中学数字化实验室建设规范.docx
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中学数字化实验室建设规范
ICS03.180
A18
DB51
四川省地方标准
DB51/T1777—2014
中学数字化实验室建设规范
2014–5–16发布
2014–6–1实施
四川省质量技术监督局发布
目次
前言
本标准由四川省教育厅提出并归口。
本标准由四川省质量技术监督局批准。
本标准由四川省教育厅技术物资装备处负责解释。
本标准主要起草单位：
四川省教育厅技术物资装备处、绵阳市教育技术和信息管理中心、四川天平仪器有限公司、四川师范大学、山东省远大网络多媒体股份公司、宁波GQY公司、北京友高教育科技有限公司、深圳市申议实业有限公司。
本标准主要起草人：
杨兵、刘爱云、苟帮超、于应和、王兴伟、李玲、崔萍、董友生、李娜、胡雨、王志刚、易仕勇、蔡明文、崔建国。
中学数字化实验室建设规范
1范围
本标准规定了中学数字化实验室建设的基本要求，包括方式、面积、设施、温度、通风、照明、设备、器材和安全环保。
本标准适用于中学数字化实验室建设。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB4943.1信息技术设备安全第1部分：
通用要求
GB5701室内热环境条件
GB8898音频、视频及类似电子设备安全要求
GB/T9361计算机场地安全要求
GB/T9813微型计算机通用规范
GB/T17226中小学校教室换气卫生标准
GB18580室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量
GB18581室内装饰装修材料溶剂型木器涂料中有害物质限量
GB18583室内装饰装修材料胶粘剂中有害物质限量
GB/T18883室内空气质量标准
GB21746教学仪器设备安全要求总则
GB21747教学实验室设备实验台（桌）安全要求及实验方法
GB21748教学仪器设备安全要求仪器和零件的基本要求
GB24820实验室家具通用技术条件
GB50034建筑照明设计标准
GB50052供配电系统设计规范
GB50325民用建筑工程室内环境污染控制规范
JY/T0363视频展示台
JY/T0373教学用液晶投影机
JY/T0374教学实验室设备电源系统
JY/T0385-2006中小学理科实验室装备规范
JY/T0456交互式电子白板
SJ/T11298数字投影机通用规范
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
数字化实验室DigitalLab
数字化实验室运用实时测量、数据采集、数据分析和智能控制等先进技术，实现了中学理科实验教学与信息技术的整合，能够完成教材要求的物理、化学、生物学科数字化实验。
4分类
4.1按使用对象划分为初中数字化实验室和高中数字化实验室。
4.2按使用学科划分为物理、化学、生物数字化实验室。
4.3按产品划分为实验室设备、多媒体系统、软件、网络设备，数据采集器、传感器和配套教具。
5建设要求
5.1方式
5.1.1有条件的初、高中可按以下三种方式建设：
分别建设物理、化学、生物数字化实验室;单独建设物理数字化实验室，生物和化学共用的生化综合数字化实验室；物理、化学、生物三科共用的理化生综合数字化实验室。
建设的间数根据学校的规模和教学的实际需要来确定。
5.1.2其余学校可通过改造现有物理、化学、生物实验室，并配备相应学科的数字化器材设备及配套教具（见表2、表3、表4、表5、表6、表7、表8）。
5.1.3每间物理、化学、生物数字化实验室配备的数字化器材设备及配套教具：
分组实验学生按4人一组配备，教师配一组；演示实验配一组；选配的数字化器材设备及配套教具用（）表示。
5.2要求
5.2.1面积
每间数字化实验室生均使用面积：
新建不应小于1.92m2、改建不应小于1.8m2。
5.2.2基础设施
5.2.2.1地面
数字化实验室地面宜铺设防静电地板。
化学数字化实验室地板还应耐酸碱，耐腐蚀。
其余按GB/T9361的规定。
5.2.2.2布局
学生实验桌若采用纵向排列，列间的最小间距不小于1000mm；若采用横向排列，桌间最小间距不小于600mm；也可根据需要采用圆形或扇形排列。
