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一、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)政策背景

      根據(jù)國(guó)家頒布的《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》指出：“信息技術(shù)對(duì)教育發(fā)展具有革命性影響，必須予以高度重視。”強(qiáng)調(diào)“強(qiáng)化信息技術(shù)應(yīng)用，提高教師應(yīng)用信息技術(shù)水平，更新教學(xué)觀念，改進(jìn)教學(xué)方法，提高教學(xué)效果。鼓勵(lì)學(xué)生利用信息手段主動(dòng)學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)，增強(qiáng)運(yùn)用信息技術(shù)分析解決問(wèn)題能力�！苯逃�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(duì)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(lái)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)、數(shù)學(xué)軟件等進(jìn)行探索和發(fā)現(xiàn)。

      《國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)國(guó)家教育事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃的通知（2017）》強(qiáng)調(diào)：注重激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、科學(xué)興趣和創(chuàng)新意識(shí)，加強(qiáng)科學(xué)方法的訓(xùn)練，逐步培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維與辯證思維的能力。充分利用各類(lèi)社會(huì)科技教育資源，大力開(kāi)展校內(nèi)外結(jié)合的科技教育活動(dòng)，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)、信息素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。推動(dòng)合作探究式學(xué)習(xí)，倡導(dǎo)任務(wù)驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)，提高學(xué)生分析解決問(wèn)題的能力。學(xué)校辦學(xué)條件明顯改善，教育信息化實(shí)現(xiàn)新突破，形成信息技術(shù)與教育融合創(chuàng)新發(fā)展的新局面，學(xué)習(xí)的便捷性和靈活性明顯增強(qiáng)。教育教學(xué)改革取得重要進(jìn)展，學(xué)生的思想道德素質(zhì)、科學(xué)文化素質(zhì)、身心健康素質(zhì)明顯提高，社會(huì)責(zé)任感、法治意識(shí)、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力顯著增強(qiáng)，學(xué)業(yè)水平和自主學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)能力全面提升。

《數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017）》首次提出了數(shù)學(xué)區(qū)別與其它學(xué)科的核心素養(yǎng)包括：數(shù)學(xué)抽象，邏輯推理，數(shù)學(xué)建模、直觀想象，數(shù)學(xué)運(yùn)算，數(shù)據(jù)分析。數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，要通過(guò)學(xué)科教學(xué)和綜合實(shí)踐活動(dòng)課程來(lái)具體實(shí)施。第一，數(shù)學(xué)學(xué)科教學(xué)活動(dòng)是數(shù)學(xué)學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng)的主要途徑。第二，研究性學(xué)習(xí)綜合實(shí)踐活動(dòng)課程是數(shù)學(xué)學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng)的重要途徑。由于研究性學(xué)習(xí)屬于綜合課程，所以必然包含數(shù)學(xué)學(xué)科的相關(guān)知識(shí)內(nèi)容，又由于其實(shí)踐活動(dòng)課程的特點(diǎn)，對(duì)數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)抽象、數(shù)學(xué)推理等方面都有較高的要求。第三，青少年科技創(chuàng)新活動(dòng)是數(shù)學(xué)學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng)的很好途徑。在活動(dòng)中培養(yǎng)和提高相關(guān)的數(shù)學(xué)學(xué)科素養(yǎng)，可以起到單純的學(xué)科教學(xué)難以起到的作用。課程標(biāo)準(zhǔn)還指出：“學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容應(yīng)當(dāng)是現(xiàn)實(shí)的，有意義的，富有挑戰(zhàn)性的，這些內(nèi)容要有利于學(xué)生主動(dòng)地進(jìn)行觀察、實(shí)驗(yàn)、猜測(cè)、驗(yàn)證、推理與交流等數(shù)學(xué)活動(dòng)”。再?gòu)摹稊?shù)學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)》內(nèi)容來(lái)看，新增加了數(shù)學(xué)實(shí)習(xí)作業(yè)、“實(shí)踐與綜合應(yīng)用”、 數(shù)學(xué)建模、數(shù)據(jù)分析、概率統(tǒng)計(jì)等內(nèi)容。而這些內(nèi)容實(shí)踐性與操作性都很強(qiáng)。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)立，可以有效的落實(shí)這些新增內(nèi)容，為教學(xué)提供很好的學(xué)習(xí)研究環(huán)境。同時(shí)新教材對(duì)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)也提出了新的要求。例如人教版新教材安排有“閱讀與思考”、“探索與發(fā)現(xiàn)”、“實(shí)習(xí)作業(yè)”等內(nèi)容。這些內(nèi)容的完成同樣離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)，要實(shí)驗(yàn)就必須建立自己的實(shí)驗(yàn)室。

