二、建设依据
1，政策依据
（1）国家中长期教育改革和发展规划纲要
国务院颁布的《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010年-2020年)》关于创新人才培养方面提到“注重学思结合，倡导启发式、探究式、讨论式、参与式教学，帮助学生学会学习。激发学生的好奇心，培养学生的兴趣爱好，营造独立思考、自由探索、勇于创新的良好环境。信息技术对教育发展具有革命性影响，必须予以高度重视。充分利用优质资源和先进技术，整合现有资源，构建先进、高效、实用的数字化教育基础设施”，并进一步强调“鼓励学生利用信息手段主动学习、自主学习，增强运用信息技术分析解决问题能力”。
（2）国家教育部基础教育课程改革指导纲要
国家教育部颁布的《基础教育课程改革指导纲要》把“以学生发展为本”作为新课程的基本理念，提出“改变过于强调接收学习，死记硬背，机械训练的现状，倡导学生主动参与，乐于研究，勤于动手”。把信息技术当做是实现基础教育阶段数学课程基本理念的基本手段和基本工具。提倡“学生学习应当是一个生动活泼的、主动的和富有个性的过程。认真听讲、积极思考、动手实践、自主探索、合作交流等，都是学习数学的重要方式。学生应当有足够的时间和空间经历观察、实验、猜测、计算、推理、验证的活动过程”。
（3）国家普通高中阶段数学课程标准
国家教育部制订的普通高中阶段的数学课程标准提倡利用现代教育技术和设备呈现以往教学中难以呈现的课程内容，尽可能使用各种数学教育技术工具、
科学型计算器，加强数学教学与信息技术的结合．鼓励学生运用计算机、数学软件、计算器等进行探索和发现，在课程基本理念中强调“倡导积极主动、勇于探索的学习方式，倡导自主探索、动手实践、合作交流等学习数学的方式。应当设立数学探究、数学建模等学习活动，为学生形成积极主动的、多样的学习方式创造条件，以激发学生的数学学习兴趣，从而养成独立思考、积极探索的习惯。
国家数学课程标准鼓励和建议有条件的学校应该建立数学实验室，供学生使用。
（4）国家普通高中理科仪器配备标准
国家教育部制订的新一轮《高中理科教学仪器配备标准》，已经把动态数学教学软件、图形计算器、数学教学仪器等设备作为必修课程栏目中的“必配”项目或“基本”内容。可见，本方案所列举的所有核心工具和内容已经是学校完成教育部规定的数学课程标准所规定的教学任务所应具备的常规教学设备、教学软件和教学工具，是学校办学的基本条件和必备设施。
2，现状分析
（1）数学的应用越来越广泛越来越深入
人类进入21世纪以来，信息技术得到了迅猛的发展，它的应用在各行各业当中无处不在。而以信息技术为代表的高新技术其本质就是数学技术，因此可以信息时代就是数学时代。可以说，当今社会对数学教育无疑提出了比以往任何时代都更高的要求，数学的应用领域极大地拓宽了，应用数学的人群也不仅限于从事理工科工作的人员，更多的人在自己的工作中需要用到数学。可以说，在未来
世界中哪个国家或地区的公民取得了优秀的数学教育，那么这个国家或地区在世界竞争中必将占据先机和主动。
（2）数学教育却面临着前所未有的挑战
由于数学自身的高度抽象性，使得大多数学生无法真正理解数学的本质，只能疲惫于记忆数学的概念、定理和公式，以便应付无法逃避的考试。因此，数学枯燥、数学难学，成为越来越多的青少年对数学最直接的感受。能否把看似复杂、抽象的数学问题变得容易一些？能否抓住数学的本质使学生多一些理性的思考而少一些机械的记忆？能否让学生在学习过程中领悟到生动、活泼的数学思想方法从而能够举一反三、以一当十？因此，数学教育以及数学教育的改革成当今世界各国最为关注的课题。
（3）技术为数学教育的发展带来了机遇
