淺談創(chuàng )新型無(wú)線(xiàn)數學(xué)實(shí)驗室的建設

一．創(chuàng )新型無(wú)線(xiàn)數學(xué)實(shí)驗室項目背景
1.項目背景
《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展第十二個(gè)五年規劃綱要》提出，要深入實(shí)施科教興國戰略和人才強國戰略，加快建設創(chuàng )新型國家。建設創(chuàng )新型國家，需要創(chuàng )新型人才，創(chuàng )新型人才培養，教育是基礎和前提。實(shí)現“十二五規劃”目標，建設創(chuàng )新型國家，必須全面落實(shí)教育規劃綱要，加快教育改革發(fā)展，加快人力資源強國建設，為大力提高科技創(chuàng )新能力提供堅實(shí)的人力資源支撐。
創(chuàng )新是一個(gè)民族或國家進(jìn)步的靈魂，是社會(huì )進(jìn)步的源動(dòng)力，因此一個(gè)民族或國家進(jìn)步高度取決于創(chuàng )新能力的程度。而教育創(chuàng )新則是創(chuàng )新性社會(huì )得以實(shí)現的基礎所在。
“創(chuàng )新教育”是面向未來(lái)對人才提出的一種極具前瞻性和科學(xué)性的教育理念，“創(chuàng )新教育”是以培養人的創(chuàng )新意識、創(chuàng )新精神和創(chuàng )新能力為基本價(jià)值取向的教育。其核心是開(kāi)發(fā)人的創(chuàng )新潛能及創(chuàng )新能力的培養。而在實(shí)現的過(guò)程中，基礎教育則顯得尤為重要?；A教育對學(xué)生創(chuàng )新意識和創(chuàng )新能力的培養，是社會(huì )進(jìn)步的基石。而數學(xué)作為百科之基礎，數學(xué)教育的創(chuàng )新則為重中之重。
創(chuàng )新教育主要包括：教育思想的創(chuàng )新、教學(xué)內容暨教材的創(chuàng )新、教學(xué)形式的創(chuàng )新和教學(xué)方法的創(chuàng )新。其中，最直接有效的，也是最容易做到的是教學(xué)形式和教學(xué)方法的創(chuàng )新。教的主體是老師，學(xué)的主體是學(xué)生。學(xué)生對于創(chuàng )新性的歡迎和接受能力是不用擔心的，相較之教學(xué)思想和教材的創(chuàng )新，教學(xué)形式和方法的創(chuàng )新和改革就顯得既容易上手，也更能快速的看到效果。
半個(gè)多世紀來(lái)，圖形計算設備在歐美的廣泛使用證明：圖形計算設備引入課堂，是數理教育領(lǐng)域的革命。它非但沒(méi)有使得學(xué)生對于數學(xué)理論的理解降低，弱化學(xué)生的數理計算能力；反而非常有效的促進(jìn)和提高了學(xué)生對于數學(xué)理論、數學(xué)本質(zhì)的理解和消化，使得學(xué)生從機械繁瑣的基礎計算中解放出來(lái)，通過(guò)更有興趣、更為形象、更為有效的方式來(lái)得以了解數學(xué)科學(xué)的精髓、本質(zhì)和規律。權威研究數據表明：圖形計算輔助設備可以非常有效的在短期內，提升學(xué)生對于數學(xué)科學(xué)的掌握及運用能力。并通過(guò)對于規律性的掌握和合理的推理，在物理、化學(xué)、生物等基礎學(xué)科，都可以有很大的促進(jìn)和提高。
對于當下的中國基礎教育領(lǐng)域，圖形計算設備，以及基于產(chǎn)品而衍生的“新一代數字創(chuàng )新課堂”(NGDC)解決方案，是非常適合用于教學(xué)方式和教學(xué)方法創(chuàng )新領(lǐng)域的。它突破了傳統的教學(xué)方案，更加推崇開(kāi)放式、換位式的教學(xué)形式；它革命性的將多年的通過(guò)記憶和基礎計算來(lái)強化數學(xué)學(xué)習的方式，變革為去表取本，真正讓師生可以從紛繁復雜的數學(xué)題目的海洋中，準確迅速的洞察數理現象同數學(xué)原理、規律之間的關(guān)系，可以更有效的提升學(xué)生對于數學(xué)本質(zhì)的理解，和通過(guò)數學(xué)本質(zhì)、規律來(lái)解決數學(xué)問(wèn)題的能力。
2.政策依據
教育部頒布的《普通高中數學(xué)課程標準（實(shí)驗稿）》指出：現代信息技術(shù)的廣泛應用正在對數學(xué)課程內容、數學(xué)教學(xué)、數學(xué)學(xué)習等產(chǎn)生深刻的影響．提倡利用信息技術(shù)來(lái)呈現以往教學(xué)中難以呈現的課程內容，盡可能使用科學(xué)型計算器、各種數學(xué)教育技術(shù)平臺，加強數學(xué)教學(xué)與信息技術(shù)的結合．鼓勵學(xué)生運用計算機、計算器等進(jìn)行探索和發(fā)現．
教育部裝備要求：
教育部于《高中理科教學(xué)儀器配備標準》中，“高中數學(xué)教學(xué)儀器配備要求”已經(jīng)把圖形計算器作為“必修”欄目的中的“必配”項目?！氨匦蕖睓谀恐械摹氨嘏洹币?，是普通高中學(xué)校完成教育部發(fā)布的普通高中數學(xué)、物理、化學(xué)、物理、地理、技術(shù)（信息技術(shù)、通用技術(shù)）課程標準（實(shí)驗）所規定的教學(xué)任務(wù)應具備的常規的教學(xué)的儀器、教學(xué)軟件、藥品、材料工具和必要的安全器材。而圖形計算器也是“創(chuàng )新型無(wú)線(xiàn)數學(xué)課堂”的核心教學(xué)儀器。
“具有常規計算、圖象/表格、概率/統計、矩陣計算、數列/遞歸、方程（組）求解、簡(jiǎn)單程序編制、二次方程作圖等方面的功能，并以中文菜單顯示”
3.愿景
為了更好地落實(shí)廣東省高中數學(xué)課程理念，相應國家對教育創(chuàng )新的號召，希望能夠引進(jìn)先進(jìn)的教育技術(shù)促進(jìn)學(xué)校的數學(xué)學(xué)科教學(xué)。經(jīng)過(guò)大量的調研工作，基于圖形手持技術(shù)、無(wú)線(xiàn)專(zhuān)網(wǎng)技術(shù)的創(chuàng )新型無(wú)線(xiàn)數學(xué)課堂解決方案成為首選。手持圖形教育技術(shù)能夠讓新課標所倡導的學(xué)生“動(dòng)手實(shí)踐，自主探究，合作交流”成為可能；而無(wú)線(xiàn)專(zhuān)網(wǎng)技術(shù)則可以支撐整個(gè)課堂的互動(dòng)和信息實(shí)時(shí)互通，使得“讓學(xué)生成為課堂學(xué)習的主體”成為可能。
二．創(chuàng )新型無(wú)線(xiàn)數學(xué)實(shí)驗室設計原則
    創(chuàng )新型無(wú)線(xiàn)數學(xué)課堂的規劃與設計需要充分體現新課程標準所倡導的理念，合理的利用現代教育技術(shù)（如圖形計算器、計算機、其他便攜學(xué)習設備等），讓學(xué)生成為整個(gè)教學(xué)活動(dòng)的主體，數學(xué)教師利用教育技術(shù)改進(jìn)傳統教學(xué)模式的弊端，師生之間能夠充分互動(dòng)交流，學(xué)生與學(xué)生之間基于技術(shù)環(huán)境也能進(jìn)行分享與交流。具體原則如下：
 