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)學(xué)課堂也發(fā)生了更多的變化。在教育部教育裝備研究與發(fā)展中心“中小學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的研究”課題下，越來(lái)越多的學(xué)校開(kāi)始在數(shù)學(xué)學(xué)科的教學(xué)中引入新的信息技術(shù)，開(kāi)啟新的教學(xué)模式，通過(guò)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程使學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)和提出問(wèn)題，學(xué)會(huì)獨(dú)立思考，經(jīng)實(shí)踐歸納得到猜想和結(jié)論，旨在從數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)開(kāi)始，通過(guò)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)或?qū)嵺`，助力廣大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，為數(shù)學(xué)學(xué)科建設(shè)工作作出了突破性的貢獻(xiàn)。

二、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)意義

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室，顧名思義，數(shù)為數(shù)學(xué)，理為道理，即用數(shù)學(xué)理解世間萬(wàn)物的運(yùn)行道理。數(shù)學(xué)是科學(xué)之母，是最嚴(yán)謹(jǐn)?shù)幕�礎(chǔ)學(xué)科，運(yùn)用準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)符號(hào)，準(zhǔn)確表達(dá)問(wèn)題、過(guò)程和結(jié)果。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室，不僅強(qiáng)調(diào)學(xué)科教學(xué)中的作用和意義，增強(qiáng)青少年數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的實(shí)踐應(yīng)用，同時(shí)通過(guò)國(guó)內(nèi)國(guó)際創(chuàng)新教育領(lǐng)域的交流，旨在搭建數(shù)學(xué)實(shí)踐與創(chuàng)新教育的交流平臺(tái)：

    為學(xué)校提供數(shù)學(xué)創(chuàng)新教育的新模式；

為教師提供數(shù)學(xué)教學(xué)與實(shí)踐的新方法；

    為學(xué)生提供數(shù)學(xué)跨學(xué)科學(xué)習(xí)和思想爆發(fā)的學(xué)習(xí)平臺(tái)；

無(wú)論是義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)還是普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)，都在多次強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生“動(dòng)手實(shí)踐、自主探索、發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新”的數(shù)學(xué)教學(xué)理念。我們知道理、化、生學(xué)科都有自己的實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生在其中“動(dòng)手實(shí)踐、自主探索、發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新”，數(shù)學(xué)能不能也像理、化、生一樣建立起自己的實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生在其中“動(dòng)手實(shí)踐、自主探索、發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新”呢？

數(shù)學(xué)能不能實(shí)驗(yàn)？數(shù)學(xué)怎樣實(shí)驗(yàn)？數(shù)學(xué)能實(shí)驗(yàn)什么？數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)容是怎樣的？數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室的儀器設(shè)備或者環(huán)境要求是怎樣的？

G·波利亞曾指出：“數(shù)學(xué)像是一門(mén)系統(tǒng)的演繹科學(xué)；另一方面，創(chuàng)造過(guò)程中的數(shù)學(xué)， 看起來(lái)卻像是一門(mén)試驗(yàn)性的歸納科學(xué)”。著名的數(shù)學(xué)家弗賴(lài)登塔爾也曾指出：“要實(shí)驗(yàn)真正的數(shù)學(xué)教育，必須從根本上以不同的方式組織教學(xué)，否則是不可能的。在傳統(tǒng)的課堂里。再創(chuàng)造方法不可能得到自由的發(fā)展。它要求有個(gè)實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生可以在那里獨(dú)立學(xué)習(xí)或是小組合作”。

設(shè)立數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室有以下幾個(gè)顯著意義：

（1）改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，提高學(xué)生的動(dòng)手能力。

（2）建立新型的師生關(guān)系，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。

（3）變“學(xué)”數(shù)學(xué)為“做”數(shù)學(xué)，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性 。

（4）設(shè)立數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室，有利于高中數(shù)學(xué)課程的研究與開(kāi)發(fā)。

（5）開(kāi)設(shè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，能有效地促進(jìn)教師教學(xué)方式的的轉(zhuǎn)變。