当社会的许多领域都在享受信息技术的发展所带来的进步成果的时候，数学教育自然也对信息技术的进步寄以厚望：技术能否使抽象的数学变得更直观、更容易理解？技术能否让数学变得更有趣、更有引力？技术能否提高学生学习数学的兴趣和积极性？技术能否让更多的青少年提高数学成绩？动态数学软件（Dynamic Mathematics Software）的出现，让这种愿望变成了现实。过去近30年间，动态数学软件在数学教育中的作用和价值在全世界范围内得到了充分的肯定与广泛的认可。
（4）技术与数学的结合展示了诱人前景
技术运用于数学研究、数学学习和数学教学，有很多事情可以做。例如，通过计算机直观地展示抽象的数学结论，将抽象的数量关系通过直观的图形体现；借助计算机高效地验证复杂的数学结论，将复杂的运算技巧转化为程序化的机械
性操作；利用计算机地探索未知的数学结论，使缜密的逻辑推理转变为实验化的归纳演绎。更进一步，著名的“四色问题”在计算机上成功解决、因特网梅森素数大搜索项目、计算机自动推导和证明几何问题的深入研究等等，都向我们展示了在技术的支撑和条件下数学研究的光明与诱人前景。
（5）数学实验室建设之后使用效率低
数学实验室在基础教育阶段尤其是初中与高中阶段的学校当中，从三年前的零零星星出现，到现在的星火燎原之势。尤其是在北京、上海、广州、深圳等地已经取得了突破性的发展，具不完全统计，爱全国范围内建设了数学实验室的高级中学已经不少于300所。
能够取得如此振奋人心成就，主要归功于教育部教育装备部门主要领导的高瞻远瞩以及各级教育主管部门对数学实验室建设的大力支持。
数学实验室近几年像雨后春笋般的在全国各地涌现，应该说数学实验室整体方案的提供企业和数学实验室仪器装备的生产厂家的积极推广工作也起到了至关重要的作用。
各个地区、各个学校所建设的数学实验室从理念到方案、从设计到装备、从工具到内容都大相径庭，由此可见一斑。
有的以某品牌的图形计算器为技术核心搭建的数学实验室； 有的以略显单一的立体几何模型为主要内容搭建的数学实验室； 有的以几款简陋的数学教具和仪器外加电脑而摆设成的数学实验室； .... ....
但是它们也存在一个共同特点，那就是为了建设而建设，为了装备而装备。建设与装备之后，除了应付上级的检查以及为了配合商家的宣传而进行表演型的
教学应用之外，平时基本处于闲置状态。
三、需求分析
1，本位要求
数学实验室需要为数学教育提供全方位的支持和服务。
在数学教学活动中，教师和学生需要进行画图、测量、计算、推理以及书写公式等各种各样的工作。根据国家规定的数学课程内容来说，这些任务又可以细分为以下几个方面：
绘制平面或空间几何图形或构造几何关系； 根据函数表达式或者方程绘制对应的曲线； 进行动态的平移、旋转、放缩等变换过程； 测量和计算，包括对测量结果的各种运算； 基于平面几何或空间几何的推理与运算； 设计并开展随机实验，并记录过程中的数据； 收集和处理数据，绘制统计表格和统计图表； 学习编程并运行程序，利用编程完成各种任务； 控制点的运动过程，对所要研究的对象进行跟踪。 ? ?
数学实验室的搭建能够为这些工作提供全方位的支持，使得这些基本的任务能够轻松而简单的实现。
2，教学需求
动态数学实验室的搭建要为数学教学的各种任务和目的提供服务，主要包括以下几个方面：
成为突破思维释惑解难的园地
许多数学概念非常抽象、非常难懂，因此，随着学习的不断深入许多学生的数学成绩不断一直下降。
在这种情况下，可以走进数学实验室，通过动手、操作观察，让抽象的数学概念在计算机的屏幕上直观、形象地展示出来，将难懂的问题变得能够理解、容易理解了。同时，由于技术在展示动态图形方面的优势，能够让复杂的问题变得简单，让枯燥的知识变得生动，从而帮助学生建立具体的、形象的认识。最后，再进一步通过形象思维上升到抽象思维。
成为学以致用数学创作的平台
与传统教学过程中需要整天面对的概念、定理、公式、例题和作业相比较来说，漂亮的图形、生动的变换和动画更能吸引学生的注意力和兴趣。事实上，对于这些处在中学阶段的