數字化實驗室運用實時測量、數據采集、數據分析和智能控制等先進技術，實現了實驗與信息技術的全面整合，數字化實驗室是一種以數字技術為主要手段進行實驗和研究的實驗室，其設計和建設需要考慮以下幾個方面：

（1）實(shi)(shi)驗室硬件設備(bei)：數字化實(shi)(shi)驗室需要配備(bei)計算機、服務器(qi)、存儲設備(bei)、網絡設備(bei)等硬件設備(bei)，以及各種專業(ye)的實(shi)(shi)驗設備(bei)，如高分辨率顯微鏡、光譜儀、實(shi)(shi)時PCR儀等。

（2）實(shi)驗(yan)室(shi)軟件系(xi)(xi)統(tong)：數(shu)字(zi)化實(shi)驗(yan)室(shi)需要建(jian)立(li)各種(zhong)實(shi)驗(yan)數(shu)據處(chu)理和(he)分(fen)析(xi)的軟件系(xi)(xi)統(tong)，如數(shu)據庫管理系(xi)(xi)統(tong)、數(shu)據分(fen)析(xi)軟件、模擬軟件、仿真(zhen)軟件等。

（3）數(shu)據共(gong)(gong)享(xiang)平(ping)臺：數(shu)字化實驗室需要建立數(shu)據共(gong)(gong)享(xiang)平(ping)臺，以方便不同實驗室之間的數(shu)據交流和共(gong)(gong)享(xiang)，促進(jin)科研合(he)作和知識共(gong)(gong)享(xiang)。

（4）實驗(yan)室安全(quan)(quan)：數字化實驗(yan)室需要建立完善的安全(quan)(quan)措施和管理機制，包括網(wang)絡安全(quan)(quan)、數據安全(quan)(quan)、設(she)備(bei)安全(quan)(quan)和人員安全(quan)(quan)等方面的保障。

（5）實驗(yan)室(shi)空(kong)間布局：數字化實驗(yan)室(shi)需(xu)要(yao)設計合理的(de)空(kong)間布局，以滿足實驗(yan)操(cao)作、設備安(an)裝(zhuang)、數據(ju)處理和(he)人員活(huo)動等各方面(mian)的(de)需(xu)求。同時，還需(xu)要(yao)考慮實驗(yan)室(shi)通風、照明、聲學等方面(mian)的(de)環境要(yao)求。

（6）實(shi)驗(yan)室管理：數(shu)字化(hua)實(shi)驗(yan)室需要建立完善的管理機制，包括實(shi)驗(yan)室的規章制度、實(shi)驗(yan)流程的標準化(hua)、設備(bei)的維護保養和更新(xin)等方(fang)面的管理。

以上是數字化實驗室設計建設的一些關鍵方面，具體方案應該根據實驗室的具體需求和實驗對象而定。同時，數字化實驗室建設需(xu)要充(chong)分考(kao)慮實驗室(shi)安(an)全和數據保護等方面的問題(ti)，確保數字實驗室(shi)的數據安(an)全和人員安(an)全。

數字化探究實驗室主要有以下功能與特點：

1. 數據采集(ji)器與計算機之間(jian)、數據采集(ji)器與傳(chuan)感器之間(jian)均采用(yong) USB 接口(kou)，四通道(dao)傳(chuan)感器接口(kou)并(bing)行(xing)采集(ji)，即插即用(yong)，經久耐用(yong)；

2. 采用大尺寸(cun)液晶屏(ping)幕顯示，方(fang)便觀察和分(fen)析，配備學生分(fen)組實驗室時，也可(ke)以省(sheng)去計(ji)算機；

3. 便攜式設計，方便組織開展(zhan)室外探究實驗教(jiao)學活(huo)動；

4. 硬件結構設計(ji)精美、小巧(qiao)；

5. 兩(liang)種(zhong)供(gong)電(dian)模式(shi)，使用電(dian)池供(gong)電(dian)，方便室外實(shi)驗；

6. 具(ju)有存儲(chu)功能，便于脫機工作；

7. 具有大量的(de)滿(man)足理、化、生學科教學需(xu)要(yao)的(de)傳感器，并且可以使(shi)用同一采集(ji)器；

8. 提供人性化操(cao)作平臺，方便探究實驗學習；

9. 自動生(sheng)成(cheng)實驗(yan)(yan)報告，方便學(xue)生(sheng)編輯和提交實驗(yan)(yan)報告，包括實驗(yan)(yan)數據和圖(tu)像等(deng)；

