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ADDEST 数字化探究实验室_图文

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中小学科学学科数字化探究实验室 简介

基于新加坡ADDEST(艾迪)数据采集系统的

内容主题
? 背景、政策支持及行业状况

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? 数字化探究实验室内容
? 产品选择考虑的关键因素

? ADDEST产品的特点和优势
? 一点反思

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背景、政策支持及行业状况

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?国家实施的2000-2010年的课程改革对我国科学教育
的反思(强调科学探究、强调学生科学素养、创造性 思维、问题解决能力的培养) 学习与生活结合”。

?2个主流的科学教育观点:“做中学”科学,“科学
?科学实验更应该是定量实验而不是定性实验,更应该
是探究性实验而不是验证性实验;

?新课程实验仪器; ?技术的发展,实验室、实验仪器也该与时代接轨; ?广东省先后出台高中、初中、小学各科学学科探究实
验室配备标准;
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背景、政策支持及行业状况

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?数字化探究实验室已在欧洲(尤其是英国)、美国、

日本、香港、新加坡等发达国家和地区推行十年以上, 例如在美国、英国、香港和新加坡,应用传感器的探究 实验已经写入课程标准。 DATAHARVEST,以色列的FOURIER,新加坡的 ADDEST相继进入中国市场。 各地教育装备展最热点;

?自2004年以来,美国的PASCO、VERNIER,英国的

?国产从2004年始先后出现多个品牌,探究实验室成为

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内容主题
数字化探究实验室建设背景

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数字化探究实验室的内容
产品选择考虑的关键因素

ADDEST产品的特点和优势
一点市场经验

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数字化探究实验室的内容
组成 具体内容

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Sensors(Probe):
传感器

?包括温度、相对湿度、气压、气压计
、光、声波、声强、心电图、声波、 电流、电压、力、运动、光电门、磁 场、核辐射、 pH值、电导率、二氧 化碳、滴定计数器、色度计、氧气、 溶解氧等几十种 、生物和地理学科的探究实验

数据采集器

数据分析软件

实验指导教程

?能够涵盖小学科学、中学物理、化学
?本质是一种比较精确的数字化测量工
具或科学仪器。

实验室基础设施 电脑、网络、多媒体

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数字化探究实验室的内容
组成 具体内容

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Logger(Datalogger)
传感器

?连接传感器,对来自传感器测量的数
据进行模数转换和采样,将处理好的 数据送计算机, 有带内存和不带内存;有带显示可不 带显示;有必须连接电脑使用和可脱 机使用等类型 秒采样上万个数据 1KHz-50KHz

数据采集器

数据分析软件

?有多种类型,有单口输入多口输入;

实验指导教程

实验室基础设施

?数据采样可一天采样1-2个数据到1 ?采样率是关键技术指标,通常为
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电脑、网络、多媒体

数字化探究实验室的内容
组成 具体内容

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Software
传感器

? 用于学生对来自采集器的实验数据进
行显示、分析与应用

数据采集器

?能提供曲线图、数字表、仪表盘、数
数据分析软件

据表格、示波器等功能强大的数据显 示工具 具;

实验指导教程

?能提供曲线拟合、微分等数据分析工

实验室基础设施 电脑、网络、多媒体

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数字化探究实验室的内容
组成 具体内容

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Worksheet:
传感器

数据采集器

与教材相配套的探究实验教程指导手 册,便于教师开展探究实验

?一般分教师演示实验和学生探究实验
数据分析软件 实验指导教程

2种类型,即好的教材应该分为面向 教师和面向学生2种

实验室基础设施 电脑、网络、多媒体

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数字化探究实验室的内容
组成 具体内容

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? 包括实验台、椅,电源控制系统、排
传感器

风、排水等设备,有专业的供应商。

数据采集器

数据分析软件

实验指导教程

实验室基础设施 电脑、网络、多媒体

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数字化探究实验室的内容
组成 具体内容

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? 每个实验组需配备1台电脑
传感器

?将电脑连成局域网,并接入校园网 ?配备教师大屏幕演示系统

数据采集器

数据分析软件

实验指导教程

实验室基础设施

电脑、网络、多媒体
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内容主题
数字化探究实验室建设背景

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数字化探究实验室的内容
产品选择考虑的关键因素

ADDEST产品的特点和优势
一点市场经验

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产品选择考虑的关键因素

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? 传感器的精确度。传感器属于科学测量仪器,其精确度是最重要
的属性,并直接影响到传感器的成本。 传感器一般分三个级别:工业用传感器、教学用传感器也民用传 感器,以温度传感器为例,工业用传感器(如在高级的恒温控制 室使用)高达几千元/个,而民用传感器(比如空调、冰箱等) 成本只要几元钱,教学用传感器要在教学实验测量需求和成本之 间寻找一个平衡点,所以测量精度高的传感器元器件成本会高很 多。 用户检测传感器精度的简单办法:用温度计测量温度传感器(或 用温度传感器测量烧开的水,看你是否为100度)、用砝码或天 平测量力传感器、用尺子测量运动传感器、用目测的方法测量光 传感器、用电流表电压表测量电流电压传感器等。严格的测量需 要精密仪器,但目前国产品牌即使依照此简单的测量方法都能够 测到其精确度不够。
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产品选择考虑的关键因素

