数字探究实验系统试制总结报告

数字探究实验系统试制总结报告

一、EDIS研发背景：

1、计算机信息技术的快速发展及普及：随着计算机信息技术的日益快速发展，计算机已经 走进了生活、工作中的各个领域，也日益成为我们普遍使用的现代化工具，这为数字化探究实验系统的出现提供了基本的技术准备；

2、新课程标准中明确提出了提倡把计算机信息及多媒体技术应用的理科实验中去：“现代信息技术的迅猛发展和网络技术的广泛应用，为化学课程提供了丰富的课程资源。将信息技术与化学课程整合，既有利于学生学习化学知识和技能，又有利于培养学生收集信息、处理信息、传递信息的能力。”??“

3．信息技术要进入化学实验室：重视将信息技术应用到化学实验室，加快中学化学实验软件的开发和应用，诸如通过计算机实时测量、处理实验数据，分析实验结果等。”??“例6 用传感器和计算机实时采集和处理实验数据。”??教材中出现了相关的实验内容，比如沪教版、人教版的高中化学教材中已经有很多的化学实验需要数字化实验方式解决。

4、传统的实验仪器及方式越来越不能满足现代化教学的需要，传统的实验仪器使很多实验没法做、做不好，新的教学方法越来越重视探究性教学，数字化实验系统是探究性教学的平台和工具，师生也越来越欢迎新的实验手段和方法。 二、EDIS工作模式

模式1：采集器联合电脑模式，即“传感器+数据采集器+电脑”工作模式， 此种模式适合于室内数字化探究实验，PC应用软件功能非常强大，是国内同类软件中最受欢迎的。用户只需要给每个实验小组配置一台普通电脑就可以，成本相对较高。

- 1 -

模式2：手持分析仪脱机模式，即“传感器+多功能手持分析仪”工作模式 此种模式适合于室内以及户外数字化探究实验，用户需要购买多功能型手持分析仪。其内存较大，软件功能强大，同时具备普通电脑的基本功能，MP3、MP4、网络、文件存储、VGA播放等功能都是独特的。另外，此模式还提供了本地/PC切换。

模式3：手持分析仪联机模式，即“传感器+多功能手持分析仪+电脑”工作模式，当连接到电脑时分析仪仅处于普通采集器工作状态，但可以借助电脑巨大的磁盘空间以及PC软件更大的功能进行复杂、深度的数据分析和处理工作。

- 2 -

三、EDIS与传统实验技术的比较优势

1. 测量手段先进，实验数据精度高，比如力的测量：

2. 实验数据可连续量化显示，比如单根导线切割空间磁场的实验：

3. 分析手段先进:数据处理能力强、准，比如加速度与拉力的关系的实验拟合：

- 3 -

4. 尊重实验的科学性，比如上图中加速度与拉力的关系实验中，5个数据点比较均匀地分布并

紧凑在拟合直线的两侧，这些存在客观误差的点不完全在理论直线上正说明实验的科学性。 5. 实验成功率有保障，现代化成熟的计算机信息技术及科学合理的实验设计对实验的成功率有

足够的保证，我们对10个常见实验进行研究,据统计，利用数字化实验手段反复实验,其成功率达到99%。

6. 解决了传统实验中不好做的、做不出的、效果差的问题，比如“绿色植物、水生植物的光和

作用”、“玻意尔定律”、“牛三定律”等等

7. 理念更为先进:注重学生的主动探究性学习,是新教法改革的有效工具。 8. 帮助学生理解掌握基本概念和基本规律方面优势:

1）由于DIS实验实验误差较小，这就使化学学规律的发现或验证更具严谨性和可信度。 2）由于DIS实验测量精确、快速、操作灵活、简便，使得学生能够较容易发现或验证各化学量间的数学关系，对定量研究化学学规律非常适用。

3）由于DIS实验可以实时动态地采集实验信息，因而在分析化学动态变化问题上有着不言而喻的优

势。

4）由于DIS实验由计算机代替人脑对数据进行简单统计，处理和分析，使学生摆脱了烦琐的计算过程，从而能将更多的时间、精力用于研究掌握化学学规律上。 9. 帮助学生发展提高各种能力方面的优势:

1）由于有了计算机辅助进行分析处理，这使得学生的数学图形分析能力、对复杂化学问题的分析判断能力以及联想猜测能力有了较大的提高。

- 4 -