其余按JY/T0385-2006中4.1.6的规定执行。
5.2.2.3电源
电源应符合以下规定：
a）供配电系统应符合GB50052的规定，采用三相或单相交流电源供电，总电流不小于30A，平均分配负载。
实验室的配电线路和设备功率容量应不小于额定总功率的1.5倍（约10kW）设置主电源容量。
安装配电箱及漏电保护装置。
室内配电线路应采用防火要求的暗线敷设，安装有可靠的接地、防雷装置。
b）学生实验桌应是220V供电，在实验桌侧面或者底部接入220V插座,应有防灰、防水、防漏点的安全措施。
5.2.2.4布线
网络布线、电源布线应符合相应的国家或行业标准。
线路应隐藏。
防静电地板下的布线应有防鼠、防水保护措施。
地面开槽布线的盖板应坚硬不变形，且容易开启便于维护，所有线路应避开实验室供水管路。
5.2.2.5给排水系统
化学、生物数字化实验室应安装给排水系统，水槽、水管应抗氧化、防腐蚀、耐酸碱。
5.2.3温度
室内温度宜调节在16℃～28℃。
并应符合GB5701的相关规定。
5.2.4通风
5.2.4.1采用自然通风或强制排风，换气次数不低于4次/h，室内二氧化碳浓度应低于1.5‰。
其余应符合GB/T17226的相关规定；
5.2.4.2化学数字化实验室，生化综合数字化实验室，物理、化学、生物三科共用的理化生数字化实验室，均应采用排风到桌，单独设置三相动力电源，独立控制，每张实验桌安装排风罩口，风速连续可调，各排风罩口风速基本一致，最大风速下可实现换气次数不低于10次/h。
5.2.5照明
采用自然光和辅助照明，照明应符合GB50034的有关要求，平均照度不低于300Lx，照度均匀度不低于0.7，使用节能灯具。
生物数字化实验室应在实验桌上增配光源。
5.2.6初、高中数字化实验室设备、多媒体系统及网络设备配备
初、高中数字化实验室设备、多媒体系统及网络设备见表1。
表1初中、高中数字化实验室设备、多媒体系统及网络设备配备
序号
名称
技术要求
单位
配备数量
初中
高中
1
教师演示台
1、长×宽×高：
2400mm×700mm×850mm。
2、台面应采用厚度为12.7mm实芯理化板，边缘加厚至25mm。
台身应采用三聚氰胺浸渍饰面板。
台身为双面对置门柜。
预留电脑主机箱位置。
其余按GB24820的规定。
3、教师电源控制台设六孔多功能插座,对学生实验电源进行分组控制，其余按JY/T0374的规定。
张
1
1
2
学生实验桌
1、学生实验桌规格和数量应根据实验室布局形式确定。
2、台面应采用厚度为12.7mm实芯理化板，边缘加厚至25mm。
台身应采用三聚氰胺浸渍饰面板。
预留电脑主机箱位置,其余按GB24820的规定。
3、学生实验桌电源设六孔多功能插座2个，带电源指示灯,有漏电、短路过载保护装置。
4、接受教师电源控制台控制，其余按JY/T0374的规定。
张
-
-
3
学生凳
1、直径320mm，高度430mm。
2、凳面为ABS工程塑料，立柱≥φ50mm，壁厚≥2.5mm钢管，三脚垫镶橡胶垫。
张
48
56
表1（续）初中、高中数字化实验室设备、多媒体系统及网络设备配备
序号
名称
技术要求
单位
配备数量
初中
高中
4
电子白板
屏幕尺寸≥80英寸，其余应符合JY/T0456的规定。
套
1
1
5
投影机
亮度应在2500流明～3500流明，对比度不低于500:
1，其余应符合JY/T0373和SJ/T11298的规定。
套
1
1
6
视频展视台
应符合JY/T0363的规定。
套
1
1
7
计算机
符合教学需求，安装正版操作系统及办公软件，其余应符合GB/T9813相关规定。
台
13
15
8
中控
应能一键开机和一键关机，提供VGA、音频、控制等接口。
套
1
1
9
交换机
至少24口，规划可接入局域网宽带。
台
1
1
注1：
数字化实验室按初中48座，高中56座。
注2：
单独建设的物理数字化实验室的教师演示台和学生实验桌台面应采用厚度为25mm防火板，边缘做封边处理。
注3：
如学生实验桌安装水槽，应远离计算机。
也可在实验室后面或侧面安装水槽。
5.2.7初、高中数字化实验室数据采集器、软件、通用器材、附件及传感器配备
初、高中数字化实验室数据采集器、软件、通用器材、附件配备见表2。
表2初、高中数字化实验室采集器、软件、通用器材、附件配备
序号
名称
技术要求
单位
配备数量
