实验室建设要从学生的实际出发，针对教材中的重难点，不能因为要刻意使用数字化实验设备而改变探究实验活动的主旨。

（3）适用性原则。

数字化实验室的设计要适用于物理实验教学。

数字化实验配套的传感器应能满足力学、热学、光学、电磁学等物理量的测量。

中学物理数字化实验的设计应以定性分析为主，多采用图像分析法。

数字化实验活动的设计还要符合中学生的认知规律。

实验室设计还要避免使实验操作及过程复杂化，这样才能避免增加不必要的认知负荷。

2.数字化探究实验室的主要功能与特点

（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，四通道传感器接口并行采集，即插即用，经久耐用。

（2）采用大尺寸液晶屏幕显示，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。

（3）便携式设计，方便组织开展室外探究实验教学活动。

硬件结构设计精美、小巧。

两种供电模式，可用电池供电，方便室外实验。

具有存储功能，便于脱机工作。

（4）具有大量的满足理、化、生学科教学需要的传感器，且可使用同一采集器。

（5）提供人性化操作平台，方便探究实验学习。

（6）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。

实验数据和图像可以分别保存，自动生成实验课件，支持课件的回放。

（7）图像点对应数据点可以实现闪动，便于观察。

（8）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像，便于比较。

（9）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。

（10）可以多窗口显示数据和图像，方便比较。

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。

（11）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式显示，大大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。