一、什么是探究实验室
探究实验室是指能够充分支持学生进行多方面探究学习的环境。探究实验室与传统的实验室有着本质上的不同。在传统的实验室里，学生的实验主要是按照现成实验的步骤，来体验前人已经完成的实验的步骤和结果，提供的是一种演示和验证的实验环境。而探究实验室，则是提供各种各样的探究设备和工具，创设一个面对真实事物进行探究的环境。探究实验是由学生自己设计实验步骤，进行进行实验得出结论。因而，探究实验室所进行的实验活动更能体现学生主体性，增加学生的参与度，既有利于学生基本知识技能的形成，又有利于培养学生的科学方法和精神。
二、建设探究实验室的必要性
现在全国的课程改革在各实验区已经卓有成效，教育的理念、教学的结构已经发生了很大的变化。在教学理念方面，强调知识技能、过程与方法、态度情感价值观三维的教学目标，重视学生的全面发展；在教学结构方面强调学生自主学习，合作探究，重视学生的主体性和教师主导性的发挥。这些都使传统的课堂发生了很大的变化，取得了明显的教学的效果。课程改革走到这里，好象已经达到了目的，剩下的事情就是如何搞好评价了。但是，从实际的情况来看，课改的效果并不是我们想象的那样，要达到发达国家的水平，培养真正的新世纪创新人才，还有很大的差距。原因何在？虽然我们的教育的理念，教学的结构发生了变化，但我们仍然缺乏将理念贯彻到教学实践中的方法和手段，即我们缺乏适当的教学技术，将教学理念和教学实践桥接起来。因此，要深入的将课改进行下去，取得突破性的成果，就要重视教学技术的应用，将教学的理念切实落实到教学的实践，这是我们课程改革的“公里"。为此，我们要做两方面的工作：一是要重视信息技术的使用，要全面的使用信息技术，使信息技术深入到课堂，成为学生认知的工具、学习的环境；二是建立与课改相适应的探究实验室的建设。基础的信息化环境已经具备，很多指标已经位于列，现在我们要做的就是要整合各方面的力量，包括技术的、教研的、科研的力量，进一步的深化教育信息化，逐步全面地将信息技术运用到课堂。但是，探究实验室的建设对我们来说是一个崭新的课题，因此也是我们必须面对解决的现实问题。
推进实验室的建设，消除课程改革以来人们对探究的某些误解是非常有必要的。多年来的课改，我们强调探究的学习，这是非常必要的。但是我们对探究的理解却是相当片面的，因此探究的实际效果就不能很好的体现出来。综合起来对探究的理解，主要存在以下两大误区：
一是，在教学过程中重视的是学生对符号（语言）的探究，而不强调对事物本身的探究。例如,理化生等科学理论学科，学生真正需要掌握的是这些知识形成的方法，即科学研究的方法，以及这些学科的概念、命题所蕴含的事物本质的规律。由于我们缺乏必要的设备工具，就无法让学生面对事物本身，运用科学探究的方法，去亲自发现本质的规律，只能象其它学科一样，让学生从书本的语言和公式中理解、探究；再如，利用网络信息技术的webquest学习模式曾经风行一时，但是由于我们更多的时候是基于网上符号信息的意义建构，结果学生就生吞活剥，学习的结果就是网络信息的大拼凑，很难将知识系统化。
根据的学习理论的研究，专家的知识都是围绕着一定的主题和概念组织的，而且必须和丰富的情景相联系，当在现实中遇到相似的情景时，专家可以很快将知识激活，提取知识解决问题。而我们基于符号探究所形成的意义，很难系统的组织起来，往往是彼此割裂，无法对事物形成系统的理解；更为不利的是这样形成的知识缺乏情景，因此学到的知识是死的，很难在新的情景中激活。加里略说过，“科学的真理不应该在古代圣人的蒙着灰尘的书上去找，而应该在实验中和以实验为基础的理论中去找。真正的哲学是写在那本经常我们眼前打开着的最伟大的书里面，这本书就是宇宙，就是自然本身，人们必须去读它。"这些都充分说明了对事物本身探究的重要作用。