初中
高中
1
数据采集器
1、科学实验专用采集器，四通道并行采集，可并行驱动四个传感器。
2、全数字通道；与计算机以USB方式通讯，无需外接电源，支持实验过程中的热插拔，最大通讯速率40K，采样点达到2万点/秒。
台
13
15
2
便携式数据
采集器
1、屏幕≥7吋，分辨率≥600×800。
2、处理器主频不低于1.2GHz；不小于1G内存，4G以上硬盘。
3、要求内置无线网卡、主流操作系统。
4、PC版软件全移植，具备Pc版软件的所有处理功能；触控笔操作。
5、四通道数据采集，最大通讯速率40K；可充电，锂电池供电，充满电后使用时间应能满足2节实验课正常使用。
6、配无线模块后可以实现便携式数据采集器与传感器之间的无线信号传输功能。
台
1
1
3
无线模块
含无线信号接收装置和无线信号发射装置，支持传感器与采集器之间实现数据无线传输功能。
套
1
1
表2（续）初、高中数字化实验室采集器、软件、通用器材、附件配备
序号
名称
技术要求
单位
配备数量
初中
高中
4
软件
1、中文简体界面；传感器插入后能自动识别和运行。
2、实时显示实验数据或曲线，重复性好；具备多种实验数据的分析工具。
3、多种显示方式：
数字表、模拟表、示波器、图表、数据表格、实验数据可以导出为文本格式；实验曲线可导出为图片格式。
4、设有部分实验操作实例；具有实验图像录制和回放功能；自动生成学生实验报告，具有实验评估功能。
5、具有部分必修实验固定模版；软件能够再次升级、开发等。
套
13
15
5
通用器材
采集器通讯线1条、传感器线4条、转接器4只（为一套）。
套
13
15
6
附件
技术资料、软件光盘等。
套
13
15
7
铝合金箱
外形尺寸500mm×350mm×170mm，铝合金外壳，内壁为缓冲海绵垫。
个
13
15
5.2.8初中、高中数字化实验室传感器配备
5.2.8.1初中、高中物理数字化实验室传感器配备见表3。
序号
名称
技术要求
单位
配备数量
初中
高中
1
电流传感器
测量范围：
-2A～+2A；分度：
0.01A。
个
26
30
2
电压传感器
测量范围：
-24V～+24V；分度：
0.01V。
个
26
30
3
微电流传感器
测量范围：
-1μA～+1μA；分度：
0.01μA。
个
13
15
4
磁感应强度传感器
测量范围：
-15mT～+15mT；分度：
0.01mT。
个
（13）
15
5
力传感器
测量范围：
-50N～+50N；分度：
0.1N；可用于测拉力和压力。
个
26
30
6
位移传感器
1、由发射器和接收器构成。
易与现有实验装置（运动小车、弹簧振子等）组合。
2、接收器与采集器连接，测量范围：
0m～2m，分度：
1mm。
可实时测量显示s-t、v-t图线。
套
13
15
7
光电门传感器
1、分度低于5μS；用于测量挡光片（U型、I型）、单摆的挡光时间等。
2、具有记数功能。
个
26
30
8
声传感器
1、能测量声音的波形，研究声音的频率、周期、振幅等特征。
2、频率测量范围：
20Hz～20000Hz。
（声波干涉，声音共鸣等）。
个
13
15
9
声级传感器
测量范围：
20dB～120dB，分度：
1dB。
个
（13）
（15）
10
温度传感器
1、测量范围：
-20℃～+120℃；分度：
0.1℃。
2、不锈钢探针，可测各种物体或溶液的温度。
个
26
30
表3初中、高中物理数字化实验室传感器配备
序号
名称
技术要求
单位
配备数量
初中
高中
11
压强传感器
1、测量范围：
0kPa～700kPa；分度：
0.1kPa；可用于直接测量气体的绝对压强。
2、配件：
注射器1个。
个
13
15
12
相对光照度分布传感器
1、用于测量平面内的相对光照度分布。
2、测量范围60mm，分度：
12dot/mm（做光的干涉衍射）。
个
0
15
13
二维运动传感器
1、分为信号接收器和发射器两部分：
接收器在二维平面内实时接收发射器发送的信号，从而确定发射器的位置，并传输到计算机通讯的设备。
采集频率50Hz。
2、测量范围：
0cm～200cm，分度：
1mm。
套
（1）
（1～15）
14
加速度传感器
-5g～+5g，三维方向均可测。
个
（1）
（1～15）
15
G-M传感器
测量范围：
0～40000c/min；用于测量β、γ粒子脉冲数。
