浅谈创新型无线数学实验室的建设

一．创新型无线数学实验室项目背景
1.项目背景
《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》提出，要深入实施科教兴国战略和人才强国战略，加快建设创新型国家。建设创新型国家，需要创新型人才，创新型人才培养，教育是基础和前提。实现“十二五规划”目标，建设创新型国家，必须全面落实教育规划纲要，加快教育改革发展，加快人力资源强国建设，为大力提高科技创新能力提供坚实的人力资源支撑。
创新是一个民族或国家进步的灵魂，是社会进步的源动力，因此一个民族或国家进步高度取决于创新能力的程度。而教育创新则是创新性社会得以实现的基础所在。
“创新教育”是面向未来对人才提出的一种极具前瞻性和科学性的教育理念，“创新教育”是以培养人的创新意识、创新精神和创新能力为基本价值取向的教育。其核心是开发人的创新潜能及创新能力的培养。而在实现的过程中，基础教育则显得尤为重要。基础教育对学生创新意识和创新能力的培养，是社会进步的基石。而数学作为百科之基础，数学教育的创新则为重中之重。
创新教育主要包括：教育思想的创新、教学内容暨教材的创新、教学形式的创新和教学方法的创新。其中，最直接有效的，也是最容易做到的是教学形式和教学方法的创新。教的主体是老师，学的主体是学生。学生对于创新性的欢迎和接受能力是不用担心的，相较之教学思想和教材的创新，教学形式和方法的创新和改革就显得既容易上手，也更能快速的看到效果。
半个多世纪来，图形计算设备在欧美的广泛使用证明：图形计算设备引入课堂，是数理教育领域的革命。它非但没有使得学生对于数学理论的理解降低，弱化学生的数理计算能力；反而非常有效的促进和提高了学生对于数学理论、数学本质的理解和消化，使得学生从机械繁琐的基础计算中解放出来，通过更有兴趣、更为形象、更为有效的方式来得以了解数学科学的精髓、本质和规律。权威研究数据表明：图形计算辅助设备可以非常有效的在短期内，提升学生对于数学科学的掌握及运用能力。并通过对于规律性的掌握和合理的推理，在物理、化学、生物等基础学科，都可以有很大的促进和提高。
对于当下的中国基础教育领域，图形计算设备，以及基于产品而衍生的“新一代数字创新课堂”(NGDC)解决方案，是非常适合用于教学方式和教学方法创新领域的。它突破了传统的教学方案，更加推崇开放式、换位式的教学形式；它革命性的将多年的通过记忆和基础计算来强化数学学习的方式，变革为去表取本，真正让师生可以从纷繁复杂的数学题目的海洋中，准确迅速的洞察数理现象同数学原理、规律之间的关系，可以更有效的提升学生对于数学本质的理解，和通过数学本质、规律来解决数学问题的能力。
2.政策依据
教育部颁布的《普通高中数学课程标准（实验稿）》指出：现代信息技术的广泛应用正在对数学课程内容、数学教学、数学学习等产生深刻的影响．提倡利用信息技术来呈现以往教学中难以呈现的课程内容，尽可能使用科学型计算器、各种数学教育技术平台，加强数学教学与信息技术的结合．鼓励学生运用计算机、计算器等进行探索和发现．
教育部装备要求：
教育部于《高中理科教学仪器配备标准》中，“高中数学教学仪器配备要求”已经把图形计算器作为“必修”栏目的中的“必配”项目。“必修”栏目中的“必配”要求，是普通高中学校完成教育部发布的普通高中数学、物理、化学、物理、地理、技术（信息技术、通用技术）课程标准（实验）所规定的教学任务应具备的常规的教学的仪器、教学软件、药品、材料工具和必要的安全器材。而图形计算器也是“创新型无线数学课堂”的核心教学仪器。
“具有常规计算、图象/表格、概率/统计、矩阵计算、数列/递归、方程（组）求解、简单程序编制、二次方程作图等方面的功能，并以中文菜单显示”
3.愿景
为了更好地落实广东省高中数学课程理念，相应国家对教育创新的号召，希望能够引进先进的教育技术促进学校的数学学科教学。经过大量的调研工作，基于图形手持技术、无线专网技术的创新型无线数学课堂解决方案成为首选。手持图形教育技术能够让新课标所倡导的学生“动手实践，自主探究，合作交流”成为可能；而无线专网技术则可以支撑整个课堂的互动和信息实时互通，使得“让学生成为课堂学习的主体”成为可能。
二．创新型无线数学实验室设计原则
    创新型无线数学课堂的规划与设计需要充分体现新课程标准所倡导的理念，合理的利用现代教育技术（如图形计算器、计算机、其他便携学习设备等），让学生成为整个教学活动的主体，数学教师利用教育技术改进传统教学模式的弊端，师生之间能够充分互动交流，学生与学生之间基于技术环境也能进行分享与交流。具体原则如下：
 
交互性
基于技术环境，教师与学生能够实时交互，教师能及时监控学生的学习活动状况；学生与设备之间能够友好交互，人机互动。
 
易用性
技术与设备，易学易用，学生和老师对设备的操作能够快速上手，最好基于以往PC的操作经验就能轻松驾驭设备。不能为技术而技术。
需要专门的PC端备课平台，方便教师快速制作课件。
 
可扩展性
创新型无线数学课堂所提供的设备与技术能够与学校的理化生探究实验室进行整合，让数理研究成为可能。
 
开放性
教师既可以基于所提供的设备与技术进行课件制作与开发，同时也能将课件导出与过去积累的其他平台的课件进行无缝链接。
 
稳定性
学校高频率使用情况下，所提供的设备与技术必须品质优良，性能稳定。
 
 
经济性
所提供的设备与技术，能够进行操作系统和应用的免费升级。设备不会过时，设备生命周期5年以上；设备的提供除了正常的产品质量问题维护外，不需要大量耗材，不会增加学校的使用成本。
 
易维护
设备的管理与维护简单方便。能够批量进行文件的传输和设备操作系统升级。