淺談創新型無線數學實驗室的建設

 
一．創新型無線數學實驗室項目背景
1.項目背景
《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十二個五年規劃綱要》提出，要深入實施科教興國戰略和人才強國戰略，加快建設創新型國家。建設創新型國家，需要創新型人才，創新型人才培養，教育是基礎和前提。實現“十二五規劃”目標，建設創新型國家，必須全面落實教育規劃綱要，加快教育改革發展，加快人力資源強國建設，為大力提高科技創新能力提供堅實的人力資源支撐。
創新是一個民族或國家進步的靈魂，是社會進步的源動力，因此一個民族或國家進步高度取決于創新能力的程度。而教育創新則是創新性社會得以實現的基礎所在。
“創新教育”是面向未來對人才提出的一種極具前瞻性和科學性的教育理念，“創新教育”是以培養人的創新意識、創新精神和創新能力為基本價值取向的教育。其核心是開發人的創新潛能及創新能力的培養。而在實現的過程中，基礎教育則顯得尤為重要。基礎教育對學生創新意識和創新能力的培養，是社會進步的基石。而數學作為百科之基礎，數學教育的創新則為重中之重。
創新教育主要包括：教育思想的創新、教學內容暨教材的創新、教學形式的創新和教學方法的創新。其中，最直接有效的，也是最容易做到的是教學形式和教學方法的創新。教的主體是老師，學的主體是學生。學生對于創新性的歡迎和接受能力是不用擔心的，相較之教學思想和教材的創新，教學形式和方法的創新和改革就顯得既容易上手，也更能快速的看到效果。
半個多世紀來，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，是數理教育領域的革命。它非但沒有使得學生對于數學理論的理解降低，弱化學生的數理計算能力；反而非常有效的促進和提高了學生對于數學理論、數學本質的理解和消化，使得學生從機械繁瑣的基礎計算中解放出來，通過更有興趣、更為形象、更為有效的方式來得以了解數學科學的精髓、本質和規律。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，提升學生對于數學科學的掌握及運用能力。并通過對于規律性的掌握和合理的推理，在物理、化學、生物等基礎學科，都可以有很大的促進和提高。
對于當下的中國基礎教育領域，圖形計算設備，以及基于產品而衍生的“新一代數字創新課堂”(NGDC)解決方案，是非常適合用于教學方式和教學方法創新領域的。它突破了傳統的教學方案，更加推崇開放式、換位式的教學形式；它革命性的將多年的通過記憶和基礎計算來強化數學學習的方式，變革為去表取本，真正讓師生可以從紛繁復雜的數學題目的海洋中，準確迅速的洞察數理現象同數學原理、規律之間的關系，可以更有效的提升學生對于數學本質的理解，和通過數學本質、規律來解決數學問題的能力。
2.政策依據
教育部頒布的《普通高中數學課程標準（實驗稿）》指出：現代信息技術的廣泛應用正在對數學課程內容、數學教學、數學學習等產生深刻的影響．提倡利用信息技術來呈現以往教學中難以呈現的課程內容，盡可能使用科學型計算器、各種數學教育技術平臺，加強數學教學與信息技術的結合．鼓勵學生運用計算機、計算器等進行探索和發現．
教育部裝備要求：
教育部于《高中理科教學儀器配備標準》中，“高中數學教學儀器配備要求”已經把圖形計算器作為“必修”欄目的中的“必配”項目。“必修”欄目中的“必配”要求，是普通高中學校完成教育部發布的普通高中數學、物理、化學、物理、地理、技術（信息技術、通用技術）課程標準（實驗）所規定的教學任務應具備的常規的教學的儀器、教學軟件、藥品、材料工具和必要的安全器材。而圖形計算器也是“創新型無線數學課堂”的核心教學儀器。
“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
為了更好地落實廣東省高中數學課程理念，相應國家對教育創新的號召，希望能夠引進先進的教育技術促進學校的數學學科教學。經過大量的調研工作，基于圖形手持技術、無線專網技術的創新型無線數學課堂解決方案成為首選。手持圖形教育技術能夠讓新課標所倡導的學生“動手實踐，自主探究，合作交流”成為可能；而無線專網技術則可以支撐整個課堂的互動和信息實時互通，使得“讓學生成為課堂學習的主體”成為可能。
二．創新型無線數學實驗室設計原則
    創新型無線數學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（如圖形計算器、計算機、其他便攜學習設備等），讓學生成為整個教學活動的主體，數學教師利用教育技術改進傳統教學模式的弊端，師生之間能夠充分互動交流，學生與學生之間基于技術環境也能進行分享與交流。具體原則如下：
 
交互性
基于技術環境，教師與學生能夠實時交互，教師能及時監控學生的學習活動狀況；學生與設備之間能夠友好交互，人機互動。
 
易用性
技術與設備，易學易用，學生和老師對設備的操作能夠快速上手，最好基于以往PC的操作經驗就能輕松駕馭設備。不能為技術而技術。
需要專門的PC端備課平臺，方便教師快速制作課件。
 
可擴展性
創新型無線數學課堂所提供的設備與技術能夠與學校的理化生探究實驗室進行整合，讓數理研究成為可能。
 
開放性
教師既可以基于所提供的設備與技術進行課件制作與開發，同時也能將課件導出與過去積累的其他平臺的課件進行無縫鏈接。
 
穩定性
學校高頻率使用情況下，所提供的設備與技術必須品質優良，性能穩定。
 
 
經濟性
所提供的設備與技術，能夠進行操作系統和應用的免費升級。設備不會過時，設備生命周期5年以上；設備的提供除了正常的產品質量問題維護外，不需要大量耗材，不會增加學校的使用成本。
 
易維護
設備的管理與維護簡單方便。能夠批量進行文件的傳輸和設備操作系統升級。