【導(dǎo)讀】數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室是信息技術(shù)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程整合的重要載體。此類實(shí)驗(yàn)室一般由傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)及相關(guān)數(shù)據(jù)處理軟件等構(gòu)成的測(cè)量、采集、處理設(shè)備和與之配套的相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)儀器裝備組成的實(shí)驗(yàn)室，實(shí)現(xiàn)了中學(xué)理科實(shí)驗(yàn)教學(xué)與信息技術(shù)的全面整合，適合于中學(xué)理科新教材，能夠完成新教材要求的數(shù)字化物理、化學(xué)、生物等各學(xué)科實(shí)驗(yàn)。

　　【教育裝備采購(gòu)網(wǎng)訊】隨著移動(dòng)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，移動(dòng)教學(xué)模式作為一種新型的學(xué)習(xí)方式，正被越來越多的學(xué)校所使用。實(shí)驗(yàn)室是開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要基地，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室更是順應(yīng)時(shí)代的產(chǎn)物。通過數(shù)字化的實(shí)驗(yàn)條件、豐富的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)資源、高效的數(shù)字化試驗(yàn)管理，為學(xué)生開辟了“立體化”的學(xué)習(xí)、求知、探索、創(chuàng)新的場(chǎng)所，形成了以學(xué)生為中心的教學(xué)模式，達(dá)到了從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從觀察到分析再到創(chuàng)新的目的。

　　在政策上，國(guó)家教育部、財(cái)政部決定在“十二五”期間繼續(xù)實(shí)施“高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程”，明確提出“大力加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)改革，重點(diǎn)建設(shè)500個(gè)左右實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，推進(jìn)高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、方法、手段、隊(duì)伍、管理及實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革與創(chuàng)新”，為建設(shè)發(fā)展數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式提供了契機(jī)和方向。

　　教學(xué)“現(xiàn)代化”

　　從實(shí)驗(yàn)設(shè)備上來說，與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)儀器相比，過去實(shí)驗(yàn)測(cè)量器材有電流表、電壓表、彈簧秤、水銀溫度計(jì)等，現(xiàn)在則可用電流傳感器、電壓傳感器、力傳感器、溫度傳感器等來測(cè)量物理量。后者是基于計(jì)算機(jī)的裝置、環(huán)境等輔助工具，讓學(xué)生獨(dú)立的認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)、構(gòu)建實(shí)驗(yàn)知識(shí)，促成學(xué)生的思考能力、觀察能力。

　　從教學(xué)方式來說，學(xué)生的角色發(fā)生了改變，學(xué)生成為實(shí)驗(yàn)課的主角，而老師成為課堂的配角;學(xué)生可以擺脫課堂的束縛，在家里、在車上……隨時(shí)隨地開始學(xué)習(xí)，此種教學(xué)模式為學(xué)生提供了良好的交互環(huán)境。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到難以解決的問題時(shí)，只需要輕輕點(diǎn)擊屏幕，就可以及時(shí)與教師或者其他學(xué)習(xí)伙伴進(jìn)行交流。

　　目前，已有多地方建設(shè)數(shù)字實(shí)驗(yàn)室，如：湖北武漢在65所普通高中建設(shè)了81間物理、生化數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室;在前不久上海的教育博覽會(huì)上，虛擬實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品使學(xué)生做實(shí)驗(yàn)不再受地點(diǎn)的限制，只需要一臺(tái)電腦，學(xué)生可以在任何時(shí)候、任何地點(diǎn)，在虛擬實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)。虛擬實(shí)驗(yàn)室就是模擬真實(shí)環(huán)境，如果學(xué)生選錯(cuò)材料或?qū)嶒?yàn)步驟錯(cuò)誤，系統(tǒng)會(huì)提示錯(cuò)誤并指出哪一步出錯(cuò)了。據(jù)悉，這套系統(tǒng)已在上海部分中學(xué)進(jìn)行試點(diǎn)。

　　實(shí)驗(yàn)“可視化”

　　實(shí)驗(yàn)過程可視化包括實(shí)驗(yàn)過程空間可視性和實(shí)驗(yàn)過程時(shí)間可視性。據(jù)了解，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)能大大縮短實(shí)驗(yàn)的時(shí)間，有效減少誤差，使得到的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，現(xiàn)象更加直觀、明顯，使傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)手段難以實(shí)驗(yàn)成為可能，數(shù)字實(shí)驗(yàn)解決了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中只能定性不能定量的問題，可直觀、形象地觀察實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)變化的整個(gè)過程。

　　物理實(shí)驗(yàn)中，空間上細(xì)微過程人眼難以觀察，一般借助于顯微鏡可以實(shí)現(xiàn)細(xì)致的觀察。時(shí)間上細(xì)微過程難以捕捉，難以記錄，是物理實(shí)驗(yàn)的一個(gè)難點(diǎn)，瞬間變化的可視化尤其是難點(diǎn)。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)儀器由于人眼觀察與手工記錄的斷續(xù)性，確實(shí)難解決這個(gè)問題。

　　數(shù)字化實(shí)驗(yàn)通過與計(jì)算機(jī)連接的傳感器實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，記錄數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了時(shí)間上細(xì)微過程的實(shí)驗(yàn)過程數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄，相當(dāng)于用傳感器和計(jì)算機(jī)代替人眼、手、紙和筆記錄數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)記錄的時(shí)間連續(xù)性，實(shí)現(xiàn)了瞬間變化“可視化”。例如將傳感器技術(shù)引入超重、失重教學(xué)，就可以在很短的時(shí)間內(nèi)清晰地記錄下壓力隨時(shí)間變化的圖像，具體再現(xiàn)超重、失重的過程，便于總結(jié)超重、失重現(xiàn)象的特點(diǎn)和條件，符合歸納法教學(xué)的要求。

　　數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)是貼近學(xué)習(xí)本質(zhì)的一種學(xué)習(xí)模式，它不僅轉(zhuǎn)變了學(xué)生的學(xué)習(xí)方式、提高了學(xué)生的實(shí)踐能力、培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力，而且作為遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)的輔助，獨(dú)立地一種學(xué)習(xí)形式，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足。