大学理化生基础教学数字化实验室建设方案

**大学理化生基础教学数字化实验室建设方案

一、数字化实验技术概述：

所谓数字化实验技术，一般是指运用计算机、传感器、软件、网络等数字化产品来辅助优化实验设计，提高实验数据采集、处理和计算精度的现代化实验技术。

在数字化实验技术中最常运用的数字化产品是“数字化数据采集处理系统”。该系统是一种精确测量和计算的辅助实验工具，由传感器、数据采集器和配套的科学计算软件组成，它的功用主要体现于方便快捷得对实验中的数据进行采集记录和计算分析，从而大大提高实验精度和效率。

“数字化实验技术”与传统实验技术相比，具有如下优势：

1. 与传统实验相比，实验设置时间大大减少，实验课的效率提高，实验耗材减少，学生有更多时间进行创造性的探索和尝试；

2. 先进的传感器，可满足各种物理量的测量需要，尤其是那些瞬间变化的量（如小车碰撞前后的速度），可以真实再现传统实验仪器无法实现的实验；3．运用数字化实验技术，以传感器为测量工具，计算机读取数据，精确度很高（一般可精确到小数点后5位以上），且避免了肉眼观察的误差。而且数字化

实验技术可以很方便的解决气氧含量，溶氧含量，CO

含量，色度、浊度、磁场

2

强度、光照强度等物理化学量的测量问题。

4．在数据分析时，数字化实验技术运用专门的计算软件，可以方便的添加各种公式计算数据，还能快速创建图表描绘曲线并进行拟合、积分、切线等操作，大大提高了数据分析效率和精度。同时具备强大的误差分析功能，符合大学基础实验教学的需要。

二、SWR数字化实验系统概述：

1．SWR数字化信息系统设备特点：

·多通道并行采集数据；

·传感器和采集器之间采用通用接口；

·系统软件提供专用分析图表和通用分析图表两种类型的分析图表；

·支持用户开发的实验嵌入到专用分析图表中；

·探究性：配套探究实验课程设计，充分体现探究性学习的宗旨；

·包容性：兼顾到传统常规实验仪器的利用，避免重复投资

2．配套分析软件特点：

·系统软件提供专用分析图表和通用分析图表两种类型的分析图表。

·即插即用，软件自动识别传感器。

·系统软件支持脱机使用。

·强大的显示/分析工具：通过曲线、数字、仪表盘三种方式显示和分析数据。

·可随时进行数据的变换或计算，数据采集和数据分析可同时进行。

·可自定义计算表达式和计算名称，计算结果可实时显示在图表中。

·丰富的图形数据处理功能

·多窗口显示：不同类型的实验数据可在同一屏中最多分4个窗口显示。

·数据拟合：支持7种常见函数公式。

·实验曲线可进行截点、变色、隐藏等操作。

·实验曲线可分段拟合，多条曲线可独立操作。

·支持同一图表中不限条数增加曲线，各曲线能独立操作。

·实验数据表中的数据与曲线中的点可关联并同步闪动。

·实验曲线中的数据点可选择性删除。

·实验数据可导出生成Excel格式，分析图表可生成图片。

·实验过程数据可保存并可回放

三、苏威尔数字化实验系统产品明细：

数据采集器：

TRIE-EASY

TRIE-SMART

软件：

传感器：

电压传感器(TS2101) 量程： -15V ～+15V 电流传感器(TS2102) 量程：-1.0A--+1.0A 电流传感器(TS2103) 程：-10uA--+10uA 强传感器(TS2105) 程

：

0--700Kpa

加速度传感器(TS2109) 温度传感器(TS2104) 力传感器(TS2106) 位移传感器(运动传感光电门传感器(TS2108) 光强传感器(双量磁场传感器(TS2111) 声音传感器(双量程

G-M传感器(TS2113)

化学和生物：

高温传感器(TS2201) PH传感器(TS2202) 电导率传感器(双量气中氧传感器(TS2204) 溶氧传感器(TS2205) 二氧化碳传感器(TS2206) 湿度传感器(TS2207) 色度传感器(TS2208)

浊度传感器(TS2209) 呼吸传感器(TS2211) 心电图传感器(TS2110)

实验平台：

动力学系统(TM1001) 机械能守恒(TM1002) 平抛运动(TM1003) 力的合成与分解(TM1005)

斜面上力的合成与分解(TM1004) 转动系统(TM2001)

四、实验室配置方案

1．物理数字化实验室配置方案

2.化学数字化实验室配置方案：

3.生物数字化实验室配置方案：

五、产品培训与交流计划1．培训方式和目标：

由苏威尔数字化信息系统实验室提供具体实验教案，**大学相关学科基础课老师参考该教案加强学习和领悟数字化探究式教学的精髓和方法：

(1)掌握本学科教材重点演示实验的具体操作方法，了解数字化实验手段与传统实验相比的优势，用数字化实验手段解决传统实验方法不能完成或者不易完成的实验；

(2)转换师生之间在课堂教学中的主次地位，理解学生自主探究式学习的方法，鼓励学生自主探究，教师只是引导者的角色。

2．培训课程和时间安排：

培训周期：三天，具体时间和学校协商解决

地点：**大学

培训对象：

**大学物理、化学、生物基础课学科老师（建议时间：三天）

培训讲师：苏威尔产品培训讲师

培训日程：

3．受邀参加苏威尔公司年会。与其他院校相关学科教师进行产品应用方面的交流，向公司提出产品的改进意见和后续产品的开发建议。

六、申报国家精品课程

以“加强物理学、化学或生物学实验基础知识和技术的训练，以研究性实