7,效果设计
五、设计原则
1,先进性
遵循有关国际标准和国内外有关的规范要求,采用当今最先进的动态数学软件、电子教室系统等多媒体设备和技术。
2,标准化
严格按照国际和国家标准设计,使教师和学生易于掌握,使得学校易于管理。
3,安全性
实验室具有高度的安全性措施,让学生进行教师进行安全实验、专业研究。
4,可靠性
实验室功能稳定,软硬件设备能保证稳定可靠运行,适应工作环境能力强,故障率低。
5,可扩展性
实验室设计充分考虑到了今后技术的发展,能够方软件和硬件的扩展与升级。
6,易操作性
在计算机中对动态数学软件进行操作,教师计算机可以方便地监控与管理学生的计算机,以方便各种教学形式和教学模式。
7,经济性
在满足实验的软硬件设备各项性能指标和功能要求的前提下,应力求较小的投入成本,追求较高的性能价格比。
8,实用性
提供为开展数学实验而设计的配套数学实验课程,使得数学实验室建立起来之后即可能够投入使用。
六、项目意义
1,有助于国家课程理念的落实
国家教育部于2012年颁布了《义务教育数学课程标准(2011年版)》。其中,基本理念第1条提到:人人都能获得良好的数学教育,不同的人在数学上得到不同的发展;基本理念第2条提到:课程内容要包括数学结果的形成过程,有利于学生体验与理解、思考与探索;要重视过程、直观和直接经验;基本理念第3条提到:教学活动中应具有动手实践与自主探索的学习方式,学生应当有观察、实验、猜测、计算、推理、验证等学习过程;基本理念第5条提到:数学课程的实施应合理地运用现代信息技术,要注意信息技术与课程内容的整合。要充分考虑信息技术对数学学习内容和方式的影响,开发并向学生提供丰富的学习资源,把现代信息技术作为学生学习数学和解决问题的有力工具,有效地改进教与学的方式。
动态数学软件的应用有利于课程标准基本理念和教学实施建议的落实。实际上,从2003年起,国家教育部基础教育课程教材中心在全国20多个省市120多间学校当中启动了动态数学软件运用于国家数学课程改革的实验研究项目(项目编号:CBES-2002-PLAT-(01)),该项目的大量案例和实验数据显示,动态数学软件在实施数学新课程教学的理念、减轻数学教师的负担、提高数学教学的效率、提升数学教
学的质量以及帮助学生理解数学概念、改善学习方式、提高学习数学的兴趣、增加学习数学的积极性、提高数学成绩尤其是提高数学基础较为薄弱的学生的数学成绩等方面发挥了积极、有效的作用。
2,有利于提高教学效率和质量
正视现实、以人为本、立足实践、重视传统的理念和技术,在减轻教师的工作负担、提高工作效率、提升复习备考等方面能够发挥重要而显著的作用。基于动态数学核心的数学实验室的建设和应用应用能够从根本上解决由于教师的专业水准、职业素养所带来的重要影响,从而让绝大多数数学教师都能够高效率、高质量、高水平地完成数学实验教学的工作和任务。
从一线教学实际需求而建设的动态数学实验室及其应用能够为数学教学带来显著而卓越的实效,能够激发教师在数学教学、专业进修、数学研究、指导学生学习过程中主动使用现代教育技术和设备的热情,提高数学教师将现代教育技术和设备有效运用于数学教育各个环节的技术素养。
在过去长达十多年的实验应用过程中,经过大量的实践和数据显示以Hawgent皓骏、GSP、Cabri、GeoGebra、AutoGraph等为代表的动态数学系统在让数学变得更直观、更容易、更有趣、更具有挑战性,在提高学生学习数学的兴趣、激发学生学习数学、思考数学问题的积极性等方面具有积极的作用。通过学生在计算机上动手做数学、激发学生生动脑思考数学,从而帮助学生深刻理解数学概念、灵活解决数学问题,从而进一步提高学生的数学学习成绩。
3,促进教育公平化的进一步发展
在学校、家庭、社会的硬件设施、网络环境日益完善和优化的情况下,基于动态数学核心的数学实验室,是现代教育技术与设备应用于教育教学领域的又一次飞跃性变化。从过去20多年前开始的校校通工程,到后来的班班通,以及现在大家较为关注的电子书包、电子教材等项目,都没有深入考虑和解决好学科教学,尤其是数学等理科教学的根本性问题,所以出现了现代教育技术和装备方面的专家每年都提出新的应用理念,政府和教育部门每年都在现代教育技术和装备领域投入巨资,但一直未见教学质量有明显的提升,教师使用现代教育技术和设备的积极性却逐年下降,家长对学生使用现代教育技术设备的限制越来越严格,现代教育技术和设备遭遇到了“高投入、低产出”的尴尬境地。
针对学科教学的动态数学实验室的深入、有效的应用,将会大大带动数学教学质量的提高,为现代教育技术和设备有效运用与学科教学提供示范性带动作用,促进现代教育技术和设备应用水平的提高,有利于现代教育技术和设备应用工作层次的提升。
动态数学实验室的有效应用在提高学习者学习效率、教育资源优化共享、满足教育对象对教育多样化的需求等方面具有显著的优势和作用,从而更加积极、有效地推动教育公平化的进步。
优秀的动态数学系统和优质的动态数学课程学习资源,更为学习者提供了一个自主学习、研究、探索和创新的平台。基于动态数学核心的数学实验室的大力推广和成功应用,能够大大缩小地区间的差距,
使相对较为落后的地区也能够享用优质的教育资源,使得地区较为偏远、师资较为薄弱的学校的青少年学生也能够通过直观、形象、交互性强、动态性高、开放性的学习资源,提升对数学和科学的兴趣,提高对数学和科学学习的积极性,有利于更大面积地提高本地区青少年的科学文化素养。
七、附录介绍
1,Hawgent皓骏动态数学软件
Hawgent皓骏动态数学软件(Hawgent Dynamic Mathematics,HDM)能够处理几何、代数、三角、概率、统计、算法、微积分等数学知识内容。目前已经实现的核心功能主要包括以下几个方面:
★动态数学作图:能够直接构造出几十种常见的几何图形,当图形被拖动、平移、旋转或放缩过程中,图形之间的几何性质始终保持不变。
★动态曲线绘制:输入函数或方程表达式,即可绘制出对应的曲线;可以是显性方程、参数方程或极坐标方程;函数或方程的表达式中的系数、自变量范围、曲线样点的个数等属性均能带有参数,当参数改变时曲线的性质也会发生改变。