个
（1）
（1）
16
电子罗盘传感器
测量范围：
0°～359°；分度0.1。
个
（1）
（1）
注：
电流传感器、电压传感器、光电门传感器、力传感器为1组学生分组实验配备2个。
表3（续）初中、高中物理数字化实验室传感器配备
5.2.8.2初中、高中化学数字化实验室传感器配备
初中、高中化学数字化实验室传感器配备见表4。
表4初中、高中化学数字化实验室传感器配备
序号
名称
技术要求
单位
配备数量
初中
高中
1
温度传感器
测量范围：
-20℃～+130℃；分度：
0.1℃；不锈钢探针，可测各种物体或溶液的温度。
个
13
15
2
高温传感器
测量范围：
0～1200℃；分度：
1℃；不锈钢探针，可测高温物体或火焰的温度。
个
13
15
3
多量程电压
传感器
1、测量范围：
-20V～+20V；分度：
0.01V。
2、测量范围：
-2V～+2V；分度：
0.001V。
3、测量范围：
-0.2V～+0.2V；分度：
0.1mV。
个
（13）
15
4
pH值传感器
测量范围：
0～14；分度：
0.01。
个
13
15
5
电导率传感器
测量范围：
0～20mS/cm；分度：
0.001mS/cm。
个
13
15
表4（续）初中、高中化学数字化实验室传感器配备
序号
名称
技术要求
单位
配备数量
初中
高中
6
氧气传感器
测量范围：
0～100％，分度0.1％。
个
13
15
7
光电门传感器
1、分度低于5μS；用于测量挡光片（U型、I型）、单摆的挡光时间。
2、具有记数功能。
个
0
15
8
压强传感器
1、测量范围：
0～300kPa；分度：
0.1kPa；可用于直接测量气体的绝对压强。
2、配件：
注射器1个。
个
（1）
15
9
色度传感器
测量范围：
透光率0～100％，分度0.1％。
个
（1）
（15）
10
浊度传感器
测量范围：
0～400NTU；分度：
0.1NTU。
个
（1）
（15）
11
氧化还原
传感器
测量范围：
-500mV～+1200mV；分度：
10mV。
个
（1）
（15）
12
二氧化碳
传感器
测量范围：
0～50000ppm；分度1ppm。
个
13
15
13
二氧化硫
传感器
测量范围：
0ppm～20ppm；分度0.01ppm。
个
（1）
1～15
14
多量程电流
传感器
1、测量范围：
-2A～+2A；分度：
0.01A。
2、测量范围：
-200mA～+200mA；分度：
1mA。
3、测量范围：
-20mA～+20mA；分度：
0.1mA。
个
（1）
（1）
15
微电流传感器
测量范围：
-1μA～+1μA；分度：
0.01μA。
个
（1）
（1）
16
相对压强
传感器
测量范围：
-20kPa～+20kPa；分度：
0.01kPa。
个
（1）
（1）
17
一氧化碳
传感器
测量范围：
0～1000ppm。
个
（1）
（1）
5.2.8.3初中、高中生物数字化实验室传感器配备
初中、高中生物数字化实验室传感器配备见表5。
表5初中、高中生物数字化实验室传感器配备
序号
名称
技术要求
单位
配备数量
初中
高中
1
温度传感器
测量范围：
-20℃～+130℃；分度：
0.1℃；不锈钢探针，可测各种物体或溶液的温度。
个
13
15
2
pH值传感器
测量范围：
0～14；分度：
0.01。
个
13
15
3
氧气传感器
测量范围：
0～100％；分度0.1％。
个
13
15
4
二氧化碳
传感器
测量范围：
0～50000ppm；分度1ppm。
个
13
15
表5（续）初中、高中生物数字化实验室传感器配备
序号
名称
技术要求
单位
配备数量
初中
高中
5
光照度传感器
测量范围：
0～5000lx～50000lx；分度：
1lx、10lx。
个
（13）
15
6
电导率传感器
测量范围：
0～20mS/cm；分度：
0.001mS/cm。
个
13
15
7
溶解氧传感器
测量范围：
0～20mg/L；分度0.1mg/L。
个
（13）
15
8
溶解二氧化碳传感器
测量范围：
4.7ppm～+1760ppm；分度：
0.1ppm。
个
0
（15）
9
湿度传感器
测量范围：
0～100%；分度0.1％。
个
13
15
10
压强传感器
1、测量范围：
0～300kPa；分度：