10. 實驗數據和圖像分別可(ke)以保存(cun)， 自動生(sheng)成實驗課件，支持(chi)課件的(de)回放；

11. 圖(tu)像點對應數(shu)據點可以(yi)實現(xian)閃動，便(bian)于(yu)觀察；

12. 選(xuan)用多(duo)種保(bao)存(cun)形式，方便數據(ju)和(he)圖像的處理和(he)使用。 可同時(shi)保(bao)存(cun)在同一次實驗過程中因(yin)改變不同實驗條件而產(chan)生的多(duo)張數據(ju)表(biao)格和(he)多(duo)個實驗圖象， 便于比(bi)較；

13. 軟(ruan)(ruan)件(jian)(jian)分(fen)為專(zhuan)用(yong)軟(ruan)(ruan)件(jian)(jian)和(he)通用(yong)軟(ruan)(ruan)件(jian)(jian)，專(zhuan)用(yong)軟(ruan)(ruan)件(jian)(jian)操作簡捷，重點突出，直觀(guan)性強(qiang)，通用(yong)軟(ruan)(ruan)件(jian)(jian)功能(neng)強(qiang)大，適合探(tan)究(jiu)式學習，支(zhi)持(chi)教師和(he)學生自主搭建實(shi)(shi)驗，鼓勵(li)學生動手(shou)實(shi)(shi)踐，支(zhi)持(chi)多傳感器組合實(shi)(shi)驗。 根據(ju)教學需要，教師可編寫新實(shi)(shi)驗腳本，擴充專(zhuan)用(yong)實(shi)(shi)驗；

14. 可以多窗口顯示(shi)數(shu)據(ju)和圖像(xiang)，方便比(bi)較(jiao)；

15. 可(ke)用多種形式(shi)顯(xian)示(shi)實驗(yan)結果——窗口可(ke)切換為數字、指針和(he)波形等模式(shi)顯(xian)示(shi)；

16. 同一(yi)(yi)(yi)傳感器可(ke)以波(bo)形 – 數字、波(bo)形 – 儀表、波(bo)形 – 波(bo)形等同步組合多模(mo)顯(xian)示，大(da)大(da)方提高了實驗現(xian)象的觀察效果。可(ke)同時顯(xian)示接入的多種(zhong)變(bian)量(liang)(liang)，也可(ke)將某一(yi)(yi)(yi)變(bian)量(liang)(liang)放大(da)單一(yi)(yi)(yi)顯(xian)示。可(ke)對任一(yi)(yi)(yi)接入的變(bian)量(liang)(liang)實現(xian)數據、表格(ge)、圖像的并行(xing)或單一(yi)(yi)(yi)顯(xian)示；

17. 任(ren)何一種傳(chuan)感(gan)器可(ke)自動在組合圖(tu)線和計(ji)算表格中(zhong)生成變量，方(fang)便數據的采集、導(dao)入以及其他(ta)處理；

18. 數(shu)據(ju)記(ji)錄(lu)：數(shu)據(ju)以自(zi)動(dong)記(ji)錄(lu)、點(dian)擊記(ji)錄(lu)、外部調入等方式導入表格，傳感器對應的(de)變量在表格中(zhong)自(zi)動(dong)生(sheng)成；

19. 可(ke)(ke)將(jiang)數據(ju)導入到 EXCEL 表格等軟件(jian)進行其他處理，也可(ke)(ke)直接將(jiang)數據(ju)保存(cun)，方便下次調用。可(ke)(ke)以在計算表格中可(ke)(ke)直接新建文檔，不(bu)必關閉(bi)軟件(jian)；

