“中学数学”实验室建设项目可行性论证报告
一、数学实验室建设政策背景
根据国家颁布的《国家中长期教育改革和发展规划纲要》指出：“信息技术对教育发展具有革命性影响，必须予以高度重视。”强调“强化信息技术应用，提高教师应用信息技术水平，更新教学观念，改进教学方法，提高教学效果。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。”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、数学软件等进行探索和发现。
《国务院关于印发国家教育事业发展“十三五”规划的通知（2017）》强调：注重激发学生学习兴趣、科学兴趣和创新意识，加强科学方法的训练，逐步培养学生逻辑思维与辩证思维的能力。充分利用各类社会科技教育资源，大力开展校内外结合的科技教育活动，加强对学生科学素质、信息素养和创新能力的培养。推动合作探究式学习，倡导任务驱动学习，提高学生分析解决问题的能力。学校办学条件明显改善，教育信息化实现新突破，形成信息技术与教育融合创新发展的新局面，学习的便捷性和灵活性明显增强。教育教学改革取得重要进展，学生的思想道德素质、科学文化素质、身心健康素质明显提高，社会责任感、法治意识、创新精神和实践能力显著增强，学业水平和自主学习、终身学习能力全面提升。
《数学课程标准（2017）》首次提出了数学区别与其它学科的核心素养包括：数学抽象，逻辑推理，数学建模、直观想象，数学运算，数据分析。数学学科核心素养的培养，要通过学科教学和综合实践活动课程来具体实施。第一，数学学科教学活动是数学学科素养培养的主要途径。第二，研究性学习综合实践活动课程是数学学科素养培养的重要途径。由于研究性学习属于综合课程，所以必然包含数学学科的相关知识内容，又由于其实践活动课程的特点，对数学建模、数学抽象、数学推理等方面都有较高的要求。第三，青少年科技创新活动是数学学科素养培养的很好途径。在活动中培养和提高相关的数学学科素养，可以起到单纯的学科教学难以起到的作用。课程标准还指出：“学生的数学学习内容应当是现实的，有意义的，富有挑战性的，这些内容要有利于学生主动地进行观察、实验、猜测、验证、推理与交流等数学活动”。再从《数学新课程标准》内容来看，新增加了数学实习作业、“实践与综合应用”、 数学建模、数据分析、概率统计等内容。而这些内容实践性与操作性都很强。数学实验室的设立，可以有效的落实这些新增内容，为教学提供很好的学习研究环境。同时新教材对数学实验也提出了新的要求。例如人教版新教材安排有“阅读与思考”、“探索与发现”、“实习作业”等内容。这些内容的完成同样离不开实验，要实验就必须建立自己的实验室。
随着现代信息技术的飞速发展，数学课堂也发生了更多的变化。在教育部教育装备研究与发展中心“中小学数学实验室建设的研究”课题下，越来越多的学校开始在数学学科的教学中引入新的信息技术，开启新的教学模式，通过数学实验课程使学生自己发现和提出问题，学会独立思考，经实践归纳得到猜想和结论，旨在从数学实验活动开始，通过动手实验或实践，助力广大学生创新能力的培养，为数学学科建设工作作出了突破性的贡献。
二、数学实验室建设意义
数学实验室，顾名思义，数为数学，理为道理，即用数学理解世间万物的运行道理。数学是科学之母，是最严谨的基础学科，运用准确的数学符号，准确表达问题、过程和结果。数学实验室，不仅强调学科教学中的作用和意义，增强青少年数学基础知识的实践应用，同时通过国内国际创新教育领域的交流，旨在搭建数学实践与创新教育的交流平台：
为学校提供数学创新教育的新模式；
为教师提供数学教学与实践的新方法；
