淺談創(chuàng)新型無線數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)
一．創(chuàng)新型無線數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目背景
1.項(xiàng)目背景
《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十二個(gè)五年規(guī)劃綱要》提出，要深入實(shí)施科教興國戰(zhàn)略和人才強(qiáng)國戰(zhàn)略，加快建設(shè)創(chuàng)新型國家。建設(shè)創(chuàng)新型國家，需要?jiǎng)?chuàng)新型人才，創(chuàng)新型人才培養(yǎng)，教育是基礎(chǔ)和前提。實(shí)現(xiàn)“十二五規(guī)劃”目標(biāo)，建設(shè)創(chuàng)新型國家，必須全面落實(shí)教育規(guī)劃綱要，加快教育改革發(fā)展，加快人力資源強(qiáng)國建設(shè)，為大力提高科技創(chuàng)新能力提供堅(jiān)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(xiàn)的基礎(chǔ)所在。
“創(chuàng)新教育”是面向未來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(yǎng)人的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力為基本價(jià)值取向的教育。其核心是開發(fā)人的創(chuàng)新潛能及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。而在實(shí)現(xiàn)的過程中，基礎(chǔ)教育則顯得尤為重要�；A(chǔ)教育對學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，是社會(huì)進(jìn)步的基石。而數(shù)學(xué)作為百科之基礎(chǔ)，數(shù)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(nèi)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(dān)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(jì)來，圖形計(jì)算設(shè)備在歐美的廣泛使用證明：圖形計(jì)算設(shè)備引入課堂，是數(shù)理教育領(lǐng)域的革命。它非但沒有使得學(xué)生對于數(shù)學(xué)理論的理解降低，弱化學(xué)生的數(shù)理計(jì)算能力；反而非常有效的促進(jìn)和提高了學(xué)生對于數(shù)學(xué)理論、數(shù)學(xué)本質(zhì)的理解和消化，使得學(xué)生從機(jī)械繁瑣的基礎(chǔ)計(jì)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(shù)學(xué)科學(xué)的精髓、本質(zhì)和規(guī)律。權(quán)威研究數(shù)據(jù)表明：圖形計(jì)算輔助設(shè)備可以非常有效的在短期內(nèi)，提升學(xué)生對于數(shù)學(xué)科學(xué)的掌握及運(yùn)用能力。并通過對于規(guī)律性的掌握和合理的推理，在物理、化學(xué)、生物等基礎(chǔ)學(xué)科，都可以有很大的促進(jìn)和提高。
對于當(dāng)下的中國基礎(chǔ)教育領(lǐng)域，圖形計(jì)算設(shè)備，以及基于產(chǎn)品而衍生的“新一代數(shù)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(tǒng)的教學(xué)方案，更加推崇開放式、換位式的教學(xué)形式；它革命性的將多年的通過記憶和基礎(chǔ)計(jì)算來強(qiáng)化數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的方式，變革為去表取本，真正讓師生可以從紛繁復(fù)雜的數(shù)學(xué)題目的海洋中，準(zhǔn)確迅速的洞察數(shù)理現(xiàn)象同數(shù)學(xué)原理、規(guī)律之間的關(guān)系，可以更有效的提升學(xué)生對于數(shù)學(xué)本質(zhì)的理解，和通過數(shù)學(xué)本質(zhì)、規(guī)律來解決數(shù)學(xué)問題的能力。
2.政策依據(jù)
