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发布日期:2024-12-03

教学实验室的布局应充分考虑实验家具、设备与师生的交互,为提高教学实验室的使用率,每间实验室通常会安排不同的实验课程,因此应优先选择灵活组合的实验家具,以支持仪器设备的便捷取用和更新。家具系统以实验台为主体,预留足够的水电点位和弱电接口,为物理仪器的大量用电需求和样品制备等基础操作提供保障。根据使用频率,设备的空间设计应结合操作半径、位置、高度和可移动性布置收纳空间,以改善实验室内的整洁程度,优化实验参与者的操作效率。

一、实验室分类

传统教学实验室:由教学区、实验区、演示实验展示区和储藏区组成。满足教师的基础教学需要。

支持实例创设:在传统布局的基础上增加实例创设与教学区,可根据教师实际需求灵活布置公共展示和研究讨论空间。教师可利用实例创设区进行多种教学方法的尝试。

支持开放式实验室:将教学区和演示实验区、实验成果展示区组团布置,作为开放实验室的内外过渡空间。允许学生在实验课程外进行物理实验探索,增加了教学实验室的利用率。

支持社会化研讨:置入学术活动的交流空间、客座演讲和学生汇报功能空间。引入跨学科交流、校际交流,增加物理教学实验对于理工科非物理院系学生的吸引力。
物理教学实验室设计装修图

二、大学物理教学实验室设计SICOLAB

明确实验室中实验仪器和家具特点,为师生提供更贴合实际操作场景的设计措施,包括符合实验教学习惯的专业性设计、自主可变的实用性设计和预防潜在风险的安全性设计。

1、专业性

在实验室空间中,需要优先确定满足核心仪器特性的建筑条件,再根据使用者的生理需求和行为便利规划动线,并留出灵活周转的空间。如进行光物理实验的教学实验室应尽量避免灰尘对光学元件性能的影响,因此储物空间与实验台的最短路径连接可以显著减少人员行走带来的灰尘对实验的扰动。

2、实用性

实际使用的场景、课程人数的增加、实验更新等要求教学实验室保留一定的灵活性。在组团维度,需为不同背景的工作者设置空间的透明性,为跨部门的实验工作开展保留空间的通用性。在实验室单元中则可以通过预置湿性实验、通风设备和相关管道为未来改造创造条件。实验台的构造,收纳家具和实验区域、仪器设备的组合设计,集成性的功能家具和一些构造策略也能提高实验室的可变性。

3、安全性

各类实验仪器的操作要求繁多,实验行为相对其他教学行为更复杂,且学生对实验操作较为生疏,因此物理教学实验室具有安全隐患。然而,目前的大学物理教学实验室的应急防护系统设置不足,并且水电、通风等建筑设备上的安全措施仍不完善。为了解决这些问题,需要在建筑设计体系中考虑安全性,并从物理环境、设备设施、构造做法、标识系统、消防抗震等方面制定全面的教学实验室安全设计策略。

二、物理教学实验室建设SICOLAB

搭建连续的物理实验教学空间系统,该空间系统由各层级的锚点空间相互串联,实现从教学实验室到科研空间的过渡。

首先,需要增加各锚点的多样性和密度。根据验证性、设计性和研究性这 3 种实验的主要目的和核心问题,分类归纳出每种实验所需的连续性学习空间和承载的主要内容。例如,在学生进入研究性实验阶段时,应特别关注学生工位区域和导师办公室的衔接,以及同门之间传帮带情景的场所营造。其次,传统物理实验教学课堂受限于有限的空间、时间和设备,需要借助虚拟仿真技术进行辅助。为了解决线上实验教学中的问题,需要梳理并巩固实验室单元和锚点空间中的设施和服务。然后,在教学实验室中使用录播系统、虚拟桌面和多屏显示,及时收集学生的实验状况,方便实验教师对共性问题予以回应,学生也可通过回放查看教师演示时的细节,提高师生间的对

话效率。最后,在锚点空间中适当配置显示屏、白板等设备,方便同一实验组的同学在课前和课后进行讨论,同时一些演示用仪器的展示和互动装置的陈列也将实验学习体验延续至实验室外。
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