计算机技术与传感器技术飞速进步的时代,教育也呈现出新的风貌。在数字化技术的推动下,教学的核心要求也因此转变为对科学思维、实验探究、物理观念、科学态度的培养上。将数字化技术用于中学物理实验,可以有效的提高中学生的动手能力与合作能力,将传统实验教育向着探究性实验教育发展,同时也能完善传统实验,使传统仪器难以完成的实验得以实现。论文基于计算机技术与传感器技术,设计实现了可开展声、光、力、电、磁等不同类型实验的数字化物理实验平台。然后对“温度、热辐射与心率探究分析”与“男女声音信号探究分析”这两个探究性实验中涉及到的语音信号和光电容积脉搏波信号（PPG,Photoplethysmography）的处理进行了算法研究,最后通过实验对实验平台和算法进行了验证。具体工作如下:（1）基于嵌入式芯片N76E003AT20与NUC230LC2AE设计了实验平台的硬件系统,实现对多路信号的同时采集、调理、转换与传输功能。基于WINFORM框架和三层架构设计开发了软件系统,采用SQL SERVER数据库进行数据存储,实现了学生在实验过程中对数据进行数字化分析与可视化处理的需求以及教师对实验操作步骤、注意事项等实验信息的管理与实验报告批阅的需求。（2）针对PPG信号中基线漂移信号的去除,提出经验模态分解（EMD,Empirical Mode Decomposition）与平滑先验法融合的方法进行去噪,并提出引入统计学中的MannKendall方法对EMD分解后的固有模态分量（IMF,Intrinsic Modal Function）的自相关函数值的绝对值均值进行趋势判断,自适应选择待处理的IMF分量,解决了EMD分解后需要反复的人为设定阈值和固定阈值带来的过选和漏选问题。经MATLAB仿真验证,相比于经典EMD算法、平滑先验法以及VMD与EMD结合算法,提出的算法效果更好,有着更高的信噪比与更小的均方差。（3）采用改进的谱减算法对语音信号进行降噪处理。提出了一种分形维数与自相关函数绝对值均值融合的语音活动检测算法,并在提出的语音活动检测算法基础上对过减因子的选择进行了调整。经MATLAB仿真验证,改进的谱减算法与传统谱减法、小波变换法、维纳滤波法相比,能更好的保留语音信号,去除环境噪声。改进的谱减法在分段信噪比（seg SNR）与语音感知评价标准（PESQ）上的表现相比于另外三种算法更为良好。（4）利用实验平台完成了“温度、热辐射与心率探究分析”与“男女声音信号探究分析”两个实验。证明了在人体平稳状态下,本文算法最后得出的心率值相较于另外三种算法更加的平稳,改进的谱减法得到的语音信号能更好的抑制噪声。在实验过程中硬件系统工作正常,无过热等现象发生。软件系统运行稳定,未出现卡顿,闪退等现象。