教育部頒布的《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)稿）》指出：現(xiàn)代信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用正在對數(shù)學(xué)課程內(nèi)容、數(shù)學(xué)教學(xué)、數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)等產(chǎn)生深刻的影響．提倡利用信息技術(shù)來呈現(xiàn)以往教學(xué)中難以呈現(xiàn)的課程內(nèi)容，盡可能使用科學(xué)型計(jì)算器、各種數(shù)學(xué)教育技術(shù)平臺(tái)，加強(qiáng)數(shù)學(xué)教學(xué)與信息技術(shù)的結(jié)合．鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)、計(jì)算器等進(jìn)行探索和發(fā)現(xiàn)．
教育部裝備要求：
教育部于《高中理科教學(xué)儀器配備標(biāo)準(zhǔn)》中，“高中數(shù)學(xué)教學(xué)儀器配備要求”已經(jīng)把圖形計(jì)算器作為“必修”欄目的中的“必配”項(xiàng)目。“必修”欄目中的“必配”要求，是普通高中學(xué)校完成教育部發(fā)布的普通高中數(shù)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(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）所規(guī)定的教學(xué)任務(wù)應(yīng)具備的常規(guī)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(jì)算器也是“創(chuàng)新型無線數(shù)學(xué)課堂”的核心教學(xué)儀器。
“具有常規(guī)計(jì)算、圖象/表格、概率/統(tǒng)計(jì)、矩陣計(jì)算、數(shù)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(shí)廣東省高中數(shù)學(xué)課程理念，相應(yīng)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(shù)學(xué)學(xué)科教學(xué)。經(jīng)過大量的調(diào)研工作，基于圖形手持技術(shù)、無線專網(wǎng)技術(shù)的創(chuàng)新型無線數(shù)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(biāo)所倡導(dǎo)的學(xué)生“動(dòng)手實(shí)踐，自主探究，合作交流”成為可能；而無線專網(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(xí)的主體”成為可能。
二．創(chuàng)新型無線數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)原則
創(chuàng)新型無線數(shù)學(xué)課堂的規(guī)劃與設(shè)計(jì)需要充分體現(xiàn)新課程標(biāo)準(zhǔn)所倡導(dǎo)的理念，合理的利用現(xiàn)代教育技術(shù)（如圖形計(jì)算器、計(jì)算機(jī)、其他便攜學(xué)習(xí)設(shè)備等），讓學(xué)生成為整個(gè)教學(xué)活動(dòng)的主體，數(shù)學(xué)教師利用教育技術(shù)改進(jìn)傳統(tǒng)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?qū)崟r(shí)交互，教師能及時(shí)監(jiān)控學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)狀況；學(xué)生與設(shè)備之間能夠友好交互，人機(jī)互動(dòng)。
易用性
技術(shù)與設(shè)備，易學(xué)易用，學(xué)生和老師對設(shè)備的操作能夠快速上手，最好基于以往PC的操作經(jīng)驗(yàn)就能輕松駕馭設(shè)備。不能為技術(shù)而技術(shù)。
需要專門的PC端備課平臺(tái)，方便教師快速制作課件。
可擴(kuò)展性
創(chuàng)新型無線數(shù)學(xué)課堂所提供的設(shè)備與技術(shù)能夠與學(xué)校的理化生探究實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行整合，讓數(shù)理研究成為可能。
開放性
教師既可以基于所提供的設(shè)備與技術(shù)進(jìn)行課件制作與開發(fā)，同時(shí)也能將課件導(dǎo)出與過去積累的其他平臺(tái)的課件進(jìn)行無縫鏈接。
穩(wěn)定性
學(xué)校高頻率使用情況下，所提供的設(shè)備與技術(shù)必須品質(zhì)優(yōu)良，性能穩(wěn)定。
經(jīng)濟(jì)性
所提供的設(shè)備與技術(shù)，能夠進(jìn)行操作系統(tǒng)和應(yīng)用的免費(fèi)升級。設(shè)備不會(huì)過時(shí)，設(shè)備生命周期5年以上；設(shè)備的提供除了正常的產(chǎn)品質(zhì)量問題維護(hù)外，不需要大量耗材，不會(huì)增加學(xué)校的使用成本。
易維護(hù)
設(shè)備的管理與維護(hù)簡單方便。能夠批量進(jìn)行文件的傳輸和設(shè)備操作系統(tǒng)升級。