为学生提供数学跨学科学习和思想爆发的学习平台；
无论是义务教育数学课程标准还是普通高中数学课程标准，都在多次强调让学生“动手实践、自主探索、发现创新”的数学教学理念。我们知道理、化、生学科都有自己的实验室，让学生在其中“动手实践、自主探索、发现创新”，数学能不能也像理、化、生一样建立起自己的实验室，让学生在其中“动手实践、自主探索、发现创新”呢？
数学能不能实验？数学怎样实验？数学能实验什么？数学实验室内容是怎样的？数学实验室的仪器设备或者环境要求是怎样的？
G·波利亚曾指出：“数学像是一门系统的演绎科学；另一方面，创造过程中的数学， 看起来却像是一门试验性的归纳科学”。著名的数学家弗赖登塔尔也曾指出：“要实验真正的数学教育，必须从根本上以不同的方式组织教学，否则是不可能的。在传统的课堂里。再创造方法不可能得到自由的发展。它要求有个实验室，学生可以在那里独立学习或是小组合作”。
设立数学实验室有以下几个显著意义：
（1）改变学生的学习方式，提高学生的动手能力。
（2）建立新型的师生关系，激发学生学习数学的兴趣。
（3）变“学”数学为“做”数学，充分调动了学生学习数学的积极性 。
（4）设立数学实验室，有利于高中数学课程的研究与开发。
（5）开设数学实验，能有效地促进教师教学方式的的转变。
三、数学实验室的功能与特点
1. 数学实验室有利于培养学生的创新能力。数学探究实验仪器对学生思维方法的培养和锻炼，对于学生的创新能力的形成极为有利。
2. 数学实验室有利于分组实验，合作交流。部分数学探究实验仪器提供分组实验环境，学生利用分组实验环境，共同设计实验，证实实验，得出探究结论，促进学生合作学习。
3. 数学实验室方便于研究性学习的开展。每一套试验装置是一个极好的研究性课题，学生对这一课题的研究都可以获得多方面的知识和规律。
4. 数学实验室可以提高学生的动手实践能力。学生可以动手试验，还可以根据仪器的启发，动手进行发明创造。
5. 数学实验室对于提高学生的学习成绩可以起到低耗时、高效率立竿见影的效果。每套仪器含盖着很多问题和习题，而且一试就明白，可以起到以一当十，以一当百的效果。
6. 数学实验室配备的数学探究仪器实验现象明显，趣味性强，能激发学生的探究兴趣。数学探究实验仪器能引起学生的兴趣，增强求知欲，激发学生的学习兴趣，使快乐物理、快乐化学和快乐生物等变成现实。
7. 数学实验室配备的数学探究实验仪器具有科学性和指向性。数学探究实验仪器符合科学原理和有关规范，能揭示科学规律；启发学生发现问题，使数学探究实验仪器与问题有联系，突出研究内容。
8. 数学实验室配备的数学探究实验仪器具有真实性、简易性和稳定性。数学探究实验仪器十分贴近现实生活而具有真实性；应符合学生认知水平，贴近学生实际，易操作；从准备到使用时保持性能不变化，确保实验成功。
9. 具有探究性内涵。数学实验室配备的数学探究实验仪器区别于传统的实验仪器之处在于：不仅限于仪器，还配备了与仪器配套的探究课题和实验活动设计；根据新《课标》的要求，探究实验的主体是学生探究性思维、探究性方法的培养，体现在实验上就是学生根据探究课题，自己设计、组织实验，分析、解决问题的过程，即：探究性内涵。脱离了探究性内涵的实验不能称之为探究性实验。
10. 实验类型丰富、涉击的知识面广。数学实验室配备的数学探究实验仪器涉及力学、电磁学、光学、声学等多方面的内容，有以激发学生、帮助学生发现问题和提出问题的实验，有提供学习所必须的硬性材料的实验，有探究概念原理的实验，有联系技术和生活的实验等等。
11. 具有安全性。数学实验室配备的数学探究实验仪器符合安全性要求，使用必须保证不出危险，确保人身安全。
