南京市高中數(shù)字化物理實(shí)驗(yàn)室建設(shè)指導(dǎo)方案.doc

南京市高中數(shù)字化物理實(shí)驗(yàn)室建設(shè)指導(dǎo)方案（征求意見(jiàn)稿）一、目標(biāo)功能（一）數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室的目標(biāo)功能：數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室建設(shè)目標(biāo)是將信息技術(shù)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程科學(xué)地融合在一起，來(lái)營(yíng)造一種新型互動(dòng)式的教學(xué)環(huán)境，通過(guò)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生一種新的科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法，完善現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。功能一：完善物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方式。實(shí)驗(yàn)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(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，信息技術(shù)的發(fā)展，大量的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)儀器與手段已不斷應(yīng)用于新教材的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)室無(wú)法完成或者完成不好的實(shí)驗(yàn)得到了很好的改進(jìn)。功能二：實(shí)時(shí)實(shí)驗(yàn)、省時(shí)省力，提高學(xué)習(xí)效率和質(zhì)量。數(shù)字化信息系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)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(jì)算分析顯示+網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。數(shù)字化儀器具備“實(shí)時(shí)實(shí)驗(yàn)”功能，收集的是實(shí)驗(yàn)真實(shí)數(shù)據(jù)，學(xué)生能即時(shí)看到實(shí)驗(yàn)結(jié)果。數(shù)據(jù)收集、處理和圖線描繪由計(jì)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(yùn)算和圖線描繪等繁瑣的事情中擺脫出來(lái)，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(jìn)行廣泛的體驗(yàn)、合作和交流提供了大量時(shí)間。學(xué)生數(shù)字化實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶嵘?，利用?shí)時(shí)實(shí)驗(yàn)所節(jié)省的時(shí)間，可以對(duì)物理景象和規(guī)律進(jìn)行深入的分析和討論，從而提髙學(xué)習(xí)過(guò)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(kāi)展提供有利條件，促進(jìn)學(xué)生探究精神和探究性思維的發(fā)展。（二）實(shí)現(xiàn)功能的方法：1、根據(jù)當(dāng)前教材的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室一個(gè)，面積96平方米，準(zhǔn)備室一間（可與普通物理準(zhǔn)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(shí)滿足56人標(biāo)準(zhǔn)班的實(shí)驗(yàn)需要，并配備相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)器材，以提高實(shí)驗(yàn)效果，保證教學(xué)質(zhì)量。2、數(shù)字化儀器配備能根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求，充分考慮數(shù)字化儀器的性質(zhì)和特點(diǎn)，按照先進(jìn)性、實(shí)用性、開(kāi)放性、可靠性、集成性和經(jīng)濟(jì)性的原則，進(jìn)行系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和配置。既要突出數(shù)字化實(shí)驗(yàn)技術(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的促進(jìn)作用，又要本著“勤儉、務(wù)實(shí)”的原則，既要保證實(shí)用、夠用，又要考慮建設(shè)成本。3、能夠與現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式和實(shí)驗(yàn)環(huán)境形成一定的延續(xù)性。充分結(jié)合學(xué)校的自身?xiàng)l件，無(wú)論是新建還是更新，都要以實(shí)驗(yàn)教學(xué)為中心，以數(shù)字化實(shí)驗(yàn)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(fèi)財(cái)物，力求效益最大化。4、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)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(shí)現(xiàn)了理科軟件平臺(tái)的統(tǒng)一和網(wǎng)絡(luò)資源的合理利用。5、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室配備的計(jì)算機(jī)采用網(wǎng)絡(luò)連接，老師可方便的進(jìn)行再線考試、管理學(xué)生、與學(xué)生交流、對(duì)學(xué)生進(jìn)行個(gè)別輔導(dǎo)講評(píng)。 二、數(shù)字化物理實(shí)驗(yàn)室建設(shè)（一）布局與環(huán)境設(shè)計(jì)整體設(shè)計(jì)思路：數(shù)字化物理實(shí)驗(yàn)室整體設(shè)計(jì)思路應(yīng)體現(xiàn)：科學(xué)性、創(chuàng)新性、開(kāi)放性與先進(jìn)性。