 三、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室的功能與特點(diǎn)

1、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。數(shù)學(xué)探究實(shí)驗(yàn)儀器對(duì)學(xué)生思維方法的培養(yǎng)和鍛煉，對(duì)于學(xué)生的創(chuàng)新能力的形成極為有利。

2、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室有利于分組實(shí)驗(yàn)，合作交流。部分?jǐn)?shù)學(xué)探究實(shí)驗(yàn)儀器提供分組實(shí)驗(yàn)環(huán)境，學(xué)生利用分組實(shí)驗(yàn)環(huán)境，共同設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，證實(shí)實(shí)驗(yàn)，得出探究結(jié)論，促進(jìn)學(xué)生合作學(xué)習(xí)。

3、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室方便于研究性學(xué)習(xí)的開(kāi)展。每一套試驗(yàn)裝置是一個(gè)極好的研究性課題，學(xué)生對(duì)這一課題的研究都可以獲得多方面的知識(shí)和規(guī)律。

4、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室可以提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。學(xué)生可以動(dòng)手試驗(yàn)，還可以根據(jù)儀器的啟發(fā)，動(dòng)手進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造。

5、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室對(duì)于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)可以起到低耗時(shí)、高效率立竿見(jiàn)影的效果。每套儀器含蓋著很多問(wèn)題和習(xí)題，而且一試就明白，可以起到以一當(dāng)十，以一當(dāng)百的效果。

6、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室配備的數(shù)學(xué)探究?jī)x器實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，趣味性強(qiáng)，能激發(fā)學(xué)生的探究興趣。數(shù)學(xué)探究實(shí)驗(yàn)儀器能引起學(xué)生的興趣，增強(qiáng)求知欲，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使快樂(lè)物理、快樂(lè)化學(xué)和快樂(lè)生物等變成現(xiàn)實(shí)。

7、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室配備的數(shù)學(xué)探究實(shí)驗(yàn)儀器具有科學(xué)性和指向性。數(shù)學(xué)探究實(shí)驗(yàn)儀器符合科學(xué)原理和有關(guān)規(guī)范，能揭示科學(xué)規(guī)律；啟發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，使數(shù)學(xué)探究實(shí)驗(yàn)儀器與問(wèn)題有聯(lián)系，突出研究?jī)?nèi)容。

8、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室配備的數(shù)學(xué)探究實(shí)驗(yàn)儀器具有真實(shí)性、簡(jiǎn)易性和穩(wěn)定性。數(shù)學(xué)探究實(shí)驗(yàn)儀器十分貼近現(xiàn)實(shí)生活而具有真實(shí)性；應(yīng)符合學(xué)生認(rèn)知水平，貼近學(xué)生實(shí)際，易操作；從準(zhǔn)備到使用時(shí)保持性能不變化，確保實(shí)驗(yàn)成功。

9、具有探究性?xún)?nèi)涵。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室配備的數(shù)學(xué)探究實(shí)驗(yàn)儀器區(qū)別于傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)儀器之處在于：不僅限于儀器，還配備了與儀器配套的探究課題和實(shí)驗(yàn)活動(dòng)設(shè)計(jì)；根據(jù)新《課標(biāo)》的要求，探究實(shí)驗(yàn)的主體是學(xué)生探究性思維、探究性方法的培養(yǎng)，體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)上就是學(xué)生根據(jù)探究課題，自己設(shè)計(jì)、組織實(shí)驗(yàn)，分析、解決問(wèn)題的過(guò)程，即：探究性?xún)?nèi)涵。脫離了探究性?xún)?nèi)涵的實(shí)驗(yàn)不能稱(chēng)之為探究性實(shí)驗(yàn)。

10、實(shí)驗(yàn)類(lèi)型豐富、涉擊的知識(shí)面廣。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室配備的數(shù)學(xué)探究實(shí)驗(yàn)儀器涉及力學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、聲學(xué)等多方面的內(nèi)容，有以激發(fā)學(xué)生、幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和提出問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)，有提供學(xué)習(xí)所必須的硬性材料的實(shí)驗(yàn)，有探究概念原理的實(shí)驗(yàn)，有聯(lián)系技術(shù)和生活的實(shí)驗(yàn)等等。

11、具有安全性。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室配備的數(shù)學(xué)探究實(shí)驗(yàn)儀器符合安全性要求，使用必須保證不出危險(xiǎn)，確保人身安全。