南京市高中數(shù)字化物理實驗室建設指導方案

1、南京市高中數(shù)字化物理實驗室建設指導方案（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)字化實驗室建設目標是將信息技術與實驗教學過程科學地融合在一起，來營造一種新型互動式的教學環(huán)境，通過數(shù)字化實驗系統(tǒng)的應用，培養(yǎng)學生一種新的科學實驗方法，完善現(xiàn)有實驗教學手段，培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新精神。功能一：完善物理實驗教學的方式。實驗教學是理科學習的重要方式之一，但是，隨著新課程標準的實施，信息技術的發(fā)展，大量的數(shù)字化實驗儀器與手段已不斷應用于新教材的實驗教學，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，提高學習效率和質(zhì)量。數(shù)字化信息系統(tǒng)實驗室的基本構(gòu)

2、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)絡系統(tǒng)完成，因此教學中師生們可以從數(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，為完成學習方式的改變與多樣化，扶植學生的自主探究鉆研，進行廣泛的體驗、合作和交流提供了大量時間。學生數(shù)字化實驗能力的提升，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，從而提髙學習過程的質(zhì)量。功能三：為學生自主學習、合作學習和拓展性學習的廣泛開展提供有利條件，促進學生探究精神和探究性思維的發(fā)

3、展。（二）實現(xiàn)功能的方法：1、根據(jù)當前教材的實驗教學任務，結(jié)合教學要求及資源合理利用，學校配置數(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，并配備相應的實驗器材，以提高實驗效果，保證教學質(zhì)量。2、數(shù)字化儀器配備能根據(jù)實驗教學的要求，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)化設計和配置。既要突出數(shù)字化實驗技術對實驗教學改革的促進作用，又要本著“勤儉、務實”的原則，既要保證實用、夠用，又要考慮建設成本。

4、3、能夠與現(xiàn)有實驗教學模式和實驗環(huán)境形成一定的延續(xù)性。充分結(jié)合學校的自身條件，無論是新建還是更新，都要以實驗教學為中心，以數(shù)字化實驗技術為有力手段，以必要的電教技術為支撐，在繼承中發(fā)展，在兼容中提高，不重復投入、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用高延展性技術和優(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)絡連接，老師可方便的進行再線考試、管理學生、與學生交流、對學生進行個別輔導講評。 二、數(shù)字化物理實驗室建設（一）布局與環(huán)境設計整體設計思路：數(shù)字化物理實驗室整體設計思路應體現(xiàn)：科學性、創(chuàng)新性、開放性與先

5、進性。實驗室內(nèi)應提供良好的設備安裝及運行環(huán)境，避免設備在惡劣的環(huán)境中運行，這既有利于提高設備系統(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計，如：長方型、正方型、橢圓型、L型等設計方式；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。3、墻面墻面的設置不應

6、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)代信息技術和探究性實驗的文化元素。要具備感染力，增強學生對信息技術與常規(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低于0.7，室內(nèi)無可見眩光，有良好的照明度。窗戶應裝有窗簾，避免陽光直接照射設備。5、空調(diào)與通風設備1) 室內(nèi)溫度因設備而異，通常的要求為540。一般情況下，應保證網(wǎng)絡設備運行在1822的室溫環(huán)境下。2) 室內(nèi)濕度因設備而異，一般為20%80%，不結(jié)露。3) 實驗室需要安裝必要的空調(diào)設備和通風設備。保證實現(xiàn)以上提

7、到的溫度和濕度條件。實驗室內(nèi)部還應保持空氣清潔，人員出入時應換拖鞋，同時，空調(diào)設備和通風設備應具備空氣凈化功能。6、安全措施配備防火、防潮、防盜等設施。用電負荷應留有余地，按規(guī)范設強、弱電線，空調(diào)專線鋪設，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)字化實驗室學生實驗桌應供電到桌，教師演示臺有電源總控制設備，集中控制學生實驗電源，配有觸電保護器。光學實驗室應設遮光窗簾；計算機電源插座應固定(或嵌)在實驗桌內(nèi)部。實驗室應配置網(wǎng)絡信息口若干，實驗室配備數(shù)字化多媒體投影設備（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、8、實驗室相關的設施（水、電、氣、網(wǎng)絡）應該盡量采取隱埋式，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張學生椅的設計；2、 實驗臺采用兩端為直邊的橄欖型設計，每條弧邊各坐四名學生，四人一組，每張實驗臺供兩組學生使用；3、 橄欖型實驗臺的設計增加了實驗室的活潑與靈動，符合學生的年齡特點，也體現(xiàn)了創(chuàng)意與探究的理念；4、 實驗臺采用

9、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，又充滿了學習的氛圍；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，方便四名同學的分工合作；7、 實驗臺較長的設計便于電腦的液晶顯示屏分放兩端，又保證了動力學實驗時軌道的擺放長度；8、 實驗室后排設計了寬大的儀器櫥，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、基礎設施設備配置目錄（

10、樣表）（要求：按照環(huán)境裝修類、強弱電綜合布線類、木器設備類、計算機與多媒體設備類等對序號、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

11、到終端。網(wǎng)絡線采用六類線。室12電源控制有總電源控制開關、漏電保護器，保障安全。電流分配均衡。套1木器設備（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（隱藏式設計）。臺12學生實驗臺鋼木結(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。實驗臺設計有電腦鍵盤、主機柜，柜體內(nèi)設置能擺放斜面軌道。柜身板材采用滁州華能18mm三聚氰胺飾面雙貼面板。導軌、鉸鏈等五

12、金配件均為知名品牌。提供四組220v五孔多用插座（隱藏式設計）。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)

13、)/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/頂置開關， 原廠服務，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。6個USB口（前置不少于2個）；預裝正版Windows XP臺152網(wǎng)絡教室軟件主流電子教室或網(wǎng)絡教室管理軟件套13實物展臺80萬像素、VGA輸出， 450TV線 ，光學變焦16倍、數(shù)碼變焦8倍，燈數(shù)2個臺14網(wǎng)絡中控知名品牌臺15網(wǎng)絡交換機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輔教設備

14、音響系統(tǒng)：含功放、無線領夾話筒2只、喇叭2-4只臺1其它1教學軟件與課程教學相配套。套12書寫板教學專用白板，（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名學生為例，每四名學生配備一套數(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)傳感設備類、數(shù)據(jù)采集設備類、數(shù)據(jù)分析與顯示設備類、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)傳感設備標準配置傳感器1電流傳感器-2A量程2A；分辨

15、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

16、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系；研究光干涉/衍射/偏振，含光學附件。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