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)應(yīng)提供良好的設(shè)備安裝及運(yùn)行環(huán)境，避免設(shè)備在惡劣的環(huán)境中運(yùn)行，這既有利于提高設(shè)備系統(tǒng)的無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間，也會(huì)減少意外事故的發(fā)生。良好的環(huán)境還可以延長(zhǎng)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(gè)性化設(shè)計(jì)，如：長(zhǎng)方型、正方型、橢圓型、L型等設(shè)計(jì)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(yíng)造安靜、愉悅、創(chuàng)意的實(shí)驗(yàn)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(jià)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(shí)驗(yàn)的文化元素。要具備感染力，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)信息技術(shù)與常規(guī)實(shí)驗(yàn)結(jié)合的認(rèn)識(shí)度。墻上可以布置探究實(shí)驗(yàn)發(fā)展史、各類(lèi)設(shè)備的圖片介紹、主流信息、實(shí)驗(yàn)程序圖等。4、照明實(shí)驗(yàn)室采用自然光及輔助照明，操作臺(tái)面的照度均勻度不應(yīng)低于0.7，室內(nèi)無(wú)可見(jiàn)眩光，有良好的照明度。窗戶應(yīng)裝有窗簾，避免陽(yáng)光直接照射設(shè)備。5、空調(diào)與通風(fēng)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(yùn)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(shí)驗(yàn)室需要安裝必要的空調(diào)設(shè)備和通風(fēng)設(shè)備。保證實(shí)現(xiàn)以上提到的溫度和濕度條件。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部還應(yīng)保持空氣清潔，人員出入時(shí)應(yīng)換拖鞋，同時(shí)，空調(diào)設(shè)備和通風(fēng)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(fù)荷應(yīng)留有余地，按規(guī)范設(shè)強(qiáng)、弱電線，空調(diào)專(zhuān)線鋪設(shè)，安裝漏電過(guò)載保護(hù)器和可靠的接地保護(hù)。至少有一處供水和排水設(shè)施。建議安裝煙霧報(bào)警器，便于發(fā)現(xiàn)火警，確保安全。7、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室學(xué)生實(shí)驗(yàn)桌應(yīng)供電到桌，教師演示臺(tái)有電源總控制設(shè)備，集中控制學(xué)生實(shí)驗(yàn)電源，配有觸電保護(hù)器。光學(xué)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)設(shè)遮光窗簾；計(jì)算機(jī)電源插座應(yīng)固定(或嵌)在實(shí)驗(yàn)桌內(nèi)部。實(shí)驗(yàn)室應(yīng)配置網(wǎng)絡(luò)信息口若干，實(shí)驗(yàn)室配備數(shù)字化多媒體投影設(shè)備（計(jì)算機(jī)、數(shù)碼投影機(jī)、視頻展臺(tái)和交互式電子白板、音響系統(tǒng)）。8、實(shí)驗(yàn)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(zhǔn)備室盡量放在實(shí)驗(yàn)室一側(cè)，準(zhǔn)備室安裝有控制實(shí)驗(yàn)室水、電的總閥門(mén)。10、地板開(kāi)槽受樓層、樓板厚度、材質(zhì)限制即有的樓板薄無(wú)法開(kāi)槽，建議學(xué)校使用防靜電地板或強(qiáng)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(jì)說(shuō)明：1、 物理數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室采用一個(gè)多功能實(shí)驗(yàn)講臺(tái)，7張實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)，1個(gè)儀器櫥，56張學(xué)生椅的設(shè)計(jì)；2、 實(shí)驗(yàn)臺(tái)采用兩端為直邊的橄欖型設(shè)計(jì)，每條弧邊各坐四名學(xué)生，四人一組，每張實(shí)驗(yàn)臺(tái)供兩組學(xué)生使用；3、 橄欖型實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)增加了實(shí)驗(yàn)室的活潑與靈動(dòng)，符合學(xué)生的年齡特點(diǎn)，也體現(xiàn)了創(chuàng)意與探究的理念；4、 實(shí)驗(yàn)臺(tái)采用墨綠色的理化實(shí)芯板臺(tái)面，臺(tái)身則用藍(lán)白兩色，安靜而不失活潑，給人以清新的感覺(jué)，又充滿了學(xué)習(xí)的氛圍；5、 7張實(shí)驗(yàn)臺(tái)橫向分布，前排為2張，中排為3張，后排為2張，充分利用實(shí)驗(yàn)室內(nèi)有限的空間，避免了擁擠的感覺(jué)； 6、 實(shí)驗(yàn)臺(tái)長(zhǎng)邊達(dá)1.9m，不僅有充分的電腦液晶顯示屏放置空間，同時(shí)，也為做實(shí)驗(yàn)留置了充分的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)臺(tái)較長(zhǎng)的設(shè)計(jì)便于電腦的液晶顯示屏分放兩端，又保證了動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)軌道的擺放長(zhǎng)度；8、 實(shí)驗(yàn)室后排設(shè)計(jì)了寬大的儀器櫥，方便實(shí)驗(yàn)室管理老師放取常用產(chǎn)品與儀器，也增加了實(shí)驗(yàn)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(lèi)、強(qiáng)弱電綜合布線類(lèi)、木器設(shè)備類(lèi)、計(jì)算機(jī)與多媒體設(shè)備類(lèi)等對(duì)序號(hào)、名稱(chēng)、規(guī)格參數(shù)、單位、配置數(shù)量列表歸類(lèi)提供目錄）類(lèi)別序號(hào)名稱(chēng)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(shí)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(shí)自辦4窗簾主體顏色與室的文化協(xié)調(diào)一致?lián)?shí)自辦5地板按規(guī)范安裝防靜電地板或強(qiáng)化地板96自辦強(qiáng)弱電綜合布線1綜合布線2.5平方、4平方、6平方國(guó)標(biāo)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(hù)，配電采用鋁塑管護(hù)套,內(nèi)穿BV塑銅線。