基于图形计算器新技术 带来数学实验更多的技术

随着教育改革的日益深入，为满足社会对教育多样化、多选择的要求，南京市人民中学计划2015年恢复“南京市汇文女子中学”的校名，恢复女校模式，希望能充分利用学校女性教育的优良传统和办学特色，有效扩大优质资源，形成自己的办学风格，凸显个性，在推进普通高中多样化发展的道路上走出一条新路。
　　一、数学实验室项目的建设
　　早在2011年10月，南京市教育装备与勤工俭学办公室和相关学校装备建设人员在全市范围内对人民中学、第三中学、第十三中学、田家炳高级中学、雨花台中学等校的“数学实验室”专项工作展开了多方位、多层次的调研工作。建设之初，为了数学实验室建设的实用性与科学性，多个厂商在我校现场搭建真实环境，由师生及相关建设人员实地授课体验。参加体验的各校数学教师与信息中心人员开展了多次交流研讨会，最终确定了我校数学实验室的设备型号与建设方案。
　　2012年6月，经过南京市教育装备与勤工俭学办公室政府采购的公开招标，我校结合实际需求情况，确定了数学实验室技术、产品建设的厂商。陈仲翔校长亲自参与了数学实验室的建设，提出了很多独特的建设性指导意见。学校相关部门在建设过程中严把质量关，设计的实验桌使用方便，物品收纳柜美观大方；安装的计算机系统软件稳定先进。学校信息技术中心与技术公司密切配合，先后开展了图形计算器软硬件使用方法与技巧、数学实验室与课程整合案例分析、网络教室教学管理软件、交互式白板使用方法等方面的培训与研讨。
　　二、数学实验室应用的探索与拓展
　　我校数学实验室的计算机安装了几何画板、超级画板、三维立体几何模型、Microsoft Mathematice等数学学科学习辅助软件，还配备了数学立体几何模型教具，为学生提供了探究数学知识的环境。为了方便图形计算器走进课堂，实验室特采用无线网络教学，配备了无线路由器和接收器，打造出移动实验室。此外，为开发数学室的资源，构建多样化的实验室，我们还配备了物理温度敏感器，安装了Google Earth帮助学生学习地理知识。
　　1.普及使用
　　图形计算器是数学实验室的核心设备，为了建成后的数学实验室发挥最大功效，普及图形计算器的使用，我们邀请了科技公司工作人员分别对全体数学教师、学生进行了培训，除确保每位数学教师一台机器，还定期向学生开放机器，鼓励他们利用数学实验室的设备进行探究和学习。我们的理念是“宁愿用坏也不能摆坏”，尽可能提高机器的使用率，发挥它的教学作用。
　　2.加强教科研活动
　　实验室建设之初，笔者深入钻研，带领高二学生多次精心探究，谋求创新，首次尝试用图形计算器开设了关于三角函数的公开课。新颖的教学模式，活跃的课堂氛围，让各位教师体会到了图形计算器的优越性，对数学实验室的建设给予了大力支持。教研活动中，一些教师就数字数学实验室的探究方法、软件研发方向等提出了很多建设性的意见。为推动图形计算器的教学，提高教师的信息技术应用水平，更新教学观念，我校数学组教师还参加了全国课题“图形计算器与高中数学教学整合研究”。在课题研究过程中，组内教师通过网络学习和校际交流等各种形式积极参与到图形计算器的研究工作中，并取得了阶段性进展。我们希望数学实验教学能激发学生“学数学、用数学、感受数学、研究数学”的兴趣。
　　3.开展数学社团活动
　　本着以学生发展为本的思想，我校数学组利用数学实验室开展了形式多样的数学社团活动，如数学讲座、数学知识竞赛、图形计算器培训等。通过组织数学社团，激发了学生学习数学的兴趣，磨炼了他们的意志，增进了同学间的友谊，数学爱好者和特长生的队伍逐步扩大。经过多次图形计算器的培训，学生渐渐爱上了这个“口袋机”，图形计算器拉近了数学与学生的距离，让学生感受到数学的美和学数学的快乐。数学社团活动开展得有声有色，活动中涌现了不少高手，他们借助图形计算器创造了许多精美的图形作品（如图1所示）。值得一提的是我校陈舟同学在“卡西欧杯2013年全国高中数学图形计算器应用能力竞赛”中取得了第三名、南京市第二名的佳绩。
　　三、数学实验室的成效
　　抽象的数学符号，深奥的数学定理，常使学生对数学产生畏惧感。怎样才能让孩子们爱上数学呢？怎样才能让数学课堂独具魅力、充满生命活力呢？显然，传统的填鸭式教学模式已经不能适应教学的要求，我们需要探究新的教学模式。借助图形计算器开展的数学操作性实验给数学课堂带来了生机和活力。通过自我探究、亲自演示，学生见证的是数学这座大楼的建设过程而不是大楼本身，消除了学生对数学在认知上的神秘感和恐惧感。在实际使用过程中，我们深刻地体会到图形计算器的优势。
　　1.操作简单，功能多样，便捷可移动
　　图形计算器具有代数运算、函数作图和图像分析、数据统计等高级功能。特别是函数作图和图像分析功能非常强大，以往用几何画板绘制圆锥曲线非常麻烦，但是利用图形计算器只需输入圆锥曲线的方程就可以绘制图像，还可以分析圆锥曲线的焦点及其他基本性质。我校数学实验室采用的是无线网络教学，通过路由发射器和接收器可以将图形计算器带入课堂，提高了图形计算器的使用率。
　　2.有利于“数形结合思维”的训练
　　图形计算器具有将学科知识概念由“隐形”转向“显性”的功能，这有利于培养学生感受、收集和处理信息的能力。图形计算器有助于学生更好地理解函数的特性，理解图形与代数表示法之间的关系。经过一年的培训，学生基本熟练掌握了图形计算器的使用，图形计算器强大的功能让他们震惊，他们在不断发掘新功能，比如用机器画美丽的图案，绘制动态图像等。
　　3.图形计算器让数学课堂更生动
　　高中的数学课堂，许多内容比较抽象，很难让学生感受到数学在生活中的实用性。而图形计算器给了学生一种直观的新鲜感，大大刺激了学生的视觉感官，从而激发了学生的学习热情，也改变了以往教师教、学生听的教学模式，让学生自己动手参与到数学实验中，共同探究知识的由来，体会概念的本质。
　　图形计算器不仅走进了数学课堂，更走进了学生的生活。尝试图形计算器教学后，在课间，班里鲜有发现孩子玩手机了，他们更多的是在探讨图形计算器的使用，相互比拼，看谁绘制的图像更漂亮，看谁发现了新功能。更让我们意外的是，这个“小口袋机”竟然促进了后进生的转变，一些原本成绩不太理想的学生为了探究图形计算器的更多用途，发奋学习数学，并积极参加图形计算器的各种比赛，学习成绩和态度发生了很大的转变。
　　四、结束语
　　数学实验室的用途是多样的，图形计算器的功能是强大的，这些都有待于我们日后在教学中不断探究，希望有更多的学科教师参与研究实践，让数字数学实验室真正成为师生创新探究的快乐空间。