交互性
基于技術(shù)環(huán)境，教師與學(xué)生能夠實(shí)時(shí)交互，教師能及時(shí)監控學(xué)生的學(xué)習活動(dòng)狀況；學(xué)生與設備之間能夠友好交互，人機互動(dòng)。
 
易用性
技術(shù)與設備，易學(xué)易用，學(xué)生和老師對設備的操作能夠快速上手，最好基于以往PC的操作經(jīng)驗就能輕松駕馭設備。不能為技術(shù)而技術(shù)。
需要專(zhuān)門(mén)的PC端備課平臺，方便教師快速制作課件。
 
可擴展性
創(chuàng )新型無(wú)線(xiàn)數學(xué)課堂所提供的設備與技術(shù)能夠與學(xué)校的理化生探究實(shí)驗室進(jìn)行整合，讓數理研究成為可能。
 
開(kāi)放性
教師既可以基于所提供的設備與技術(shù)進(jìn)行課件制作與開(kāi)發(fā)，同時(shí)也能將課件導出與過(guò)去積累的其他平臺的課件進(jìn)行無(wú)縫鏈接。
 
穩定性
學(xué)校高頻率使用情況下，所提供的設備與技術(shù)必須品質(zhì)優(yōu)良，性能穩定。
 
 
經(jīng)濟性
所提供的設備與技術(shù)，能夠進(jìn)行操作系統和應用的免費升級。設備不會(huì )過(guò)時(shí)，設備生命周期5年以上；設備的提供除了正常的產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題維護外，不需要大量耗材，不會(huì )增加學(xué)校的使用成本。
 
易維護
設備的管理與維護簡(jiǎn)單方便。能夠批量進(jìn)行文件的傳輸和設備操作系統升級。