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? 数据采集器的采样频率。数据采集器的采样频率在高中物理中非
常重要,一般至少应该为10KHz以上,用于测量电容充放电、自 制发电机频率等微观变化快的数据,采样频率越高,其技术含量 和元器件成本也越高。

? 相同传感器的一致性和可重复性。同一厂家的同一传感器,测
量相同数据时,容易出现测量数据不一致的现象,比如3根温度 传感器插在同一杯水里,测量到的3条温度曲线不能完全重复。 如此会容易引起不同学生实验组得出的实验数据不同;简单的测 量办法:将3个光传感器放置在同一个位置测量光的强度,看得 出的数值是否一致,或者将2个力传感器反拉(牛顿定律),看 2个力的曲线是否完全重复。

? 产品的牢固性。由于数字化实验室产品是高价格、长寿命产品,且是学
生使用的仪器,学生很容易不爱惜甚至刻意破坏,所以其牢固性非常重 要。牢固性主要体现在外壳材料、连接线及传感器和采集器的连接方式 (用户证明插针式/RJ45连接方式非常容易导插针断或接触不好)。
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产品选择考虑的关键因素
? 厂家或代理商提供售前咨询、设计能力;

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? 厂家或代理商提供的售后服务能力,其中最核心的专业化培训的
能力

? 产品的升级周期(包括软件及实验教程)

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内容主题
数字化探究实验室建设背景

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数字化探究实验室的内容
产品选择考虑的关键因素

ADDEST产品的特点和优势
一点反思

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ADDEST产品的特点和优势

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?研发和生产都在新加坡,已面世10年,经过了国际市场考验,

在产品的测量精度、牢固性、稳定性、易用性等方面具备一定的 优势;

?在新加坡90 %的中小学都在使用ADDEST产品; ?在德国、澳大利亚、俄罗斯、日本,韩国、香港、阿联酋等国
家和地区有销售,甚至在毛里求斯、缅甸、越南等国家都有用户 在使用; 学、生物、地理、生命科学、地球环境等学科的传感器,完全满 足中小学科学探究实验的需求; 决方案;

? 产品线完善,ADDEST拥有完整的涵盖中小学科学、物理、化

? 软件专门划分中学版和小学版,小学解决方案是全球最好的解

?对于广东市场而言,总代理设置在广州,有良好的备件支持及
培训团队支持。
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内容主题
数字化探究实验室建设背景

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数字化探究实验室的内容
在中小学科学学科的典型应用

ADDEST产品的特点和优势
一点反思

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一点反思
的探究实验在电脑室就能完成;

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?小学、初中、高中依次应用的越来越好,绝大多数小学和初中 ?不能指望数据采集系统解决所有问题,更好的策略是从配置1套
几个传感器——多套(或一个室)——配置齐全的实验室; 析工具,真正的探究在于教学设计;

?数据采集系统只是提供了数字化的测量工具,并辅助以数学分
?一个学期有1——3个真正意义的探究实验已经很了不起; ? 数据采集系统毕竟是一个系统,其根植于教与学的易用性非常
重要,系统要做到细腻,需要一个长时间的不断优化;

?数据采集系统牢固性同样重要; ?有些传感器是需要定期维护才能保持其稳定性,如pH值、电导
率和溶解氧的探头,最好1-3个月由厂家维护一次;

?是一个很值得研究的领域;

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一点反思
育的变革;

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?从技术对教育的推动来看,也许比IT更能深层次推动我国科学教 ?是一个很值得研究的领域; ?有如下优势:
大大节省传统科学实验数据的记录、计算、分析的时间,使实验的重心落在问 题的假设及探究活动上; 变传统的定性实验为定量实验,验证型实验为探究性实验; 能够实现传统方法难以完成或无法完成的实验(如热传递、光合作用、环境研 究、波意尔定律等); 为学生提供在玩中做实验的情境,有利于提高学生对于科学和实验的兴趣; 提供比手工采集数据高得多的数据精确性; 支持持续时间长的实验;支持户外实验;支持跨时间与跨地域的协作实验,个 人的实验结论可以提供他人应用; 支持学校教师设计个性化的探究活动,有利于学校校本实验课程的研制(一纲 多本的特点)。
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