0.1kPa；可用于直接测量气体的绝对压强。
2、配件：
注射器1个。
个
0
15
11
微电流传感器
测量范围：
-1μA～+1μA；分度：
0.01μA。
个
（1）
（15）
12
心电图传感器
1、测量范围：
-5mV～+5mV。
2、用于生成EKG曲线，能清晰的显示出人体P波、QRS波、T波与U波，可通过RR间期计算出心率。
套
（13）
（15）
13
呼吸率传感器
测量范围满足人体生理特征，所测数据能说明正常生理现象。
套
（13）
（15）
14
心率传感器
1、测量范围：
0次～200次，指夹式探头。
2、可通过软件实时显示心率大小以及心电心率波形。
套
（13）
（15）
15
相对压强
传感器
测量范围：
-20kPa～+20kPa；分度：
0.01kPa。
个
（13）
（15）
16
酒精传感器
测量范围：
0mg/L～2mg/L；用于测量气态酒精含量。
个
（1～13）
（1～15）
17
浊度传感器
测量范围：
0～400NTU；分度：
0.1NTU。
个
（1～13）
（1～15）
18
色度传感器
测量范围：
透光率0～100％；分度0.1％。
个
（1～13）
（1～15）
19
辐射温度
传感器
测量范围：
-10～100℃；红外测温。
个
（1～13）
（1～15）
5.2.9初中、高中数字化实验室配套教具
5.2.9.1初中、高中物理数字化实验室配套教具配备
初中、高中物理数字化实验室配套教具配备见表6。
表6初中、高中物理数字化实验室配套教具配备
序号
名称
技术要求
单位
配备数量
初中
高中
1
多用力学轨道
1、轨道为铝合金材质，长度应达到1.2m。
2、小车质量良好，耐摔，轴承经久耐用，有保护滑轮的设计。
3、包括各种支架、转接器、弹簧、挡光片等。
能够完成牛顿第二定律等中学大部分运动学和力学实验。
套
13
15
表6（续）初中、高中物理数字化实验室配套教具配备
序号
名称
技术要求
单位
配备数量
初中
高中
2
斜面上力的
分解实验
1、由座架、可调斜面和内置式力传感器、待测物块构成。
2、能够完成斜面上力的分解实验。
套
0
15
3
机械能守恒
实验器
1、不易变形，不易损坏。
2、能够完成中学机械能守恒实验。
套
0
15
4
向心力实验器
1、核心支架和底座为金属材质，底座稳固。
2、能够完成中学探究影响向心力大小因素的实验。
套
0
15
5
平抛运动
实验器
1、底座和主要支架为金属材质。
2、配套金属小球，有小球接收装置。
3、与光电门传感器配合，可根据测量到的平抛运动小球的初速度、运行时间，能测量水平运动距离，验证平抛运动的规律。
套
0
15
6
环形线圈
1、高灵敏度、无源、有屏蔽处理。
2、与微电流传感器配合，可测得切割地磁场产生的感生电流，也可测得不同电器的电磁辐射强度。
套
13
15
7
螺线管
有一定长径比，能够在管内产生匀强磁场，可接学生电源。
套
13
15
8
摩擦力实验器
1、有不同的摩擦面，可提供不同质量摩擦块。
2、由电机拉动，保证滑块受力均匀。
3、与力传感器配合使用，可测量并研究滑块与接触面之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力。
套
13
15
9
多向转接头
重要连接装置，双向交叉，孔内径适应于标准铁架台。
套
13
15
10
电学实验板
1、集成实验板，每块板能完成一个或多个特定实验。
2、设有标准接插孔及开关。
可完成三十多个中学常用重点电学实验。
套
13
15
11
逻辑电路
实验器
1、由与或非三种门电路、多种开关电路。
2、不少于三种显示模块，有多种连接器、电源、信号采集器和软件等组件构成。
3、信号采集器系与电脑独立通讯设备，整体采用模块化构造，便于组装、拔插。
4、可完成复杂的数字电路、自动控制、逻辑电路实验，可通过软件显示输入输出电平随时间变化曲线，便于数据分析。
套
0
15
12
单摆实验器
可在二维平面内描绘单摆运动轨迹，测量单摆周期并分析计算重力加速度值的相关实验。
套
（1）
（1～15）
13
受迫振动
实验仪
配合位移传感器使用，进行受迫振动的相关实验研究，既可探究振子的振动频率的决定因素，也可研究振子发生共振的条件。
套
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