強(qiáng)弱電分置管線到終端。網(wǎng)絡(luò)線采用六類(lèi)線。室12電源控制有總電源控制開(kāi)關(guān)、漏電保護(hù)器，保障安全。電流分配均衡。套1木器設(shè)備（實(shí)驗(yàn)桌椅講臺(tái)等）1教師講臺(tái)參考規(guī)格：（3000）700850帶水槽臺(tái)臺(tái)面：臺(tái)面采用威盛亞貼面理化板。預(yù)含有儲(chǔ)藏柜、媒體功能架、電腦主機(jī)箱柜、側(cè)拉式視頻展臺(tái)抽屜，電源總控臺(tái)等。提供四組220v五孔多用插座（隱藏式設(shè)計(jì)）。臺(tái)12學(xué)生實(shí)驗(yàn)臺(tái)鋼木結(jié)構(gòu)橢圓形或長(zhǎng)方形；參考規(guī)格：24001200780，臺(tái)面：臺(tái)面采用威盛亞貼面理化板。2組電腦機(jī)位。柜體：柜體為鋼木結(jié)構(gòu)，4柜門(mén)樣式。實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)有電腦鍵盤(pán)、主機(jī)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(jì)）。臺(tái)73實(shí)驗(yàn)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(tái)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(jī)械高溫?zé)崛勰z封邊。結(jié)構(gòu)：上部木制框架鑲嵌25mm厚玻璃對(duì)開(kāi)門(mén)，內(nèi)部三層活動(dòng)隔板采用16mm厚三聚氰胺雙貼面板；下部櫥柜對(duì)開(kāi)門(mén)。個(gè)5計(jì)算機(jī)與多媒體設(shè)備1計(jì)算機(jī)知名品牌機(jī)，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(pán)還原功能/主板預(yù)留2個(gè)PCI插槽， /光電鼠標(biāo)/教育專(zhuān)用耳麥/防水鍵盤(pán)/支持USB啟動(dòng)/硬盤(pán)防震技術(shù)/頂置開(kāi)關(guān)， 原廠服務(wù)，主機(jī)、顯示器五年免費(fèi)保修，要求原廠工程師上門(mén)安裝驗(yàn)機(jī)服務(wù)。6個(gè)USB口（前置不少于2個(gè)）；預(yù)裝正版Windows XP臺(tái)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(shí)物展臺(tái)80萬(wàn)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(gè)臺(tái)14網(wǎng)絡(luò)中控知名品牌臺(tái)15網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)24口全千兆交換機(jī)臺(tái)16投影機(jī)短焦投影機(jī)，并與交互式白板用吊架整合臺(tái)17交互式白板與投影機(jī)相配套臺(tái)18輔教設(shè)備音響系統(tǒng)：含功放、無(wú)線領(lǐng)夾話筒2只、喇叭2-4只臺(tái)1其它1教學(xué)軟件與課程教學(xué)相配套。套12書(shū)寫(xiě)板教學(xué)專(zhuān)用白板，（1.2m*4m）含書(shū)寫(xiě)筆2支、專(zhuān)用板擦1個(gè)）與實(shí)現(xiàn)交互式白板功能相配套。套13空調(diào)國(guó)內(nèi)品牌產(chǎn)品 臺(tái)1-22、 數(shù)字實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)配置目錄（要求：以一個(gè)班級(jí)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(jì)15套產(chǎn)品。按照數(shù)據(jù)傳感設(shè)備類(lèi)、數(shù)據(jù)采集設(shè)備類(lèi)、數(shù)據(jù)分析與顯示設(shè)備類(lèi)、軟件類(lèi)、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)輔助器材類(lèi)、附件類(lèi)等對(duì)序號(hào)、名稱(chēng)、規(guī)格參數(shù)、單位、配置數(shù)量列表歸類(lèi)提供目錄）類(lèi)別序號(hào)名稱(chēng)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(biāo)準(zhǔn)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(chǎng)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(cè)拉力（顯示正值）和壓力（顯示負(fù)值）；含附件：固定螺釘。對(duì)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(shí)驗(yàn)裝置（運(yùn)動(dòng)小車(chē)、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(wú)測(cè)量盲區(qū)；可實(shí)時(shí)測(cè)量顯示v-t圖線。套157光電門(mén)傳感器1分辨率10S；用于測(cè)量速度、加速度等實(shí)驗(yàn)，有記數(shù)功能。對(duì)158聲音傳感器能測(cè)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(qiáng)傳感器0kPa量程700 kPa；分辨率：0.1 kPa；含測(cè)量氣體的絕對(duì)壓強(qiáng)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(gè)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(gè)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(cè)量平面內(nèi)的相對(duì)光照度分布，適用于比較光強(qiáng)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(yùn)動(dòng)傳感器最大30轉(zhuǎn)/秒，分辨率0.2只1數(shù)據(jù)采集