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）實驗室硬件設備：數字化實驗室需要配備計算機、服務器、存儲設備、網絡設備等硬件設備，以及各種專業的實驗設備，如高分辨率顯微鏡、光譜儀、實時PCR儀等。

（2）實驗室軟件系統：數字化實驗室需要建立各種實驗數據處理和分析的軟件系統，如數據庫管理系統、數據分析軟件、模擬軟件、仿真軟件等。

（3）數據共享平臺：數字化實驗室需要建立數據共享平臺，以方便不同實驗室之間的數據交流和共享，促進科研合作和知識共享。

（4）實驗室安全：數字化實驗室需要建立完善的安全措施和管理機制，包括網絡安全、數據安全、設備安全和人員安全等方面的保障。

（5）實驗室空間布局：數字化實驗室需要設計合理的空間布局，以滿足實驗操作、設備安裝、數據處理和人員活動等各方面的需求。同時，還需要考慮實驗室通風、照明、聲學等方面的環境要求。

（6）實驗室管理：數字化實驗室需要建立完善的管理機制，包括實驗室的規章制度、實驗流程的標準化、設備的維護保養和更新等方面的管理。

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要充分考慮實驗室安全和數據保護等方面的問題，確保數字實驗室的數據安全和人員安全。

數字化探究實驗室主要有以下功能與特點：

1. 數據采集器與計算機之間、數據采集器與傳感器之間均采用 USB 接口，四通道傳感器接口并行采集，即插即用，經久耐用；

2. 采用大尺寸液晶屏幕顯示，方便觀察和分析，配備學生分組實驗室時，也可以省去計算機；

3. 便攜式設計，方便組織開展室外探究實驗教學活動；

4. 硬件結構設計精美、小巧；

5. 兩種供電模式，使用電池供電，方便室外實驗；

6. 具有存儲功能，便于脫機工作；

7. 具有大量的滿足理、化、生學科教學需要的傳感器，并且可以使用同一采集器；

8. 提供人性化操作平臺，方便探究實驗學習；

9. 自動生成實驗報告，方便學生編輯和提交實驗報告，包括實驗數據和圖像等；

10. 實驗數據和圖像分別可以保存， 自動生成實驗課件，支持課件的回放；

11. 圖像點對應數據點可以實現閃動，便于觀察；

12. 選用多種保存形式，方便數據和圖像的處理和使用。 可同時保存在同一次實驗過程中因改變不同實驗條件而產生的多張數據表格和多個實驗圖象， 便于比較；

13. 軟件分為專用軟件和通用軟件，專用軟件操作簡捷，重點突出，直觀性強，通用軟件功能強大，適合探究式學習，支持教師和學生自主搭建實驗，鼓勵學生動手實踐，支持多傳感器組合實驗。 根據教學需要，教師可編寫新實驗腳本，擴充專用實驗；

14. 可以多窗口顯示數據和圖像，方便比較；

15. 可用多種形式顯示實驗結果——窗口可切換為數字、指針和波形等模式顯示；

16. 同一傳感器可以波形 – 數字、波形 – 儀表、波形 – 波形等同步組合多模顯示，大大方提高了實驗現象的觀察效果。可同時顯示接入的多種變量，也可將某一變量放大單一顯示。可對任一接入的變量實現數據、表格、圖像的并行或單一顯示；

17. 任何一種傳感器可自動在組合圖線和計算表格中生成變量，方便數據的采集、導入以及其他處理；

18. 數據記錄：數據以自動記錄、點擊記錄、外部調入等方式導入表格，傳感器對應的變量在表格中自動生成；

19. 可將數據導入到 EXCEL 表格等軟件進行其他處理，也可直接將數據保存，方便下次調用。可以在計算表格中可直接新建文檔，不必關閉軟件；

20. 公式及變量：可通過運算編輯窗口將公式手動輸入或從公式庫輸入到表格并自動生成獨立的記錄單元；變量可手動輸入或自動生成，可輸入變量和恒量；可自行編輯公式保存到模板，方便下次調用；

21. 設立多種數據擬合方式，供教學時選用；

22. 數據計算及組合圖線： 支持常規四則運算，支持對數、指數、三角函數、反三角函數等運算，并對數據進行圖線描繪；

23. 坐標繪圖——可自動生成二維平面坐標系，根據實驗需要可自定義 X 軸和 Y 軸變量，可在標系中繪出變量 – 時間、變量 – 變量等實驗圖像，亦可在同一坐標系內重復繪制多組實驗圖像以方便比較；

24. 圖線處理——基本功能：圖像可整體放大、縮小，也可單軸拉伸、壓縮、平移，可選擇單一圖線進行綜合處理，任何一條圖線均可被鎖定—解鎖、隱藏—顯示，實驗數據可單點顯示，也可圖線顯示，也可圖線 – 單點組合顯示，也可以腳標方式實時顯示數據點坐標值。可對圖像以X軸鏡像顯示，也可暫態顯示，可調圖線的線型，可整體移動圖像，也可框選并直接顯示框選范圍在X軸和Y軸的截距；

25. 可整體復制實驗界面道圖像編輯器、可將實驗界面直接保存為圖像；

26. 可打印和保存實驗數據、實驗圖像；

27. 在實驗中，可以調閱實驗幫助資料。