20. 公(gong)式(shi)(shi)及變量(liang)(liang)：可(ke)(ke)通(tong)過運算編輯窗口將公(gong)式(shi)(shi)手動(dong)(dong)(dong)輸(shu)入(ru)或從公(gong)式(shi)(shi)庫輸(shu)入(ru)到(dao)表格并(bing)自(zi)(zi)動(dong)(dong)(dong)生成(cheng)(cheng)獨立(li)的記錄單元；變量(liang)(liang)可(ke)(ke)手動(dong)(dong)(dong)輸(shu)入(ru)或自(zi)(zi)動(dong)(dong)(dong)生成(cheng)(cheng)，可(ke)(ke)輸(shu)入(ru)變量(liang)(liang)和恒量(liang)(liang)；可(ke)(ke)自(zi)(zi)行編輯公(gong)式(shi)(shi)保存到(dao)模板，方便下次調用；

21. 設立多種數據擬(ni)合(he)方式，供教(jiao)學時選用；

22. 數(shu)(shu)(shu)據計算及組(zu)合圖線(xian)： 支(zhi)持常規四則運算，支(zhi)持對數(shu)(shu)(shu)、指數(shu)(shu)(shu)、三角函(han)數(shu)(shu)(shu)、反三角函(han)數(shu)(shu)(shu)等(deng)運算，并對數(shu)(shu)(shu)據進(jin)行圖線(xian)描繪；

23. 坐標(biao)繪(hui)圖(tu)——可自動生成二維平面坐標(biao)系，根(gen)據實(shi)驗需要可自定義 X 軸(zhou)和(he) Y 軸(zhou)變(bian)量(liang)(liang)，可在標(biao)系中繪(hui)出變(bian)量(liang)(liang) – 時間、變(bian)量(liang)(liang) – 變(bian)量(liang)(liang)等(deng)實(shi)驗圖(tu)像(xiang)，亦可在同一坐標(biao)系內重復(fu)繪(hui)制多(duo)組實(shi)驗圖(tu)像(xiang)以方便比(bi)較(jiao)；

24. 圖(tu)線(xian)處理——基本功能：圖(tu)像(xiang)可(ke)整(zheng)體放大(da)、縮小，也(ye)(ye)可(ke)單(dan)(dan)軸(zhou)拉伸、壓縮、平(ping)移(yi)(yi)，可(ke)選擇單(dan)(dan)一(yi)圖(tu)線(xian)進(jin)行綜合處理，任何一(yi)條(tiao)圖(tu)線(xian)均可(ke)被(bei)鎖定—解鎖、隱(yin)藏—顯(xian)(xian)(xian)示(shi)(shi)(shi)(shi)，實(shi)驗數(shu)據可(ke)單(dan)(dan)點顯(xian)(xian)(xian)示(shi)(shi)(shi)(shi)，也(ye)(ye)可(ke)圖(tu)線(xian)顯(xian)(xian)(xian)示(shi)(shi)(shi)(shi)，也(ye)(ye)可(ke)圖(tu)線(xian) – 單(dan)(dan)點組合顯(xian)(xian)(xian)示(shi)(shi)(shi)(shi)，也(ye)(ye)可(ke)以腳標(biao)方式實(shi)時顯(xian)(xian)(xian)示(shi)(shi)(shi)(shi)數(shu)據點坐標(biao)值。可(ke)對圖(tu)像(xiang)以X軸(zhou)鏡像(xiang)顯(xian)(xian)(xian)示(shi)(shi)(shi)(shi)，也(ye)(ye)可(ke)暫態(tai)顯(xian)(xian)(xian)示(shi)(shi)(shi)(shi)，可(ke)調圖(tu)線(xian)的線(xian)型，可(ke)整(zheng)體移(yi)(yi)動圖(tu)像(xiang)，也(ye)(ye)可(ke)框選并直接顯(xian)(xian)(xian)示(shi)(shi)(shi)(shi)框選范(fan)圍(wei)在X軸(zhou)和Y軸(zhou)的截距；

25. 可整體復制實驗界面道圖像編輯器、可將(jiang)實驗界面直接保存(cun)為圖像；

26. 可(ke)打(da)印和保存(cun)實驗(yan)數據、實驗(yan)圖像；

27. 在(zai)實驗(yan)中，可(ke)以調閱實驗(yan)幫(bang)助資料(liao)。