二是，将探究活动等同于自然状态下的探究活动，导致探究学习的效率不高。教育活动不同于自然状态下人的认识活动，它是一种特殊的认识活动。教育是文明的传承，现在有考古证据的人类文明史有150万年，每个人要重复这个认识过程是不可能的，也是不经济的。因此教学中学生的探究活动也不能等同于自然状态下的探究活动，它是教师指导下的探究活动。教学活动重要的是经过教师严密的设计，让每个个体在最短的时间内掌握人类的文明成果。有人认为探究的学习效率不高，正是因为在思想上他没有意识到教育的探究和自然下探究本质不同，因而在教学实践上导致探究的漫无目的，降低了探究学习的效率。相反，笔者认为探究的学习是高的学习，因为他直接让学生掌握到本质的规律，而不是千变万化的形式的、表面的东西。
因此建设探究实验室，为学生提供必要的探究工具，创设探究的环境，研究探究学习的教学设计，是课程改革的非常重要组成部分，是进一步深化课改的关键。
三、如何进行探究实验室的建设
我们要防止将探究实验室的建设简单化、形式化的倾向。 探究实验室的建设不是一个简单的设备的购置，它是一个包括设备建设、教材编写、教师培训、研究应用等一些列活动的系统工程。因此它需要学科教师、教研员、装备部门共同参与，才能更好的完成。分析总结其它地区的建设经验，我们可以看到，由于各部门的缺乏协作，装备部门建设好了实验室后，缺乏后续的一些工作，结果并没有达到预期的效果，这些经验教训我们必须要吸取。因此南山区探究实验室的建设，要联合各个部门，有计划、有步骤的进行
探究实验室系统特点
⑴.符合中学理科新教材，新教材配套实验室的核心单元。
⑵.把计算机信息技术*的融入到理科数字化教学中。
教学改革的目标是培养学生的能力。因此，如何进行有效的采集信息、如何处理信息、如何将自己的科研成果表达出来的完整的信息处理能力非常重要。而以传感器为主的数字化实验系统的引入，正是把握了信息处理的三个环节，可以大大提高学生综合信息处理的能力，更好地实现信息技术与学科教学的整合。
⑶.更加宽阔的实验领域，更有利于探究学习，培养学生的创新能力。
传感技术与信息技术的有机结合,使学生能观察、捕捉并分析传统实验仪器无法接触到的微观世界，分析微弱信号和信号瞬间变化，探索真理的存在依据。
探究实验室系统由采集器,传感器和软件系统组成
传感器包括：电压传感器、电流传感器、微电流传感器、力传感器、光电门传感器、位移传感器、温度传感器、光强传感器、GM传感器、湿度传感器、PH传感器、电导率传感器、氧气传感器、CO2传感器、溶解氧传感器、色度传感器、浊度传感器、滴定传感器、控制传感器等数十款；
探究实验软件系统又分为：通用版和教学配套专用版，其中专用版分为物理、生物、化学三个学科，同时针对小学、初中、高中开发不同的配套实验软件系统。
探究实验室系统同时是一种“物理实验微机接口及辅助教学系统"，它具备：智能接口，多种传感器，配套专用实验仪器和软件系统；作为一种 “计算机数据采集处理系统"，它拥有：开放式软件系统，智能接口，温度、PH值、电流、电压等传感器，在线和离线系统，配套专用实验仪器等组合。 探究实验室是指能够支持学生进行多方面探究性学习的实验室环境。数字化探究实验室与传统的实验室有着本质上的不同：传统实验室里，学生实验主要是按照现成实验步骤，来体验前人已经完成的实验的步骤和结果，是体验式教育的实验环境，提供的是一种演示和验证的实验环境。而目前课改下的探究实验室，则是提供各种各样的探究设备和工具，包括各种传感器，创设一个面对真实事物进行探究的环境。在探究实验室里，学生自己设计实验步骤，进行实验，得出结论。因此，探究实验室进行实验活动更能体现学生主体性，增加学生的参与度，既有利于学生基本知识技能的形成，又有利于培养学生的科学方法和精神，是我国新课改推崇的探究式教育的衍生物。
